2022届高考物理选择题专题强化训练：原子核的组成 天然放射现象 α射线、β射线、γ射线 衰变 半衰期(天津使用)

这是一份2022届高考物理选择题专题强化训练：原子核的组成 天然放射现象 α射线、β射线、γ射线 衰变 半衰期(天津使用)，共9页。试卷主要包含了单项选择题，双项选择题，多项选择题等内容，欢迎下载使用。
一、单项选择题（共24小题；共96分）
1. 关于原子和原子核的几种说法，正确的是
A. β 衰变说明原子核内部存在电子
B. 原子光谱规律表明原子具有核式结构
C. 天然放射现象说明原子核有复杂结构
D. 粒子散射实验表明玻尔原子理论的正确

2. 下列说法正确的是
A. 原子核发生一次 β 衰变，该原子外层就失去一个电子
B. 放射性元素的半衰期是针对大量原子核的统计规律
C. 可利用某些物质在红外线照射下发出荧光来设计防伪措施
D. 太阳辐射的能量主要来自太阳内部的链式裂变反应

3. 下列说法正确的是
A. 爱因斯坦的相对论认为长度、质量、时间都不是绝对不变的
B. 放射性元素的半衰期随温度的升高而减小
C. 放射性元素放射出的 α 射线、 β 射线和 γ 射线，电离能力最强的是 γ 射线
D. 92238U 衰变成 82206Pb 要经过 8 次 α 衰变和 5 次 β 衰变

4. 下列说法中正确的是
A. 氢原子由高能级跃迁到低能级时，电子的动能增加，原子的电势能减少，总能量不变
B. 原子核的平均结合能越小，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定
C. 天然放射现象中的 β 射线实际是高速电子流，穿透能力比 α 粒子强
D. 放射性元素的半衰期会随温度或压强的变化而变化

5. 下列说法中正确的是
A. 放射性元素发出的 α 、 β 、 γ 射线都属于电磁波
B. 放射性衰变过程总会释放核能
C. 核电站利用核聚变原理，利用镐棒控制反应进程
D. 放射性元素的原子核内的核子有半数发生变化所需的时间就是半衰期

6. 有关原子结构和原子核的认识，下列说法正确的是
A. 卢瑟福通过对 α 粒子散射实验结果的分析提出原子核是可再分的
B. 核反应方程 Th90234→Pa91234+X 中的 X 表示中子
C. 原子核的比结合能越大，原子核越稳定
D. 放射性元素衰变的快慢跟原子所处的化学状态和外部条件有关

7. 下列说法正确的是
A. β 射线是由原子核外电子电离产生的
B. 入射线的波长大于金属的极限波长才能发生光电效应
C. 机场、车站等地利用 x 射线进行安全检查
D. C614 的半衰期为 5730 年，测得一古生物遗骸中的 C614 含量只有活体中的 18 ，此遗骸距今约有 21480 年

8. 物理学重视逻辑崇尚理性，其理论总是建立在对事实观察的基础上。下列说法正确的是
A. 天然放射现象说明原子核内部是有结构的
B. 电子的发现使人们认识到原子具有核式结构
C. α 粒子散射实验的重要发现是电荷是量子化的
D. 密立根油滴实验表明核外电子的轨道是不连续的

9. 下列说法正确的是
A. 原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量守恒的规律
B. α 射线、 β 射线、 γ 射线都是高速运动的带电粒子流
C. 氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子
D. 发生光电效应时光电子的动能只与入射光的强度有关

10. 关于天然放射现象，下列说法正确的是
A. β 衰变说明原子核里有电子
B. 某原子核经过一次 β 衰变后，核内质子数增加 1 个
C. 放射性物质的温度升高，其半衰期将缩短
D. 比结合能越大，原子核越不稳定

11. 放射性元素发生 β 衰变对，放出一个负电子，该电子是
A. 核外电子从内层轨道上跃迁出来的
B. 核内电子受激发而射出来的
C. 核内的一个质子衰变成中子放出来的
D. 核内的一个中子衰变成质子放出来的

12. 下列说法正确的是
A. 天然放射现象说明原子具有核式结构
B. 20 个 U92238 原子核经过一个半衰期后，还有 10 个未发生衰变
C. 一群处于 n=3 能级的氢原子向低能级跃迁，最多可释放出 3 种频率的光子
D. U92238→ 90234Th+ 24He 是核裂变反应方程

13. 下列说法正确的是
A. 真空中的光速在不同惯性参考系中是不相同的
B. 氢原子由激发态向基态跃迁时，向外辐射光子，核外电子动能增加
C. 放射性元素的半衰期是由其物理性质和化学性质决定的，与原子核内部本身因素无关
D. 红光、蓝光分别由玻璃中射入空气发生全反射时，红光临界角较小

14. 下列说法不正确的是
A. H12+H13→He24+n01 是聚变
B. U92236+n01→Xe54140+Sr3894+2n01 是裂变
C. Ra98226→Rn96222+He24 是 α 衰变
D. Na1124→Mg1224+e−10 是裂变

15. 下列说法中正确的是
A. 氢原子由高能级跃迁到低能级时，电子的动能增加，原子的电势能减少，总能量不变
B. 天然放射现象中的 β 射线实际是高速电子流，穿透能力比 α 粒子强
C. 原子核的平均结合能越小，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定
D. 放射性元素的半衰期会随温度或压强的变化而变化

16. 下列核反应属于热核反应的是
A. C614→N714+e−10 B. U92235+n01→I53139+Y3995+2n01
C. H12+H13→He24+n01 D. F919+He24→Ne1022+H11

17. 下列说法正确的是
A. 氢原子发生能级跃迁时，一定放出光子
B. α 粒子散射实验表明，原子具有核式结构
C. β 衰变中产生的电子，来自原子的内层电子
D. 光电效应中逸出的电子，来自原子的外层电子

18. 下列关于原子和原子核的说法正确的是
A. β 衰变现象说明电子是原子核的组成部分
B. 变化的电场，能产生变化的磁场
C. 无线电波比太阳光更容易发生衍射
D. 氢原子核外电子轨道半径越小，其能量越高

19. 下列与能量有关的说法正确的是
A. 比结合能越小，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定
B. 根据玻尔理论，原子从高能态向低能态跃迁放出的光子的能量等于前后两个能级之差
C. 原子核的半衰期随温度升高而变小
D. β 射线是原子核外电子挣脱原子核的束缚而形成的电子流

20. 下列说法正确的是
A. 原子核能发生 β 衰变说明原子核内存在电子
B. α 粒子散射实验说明原子核内部具有复杂结构
C. 天然放射现象说明原子内部具有复杂结构
D. 氢原子从定态 n=3 跃迁到 n=2，再跃迁到 n=1 定态，则前一次跃迁辐射出的光子波长比后一次的长

21. 下列说法正确的是
A. 玻尔理论可以解释所有原子的光谱现象
B. 天然放射现象的发现揭示了原子核具有复杂的结构
C. 放射性同位素的半衰期长短与地震、风力等外部环境有关
D. 氡的半衰期为 3.8 天，若取 4 个氡原子核，经 7.6 天后一定还剩下一个氡原子核没有发生衰变

22. 下列说法正确的是
A. 对天然放射现象的研究建立了原子的核式结构
B. 发生光电效应时光电子的动能只与入射光的强度有关
C. 氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子
D. α 射线、 β 射线、 γ 射线都是高速运动的带电粒子流

23. 与原子核内部变化有关的现象是
A. 光电效应现象B. 原子的特征谱线
C. α 粒子散射现象D. 天然放射现象

24. 下列说法正确的是
A. 温度越高，原子核发生衰变的半衰期越短
B. 太阳内部发生的核反应有裂变和聚变
C. γ 射线是带电量极小的粒子
D. 只有入射光的频率大于某一数值，才能发生光电效应

二、双项选择题（共5小题；共20分）
25. 下列关于原子及原子核的说法正确的是
A. 太阳辐射的能量主要来自太阳内部的重核裂变反应
B. 外界环境温度升高，原子核的半衰期不变
C. 原子核发生一次 β 衰变，该原子外层就失去一个电子
D. 比结合能越大，原子核越稳定

26. 下列说法中正确的是
A. 氢原子由较高能级跃迁到较低能级时，电子的动能增加，原子的电势能减少
B. 微观粒子也具有波动性，粒子动量越大其对应的波长越长
C. α 射线是由原子核放射出的风氦核，与 β 射线和 γ 射线相比它具有很强的电离作用
D. 电磁波的波长越短，其波动性越明显

27. 下列说法中正确的是
A. 若使放射性物质的温度升高，其半衰期可能变小
B. 原子核内每个核子只跟邻近的核子发生核力作用
C. 中等大小的原子核比结合能最大，它们也是最稳定的
D. α 射线是放射性的原子核中自发放射出的氦核流，它的穿透能力最强

28. 如图所示，铅盒 A 中装有天然放射性物质。放射线从其右端小孔中水平向右射出，在小孔和荧光屏之间有垂直于纸面向里的匀强磁场，则下列说法中正确的有
A. 打在图中 a 、 b 、 c 三点的依次是 α 射线、 γ 射线和 β 射线
B. α 射线和 β 射线的轨迹是抛物线
C. α 射线和 β 射线的轨迹是圆弧
D. 打到 c 处的粒子轨道半径比打到 a 处的轨道半径大

29. 下列说法正确的是
A. 爱因斯坦为解释光电效应实验现象提出了光子说
B. 结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固
C. 钍的半衰期为 24 天，1 g 钍经过 120 天后还剩 0.2 g 钍
D. 氢原子从能量为 E2 的激发态跃迁到能量为 E1 的基态，辐射出光子的能量为 E2−E1

三、多项选择题（共1小题；共4分）
30. 下列关于近代物理知识的描述中，正确的是
A. 当用蓝色光照射某金属表面时有电子逸出，则改用紫光照射也一定会存电子逸出
B. 处于 n=3 能级状态的大量氢原子自发跃迁时，能发出 3 种频率的光子
C. 衰变中产生的 β 射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的
D. 在 714N+24He→817O+X 核反应中，X 是质子，这个反应过程叫 α 衰变
E. 比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定
答案
第一部分
1. C
2. B
3. A
【解析】爱因斯坦的相对论认为长度、质量、时间都不是绝对不变的，A项正确；放射性元素的半衰期是由本身决定的，与外界的温度等无关，B项错误；放射性元素放射出的 α 射线、 β 射线和 γ 射线，电离能力最强的是 α 射线，C项错误；92238U 衰变成 82206Pb 要经过 8 次 α 衰变和 6 次 β 衰变，D项错误。
4. C
【解析】玻尔理论，氢原子的核外电子由高能级跃迁到低能级时，要释放出一定频率的光子，同时电子的动能增加，势能减小，总能量减小，故A错误；
原子核的平均结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，故B错误；
天然放射现象中 β 射线实际是高速电子流，穿透能力比 α 粒子强，三种射线中 α 射线的电离能力最强穿透能力最弱，故C正确；
半衰期是由放射性元素本身决定的，与温度，压强等环境因素无关，故D错误。
5. B
【解析】题考查原子物理的相关知识’意在考查射线、核能、核聚变、半衰期等知识点.在 α 、 β 、 γ 三种射线中，只有 γ 射线属于电磁波，A项错；
在放射性物质衰变时都会有质量亏损，会释放能量，B项对；
核裂变反应是靠镐棒控制反应的C项错；
在大量的原子核中有半数原子核衰变所用的时间叫半衰期，D项错.
6. C
【解析】卢瑟福通过对 α 粒子散射实验结果的分析提出原子的核式结构模型，贝克勒尔的天然放射现象提出原子核是有复杂结构的，故A错误；
核反应方程 Th90234→Pa91234+X，根据质量数守恒和电荷数守恒知，X 为电子，故B错误；
原子核的比结合能越大，原子核结合得越牢固，原子核越稳定，故C正确；
放射性元素衰变的快慢由原子核自身的因素决定，跟原子所处的化学状态和外部条件无关，故D错误。
7. C
【解析】β 衰变中产生的 β 射线实际上是原子核中的中子转变成质子和电子，电子释放出来就成为 β 射线，故A错误.
当入射光的频率大于极限频率时，才能发生光电效应，而频率越高，波长越短，所以入射光的波长必须小于金属的极限波长，才能产生光电效应，故B错误.
x 射线穿透本领强，可用来进行安全检查.故C正确.
据题知，测得一古生物遗骸中的 C614 含量只有活体中的 18 ，说明经过 3 个半衰期，而 C614 的半衰期为 5730 年，所以此遗骸距今有： t=3×5730 年=17190 年，故D错误.
8. A
【解析】α 粒子散射实验的重要发现使人们认识到原子具有核式结构，B、C 项错误；
​密立根的油滴实验测出了电子的电荷量，D 错误。
9. C
【解析】原子核发生衰变时有质量亏损，质量不守恒，选项 A 错。
γ 射线是光子流，不是带电粒子流，选项 B 错。
​氢原子从激发态向基态跃迁，辐射的光子能量 hν=Em−En，即只能辐射特定频率的光子，C 项正确。
光电效应的光电子动能 Ek=hν−W，只与入射光频率有关，而与入射光强度无关，D 项错误。
10. B
【解析】 β 衰变时，原子核中的一个中子转化为一个质子和一个电子，释放出来的电子就是 β 粒子，可知 β 衰变现象不是说明电子是原子核的组成部分。故A错误；
某放射性元素经过 1 次 β 衰变共产生：1 个 −10e，所以质量数不变，核电荷数增加 1 个，即质子数增加 1 个。故B正确；
半衰期是由原子核内部性质决定的，与温度无关，所以升高放射性物质的温度，不能缩短其半衰期。故C错误；
比结合能越大，原子核越稳定。故D错误。
11. D
12. C
【解析】天然放射现象说明原子核具有复杂结构，故A错误；
半衰期只适用于大量原子核而言才有意义，故B错误；处于 n=3 能级的氢原子向低能级跃迁，根据 C32=3，最多可释放出 3 种频率的光子，故C正确；
U92238→ 90234Th+ 24He 是核衰变反应方程，故D错误。
13. B
【解析】由爱因斯坦相对论知真空中的光速在不同惯性参考系中是相同的，A项错误；
氢原子由激发态向基态跃迁时，向外辐射光子，核外电子动能增加，B项正确；
放射性元素的半衰期是由原子核内部本身因素决定的，与其物理性质和化学性质无关，C项错误；
红光、蓝光分别由玻璃中射入空气发生全反射时，红光的折射率小，临界角大，D项错误。
14. D
【解析】两个质量较小的核结合成一个质量较大的核的核反应叫核聚变．故选项A为核聚变反应，故A正确；
质量较大的核分裂成两个质量中等的核的现象称为核裂变．故选项B为核裂变，故B正确；
原子核在自然的状态下由原子核中释放出一个 α 粒子的现象称为 α 衰变．故选项C正确，故C正确；
放射性同位素的原子核将一个中子转化为一个质子同时释放出一个高速电子的现象称为 β 衰变，故D选项为 β 衰变，故D错误。
15. B
16. C
【解析】轻核聚变是指把轻核结合成质量较大的核，并释放出核能的反应。所以由此可知C是轻核聚变，A为衰变，B为核裂变，D为原子核的人工转变。故C正确，ABD错误。
17. B
【解析】氢原子从低能级跃迁到高能级时，吸收光子，故A错误；
α 粒子散射实验表明，原子具有核式结构，卢瑟福的原子核式结构学说能很好地解释 α 粒子的散射实验事实。故B正确；
β 衰变是原子核的衰变，与核外电子无关，β 衰变时释放的电子是由核内一个中子转化成一个质子的同时释放出来的，故C错误；
光电效应现象中，逸出的光电子有的来自外层，有的来自内层。爱因斯坦光电效应方程是针对外层电子说的。故D错误。
18. C
【解析】 β 衰变产生的电子是原子核中的一个中子转变为一个质子和一个电子，电子释放出来，但是电子不是原子核的组成部分，故A错误；
变化的电场能产生磁场，但是不一定能产生变化的磁场，故B错误；
无线电波的波长大于太阳光的波长，则无线电波更容易发生衍射，故C正确；
氢原子核外电子轨道半径减小，原子能量减小，故D错误。
19. B
【解析】比结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固，故A错误；
玻尔理论的假设是提出了轨道量子化和能量量子化，根据玻尔理论，原子从高能态向低能态跃迁放出光子的能量等于前后两个能级之差．故B正确；
放射性元素的半衰期不随温度、状态及化学变化而变化，是由原子核内部本身决定的，故C错误；
β 衰变是原子核中的中子转化为质子同时产生电子的过程，但电子不是原子核的组成部分，故D错误。
20. D
【解析】 β 衰变由原子核电子转化为质子过程中产生的，A项错；α 粒子散射实验说明原子核式结构，B项错；天然放射现象说明原子核具有复杂结构，C项错；氢原子从 n=3 跃迁到 n=2，光子能量小于从 n=2 跃迁到 n=1 的产生光子能量，所以第一个跃迁的频率小于第二个跃迁，波长则是第一个跃迁光子的波长较长，D项对．
21. B
【解析】玻尔理论并不能解释所有原子的光谱现象，A项错误；天然放射现象的发现揭示了原子核具有复杂的结构，B项正确；放射性同位素的半衰期由原子核本身决定，与地震、风力等外部环境无关，C项错误；半衰期是大量原子核的统计规律，对几个原子核是不成立的，D项错。
22. C
【解析】对 α 粒子散射实验的研究建立了原子的核式结构，故A错误；
由光电效应的方程 \（E\ {\rm _{k}}=h\nu-W_0 \） 可知，光电子的动能由入射光频率、金属的逸出功的大小决定，与入射光的强度无关；故B错误，
根据玻尔氢原子模型的相关理论，电子轨道和能量都是量子化的，而在“跃迁”过程中要遵循 hν=Em−En ，故只能辐射特定频率的光子；故C正确.
α 射线和 β 射线分别是带正电的氦核流和带负电的电子流，而 γ 射线不带电，故D错误。
23. D
【解析】光电效应是原子核外层电子脱离原子核的束缚而逸出，没有涉及到原子核的变化，故A错误；
原子发光是原子跃迁形成的，即电子从高能级向低能级跃迁，释放的能量以光子形式辐射出去，没有涉及到原子核的变化，故B错误；
α 粒子散射实验表明了原子内部有一个很小的核，并没有涉及到核内部的变化，故C错误；
天然放射现象是原子核内部发生变化自发的放射出 α 粒子或电子，从而发生 α 衰变或 β 衰变，反应的过程中核内核子数，质子数，中子数发生变化，可知原子核内部发生变化，故D正确。
24. D
【解析】原子核发生衰变的半衰期与外界因素无关，故A错误；
太阳内部发生的核反应有聚变，没有裂变，故B错误；
γ 射线是能量极大的电磁波，故C错误；
若入射光的频率大于极限频率时，才能发生光电效应，故D正确。
第二部分
25. B， D
【解析】太阳辐射的能量主要来自太阳内部的轻核聚变反应，选项A错误；
原子核的半衰期与外界环境无关，选项B正确；
原子核的 β 衰变过程是中子转变为质子而释放出电子的过程，核外电子没有参与该反应中，故C错误；
比结合能越大，原子核越稳定，选项D正确。
26. A， C
27. B， C
28. A， C
29. A， D
【解析】本题是对光电效应、原子物理的综合考查，意在考查考生对比结合能半衰期，及跃迁辐射光子能量综合知识的理解。“光子说”是爱因斯坦首先提出的，A 项对；比结合能越大核子结合的越牢固，耳项错；半衰期是对大量原子核衰变统计的结果，并不能计算少数原子核衰变剩余质量，C 项错；跃迁辐射 E2−E1=hv，所以 D 项对。
第三部分
30. A， B， E
【解析】当用蓝色光照射某金属表面时有电子逸出，若改用紫光照射，其频率大于蓝光，则一定能发生光电效应，故A正确；
处于 n=3 能级状态的大量氢原子自发跃迁时，根据数学组合 C32=3 ，即可能发出 3 种频率的光子，故B正确；
β 射线实际上是中子转变成质子而放出的电子而形成的，故C错误；
714N+24He→817O+X 核反应中，X 是质子，这个反应过程不叫 α 衰变，只有是氦原子核，才是 α 衰变，故D错误；
比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，故E正确。