第五章 原子核（专项训练，4大题型）物理人教版选择性必修第三册

第五章 原子核（解析版） 目录 A题型建模・专项突破 题型一、原子核的组成 1 题型二、原子核的衰变、半衰期（重点） 1 题型三、核反应 3 题型四、核能 13 B综合攻坚・能力跃升 19 题型一、原子核的组成 1．（24-25高二下·河北石家庄·期末）下列关于近代物理相关的历史事实说法正确的是（　　） A．汤姆逊通过油滴实验测得了元电荷的数值 B．卢瑟福通过α粒子散射实验，证实了在原子核内存在质子 C．居里夫人从沥青铀矿中分离出了钋（Po）和镭（Ra）两种新元素 D．贝克勒尔通过对天然放射性现象的研究，发现了原子中存在原子核 【答案】C 【详解】A．汤姆逊通过研究阴极射线发现了电子，并测定了电子的荷质比，密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值，A错误； B．卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型，证实原子中心存在原子核，但未直接证实原子核内存在质子。质子的存在是卢瑟福通过α粒子轰击氮核的实验发现的，B错误； C．居里夫人从沥青铀矿中分离出钋（Po）和镭（Ra）两种新元素，这是其重要科学贡献，C正确； D．贝克勒尔发现了天然放射性现象，但原子核的存在是卢瑟福通过α粒子散射实验证实的，D错误。 故选C。 2．（23-24高二下·河南驻马店·期末）把放射源铀、钍或镭放入用铅做成的容器中，使射线只能从容器的小孔射出成为细细的一束。在射线经过的空间施加垂直于纸面的匀强磁场或水平方向的匀强电场，都可以使射线分成如图所示的A、B、C三束。则下列说法正确的是（　　） A．若施加的是垂直纸面向里的匀强磁场，A为α射线 B．若施加的是水平向右的匀强电场，C为β射线 C．三种射线中C为高速电子流，其穿透能力最强 D．三种射线中B的电离本领最强 【答案】A 【详解】ABC．若施加的是匀强磁场，当磁场方向垂直纸面向里时，由左手定则可知，A粒子带正电，若磁场方向垂直纸面向外，C粒子带正电，若施加的是匀强电场，当电场方向水平向右时，则C粒子应带正电，β射线是高速电子流，带负电，故A正确，故BC错误； D．三种射线中B在磁场和电场中都不偏转，即B粒子不带电，是γ射线，其穿透性最强，电离特性最弱，故D错误。 故选A。 3．（23-24高二下·江苏无锡·期末）如图所示，曲线a、b、c、d为气泡室中某放射性物质发生衰变放出的部分粒子的径迹，气泡室中磁感应强度方向垂直纸面向外。下列判断正确的是（    ） A．a、b为粒子的径迹 B．c、d为粒子的径迹 C．a、b为粒子的径迹 D．c、d为粒子的径迹 【答案】C 【详解】粒子不带电，在磁场中不会偏转；粒子是带负电的电子流，运动过程当中半径逐渐减小，根据左手定则，应在图示的磁场中向上逆时针旋转，C正确，ABD错误。 故选C。 4．（多选）（24-25高二下·北京延庆·期末）对于原子、原子核，人们无法直接观察到其内部结构，只能通过对各种实验事实提供的信息进行分析、猜想、提出微观模型，并进一步接受实验事实的检验，进而再对模型进行修正。下列实验事实支持相应观点的是（　　） A．电子的发现，说明原子是可以再分的 B．天然放射现象，说明原子是可以再分的 C．康普顿散射现象及规律，说明原子具有核式结构 D．玻尔依据氢原子光谱的实验规律，将量子观念引入原子领域 【答案】AD 【知识点】天然放射现象的发现过程、玻尔原子理论的基本假设、发现阴极射线——电子的实验装置、康普顿效应的现象及其解释 【详解】A．汤姆孙发现电子，电子带负电，而原子呈现电中性，说明原子是可以再分的，故A正确； B．天然放射现象，说明原子核内部有更精细、更复杂结构，说明原子核是可以再分的，故B错误。 C．康普顿散射现象及规律，说明光具有粒子性，故C错误； D．玻尔依据氢原子光谱的实验规律，提出了玻尔理论，将量子观念引入原子领域，故D正确。 故选AD。 题型二、原子核的衰变、半衰期 5．（24-25高二下·贵州遵义·期末）碳-14核电池具有长寿命、高安全性的特点，在低功耗、长周期供电领域具有独特优势。该电池利用碳-14衰变为氮-14过程中释放的能量发电，衰变方程为，下列四幅图能对应该核反应方程示意图的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】根据核反应方程 由质量数和电荷数守恒，可知是电子，核反应是碳-14衰变成氮-14并释放电子，A正确。 故选A。 6．（24-25高二下·山东济宁·期末）医学中常用某些放射性元素治疗疾病。假设质量为m0的放射性元素Y经过时间t剩余的质量为m，对应的图像如图所示。则Y的半衰期为（　　） A．28d B．14d C．7d D．3 5d 【答案】B 【知识点】半衰期相关的计算 【详解】由图可知质量为m0的Y衰变到质量为，所用的时间t=24d 根据 解得T=14d 故选B。 7．（24-25高二下·北京大兴·期末）如图所示，在足够大的匀强磁场中，一个静止的氡原子核发生衰变，放出一个粒子后成为一个新核。已知粒子与新核的运动轨迹是两个相外切的圆，下列说法正确的是（　　） A．大圆与小圆的直径之比可能为。 B．大圆与小圆的直径之比可能为。 C．大圆是粒子的轨迹，该粒子可能是粒子 D．小圆是粒子的轨迹，该粒子可能是粒子 【答案】C 【详解】由左手定则知α衰变后产生的径迹是两个外切的圆，β衰变后产生的径迹是两个内切的圆，根据 可知 因为发生衰变后动量守恒，两微粒的动量大小相等，则在磁场中的运动半径之比与电荷数成反比，则大圆是粒子的轨迹，根据电荷数守恒可知，新核的电荷数为84，所以大圆与小圆的直径之比与电荷数成反比，为84：2，即42：1。 故选C。 8．（24-25高二下·广东深圳·期末）下列有关放射性元素衰变的说法，正确的是（　　） A．衰变方程中，X的中子个数为124 B．是衰变 C．温度越高，分子的无规则运动越剧烈，放射性元素衰变得越快 D．射线与射线是电磁波，射线的穿透本领比射线弱 【答案】A 【详解】A．在α衰变方程中，根据质量数守恒，可知X的质量数为 则X的中子个数为，故A正确； B．方程是人工核反应，不是β衰变，故B错误； C．放射性衰变的快慢由原子核内部性质决定，与温度无关，温度仅影响分子热运动，故C错误； D．γ射线是电磁波，β射线是高速电子流，并非电磁波；γ射线的穿透本领比β射线强，故D错误。 故选A。 9．（24-25高二下·海南·期末）如图所示是一种自发光夜光管，叫做氚管，玻璃管内壁涂有荧光粉，管内密封有放射性气体氚，氚放出的射线照到荧光粉上，发出荧光。氚的衰变方程为，氚的半衰期为12.43年，以下说法正确的是（　　） A．氚的衰变方程中的X是粒子 B．氚的衰变方程中的X是电子 C．氚的衰变方程中的X是中子 D．经过12.43年氚管完全不发光 【答案】B 【详解】ABC．氚的衰变方程为 核衰变过程中，质量数和电荷数守恒，则质量数守恒和电荷数守恒，则有， 解得， 氚的衰变方程中的X是电子，故AC错误，B正确； D．半衰期是指放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间。经过一个半衰期，仅半数氚核衰变，仍有荧光，故D错误。 故选B。 10．（22-23高二下·河北邯郸·期中）放射性同位素的应用非常广泛，几乎遍及各行各业。钴60的半衰期为5.27年，它发生β衰变变成镍60，而钍则会经一系列α、β衰变后生成氡。下列说法正确的是（　　） A．10g钴60经过10.54年全部发生衰变 B．钴60可以作为示踪原子研究人体对药物的吸收 C．钍原子核比氡原子核的中子数多8 D．钍衰变成氡一共经过2次α衰变和3次β衰变 【答案】C 【详解】A．钴60的半衰期为5.27年，10.54年恰为两个半衰期。根据半衰期公式，剩余质量 其中，，，代入得 未全部衰变，故A错误； B．示踪原子需选择半衰期短、生物危害小的同位素。钴60半衰期较长（5.27年），且发生β衰变释放高能电子，对人体组织有损伤风险，不宜用于人体药物吸收研究，故B错误； C．钍的中子数为 氡的中子数为 差值，故C正确； D．衰变过程分析：设α衰变次数为（每次质量数减4、电荷数减2），β衰变次数为（每次质量数不变、电荷数加1）。则质量数变化 则得 解得 电荷数变化： 得 代入得 故需3次α衰变和2次β衰变，故D错误。 故选C。 11．（23-24高二下·河北石家庄·期末）关于天然放射现象，下列叙述正确的是（    ） A．任何放射性元素都能同时发出α、β、γ三种射线 B．β衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的 C．在α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强 D．铀核（）衰变为铅核（）的过程中，要经过8次α衰变和4次β衰变 【答案】C 【详解】A．任何放射性元素在一次衰变中不可能同时发出α、β和γ三种射线，可同时发出α和γ射线（α衰变）或同时发出β和γ射线（β衰变），故A错误； B．β衰变实质是原子核中的中子转变成质子和电子，即电子来源于原子核，故B错误； C．在α、β、γ这三种射线中，γ射线是波长很短的电磁波，γ射线的穿透能力最强，α射线是He原子核，α射线的电离能力最强，故C正确； D．设铀核（）衰变为铅核（）的过程中，要经过m次α衰变和n次β衰变，根据反应过程满足质量数和电荷数守恒可得 ， 解得 ， 故D错误。 故选C。 12．（多选）（24-25高二下·福建泉州·期末）如图，轧钢厂的热轧机上可以安装射线测厚仪，仪器探测到的射线强度与钢板的厚度有关。已知某车间采用放射性同位素铱192作为放射源，其化学符号是Ir，原子序数是77，发生β衰变的半衰期为74天，放出的γ射线，适合透照的钢板厚度为10~100mm，下列说法正确的是（　　） A．衰变产生的新核用X表示，铱192的衰变方程为 B．若已知钢板厚度标准为30mm，探测器得到的射线变弱时，说明钢板厚度大于30mm，应当减小热轧机两轮之间的厚度间隙 C．若有20个铱192原子核，则经过148天还有5个没有衰变 D．衰变产生的β射线是铱192原子核外电子电离形成的电子流，具有中等的穿透能力 【答案】AB 【详解】A．β衰变的实质是原子核里的一个中子放出一个电子变为一个质子，反应过程中遵循质量数和电荷数守恒，所以铱192的衰变方程为，故A正确； B．探测器得到的射线变弱，说明钢板厚度增大，应当减小热轧机两轮之间的厚度间隙，故B正确； C．半衰期是大量原子核的统计规律，对少数原子核不适用，故C错误； D．衰变产生的β射线是铱192原子核里的一个中子放出一个电子变为一个质子，并不是原子核外电子电离形成的电子流，故D错误。 故选AB。 13．（24-25高二下·江苏徐州·期末）锝是第一种被人工制造的放射性元素，可以作为放射性药物用于“心脏灌注显像”的检测技术。含放射性元素锝的注射液注入被检测者的动脉中，通过血液循环均匀地分布到血液中，这时可利用其射线对被检测者的心脏进行造影。 (1)写出发生β衰变，生成的核反应方程； (2)锝的衰变规律如图所示，求锝的半衰期； (3)若上午8点注射锝的质量为m0，求次日凌晨2点剩余锝的质量m。 【答案】(1)；(2)；(3) 【详解】（1）发生β衰变，生成的核反应方程为 （2）根据图像，6小时有一半发生衰变，所以该元素的半衰期为 （3）从上午8点到次日凌晨2点的时间间隔 剩余的质量为 14．（23-24高二下·河北·期末）某放射性元素经过9天后，只剩下没有衰变，它的半衰期是多少天？为估算某水库的库容，可取一瓶无毒的该放射性元素的水溶液，测得瓶内溶液每分钟衰变次。现将这瓶溶液倒入水库，9天后在水库中取水样（可认为溶液已均匀分布），测得水样每分钟衰变20次。请估算水库中水的体积V。 【答案】3天， 【详解】由半衰期公式 结合天，解得 天 依题意可知 解得 题型三、核反应 15．（24-25高二下·北京平谷·期末）硼（B）中子俘获治疗是目前最先进的癌症治疗手段之一。治疗时先给病人注射一种含硼的药物，随后用中子照射，硼俘获中子后，产生高杀伤力的粒子X和锂（Li）离子。该核反应方程为，粒子X为（　　） A．氦核 B．氘核 C．质子 D．电子 【答案】A 【详解】核反应遵循质量数和电荷数守恒。则质量数为 电荷数为 可知粒子X为氦核。 故选A。 16．（24-25高二下·湖北咸宁·期末）在已知37种碘的同位素中，只有碘127是稳定的，其他都具有放射性，例如碘138原子核可衰变成为氙原子核，并放出一未知粒子X及反微中子，其核反应式为∶。已知的质量数为138，所带基本电荷数为53，则m＋p＋q等于（　　） A．136 B．137 C．138 D．139 【答案】B 【详解】根据核反应中的质量数守恒，左边碘138的质量数为138，右边氙（Xe）的质量数为m，粒子X的质量数为p，反微中子质量数为0。故有 则 根据核反应中的电荷数守恒，边碘的电荷数为53，右边氙的电荷数为54，粒子X的电荷数为q，反微中子电荷数为0。故有 则 粒子X的性质，电荷数，根据β⁻衰变（中子→质子+电子+反微中子）可知，X为电子（β粒子），其质量数 由质量数守恒得 因此 故选B。 17．（24-25高二下·吉林长春·期末）目前，我们学习过的核反应有4种类型：衰变、核裂变、核聚变和人工核转变，则对下列方程的反应类型的描述正确的是（    ） A．为重核裂变反应 B．为人工转变反应 C．为衰变反应 D．为轻核聚变反应 【答案】A 【详解】A．反应中重核（如铀核）吸收中子后分裂成两个或多个中等质量的核，并释放中子，为重核裂变反应，A正确； B．，该反应中碳-14自发衰变为氮-14并释放电子（β⁻粒子），属于β衰变，B错误； C．，氕核和氘核结合成氦并释放γ光子，属于核聚变反应，C错误。 D．，氮-14被α粒子轰击生成氧-17和质子，属于人工核转变，D错误。 故选A。 18．（24-25高二下·重庆·期末）年中国核电建设进入全面冲刺阶段。而随着新型商业反应堆先后投运，中国核电技术正由追赶者变为领跑者，推动全球清洁能源新时代加速到来。秦山核电站是我国第一座自己研究、设计和建造的核电站，其核反应堆中的“燃料”是，某一次核反应方程为。下列说法正确的是（　　） A．， B．该核反应产生的中子可直接引发核裂变，被称为“慢中子” C．在核电站的核反应堆中用镉棒吸收中子控制反应速度 D．该核反应方程两边可各消掉一个中子，即该核反应本质是衰变 【答案】C 【详解】A．根据电荷数守恒有Z+54=92 解得Z=38 根据质量数守恒有235+1=88+A+10 解得A=138，故A错误； B．该核反应产生的中子速率太快，叫快中子，会和铀235“擦肩而过”，铀核不能“捉”住它，无法发生核裂变，故B错误； C．如果中子数太多，反应速度太快，利用镉棒吸收中子，控制反应速度，故C正确； D．该反应需要用中子轰击铀235，形成处于激发态的铀236，从而分裂成几部分，铀235虽会衰变，但其半衰期为7.0×108年，核反应堆主要利用的是铀235的裂变，故D错误。 故选C。 19．（24-25高二下·山东滨州·期末）太阳是一个巨大的热核反应堆，通过质子—质子链反应实现（如图），第二步核反应方程为。下列说法正确的是（　　） A．该反应为衰变，X是He核 B．该反应为聚变，是核 C．该反应为衰变，是核 D．该反应为聚变，是核 【答案】B 【详解】根据质量数守恒和电荷数守恒可知为，该反应为聚变。 故选B。 20．（24-25高二下·广东深圳·期末）能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之一。下列关于核反应方程的说法，正确的是（　　） A．是α衰变 B．是核聚变，的比结合能比大 C．中的X是质子 D．质量数守恒，所以静止质量也守恒 【答案】B 【详解】A．该反应是轻核聚变而非α衰变（α衰变是重核自发释放氦核），故A错误； B．两个氘核聚变生成氦3和中子，属于核聚变；聚变释放能量，产物的比结合能更大，故B正确； C．钍234衰变为镤234时，原子序数增加1，质量数不变，说明发生β衰变（释放电子），X是电子而非质子，故C错误； D．核反应中质量数守恒，但因质量亏损，静止质量不守恒，故D错误。 故选B。 21．（多选）（24-25高二下·天津和平·期末）如图是慢中子反应堆的示意图，对核反应堆的下列说法中正确的是（　　） A．铀235容易吸收慢中子发生裂变反应 B．快中子跟慢化剂中的原子核碰撞后，中子能量减少，变为慢中子 C．常用的慢化剂有铅棒、镉棒等，能有效减少快中子能量 D．反应堆外面的水泥防护层用来屏蔽裂变产物放出的各种射线，但是不需要很厚 【答案】AB 【详解】A．根据铀235的特点，它更容易吸收慢中子而发生裂变，故A正确； B．在反应堆中减速剂的作用就是减少快中子能量从而变成慢中子，故B正确； C．链式反应的剧烈程度取决于裂变释放出的中子总数，控制棒可以吸收中子，因而可以控制核反应的快慢，即插入越深，吸收的越多，反应将变慢，反之将加快。常用的慢化剂有镉棒、石墨棒和重水等，能有效减少快中子个数或慢化快中子，铅棒则不能。故C错误； D．反应堆外面的水泥防护层用来屏蔽裂变产物放出的各种射线，射线的穿透能力很强，水泥防护层需要很厚。故D错误。 故选AB。 22．（多选）（24-25高二下·天津和平·期末）对以下四个核反应方程，下列说法正确的是（　　） A．是核裂变反应，这种核反应会释放能量 B．是衰变，会释放出阴极射线 C．是人类第一次实现原子核转变的方程 D．是核聚变，可以利用激光引发可控的核聚变 【答案】CD 【详解】A．反应式 是 衰变，而非核裂变。核裂变是重核分裂为两个中等质量核的过程（如铀235裂变），故A错误； B．反应式 是 衰变，释放的是 射线（高速电子流）。阴极射线是真空管中由电场加速产生的电子流，与此处核衰变的 射线来源不同，故B错误； C．反应式 是卢瑟福1919年首次实现的人工核转变实验（用 粒子轰击氮核生成氧和质子），故C正确； D．反应式 是核聚变。激光惯性约束是当前可控核聚变研究的可行技术之一（如国家点火装置），故D正确。 故选CD。 题型四、核能 23．（24-25高二下·江苏淮安·期末）在经济建设中会用到碳14测定地层形成年代的方法。碳14具有放射性，其衰变方程为：，其中的质量为，的质量为，的质量为，的结合能为，的结合能为，光在真空中的传播速度为。则（　　） A．X是由核内中子转化而来的 B．X是由核内质子转化而来的 C．单个衰变释放的核能为 D．单个衰变释放的核能为 【答案】A 【详解】AB．的质量数为14，电荷数为6，的质量数为14，电荷数为7，根据质量数守恒和电荷数守恒可知X的质量数为零，电荷数为-1，可知X为电子（β粒子）。β衰变是核内中子转化为质子并释放电子的过程，故X由中子转化而来，故A正确，B错误； CD．结合能是核子结合成原子核时释放的能量，衰变释放的核能应等于生成物结合能与反应物结合能之差（），而非。根据质能方程，核能释放 其中，质量亏损 故，故CD错误。 故选A。 24．（24-25高二下·河北秦皇岛·期末）理论分析表明，一对能量为0.51 MeV的γ粒子可在真空中产生一对正负电子。元电荷，假设正、负电子的质量相等，则电子质量的数量级为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】根据质能方程，产生一对正负电子所需的总能量为。 因此单个电子的质量为 故选B。 25．（24-25高二下·吉林长春·期末）南华大学核科学技术学院韦悦周教授团队在高效分离提取医用同位素方面取得突破，成功从百克级硝酸钍中分离得到可用于治疗恶性肿瘤的高纯医用同位素Pb212及Bi212；Bi212可经历两种衰变过程，最终产生Pb208，如图所示，其中④过程释放的能量约2.7MeV，②③过程释放的总能量约8.8MeV。则（　　） A．②过程属于α衰变 B．③过程属于β衰变 C．①过程释放的能量约为6.1MeV D．Pb208的比结合能小于Bi212的 【答案】C 【详解】A．②过程由变为，电荷数增加1，质量数不变，则放出，属于β衰变，选项A错误； B．③过程由变为质量数减小4，电荷数减小2，则放出，属于α衰变，选项B错误； C．由能量关系可知，①过程释放的能量约为8.8MeV – 2.7MeV= 6.1MeV，选项C正确； D．因反应放出核能，生成物更加稳定，比结合能更大，则Pb208的比结合能大于Bi212的，选项D错误。 故选C。 26．（24-25高二下·黑龙江齐齐哈尔·期末）某放射性元素的一个原子核静止在磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场中。由于发生了（或）衰变而得到两种粒子，其中一种是（或）粒子，另一种是反冲核。如图所示为衰变后两种粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨迹，已知衰变前原子核的质量为m，衰变后形成的两种新粒子的质量分别为、，在磁场中的轨迹半径分别为、。两圆半径之比为，则以下说法正确的是（　　） A．该原子核发生的是衰变，得到的两种新粒子在磁场中做圆周运动的绕向相反 B．原来静止的原子核的原子序数为92，反冲核的轨道半径为 C．衰变过程释放的核能，得到的射线很容易穿透黑纸 D．该衰变的衰变方程可能为 【答案】D 【详解】A．两圆形轨迹外切，可知是衰变，两种新粒子均带正电，根据左手定则可知两种新粒子在磁场中做圆周运动的绕向相同，故A错误； B．根据牛顿第二定律可得 解得 可见，粒子做圆周运动的轨道半径与动量成正比、与电荷量成反比。根据动量守恒定律可知，原来静止的原子核衰变后两种新粒子动量等大反向。若原来静止的原子核的原子序数为92，反冲核的原子序数应为90，氦原子核的原子序数为2。由已知条件可知，反冲核的轨道半径为，故B错误； C．衰变过程释放的核能为 得到的射线是射线，但射线在空气中电离本领较强，贯穿本领较弱，空气中一张纸就能把射线挡住，故C错误； D．根据质量守恒定律与电荷数守恒定律可知，该衰变的衰变方程可能为 故D正确。 故选D。 27．（24-25高二下·辽宁鞍山·期末）在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核发生了一次α衰变。放射出的α粒子在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R。以m、q分别表示α粒子的质量和电荷量。生成的新核用Y表示。真空中光速为c，下列说法正确的是（　　） A．新核Y在磁场中做圆周运动的轨道半径为 B．若将α粒子做圆周运动等效成一个环形电流，则电流大小为 C．若衰变过程中释放的核能都转化为α粒子和新核Y的动能，则衰变过程中的质量亏损约 D．发生衰变后产生的α粒子与新核Y在磁场中旋转方向相同，且轨迹为相互内切的圆 【答案】B 【详解】A．衰变过程中系统动量守恒，α粒子和新核Y的动量大小相等。由半径公式可知，轨道半径与电荷量成反比。α粒子电荷为2e，新核Y电荷为(Z-2)e，新核Y与α粒子的半径之比为 解得，A错误； B．α粒子做圆周运动的周期为 等效电流为，B正确； C．α粒子速度v1为 解得 新核Y的速度v2为 α粒子的质量为m，每个核子的质量为；新核Y的核子数为A-4，新核Y的质量为 衰变后系统总动能为 释放的核能为 根据能量守恒定律 解得，C错误； D．衰变后两粒子运动方向相反，都带正电荷，由左手定则，旋转方向相反，轨迹为外切圆， D错误。 故选B。 28．（24-25高二下·吉林长春·期末）玉兔二号月球车采用核电池来提供能量，其原理是将放射性同位素衰变时放出的核能转变为电能。玉兔二号月球车核电池的放射源是，其衰变方程为的半衰期为88年。下列说法正确的是（　　） A．的中子数为92 B．形成不同化合物时其半衰期不变 C．100个原子核经过88年，将有50个原子核发生衰变 D．的结合能比衰变产物的结合能大，则比结合能也比的大 【答案】B 【详解】A．根据衰变方程，X原子核的核子数为234，电荷数为92，所以X的中子数为142个，故A错误； B．半衰期由原子核内部结构决定，与化学状态无关，故B正确； C．半衰期是统计规律，适用于大量原子核。100个原子核经过88年，无法确定发生衰变的数量具体是多少，可能恰好50个也可能大于50或者小于50，故C错误； D．结合能大的原子核，比结合能不一定大。在衰变反应中，衰变产物X更稳定，说明X的比结合能更大，故D错误。 故选B。 29．（24-25高二下·安徽合肥·期末）一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同时辐射一个γ光子。已知质子中子氘核的质量分别为m1、m2、m3，普朗克常量为h，真空中的光速为c，若产生的核能全部被γ光子带走，下列说法正确的是（　　） A．核反应方程是 B．聚变反应中的质量亏损 C．辐射出γ光子的能量E＝（m3－m1－m2）c2 D．γ光子的波长 【答案】D 【详解】A．核反应方程应为 而选项A中生成的是（氚核），故A错误； B．质量亏损为反应前总质量减去反应后总质量，即 但选项B写为，故B错误； C．根据质能方程，光子能量应为，而选项C中为，符号错误，故C错误； D．光子能量 结合 可得 与选项D一致，故D正确。 故选D。 30．（24-25高二下·河南郑州·期末）两个氘核聚变的反应方程为，其中的质量为，的质量为，的质量为。已知相当于931.5MeV的能量，则（　　） A．该聚变反应过程吸收能量 B．该聚变反应释放的核能约为 C．的比结合能大于的比结合能 D．的平均核子质量小于的平均核子质量 【答案】B 【详解】A．反应前总质量：2×2.0136u=4.0272u，反应后总质量：3.0150u+1.0087u=4.0237u，质量亏损Δm=0.0035u>0，说明释放能量，故A错误。 B．释放能量：ΔE=0.0035u×931.5MeV/u≈3.26MeV，故B正确。 C．聚变后生成更稳定的核（比结合能更高），氦-3的比结合能应大于氘核，故C错误。 D．氘核平均核子质量：2.0136u/2≈1.0068u；氦-3平均核子质量：3.0150u/3≈1.0050u。氘核平均核子质量更大，故D错误。 故选B。 31．（多选）（24-25高二下·新疆乌鲁木齐·期末）核能具有高效、清洁等优点，利用核能是当今世界解决能源问题的一个重要方向。原子核的比结合能曲线如图所示，则（　　） A．的比结合能小于的比结合能 B．两个核结合成核的过程放出能量 C．、、三者相比，的结合能最大 D．核的比结合能小于核的比结合能，因此核更稳定 【答案】BC 【详解】A．从比结合能曲线可以看出质量大的原子核，比结合能呈减小趋势，所以的比结合能大于的比结合能，故A错误； B．比结合能越大，原子核结合越牢固，在结合过程中放出的能量越多。从比结合能曲线可知的比结合能大于的比结合能，所以两个核结合成核的过程是放出能量，故B正确； C．结合能等于比结合能乘以核子数。对于、、三者相比，虽然的比结合能最小，但是从核子数来看，的核子数最多。所以综合起来的结合能最大，故C正确； D．由于比结合能越大，原子核结合的越牢固，从比结合能曲线可知核的比结合能大于核的比结合能，所以核比核更牢固，故D错误。 故选BC。 32．（24-25高二下·河北·期末）用速度几乎是零的慢中子轰击静止的硼核（），产生锂核（）和α粒子。已知中子的质量，硼核的质量，锂核的质量，α粒子的质量，光在真空中传播的速度为c。 (1)写出该反应的核反应方程； (2)求出该反应放出的能量。 【答案】(1)；(2) 【详解】（1）该核反应方程为 （2）核反应过程中的质量亏损 该反应放出的能量，解得 33．（23-24高二下·河南南阳·期末）2022年10月19日下午，中国新一代“人造太阳”装置(HL-2M等离子体电流突破100万安培（1兆安)，创造了中国可控核聚变装置运行新纪录，标志着我国核聚变研发距离聚变点火迈进重要一步，跻身国际第一方阵,技术水平居国际前列。“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电。已知氘()核的质量为2.0136u，中子的质量为1.0087u，核的质量为3.0150u。两个速率相等的氘核对心碰撞聚变成并放出一个中子，已知质量亏损为lu时，释放的能量为931.5MeV，除了计算质量亏损外，核的质量可以认为是中子的3倍。 (1)写出该核反应方程。 (2)该核反应释放的核能为多少?(结果保留三位有效数字) (3)若两个氘核以相同的动能Ek=0.35MeV正碰而发生核聚变，同时释放出一对向相反方向运动的光子，每个光子的能量为0.5MeV，求生成的核的动能。(结果保留两位有效数字) 【答案】(1)；(2)；(3) 【详解】（1）核反应过程满足质量数和电荷数守恒，该核反应的反应方程式为 （2）该核反应的质量亏损 该核反应释放的核能 （3）两个氘核正碰而发生核聚变过程，满足动量守恒，设中子的质量为m，中子的速度大小为v1，核的质量为3m，核的速度大小为v2，一个光子能量 E0=0.5MeV 由于碰撞前的总动量为零，则有 根据能量守恒可得 联立解得生成的核的动能为 B综合攻坚・能力跃升 1．（2026·云南昭通·一模）下列关于原子与原子核的说法正确的是（　　） A．卢瑟福根据粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型 B．原子核发生衰变时放出的电子来自原子核的核外电子 C．原子弹的反应原理是核聚变 D．氢原子可以吸收任意能量，从基态跃迁到激发态 【答案】A 【详解】A．卢瑟福通过α粒子散射实验发现大部分α粒子穿过金箔后方向不变，少数发生大角度偏转，据此提出原子的核式结构模型，故A正确。 B．β衰变放出的电子源于原子核内中子转化为质子时释放的电子，并非核外电子，故B错误。 C．原子弹利用重核裂变（核裂变）释放能量，核聚变是氢弹的反应原理，故C错误。 D．氢原子从基态跃迁至激发态需吸收特定能量，能量不满足时无法跃迁，故D错误。 故选A。 2．（2025·湖北·模拟预测）2025年10月25日中科院宣布紧凑型聚变能实验装置（BEST）正在安装，中国人造太阳预计2027年竣工，有望成为人类历史上首个实现聚变发电的装置。如图所示，现实中太阳内层的氢发生聚变，每4个会聚变成1个，即质子-质子链反应。下列说法正确的是（　　） A．比少两个中子 B．和聚合成，反应需要吸收能量 C．两个合成的过程中产生一个负电子 D．的比结合能大于的比结合能 【答案】D 【详解】A．中子数为0，中子数为1，则比少一个中子，A错误； B．和聚合成，反应放出能量，B错误； C．根据，即两个合成的过程中产生一个正电子，C错误； D．因生成物更加稳定，生成物的比结合能更大，即的比结合能大于的比结合能，D正确。 故选D。 3．（2026·湖南永州·二模）（钍）具有放射性，发生某种衰变后变为（镤），衰变方程为，（钍）的半衰期为24天。下列说法正确的是（   ） A．该衰变为衰变 B．（钍）的比结合能小于（镤）的比结合能 C．温度降低，（钍）的半衰期减小 D．64个钍核经过72天后一定剩下8个钍核 【答案】B 【详解】A．根据电荷数守恒和质量数守恒可知，衰变方程为 所以，该衰变为β衰变，故A错误； B．自发衰变中，释放能量，生成物比反应物更稳定，则（镤）比（钍）更稳定，比结合能更大，故B正确； C．半衰期由原子核内部结构决定，与温度、压强等外部因素无关，故C错误； D．半衰期是统计规律，适用于大量原子核。少数不适用，故D错误。 故选B。 4．（2025·黑龙江吉林·模拟预测）科学家利用我国高海拔宇宙线观测站“拉索”（LHAASO），在天鹅座恒星形成区发现了一个巨型超高能伽马射线泡状结构，并从中找到了能量高于1亿亿电子伏宇宙线起源的候选天体。下列关于射线的说法正确的是（　　） A．射线的本质是高速电子流 B．射线是原子内层电子受激发而产生的 C．射线、射线、射线相比，射线的电离作用最强，穿透能力最弱 D．钴60发生一次衰变后成为稳定的镍60，衰变过程中放出的射线来自于镍60 【答案】D 【详解】A．射线的本质是能量很高的电磁波，故A错误； B．射线是原子核发生衰变时，新核从高能级向低能级跃迁而发射出来的，故B错误； C．射线、射线。射线相比，射线的电离作用最弱，穿透能力最强，故C错误； D．衰变后的新核镍60处于激发态，不稳定，会向外辐射射线，所以辐射的射线来自于镍60，故D正确。 故选D。 5．（2025·广东·模拟预测）人们发现原子序数大于83的所有天然存在的元素都具有放射性，它们经常会同时放出、、射线。如图所示，若将放射源分别放在匀强电场或匀强磁场中，并使电场和磁场与射线射出的方向垂直，由于场的作用带电的射线将发生偏转，下列说法正确的是（　　） A．图甲中的③射线是射线，具有很强的穿透能力 B．图乙中的⑥射线是电子流，用一张厚纸就可以把它挡住 C．图甲中的①射线和图乙中的④射线均是射线，具有很强的电离能力 D．图甲中的②射线和图乙的⑤射线属于同种射线，具有较强的电离能力 【答案】C 【详解】AB．由射线的偏转方向可知，图甲中的③射线和图乙中的⑥射线是电子流，具有较强的穿透能力，故AB错误； C．图甲中的①射线和图乙中的④射线均是射线，具有很强的电离能力，故C正确； D．图甲中的②射线和图乙中的⑤射线均是射线，电离能力很弱，故D错误。 故选C。 6．（2026·山东泰安·一模）硼中子俘获治疗技术（BNCT）是近年来国际肿瘤治疗领域新兴快速发展的精准诊疗技术，其原理是进入癌细胞内的硼原子核吸收慢中子，转变为锂原子核和粒子，并释放出γ光子。已知硼原子核的比结合能为，锂原子核的比结合能为，这个核反应过程中质量亏损为，真空中的光速为，则粒子的结合能为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】由质能方程可知，核反应中放出的能量 由能量关系可得 则粒子的结合能为 故选D。 7．（2026·甘肃酒泉·一模）下列核反应方程中，符号“x”表示电子的是（    ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A． 根据质量数守恒238= 234+Ax 可得Ax=4 根据电荷数守恒92=90+Zx 可得 Zx=2 故x为 α 粒子，故A错误； B． 根据质量数守恒82=82+2Ax 可得Ax=0 根据电荷数守恒34=36+2Zx，得 Zx=-1 故x为电子，故B正确； C． 根据质量数守恒2+3=4+Ax 可得Ax=1 电荷数守恒1+1=2+Zx 可得 Zx= 0 x为中子，故 C 错误； D． 根据质量数守恒14+4=17+Ax 可得Ax= 1 根据电荷数守恒7+2=8+Zx 可得Zx=1 故x 为质子，故 D 错误。 故选B。 8．（2025·广东清远·一模）氡气是一种自然界广泛存在的放射性气体，在土壤、岩石、空气中都有。氡原子核的半衰期为3.8天，氡原子核衰变为钋原子核，同时放出一个粒子X。以下说法正确的是（　　） A．1mol氡原子核全部发生衰变需要7.6天 B．氡气溶于水中之后，氡原子核会停止衰变 C．X粒子可以使空气分子电离变成导电气体 D．由X粒子形成的射线能穿透几厘米厚的铝板 【答案】C 【详解】A．1mol氡原子核不会全部衰变，根据半衰期的定义可知经过7.6天，即两个半衰期还剩余的氡原子核是原来的，故A错误； B．半衰期由原子核本身决定，与其所处物理环境和化学状态无关，氡气溶于水中之后，氡原子核会继续衰变，故B错误； C．氡原子核衰变为钋原子核，同时放出一个粒子X，衰变方程为，粒子X为α粒子，其电离能力强，可使空气电离，故C正确； D．α粒子穿透能力极弱，无法穿透厚铝板，故D错误。 故选C。 9．（2025·北京大兴·三模）下列物质中，本质不是电子的是（　　） A．阴极射线 B．射线 C．伦琴射线 D．光电子 【答案】C 【详解】A．阴极射线是高速电子流，本质为电子，A错误； B．射线是原子核衰变时释放的电子流，本质为电子，B错误； C．伦琴射线（X射线）是电磁波，本质为光子，而非电子，C正确； D．光电子是金属表面逸出的电子，本质为电子，D错误。 故选C。 10．（多选）（2026·云南·模拟预测）某微型核电池使用了镍63核同位素衰变技术，镍核衰变方程为：，半衰期为100年。下列说法正确的（　　） A．该反应释放能量 B．X来源于原子核外部 C．X是在核内中子转化为质子的过程中产生的 D．改变压强和温度，可以改变镍63的半衰期 【答案】AC 【详解】A．衰变反应释放能量，选项A正确； BC．根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，X质量数为零，电荷数为-1，为电子，由核内中子转化为质子的过程中产生，选项B错误，选项C正确； D．改变压强和温度等外部因素，不能改变半衰期，选项D错误。 故选AC。 11．（2025·江苏常州·二模）科学家预测质子（）不稳定，可衰变为中性π介子（）。科学家将探测器放置于地下1千米深处，使用5万吨的超纯水（约含有N0=1.80×1034个质子）和1万多个光电倍增管，用于探测质子的衰变。 (1)写出质子的衰变方程； (2)经过2个半衰期，纯水中大约有多少个质子发生了衰变（保留三位有效数字）。 【答案】(1) (2)1.35×1034个 【详解】（1）质子的衰变方程 （2）设经2个半衰期后，剩下还没有发生衰变的质子数为N，则 则经过2个半衰期后发生衰变的质子大约有 12．（2025·江苏·模拟预测）宇宙射线进入地球大气时，同大气作用产生中子，中子撞击大气中的引发核反应产生。已知中子质量为，质子质量为质量为质量为，真空中光速为。 (1)写出该核反应方程并求出一次反应释放的能量； (2)求的比结合能。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）根据核反应前后质量数守恒、电荷数守恒，可得该核反应方程为 根据质量能方程，该核反应一次反应释放的能量 （2）由7个质子和7个中子构成，把分解成单个核子需要吸收的能量（结合能）为 比结合能是结合能与核子数之比，所以其比结合能 1 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $ 第五章 原子核（解析版） 目录 A题型建模・专项突破 题型一、原子核的组成 1 题型二、原子核的衰变、半衰期（重点） 1 题型三、核反应 2 题型四、核能 7 B综合攻坚・能力跃升 10 题型一、原子核的组成 1．（24-25高二下·河北石家庄·期末）下列关于近代物理相关的历史事实说法正确的是（　　） A．汤姆逊通过油滴实验测得了元电荷的数值 B．卢瑟福通过α粒子散射实验，证实了在原子核内存在质子 C．居里夫人从沥青铀矿中分离出了钋（Po）和镭（Ra）两种新元素 D．贝克勒尔通过对天然放射性现象的研究，发现了原子中存在原子核 2．（23-24高二下·河南驻马店·期末）把放射源铀、钍或镭放入用铅做成的容器中，使射线只能从容器的小孔射出成为细细的一束。在射线经过的空间施加垂直于纸面的匀强磁场或水平方向的匀强电场，都可以使射线分成如图所示的A、B、C三束。则下列说法正确的是（　　） A．若施加的是垂直纸面向里的匀强磁场，A为α射线 B．若施加的是水平向右的匀强电场，C为β射线 C．三种射线中C为高速电子流，其穿透能力最强 D．三种射线中B的电离本领最强 3．（23-24高二下·江苏无锡·期末）如图所示，曲线a、b、c、d为气泡室中某放射性物质发生衰变放出的部分粒子的径迹，气泡室中磁感应强度方向垂直纸面向外。下列判断正确的是（    ） A．a、b为粒子的径迹 B．c、d为粒子的径迹 C．a、b为粒子的径迹 D．c、d为粒子的径迹 4．（多选）（24-25高二下·北京延庆·期末）对于原子、原子核，人们无法直接观察到其内部结构，只能通过对各种实验事实提供的信息进行分析、猜想、提出微观模型，并进一步接受实验事实的检验，进而再对模型进行修正。下列实验事实支持相应观点的是（　　） A．电子的发现，说明原子是可以再分的 B．天然放射现象，说明原子是可以再分的 C．康普顿散射现象及规律，说明原子具有核式结构 D．玻尔依据氢原子光谱的实验规律，将量子观念引入原子领域 题型二、原子核的衰变、半衰期 5．（24-25高二下·贵州遵义·期末）碳-14核电池具有长寿命、高安全性的特点，在低功耗、长周期供电领域具有独特优势。该电池利用碳-14衰变为氮-14过程中释放的能量发电，衰变方程为，下列四幅图能对应该核反应方程示意图的是（　　） A． B． C． D． 6．（24-25高二下·山东济宁·期末）医学中常用某些放射性元素治疗疾病。假设质量为m0的放射性元素Y经过时间t剩余的质量为m，对应的图像如图所示。则Y的半衰期为（　　） A．28d B．14d C．7d D．3 5d 7．（24-25高二下·北京大兴·期末）如图所示，在足够大的匀强磁场中，一个静止的氡原子核发生衰变，放出一个粒子后成为一个新核。已知粒子与新核的运动轨迹是两个相外切的圆，下列说法正确的是（　　） A．大圆与小圆的直径之比可能为。 B．大圆与小圆的直径之比可能为。 C．大圆是粒子的轨迹，该粒子可能是粒子 D．小圆是粒子的轨迹，该粒子可能是粒子 8．（24-25高二下·广东深圳·期末）下列有关放射性元素衰变的说法，正确的是（　　） A．衰变方程中，X的中子个数为124 B．是衰变 C．温度越高，分子的无规则运动越剧烈，放射性元素衰变得越快 D．射线与射线是电磁波，射线的穿透本领比射线弱 9．（24-25高二下·海南·期末）如图所示是一种自发光夜光管，叫做氚管，玻璃管内壁涂有荧光粉，管内密封有放射性气体氚，氚放出的射线照到荧光粉上，发出荧光。氚的衰变方程为，氚的半衰期为12.43年，以下说法正确的是（　　） A．氚的衰变方程中的X是粒子 B．氚的衰变方程中的X是电子 C．氚的衰变方程中的X是中子 D．经过12.43年氚管完全不发光 10．（22-23高二下·河北邯郸·期中）放射性同位素的应用非常广泛，几乎遍及各行各业。钴60的半衰期为5.27年，它发生β衰变变成镍60，而钍则会经一系列α、β衰变后生成氡。下列说法正确的是（　　） A．10g钴60经过10.54年全部发生衰变 B．钴60可以作为示踪原子研究人体对药物的吸收 C．钍原子核比氡原子核的中子数多8 D．钍衰变成氡一共经过2次α衰变和3次β衰变 11．（23-24高二下·河北石家庄·期末）关于天然放射现象，下列叙述正确的是（    ） A．任何放射性元素都能同时发出α、β、γ三种射线 B．β衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的 C．在α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强 D．铀核（）衰变为铅核（）的过程中，要经过8次α衰变和4次β衰变 12．（多选）（24-25高二下·福建泉州·期末）如图，轧钢厂的热轧机上可以安装射线测厚仪，仪器探测到的射线强度与钢板的厚度有关。已知某车间采用放射性同位素铱192作为放射源，其化学符号是Ir，原子序数是77，发生β衰变的半衰期为74天，放出的γ射线，适合透照的钢板厚度为10~100mm，下列说法正确的是（　　） A．衰变产生的新核用X表示，铱192的衰变方程为 B．若已知钢板厚度标准为30mm，探测器得到的射线变弱时，说明钢板厚度大于30mm，应当减小热轧机两轮之间的厚度间隙 C．若有20个铱192原子核，则经过148天还有5个没有衰变 D．衰变产生的β射线是铱192原子核外电子电离形成的电子流，具有中等的穿透能力 13．（24-25高二下·江苏徐州·期末）锝是第一种被人工制造的放射性元素，可以作为放射性药物用于“心脏灌注显像”的检测技术。含放射性元素锝的注射液注入被检测者的动脉中，通过血液循环均匀地分布到血液中，这时可利用其射线对被检测者的心脏进行造影。 (1)写出发生β衰变，生成的核反应方程； (2)锝的衰变规律如图所示，求锝的半衰期； (3)若上午8点注射锝的质量为m0，求次日凌晨2点剩余锝的质量m。 14．（23-24高二下·河北·期末）某放射性元素经过9天后，只剩下没有衰变，它的半衰期是多少天？为估算某水库的库容，可取一瓶无毒的该放射性元素的水溶液，测得瓶内溶液每分钟衰变次。现将这瓶溶液倒入水库，9天后在水库中取水样（可认为溶液已均匀分布），测得水样每分钟衰变20次。请估算水库中水的体积V。 题型三、核反应 15．（24-25高二下·北京平谷·期末）硼（B）中子俘获治疗是目前最先进的癌症治疗手段之一。治疗时先给病人注射一种含硼的药物，随后用中子照射，硼俘获中子后，产生高杀伤力的粒子X和锂（Li）离子。该核反应方程为，粒子X为（　　） A．氦核 B．氘核 C．质子 D．电子 16．（24-25高二下·湖北咸宁·期末）在已知37种碘的同位素中，只有碘127是稳定的，其他都具有放射性，例如碘138原子核可衰变成为氙原子核，并放出一未知粒子X及反微中子，其核反应式为∶。已知的质量数为138，所带基本电荷数为53，则m＋p＋q等于（　　） A．136 B．137 C．138 D．139 17．（24-25高二下·吉林长春·期末）目前，我们学习过的核反应有4种类型：衰变、核裂变、核聚变和人工核转变，则对下列方程的反应类型的描述正确的是（    ） A．为重核裂变反应 B．为人工转变反应 C．为衰变反应 D．为轻核聚变反应 18．（24-25高二下·重庆·期末）年中国核电建设进入全面冲刺阶段。而随着新型商业反应堆先后投运，中国核电技术正由追赶者变为领跑者，推动全球清洁能源新时代加速到来。秦山核电站是我国第一座自己研究、设计和建造的核电站，其核反应堆中的“燃料”是，某一次核反应方程为。下列说法正确的是（　　） A．， B．该核反应产生的中子可直接引发核裂变，被称为“慢中子” C．在核电站的核反应堆中用镉棒吸收中子控制反应速度 D．该核反应方程两边可各消掉一个中子，即该核反应本质是衰变 19．（24-25高二下·山东滨州·期末）太阳是一个巨大的热核反应堆，通过质子—质子链反应实现（如图），第二步核反应方程为。下列说法正确的是（　　） A．该反应为衰变，X是He核 B．该反应为聚变，是核 C．该反应为衰变，是核 D．该反应为聚变，是核 20．（24-25高二下·广东深圳·期末）能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之一。下列关于核反应方程的说法，正确的是（　　） A．是α衰变 B．是核聚变，的比结合能比大 C．中的X是质子 D．质量数守恒，所以静止质量也守恒 21．（多选）（24-25高二下·天津和平·期末）如图是慢中子反应堆的示意图，对核反应堆的下列说法中正确的是（　　） A．铀235容易吸收慢中子发生裂变反应 B．快中子跟慢化剂中的原子核碰撞后，中子能量减少，变为慢中子 C．常用的慢化剂有铅棒、镉棒等，能有效减少快中子能量 D．反应堆外面的水泥防护层用来屏蔽裂变产物放出的各种射线，但是不需要很厚 22．（多选）（24-25高二下·天津和平·期末）对以下四个核反应方程，下列说法正确的是（　　） A．是核裂变反应，这种核反应会释放能量 B．是衰变，会释放出阴极射线 C．是人类第一次实现原子核转变的方程 D．是核聚变，可以利用激光引发可控的核聚变 题型四、核能 23．（24-25高二下·江苏淮安·期末）在经济建设中会用到碳14测定地层形成年代的方法。碳14具有放射性，其衰变方程为：，其中的质量为，的质量为，的质量为，的结合能为，的结合能为，光在真空中的传播速度为。则（　　） A．X是由核内中子转化而来的 B．X是由核内质子转化而来的 C．单个衰变释放的核能为 D．单个衰变释放的核能为 24．（24-25高二下·河北秦皇岛·期末）理论分析表明，一对能量为0.51 MeV的γ粒子可在真空中产生一对正负电子。元电荷，假设正、负电子的质量相等，则电子质量的数量级为（　　） A． B． C． D． 25．（24-25高二下·吉林长春·期末）南华大学核科学技术学院韦悦周教授团队在高效分离提取医用同位素方面取得突破，成功从百克级硝酸钍中分离得到可用于治疗恶性肿瘤的高纯医用同位素Pb212及Bi212；Bi212可经历两种衰变过程，最终产生Pb208，如图所示，其中④过程释放的能量约2.7MeV，②③过程释放的总能量约8.8MeV。则（　　） A．②过程属于α衰变 B．③过程属于β衰变 C．①过程释放的能量约为6.1MeV D．Pb208的比结合能小于Bi212的 26．（24-25高二下·黑龙江齐齐哈尔·期末）某放射性元素的一个原子核静止在磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场中。由于发生了（或）衰变而得到两种粒子，其中一种是（或）粒子，另一种是反冲核。如图所示为衰变后两种粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨迹，已知衰变前原子核的质量为m，衰变后形成的两种新粒子的质量分别为、，在磁场中的轨迹半径分别为、。两圆半径之比为，则以下说法正确的是（　　） A．该原子核发生的是衰变，得到的两种新粒子在磁场中做圆周运动的绕向相反 B．原来静止的原子核的原子序数为92，反冲核的轨道半径为 C．衰变过程释放的核能，得到的射线很容易穿透黑纸 D．该衰变的衰变方程可能为 27．（24-25高二下·辽宁鞍山·期末）在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核发生了一次α衰变。放射出的α粒子在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R。以m、q分别表示α粒子的质量和电荷量。生成的新核用Y表示。真空中光速为c，下列说法正确的是（　　） A．新核Y在磁场中做圆周运动的轨道半径为 B．若将α粒子做圆周运动等效成一个环形电流，则电流大小为 C．若衰变过程中释放的核能都转化为α粒子和新核Y的动能，则衰变过程中的质量亏损约 D．发生衰变后产生的α粒子与新核Y在磁场中旋转方向相同，且轨迹为相互内切的圆 28．（24-25高二下·吉林长春·期末）玉兔二号月球车采用核电池来提供能量，其原理是将放射性同位素衰变时放出的核能转变为电能。玉兔二号月球车核电池的放射源是，其衰变方程为的半衰期为88年。下列说法正确的是（　　） A．的中子数为92 B．形成不同化合物时其半衰期不变 C．100个原子核经过88年，将有50个原子核发生衰变 D．的结合能比衰变产物的结合能大，则比结合能也比的大 29．（24-25高二下·安徽合肥·期末）一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同时辐射一个γ光子。已知质子中子氘核的质量分别为m1、m2、m3，普朗克常量为h，真空中的光速为c，若产生的核能全部被γ光子带走，下列说法正确的是（　　） A．核反应方程是 B．聚变反应中的质量亏损 C．辐射出γ光子的能量E＝（m3－m1－m2）c2 D．γ光子的波长 30．（24-25高二下·河南郑州·期末）两个氘核聚变的反应方程为，其中的质量为，的质量为，的质量为。已知相当于931.5MeV的能量，则（　　） A．该聚变反应过程吸收能量 B．该聚变反应释放的核能约为 C．的比结合能大于的比结合能 D．的平均核子质量小于的平均核子质量 31．（多选）（24-25高二下·新疆乌鲁木齐·期末）核能具有高效、清洁等优点，利用核能是当今世界解决能源问题的一个重要方向。原子核的比结合能曲线如图所示，则（　　） A．的比结合能小于的比结合能 B．两个核结合成核的过程放出能量 C．、、三者相比，的结合能最大 D．核的比结合能小于核的比结合能，因此核更稳定 32．（24-25高二下·河北·期末）用速度几乎是零的慢中子轰击静止的硼核（），产生锂核（）和α粒子。已知中子的质量，硼核的质量，锂核的质量，α粒子的质量，光在真空中传播的速度为c。 (1)写出该反应的核反应方程； (2)求出该反应放出的能量。 33．（23-24高二下·河南南阳·期末）2022年10月19日下午，中国新一代“人造太阳”装置(HL-2M等离子体电流突破100万安培（1兆安)，创造了中国可控核聚变装置运行新纪录，标志着我国核聚变研发距离聚变点火迈进重要一步，跻身国际第一方阵,技术水平居国际前列。“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电。已知氘()核的质量为2.0136u，中子的质量为1.0087u，核的质量为3.0150u。两个速率相等的氘核对心碰撞聚变成并放出一个中子，已知质量亏损为lu时，释放的能量为931.5MeV，除了计算质量亏损外，核的质量可以认为是中子的3倍。 (1)写出该核反应方程。 (2)该核反应释放的核能为多少?(结果保留三位有效数字) (3)若两个氘核以相同的动能Ek=0.35MeV正碰而发生核聚变，同时释放出一对向相反方向运动的光子，每个光子的能量为0.5MeV，求生成的核的动能。(结果保留两位有效数字) B综合攻坚・能力跃升 1．（2026·云南昭通·一模）下列关于原子与原子核的说法正确的是（　　） A．卢瑟福根据粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型 B．原子核发生衰变时放出的电子来自原子核的核外电子 C．原子弹的反应原理是核聚变 D．氢原子可以吸收任意能量，从基态跃迁到激发态 2．（2025·湖北·模拟预测）2025年10月25日中科院宣布紧凑型聚变能实验装置（BEST）正在安装，中国人造太阳预计2027年竣工，有望成为人类历史上首个实现聚变发电的装置。如图所示，现实中太阳内层的氢发生聚变，每4个会聚变成1个，即质子-质子链反应。下列说法正确的是（　　） A．比少两个中子 B．和聚合成，反应需要吸收能量 C．两个合成的过程中产生一个负电子 D．的比结合能大于的比结合能 3．（2026·湖南永州·二模）（钍）具有放射性，发生某种衰变后变为（镤），衰变方程为，（钍）的半衰期为24天。下列说法正确的是（   ） A．该衰变为衰变 B．（钍）的比结合能小于（镤）的比结合能 C．温度降低，（钍）的半衰期减小 D．64个钍核经过72天后一定剩下8个钍核 4．（2025·黑龙江吉林·模拟预测）科学家利用我国高海拔宇宙线观测站“拉索”（LHAASO），在天鹅座恒星形成区发现了一个巨型超高能伽马射线泡状结构，并从中找到了能量高于1亿亿电子伏宇宙线起源的候选天体。下列关于射线的说法正确的是（　　） A．射线的本质是高速电子流 B．射线是原子内层电子受激发而产生的 C．射线、射线、射线相比，射线的电离作用最强，穿透能力最弱 D．钴60发生一次衰变后成为稳定的镍60，衰变过程中放出的射线来自于镍60 5．（2025·广东·模拟预测）人们发现原子序数大于83的所有天然存在的元素都具有放射性，它们经常会同时放出、、射线。如图所示，若将放射源分别放在匀强电场或匀强磁场中，并使电场和磁场与射线射出的方向垂直，由于场的作用带电的射线将发生偏转，下列说法正确的是（　　） A．图甲中的③射线是射线，具有很强的穿透能力 B．图乙中的⑥射线是电子流，用一张厚纸就可以把它挡住 C．图甲中的①射线和图乙中的④射线均是射线，具有很强的电离能力 D．图甲中的②射线和图乙的⑤射线属于同种射线，具有较强的电离能力 6．（2026·山东泰安·一模）硼中子俘获治疗技术（BNCT）是近年来国际肿瘤治疗领域新兴快速发展的精准诊疗技术，其原理是进入癌细胞内的硼原子核吸收慢中子，转变为锂原子核和粒子，并释放出γ光子。已知硼原子核的比结合能为，锂原子核的比结合能为，这个核反应过程中质量亏损为，真空中的光速为，则粒子的结合能为（　　） A． B． C． D． 7．（2026·甘肃酒泉·一模）下列核反应方程中，符号“x”表示电子的是（    ） A． B． C． D． 8．（2025·广东清远·一模）氡气是一种自然界广泛存在的放射性气体，在土壤、岩石、空气中都有。氡原子核的半衰期为3.8天，氡原子核衰变为钋原子核，同时放出一个粒子X。以下说法正确的是（　　） A．1mol氡原子核全部发生衰变需要7.6天 B．氡气溶于水中之后，氡原子核会停止衰变 C．X粒子可以使空气分子电离变成导电气体 D．由X粒子形成的射线能穿透几厘米厚的铝板 9．（2025·北京大兴·三模）下列物质中，本质不是电子的是（　　） A．阴极射线 B．射线 C．伦琴射线 D．光电子 10．（多选）（2026·云南·模拟预测）某微型核电池使用了镍63核同位素衰变技术，镍核衰变方程为：，半衰期为100年。下列说法正确的（　　） A．该反应释放能量 B．X来源于原子核外部 C．X是在核内中子转化为质子的过程中产生的 D．改变压强和温度，可以改变镍63的半衰期 11．（2025·江苏常州·二模）科学家预测质子（）不稳定，可衰变为中性π介子（）。科学家将探测器放置于地下1千米深处，使用5万吨的超纯水（约含有N0=1.80×1034个质子）和1万多个光电倍增管，用于探测质子的衰变。 (1)写出质子的衰变方程； (2)经过2个半衰期，纯水中大约有多少个质子发生了衰变（保留三位有效数字）。 12．（2025·江苏·模拟预测）宇宙射线进入地球大气时，同大气作用产生中子，中子撞击大气中的引发核反应产生。已知中子质量为，质子质量为质量为质量为，真空中光速为。 (1)写出该核反应方程并求出一次反应释放的能量； (2)求的比结合能。 1 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $