2024年高考物理二輪復(fù)習(xí)專題- 原子物理與物理學(xué)史- 原子與原子核（原卷版）

2024年高考物理二輪復(fù)習(xí)專題-原子物理與物理學(xué)史?原子與原子核

一.原子核的哀變及半哀期、哀變速度

1.（2024?青羊區(qū)校級(jí)模擬）下列四幅圖分別對(duì)應(yīng)四種說(shuō)法，其中說(shuō)法正確的是（）

A.圖甲中，當(dāng)滑片P向右滑到一定程度時(shí)，電流表沒(méi)有示數(shù)

B.圖乙中，氫原子從n=2能級(jí)跌遷到n=l能級(jí)輻射出一個(gè)光子后，電勢(shì)能減小，動(dòng)能增大，總能量增

大

C.圖丙中，說(shuō)明氫原子核衰變時(shí)，每過(guò)3.8天，發(fā)生衰變的原子核數(shù)目保持不變

D.圖丁中，可以推斷出，氧原子核（超0）比鋰原子核（$Li）更穩(wěn)定

2.（2024?南寧一模）醫(yī)學(xué)影像診斷設(shè)備PET/CT是借助于示蹤劑可以聚集到病變部位的特點(diǎn)來(lái)發(fā)現(xiàn)疾病

的。示蹤劑常利用同位素1C作示蹤原子標(biāo)記，其半衰期為20而n。小型回旋加速器輸出的高速質(zhì)子轟擊

LN獲得*C，同時(shí)還釋放一種粒子的射線。則下列說(shuō)法正確的是（）

A.用高速質(zhì)子轟擊;4郎生成：匕的同時(shí)釋放的粒子是中子

B.用高速質(zhì)子轟擊;4口生成粘C的同時(shí)釋放的粒子是。粒子

C.當(dāng)*C聚集到病變部位時(shí)，其半衰期會(huì)發(fā)生變化

D.用高速質(zhì)子轟擊;4。在一次核反應(yīng)過(guò)程中，核反應(yīng)前:用n質(zhì)子的質(zhì)量之和，一定與核反應(yīng)后"與

所釋放的這種粒子的質(zhì)量之和完全相同

3.（2024?天心區(qū)校級(jí)模擬）■尿素呼氣試驗(yàn)是現(xiàn)在醫(yī)院檢測(cè)病人有沒(méi)有感染幽門螺桿菌（Hp）的重

要手段之一。病人服用的被碳14標(biāo)記的藥物，會(huì)在幽門螺桿菌分泌物的作用下轉(zhuǎn)變成被碳14標(biāo)記的二氧

化碳經(jīng)呼吸作用排出。若檢測(cè)過(guò)程中藥物中的碳14在單位時(shí)間內(nèi)衰變的次數(shù)為n,被碳14標(biāo)記的二氧化

碳會(huì)在病人服藥I小時(shí)之后的7個(gè)小時(shí)內(nèi)均勻排出，現(xiàn)采集病人服用藥物2小時(shí)后在三分鐘內(nèi)呼出的氣

體,己知碳14的半衰期足夠長(zhǎng)，則采集到的病人呼出的氣體中碳14在單位時(shí)間內(nèi)衰變的次數(shù)約為

()

A.—B.C.D.

70140800160

4.（2024?重慶模擬）自然界中的放射性原子核瑞2Th經(jīng)過(guò)多次。和0衰變，最終衰變成穩(wěn)定的原子核

：8pb，在這一過(guò)程中，可能發(fā)生的衰變是（）

A.渺L需At+2jeB.g|4Ra-||°Rn+|He

C?就即一845po+2HeD.譚FLL工

二.原子核的人工轉(zhuǎn)變

5.（2024?海南）2023年6月7日，國(guó)家核安全局給予中國(guó)科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所核反應(yīng)堆運(yùn)行許可

證,世界首個(gè)首基反應(yīng)堆在甘?在甘武威市正式運(yùn)行,銃總儲(chǔ)量夠全球用2萬(wàn)年.征原子核反應(yīng)過(guò)程為

2N1233233加

+Th

coThon9O9OThPa-彳判+丫，下列說(shuō)法正確的是（）

》91

A.三個(gè)核反應(yīng)都是衰變反應(yīng)B.X為中子

C.Y是來(lái)自于原子核外的電子D.針原子核含2Th有142個(gè)中子

6.（2024?成都模擬）下列說(shuō)法正確的是（）

A.居里夫人最早發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象

B.盧瑟福依據(jù)a粒子散射實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象提出了原子的核式結(jié)構(gòu)理論

C.愛(ài)因斯垣最先提出了微觀領(lǐng)域的能量量子化概念

D.查德威克通過(guò)核反應(yīng)”N+,He-Jo+lH發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子

r4O1

三.結(jié)合能與比結(jié)合能

7.（2024?寧波模擬）2023年8月24日，日本福島第一核電站啟動(dòng)核污染水排海，引起了全球社會(huì)各界

的高度關(guān)注和深切擔(dān)憂。核污染水中含有的篩;、錮-90、鈉-137、碘-129等放射性元素，都有可能對(duì)

人類和自然界造成損害。其中錮（器Sr）半衰期為3（）年，它經(jīng)（3衰變轉(zhuǎn)變?yōu)殁o核。下列說(shuō)法正確的是

（）

A.鈕原子核內(nèi)有52個(gè)中子B.鈕核的比結(jié)合能比錮核大

C.100個(gè)錮原子核經(jīng)過(guò)30年，還剩50個(gè)D.鈿經(jīng)通過(guò)0衰變產(chǎn)生的電子來(lái)自錮原子的核外電子

8.（2024?江蘇模擬）在恒星內(nèi)部發(fā)生的核反應(yīng)；H+X-Y和；H+Y6氏0中，乂、Y代表兩種不同的原

子核，則（）

A.X、Y是同位素B.X的結(jié)合能比Y的大

5

C.Y的核子數(shù)與等D.X的中子數(shù)為7

9.（2024?徐州二模）吸煙有害健康，煙草中含有放射性元素缽210,衰變方程為2°Po-X+々Ha

衰變產(chǎn)生的a粒子對(duì)肺組織會(huì)造成損傷。下列說(shuō)法正確的是（）

A.a粒子很容易從肺穿到體外B.X核的核子數(shù)是82個(gè)

C.X核的比結(jié)合能比2°Po的大D.升高溫度可以加快*°Po的衰變

10.（2024?呂梁一模）在物理學(xué)中圖像可以直觀地反映物理量之間的關(guān)系，如圖所示，甲圖是光電管中

光電流與電壓關(guān)系圖像，乙圖是c、d兩種金屬遏止電壓與入射光頻率之間的關(guān)系圖像，丙圖是放射性元

素氮的質(zhì)量和初始時(shí)質(zhì)量比值與時(shí)間之間的關(guān)系圖像，丁圖是原子核的比結(jié)合能與質(zhì)量數(shù)之間關(guān)系圖像,

下列判斷正確的是（）

A.甲圖中，a光的頻率大于b光的頻率B.乙圖中，金屬c的逸出功大于金屬d的逸出功

C.丙圖中，每過(guò)3.8天要衰變掉質(zhì)量相同的氨D.丁圖中，質(zhì)量數(shù)越大比結(jié)合能越大

11.（2024?長(zhǎng)安區(qū)一模）本地時(shí)間2023年8月24日下午1點(diǎn)，日本政府正式開(kāi)始向太平洋排放處理過(guò)

的福島第一核電站“核污水”?！昂宋鬯敝泻写罅康捏找约拌F141、軌92、錮90等兒十種放射性兀

素，其中羽Sr的半衰期為28年，衰變方程為駕Sr—猊+?1+下列說(shuō)法正確的是（）

JOOO1

A.衰變方程中釋放出電子，說(shuō)明:Sr原子核中存在電子

B.100個(gè)駕Sr原子核經(jīng)過(guò)56色，還將剩余25個(gè)駕Sr原子核未衰變

JO

C.隨著海水溫度的變化，:Sr原子核的半衰期會(huì)發(fā)生變化

9O9O

D

.38Sr的比結(jié)合能比39Y的比結(jié)合能小

四.質(zhì)量虧損與質(zhì)能方程

12.（2024?興慶區(qū)校級(jí)一模）研究表明原子核核子的平均質(zhì)量（原子核的質(zhì)量除以核子數(shù)）與原子序數(shù)

有如圖所示的關(guān)系。一般認(rèn)為大于鐵原了?核質(zhì)量數(shù)（56）的為重核，小于則是輕核。下列對(duì)該圖像的理解

A.從圖中可以看出,Fe原子核核子平均質(zhì)量最小，F(xiàn)e原子核最不穩(wěn)定

從圖中可以看出,重核A裂變成原子核B和C時(shí)，需要吸收能量

C.從圖中可以看出,輕核D和E發(fā)生聚變生成原子核F時(shí)，需要釋放能最

D.從圖中可以看出,重核隨原子序數(shù)的增加，比結(jié)合能變大

13.（2024?濟(jì)南模擬）2024年2月22日，我國(guó)科研人員利用憶物原位鋰同位素分析法，在大陸地幔中發(fā)

現(xiàn)了來(lái)自海洋的鋰元素，為研究地質(zhì)歷史時(shí)期首敏高原不同圈層的相互作用提供了新思路。鋰的一種同位

素我的衰變方程為拉一艇+X。下列說(shuō)法正確的是（）

A.衰變方程中的X是電子B.升高溫度可以加快mLi的衰變

C.如與ae的質(zhì)量差等于衰變的質(zhì)量虧損D.方程中的X來(lái)自mLi內(nèi)質(zhì)子向中子的轉(zhuǎn)化

14.（2024?濰坊一模）核能是蘊(yùn)藏在原子核內(nèi)部的能量，合理利用核能，能有效緩解能源短缺問(wèn)題。在

核聚變實(shí)驗(yàn)中，核反應(yīng)方程是:H+%-；He+X,/核的結(jié)合能為日，千核的結(jié)合能為E2,如核的結(jié)

合能為E3。則一次核反應(yīng)過(guò)程中（）

A.反應(yīng)前后的動(dòng)量不守恒B.X為?[6

C.釋放的核能大小為E3?E2?EID.電荷數(shù)守恒，質(zhì)量數(shù)不守恒

15.（2024?天心區(qū)校級(jí)一模）一個(gè)靜止的鈾核（$86發(fā)生。衰變，釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為新核和。

粒子的動(dòng)能。已知真空中光速為c,衰變瞬間a粒子的動(dòng)能為Ek,則此過(guò)程中的質(zhì)量虧損Am為

()

2Ek117E

A.k

117c2——119c2

A.若鋼板變厚，則探測(cè)到丫射線變?nèi)魾.若鋼板內(nèi)部有裂縫，則探測(cè)到丫射線變?nèi)?/p>

C.該裝置主要利用丫射線的電離能力D.若僅把丫射線換為c射線，該裝置仍正常運(yùn)行

20.（2023?呼倫貝爾一模）在物理學(xué)發(fā)展的進(jìn)程中，人們通過(guò)對(duì)某些重要物理實(shí)驗(yàn)的深入觀察和研究,

獲得正確的理論認(rèn)識(shí)。下列圖示的實(shí)驗(yàn)中導(dǎo)致發(fā)現(xiàn)原子具有核式結(jié)構(gòu)的是（）

A.a粒子轟擊金箔多角度觀察B.紫外線照射鋅板，觀察驗(yàn)電

D.放射源射線與氮原子碰撞顯微

鏡觀察

七.放射性同位素及其應(yīng)用

21.（2024?普陀區(qū)二模）1934年，約里奧-居里夫婦用a粒子轟擊鋁箔/Al，獲得了中子和:杷

放射性同位素普又衰變產(chǎn)生和正電子。磷3（）是首個(gè)通過(guò)人工方法獲得的放射性同位素。

（1）同位素具有相同的；

A.核子數(shù)B.中子數(shù)C.質(zhì)子數(shù)

（2）磷30具有放射性，其衰變方程為患P-秒Si+_______________________o相P的半衰期是

10IB1U

2.5min,4g72P經(jīng)過(guò)lOmin后還剩___________go

1D

（3）如圖所示，將a粒子、中子、正電子，以及離子門和SF+等五種粒子一起注入到加速電場(chǎng)的中心P

（忽略各粒子的初速度），部分粒子經(jīng)電場(chǎng)加速?gòu)募铀匐妶?chǎng)負(fù)極板上的小孔N射出；然后沿以6為圓

心、R為半徑的圓弧通過(guò)靜電分析器，再經(jīng)速度選擇器篩選后，某種粒子進(jìn)入磁分析器中，在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)

后被磁場(chǎng)邊界處的探測(cè)板收集。設(shè)原子核中每個(gè)核子的質(zhì)量均為m°,已知元電荷為e（整個(gè)系統(tǒng)處于真空

中，不計(jì)粒子重力和粒子間的相互作用力）。

①經(jīng)電場(chǎng)加速?gòu)募铀匐妶?chǎng)負(fù)極板上的小孔N射出的粒子有。

②若加速電場(chǎng)兩極板間的電壓大小為U,兩極板間距為L(zhǎng)；靜電分析器中與圓心6等距離的各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大

小相等，方向指向圓心。則Si4+在加速電場(chǎng)中所受電場(chǎng)力大小為。

靜電分析器中，與圓心Oi距離為R處的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為。

③（論證）在②的條件卜,若粒子進(jìn)入速度選擇器后，它們的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中虛線①、②、③所示，

分圻說(shuō)明到達(dá)探測(cè)板的粒子是S產(chǎn)。

④（計(jì)算）在②③的條件下，若磁分析器中以02為圓心的足脾大半圓形區(qū)域內(nèi)，分布著方向垂直于紙

面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B,求Si"在磁分析器中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和位移大小。

八.核力與四種基本相互作用

22.（2024?南京模擬）下列說(shuō)法正確的是（）

A.重核分裂成中等大小的原子核，或者較小的核合并成中等大小的原子核，比結(jié)合能均增大

B.丫射線是由于原子核外電子躍遷而產(chǎn)生的

C.核力也叫做強(qiáng)相互作用，發(fā)生與原子核與原子核之間

D.放射性元素的半衰期將隨著時(shí)間的推移，不斷減小

九.重核的裂變

23.（2024?順德區(qū)二模）在2023年10月28日舉行的首屆國(guó)際天然鈾產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇中，我國(guó)宣布，通過(guò)

“天空地深”一體化勘查技術(shù)發(fā)現(xiàn)了一批萬(wàn)噸至十萬(wàn)噸級(jí)鈾礦床.天然鈾中主要有鈾238和鈾235,其

中，鈾235的裂變方程為：：和+3一號(hào)和+料+3》下列說(shuō)法正確的是（）

A.鈾235裂變可以自發(fā)進(jìn)行B.反應(yīng)方程中A=144,Z=53

C.黑Kr的比結(jié)合能大于的比結(jié)合能D.離地表越深，溫度越高，鈾235的半衰期也越大

24.（2024?碑林區(qū)校級(jí)模擬）鈾核裂變的產(chǎn)物是多樣的，一種典型的鈾核裂變方程為

235

92U+X-黑Kr+黑4xe+3%,已知原子核的比結(jié)合能與質(zhì)量數(shù)的關(guān)系如圖所示，下列說(shuō)法正確的是

（）

A.X粒子是電子B.X粒子是質(zhì)子

堞Xe相比，繇r的比結(jié)合能最大，最穩(wěn)定

D.滬、瓢堞xe相比，的質(zhì)量數(shù)最大，最穩(wěn)定

25.（2024?武漢模擬）1947年，中國(guó)科學(xué)家錢三強(qiáng)、何澤慧夫婦在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)鈾核也可能分裂為三部分

或四部分。如圖是鈾核俘獲中子后，裂變成三個(gè)質(zhì)量較大的核和一個(gè)質(zhì)量較小的核時(shí)產(chǎn)生的徑跡。下列說(shuō)

法不正確的是（）

A.鈾核裂變過(guò)程質(zhì)量數(shù)守恒

B.鈾核裂變過(guò)程電荷數(shù)守恒

C.鈾核裂變過(guò)程如果生成物不同，釋放的能量會(huì)有差異

D.鈾核中使核子緊密結(jié)合在一起的作用是弱相互作用

26.（2023?西城區(qū)校級(jí)模擬）作為我國(guó)核電走向世界的“國(guó)家名片”，華龍一號(hào)是當(dāng)前核電市場(chǎng)上接受

度最高的三代核電機(jī)型之「是我國(guó)核電創(chuàng)新發(fā)展的重大標(biāo)志性成果，其國(guó)內(nèi)外不范工程按期成功的建

設(shè)，對(duì)我國(guó)實(shí)現(xiàn)由核電大國(guó)向核電強(qiáng)國(guó)的跨越具有重要意義。已知發(fā)電站的核能來(lái)源于351］的裂變，現(xiàn)

有四種說(shuō)法①器5口原子核中有92個(gè)質(zhì)子，143個(gè)中子；

②管U的一種可能裂變是變成兩個(gè)中等質(zhì)量的原子核，反應(yīng)方程為：:11+：汽。+2履

3UJOU

③言51］是天然放射性元素，常溫下它的半衰期約為45億年，升高溫度半衰期縮短；

④一個(gè)器51J裂變能放出200MeV的能量，合3.2X10FJ。以上說(shuō)法中完全正確的是（）

A.①②③B.②③④C.①③④D.①②④

十.反應(yīng)堆與核電站

27.（2023?蚌埠模擬）核電站發(fā)電原理是核裂變反應(yīng)所祥放的能量通過(guò)熱力產(chǎn)生電能.鈾235是核電站

的

主要核燃料，核反應(yīng)堆在工作時(shí)，鈾235既發(fā)生裂變，也發(fā)生衰變.鈾235裂變方程為：

$5u+Jn-X+^Kr+3＞衰變方程為：箝U-Y+如，則下列說(shuō)法正確的是（）

A.衰變產(chǎn)生的新核Y不再具有放射性

B.馥5u的比結(jié)合能小于算「的比結(jié)合能

C.衰變過(guò)程是通過(guò)吸收裂變過(guò)程釋放的能量進(jìn)行的

D.反應(yīng)堆中鎘棒插入深一些將會(huì)加快核反應(yīng)速度

28.（2023?棗強(qiáng)縣校級(jí)模擬）關(guān)于下列四幅圖，說(shuō)法正確的是（）

A.圖甲中，核子分開(kāi)時(shí)吸收的能量稱為比結(jié)合能

B.圖乙中，鎘棒插入深一些，核反應(yīng)速度會(huì)變慢

C.圖丙中，電子束穿過(guò)鋁箔后的衍射圖樣說(shuō)明電子具有粒子性

D.圖丁中，入射光子與靜止電子碰撞后，光子波長(zhǎng)變短

十一.輕核的聚變

29.（2024?平谷區(qū)模擬）2023年8月25口，新一代人造太陽(yáng)“中國(guó)環(huán)流三號(hào)”首次實(shí)現(xiàn)100萬(wàn)安培等離

子體電流下的高約束模式運(yùn)行，再次刷新中國(guó)磁約束聚變裝置運(yùn)行紀(jì)錄。核聚變是一種核反應(yīng)的形式。下

列關(guān)于核反應(yīng)的說(shuō)法中正確的是（）

A.要使輕核發(fā)生聚變，?種可行的方法是將物質(zhì)加熱到幾百萬(wàn)開(kāi)爾文的高溫

B.笊瓶核聚變的核反應(yīng)方程為：沿+和一梟c+

XXMX

C.相同質(zhì)量的核燃料，重核裂變比輕核聚變釋放的核能更多

D.核聚變反應(yīng)過(guò)程中沒(méi)有質(zhì)量虧損

（多選）30.（2024?日照一模）2023年8月25日，“中國(guó)環(huán)流三號(hào)”托卡馬克裝置首次實(shí)現(xiàn)100萬(wàn)安培

等離?子體電流下的高約束模式運(yùn)行，是我國(guó)核能開(kāi)發(fā)進(jìn)程中的重要里程碑。下列關(guān)于核反應(yīng)方程

jH+卻c+X的說(shuō)法，正