课时跟踪检测（六十四）原子核核能（练习）-【创新方案】2026年高考物理一轮复习（福建专版）

课时跟踪检测（六十四） 原子核 核能 1.(2023·海南高考)钍元素衰变时会放出β粒子，其中β粒子是 (　 ) A.中子 B.质子 C.电子 D.光子 解析：选C　放射性元素衰变时放出的三种射线α、β、γ分别是氦核流、电子流和光子流。 2.(2024·湖北高考)硼中子俘获疗法是目前治疗癌症最先进的手段之一BnXY是该疗法中一种核反应的方程，其中X、Y代表两种不同的原子核，则 (　 ) A.a=7，b=1 B.a=7，b=2 C.a=6，b=1 D.a=6，b=2 解析：选B　由核反应前后质量数和电荷数守恒可得10+1=a+4，5+0=3+b，解得a=7，b=2，故选B。 3.(2023·重庆高考)原子核U可以经过多次α和β衰变成为稳定的原子核Pb，在该过程中，可能发生的β衰变是 (　 ) AFrRae 　BBiPoe CRaAce 　DPoAte 解析：选A　原子核U衰变成为稳定的原子核Pb，质量数减小了28，则经过了7次α衰变，中间生成的新核的质量数可能为231、227、223、219、215、211，则发生β衰变的原子核的质量数为上述各数，则B、C、D都不可能，根据核反应方程的质量数守恒和电荷数守恒可知，选项A正确。 4.(2024·全国甲卷)氘核可通过一系列聚变反应释放能量，总的反应效果可用HHe+n+p+43.15 MeV表示，式中x、y的值分别为 (　 ) A.x=1，y=2 B.x=1，y=3 C.x=2，y=2 D.x=3，y=1 解析：选C　根据聚变反应前后质量数和电荷数守恒可得6×2=2×4+x+y，6=2×2+y，解得x=2，y=2，故选C。 5.(2023·山东高考)“梦天号”实验舱携带世界首套可相互比对的冷原子钟组发射升空，对提升我国导航定位、深空探测等技术具有重要意义。如图所示为某原子钟工作的四能级体系，原子吸收频率为ν0的光子从基态能级Ⅰ跃迁至激发态能级Ⅱ，然后自发辐射出频率为ν1的光子，跃迁到钟跃迁的上能级2，并在一定条件下可跃迁到钟跃迁的下能级1，实现受激辐射，发出钟激光，最后辐射出频率为ν3的光子回到基态。该原子钟产生的钟激光的频率ν2为 (　 ) A.ν0+ν1+ν3 B.ν0+ν1-ν3 C.ν0-ν1+ν3 D.ν0-ν1-ν3 解析：选D　设各能级的能量值如图所示，则hν0=EⅡ-EⅠ，hν1=EⅡ-E2，hν2=E2-E1，hν3=E1-EⅠ，综上所述得ν0=ν1+ν2+ν3，则ν2=ν0-ν1-ν3，故D正确。 6.(2023·湖南高考)2023年4月13日，中国“人造太阳”反应堆中科院环流器装置(EAST)创下新纪录，实现403秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行，为可控核聚变的最终实现又向前迈出了重要的一步，下列关于核反应的说法正确的是 (　 ) A.相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变释放的核能更多 B.氘氚核聚变的核反应方程为HHHee C.核聚变的核反应燃料主要是铀235 D.核聚变反应过程中没有质量亏损 解析：选A　相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变释放的核能更多，A正确；根据质量数守恒和电荷数守恒可知，氘氚核聚变的核反应方程为HHHen，B错误；核聚变的核反应燃料主要是氘核和氚核，C错误；核聚变反应过程中放出大量能量，有质量亏损，D错误。 7.(2024·广东高考)我国正在建设的大科学装置——“强流重离子加速器”，其科学目标之一是探寻神秘的“119号”元素，科学家尝试使用核反应YAmX+n产生该元素。关于原子核Y和质量数A，下列选项正确的是 (　　) A.Y为Fe，A=299 B.Y为Fe，A=301 C.Y为Cr，A=295 D.Y为Cr，A=297 解析：选C　根据核反应方程YAmX+n和电荷数守恒，设Y的电荷数为y，则有y+95=119+0，可得y=24，即Y为Cr；根据质量数守恒，则有54+243=A+2，可得A=295。 8.(2025·南安检测)中国第四代核能系统的反应堆为快堆，该反应堆以钚为燃料，钚类似于铀，很不稳定，很容易发生裂变反应，放出的能量更多，但是钚不容易得到，通常由地壳中含量较高的铀转化而来。关于该过程下列说法可能正确的是 (　 ) A.铀可以吸收中子转变为钚 B.铀可以通过多次β衰变转变为钚 C.铀可以仅通过发生多次α衰变转变为钚 D.钚发生裂变反应时仍然满足质量守恒 解析：选B　核反应遵循质量数守恒和电荷数守恒定律，铀吸收中子转变为钚，电荷数不守恒，A错误；铀发生2次β衰变可以转变为钚，B正确；铀仅通过发生多次α衰变转变为钚，该反应质量数不守恒，C错误；钚发生裂变反应时会有质量亏损，D错误。 9.(2024年1月·九省联考安徽卷)核能是蕴藏在原子核内部的能量，合理利用核能，可以有效缓解常规能源短缺问题。在铀核裂变实验中，核反应方程为UnBaKr+3XU核的结合能为E1Ba核的结合能为E2Kr核的结合能为E3。则 (　 ) A.该核反应过程动量不守恒 B.该核反应方程中的X为n C.该核反应中释放的核能为 D.该核反应中电荷数守恒，质量数不守恒 解析：选B　在铀核裂变的过程中，动量守恒，故A错误；设X为X，由核电荷数守恒可知92+0=56+36+3Z，可得Z=0，由质量数守恒得235+1=144+89+3A，解得A=1，所以该核反应方程中的X为n，故B正确，D错误；由能量守恒定律可知，该核反应中释放的核能为ΔE=E2+E3-E1，故C错误。故选B。 10.U(铀核)衰变为Rn(氡核)要经过几次α衰变，几次β衰变 (　 ) A.4次α衰变　2次β衰变 B.2次α衰变　4次β衰变 C.4次α衰变　4次β衰变 D.2次α衰变　2次β衰变 解析：选A　设α衰变为x次，β衰变为y次。核反应方程为URn+He+e，根据质量数和电荷数守恒，有4x+222=238，2x-y+86=92，解得x=4，y=2。故选项A正确。 11.(2025·宁德检测)近年来，举世瞩目的三星堆神秘遗址考古工作揭开许多谜团，改写了中国乃至世界文明史。关于各界对文物年代的质疑，考古工作者运用碳14定年技术，确定为距今4 000年左右。碳14是宇宙射线撞击空气中的氮14时产生的。碳14具有放射性，发生β衰变，其半衰期约为5 730年。以下说法正确的是 (　 ) A.文物中剩下的碳14不到原来的一半，说明文物年代不到碳14的一个半衰期 B.地下文物接收不到宇宙射线，碳14衰变将无法进行 C.虽然地下遗址温度较低，但并不影响碳14的半衰期 D.碳14发生β衰变后，将放出一个氦核 解析：选C　所剩碳14不到原来的一半说明超过一个半衰期，故A错误；衰变是原子核的自发变化，与宇宙射线无关，故B错误；半衰期是放射性物质的固有属性，由原子核自身的因素决定，与原子所处的化学状态和外部条件无关，因此碳14的半衰期不受温度的影响，故C正确；β衰变放出电子而不是氦核，故D错误。 12.(2025·福清期末)常被用来研究甲状腺激素合成和分泌的碘131是一种放射性同位素，其半衰期为8天。若横坐标表示时间t，纵坐标表示碘131的质量m，下列m-t图像中能正确反映其衰变规律的是 (　 ) 解析：选B　设经过时间t后碘131剩下的质量为m，则由半衰期的定义有m=m0，若横坐标表示时间t，纵坐标表示碘131的质量m，其图像为双曲线的一支。故选B。 13.(2025·泉州检测)核电站在运行时会产生大量核污染水，其中含有放射性元素——氚H)，由于它和氢元素有相似的生物学活性，会被人体吸收并整合到DNA和蛋白质上，一旦氚原子核衰变为氦核He)，会直接破坏DNA和蛋白质上与氢有关的化学键和氢键，从分子层面造成人体病变。下列关于原子核的相关说法正确的是 (　 ) A.核反应HHee中的电子是核外电子 BU衰变成Rn，经过了3次α衰变 C.两个核子结合在一起所吸收的能量是原子核的结合能 D.要使两个轻核发生核聚变，需要很高的温度，使其具有足够的动能以克服库仑斥力 解析：选D　核反应产生的电子是由原子核的中子转化产生的，故A项错误U衰变成Rn，质量数减少了16，因此经历了4次α衰变，故B项错误；结合能是两个核子结合时释放的能量，故C项错误；要使两个轻核发生核聚变，需将两个轻核加热到很高的温度，使原子核具有足够的动能克服库仑斥力，故D项正确。 14.(2025·莆田检测)(双选)在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核X)发生α衰变放出了一个α粒子。放射出的α粒子He)及生成的新核Y在与磁场垂直的平面内做圆周运动，下列图形表示它们的运动轨迹，箭头表示运动方向。α粒子的运动轨迹半径为R，质量为m，电荷量为q。下面说法正确的是 (　 ) A.衰变后产生的α粒子与新核Y在磁场中运动的轨迹图是丁 B.新核Y与α粒子的周期之比为 C.α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，环形电流大小为 D.若衰变过程中释放的核能全部转化为α粒子和新核Y的动能，则衰变过程中的质量亏损为Δm= 解析：选AD　由于原子核X静止，根据动量守恒定律可知，放射出的α粒子He)及生成的新核Y在衰变初始位置的速度方向相反，根据左手定则可知，两者做圆周运动的轨迹外切且转动方向相同，根据qvB=m，解得r=，由于衰变过程动量守恒，α粒子的动量与新核Y的动量大小相等，即电荷量越大，轨迹半径越小，可知α粒子的轨迹半径大一些，可知衰变后产生的α粒子与新核Y在磁场中运动的轨迹(箭头表示运动方向)正确的是图丁，故A正确；根据质量数与电荷数守恒，该核反应方程为XHeY，粒子在磁场中运动的周期为T==，则新核Y与α粒子的周期之比为=·=·=，故B错误；α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，环形电流大小为I==，故C错误；根据题意可知，新核Y的质量为mY=，由p=mv和Ek=mv2可得Ek=，又由qvB=m可得pY=pα=qBR，则α粒子和新核Y的动能分别为Ekα=，EkY=，又有ΔE=Δmc2=Ekα+EkY，解得Δm=，故D正确。 15.（4分）两个氘核以相等的动能Ek对心碰撞发生核聚变，核反应方程为HHn，其中氘核的质量为m1，氦核的质量为m2，中子的质量为m3。假设核反应释放的核能E全部转化为动能，该核反应释放的核能为E= ，核反应后中子的动能为 。 解析：该核反应前后释放的核能为ΔE=(2m1-m2-m3)c2；由能量守恒可得核反应后的总能量为E+2Ek，由动能与动量的关系Ek=，且mHe=3mn可知，中子的动能为(E+2Ek)。 答案：(2m1-m2-m3)c2 (E+2Ek) 1 / 6 学科网（北京）股份有限公司 $$