第五章 原子核 单元训练题 - 2025-2026学年高二下学期期中物理复习

**基本信息** 聚焦原子核衰变与核能计算，通过真实情境题组构建从概念辨析到综合应用的知识逻辑，强化物理观念与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础概念|14选择（含2024山东卷等真题）|结合核电池、人造太阳等情境，考查衰变类型、半衰期影响因素|从衰变本质（α/β衰变）到守恒定律（电荷数/质量数守恒）| |综合计算|4计算（含磁场运动、动量能量综合）|需书写核反应方程、计算质量亏损与核能|从能量观念（比结合能）到科学推理（动量守恒+洛伦兹力应用）|

高中物理高二期中复习检测 选择性必修三 第五章 原子核 1． 选择题 1.（2026年4月湖北黄冈、鄂州等地市调研）当前国际核材料安全备受重视，我国坚持和平利用核能，积极维护全球核安全秩序。核电站的核心反应为。关于该反应，下列说法正确的是 A．该反应属于原子核的α衰变 B．核反应方程中的X是质子 C．反应过程满足电荷数守恒与质量数守恒 D．铀核的半衰期会随环境温度升高而增大 答案：C 解析：该反应属于核裂变，不是衰变，A 错；分析可知X应该是中子，而不是质子，B错；任何核反应都满足电荷数守恒、质量数守恒，C 对；半衰期由核本身决定，与环境温度无关，D 错。 2．（2026四川蓉城名校联盟）我国科学家于2024年1月研发出全球首款民用微型核电池，该核电池利用半衰期约为100年的镍-63来工作，其核反应方程为。该微型核电池中的核反应是 A．核裂变 B．核聚变 C．β衰变 D．α衰变 答案 C 解析 核反应方程为β衰变，C正确。 3 (2024·山东卷，1)2024年是中国航天大年，神舟十八号、嫦娥六号等已陆续飞天，部分航天器装载了具有抗干扰性强的核电池。已知Sr衰变为Y 的半衰期约为29年Pu衰变为U的半衰期约为87年。现用相同数目的Sr和Pu各做一块核电池，下列说法正确的是(　　) ASr衰变为Y时产生α粒子 BPu衰变为U时产生β粒子 C.50年后，剩余的Sr数目大于Pu的数目 D.87年后，剩余的Sr数目小于Pu的数目 答案　D 解析　 质量数守恒电荷数守恒 <<，C错误，D正确。 4 (2024·浙江1月选考，7)已知氘核质量为2.014 1 u，氚核质量为3.016 1 u，氦核质量为4.002 6 u，中子质量为1.008 7 u，阿伏加德罗常数NA取6.0×1023 mol－1，氘核摩尔质量为2 g·mol－1，1 u相当于931.5 MeV。关于氘与氚聚变成氦，下列说法正确的是(　　) A.核反应方程式为H+HHen B.氘核的比结合能比氦核的大 C.氘核与氚核的间距达到10－10 m就能发生核聚变 D.4 g氘完全参与聚变释放出能量的数量级为1025 MeV 答案　D 解析　核反应方程式为HHHen，故A错误;氘核的比结合能比氦核的小，故B错误;氘核若与氚核发生核聚变，它们间的距离必达到10－15 m以内，故C错误;一个氘核与一个氚核聚变反应的质量亏损Δm=(2.014 1+3.016 1－4.002 6－1.008 7) u=0.018 9 u，聚变反应释放的能量ΔE=Δm×931.5 MeV≈17.6 MeV，4 g氘完全参与聚变释放出能量E=×6.0×1023×ΔE≈2.11×1025 MeV，数量级为1025 MeV，故D正确。 5.(2025·江苏名校联盟联考)我国自主三代核电技术“华龙一号”全球首堆示范工程—福清核电5、6号机组正式通过竣工验收，设备国产化率达到90%，反映了我国建立起了更加成熟完备的核科技工业体系。根据图示的原子核的比结合能曲线，以下判断中正确的是(　　) A.两个H核结合成He时要释放能量 B.两个H结合成He存在能量与质量的相互转化 C.我国核电站发电就是利用轻核聚变释放能量 DU中核子的平均质量比Ba中核子的平均质量小 答案　A 解析　两个H核聚变结合成He核时，有质量亏损，由质能方程可知，两个H核结合成He时要释放能量，故A正确;能量和质量之间只是相差一个系数，两者都反映物体的属性，彼此之间不存在转化关系，故B错误;我国核电站发电是利用重核裂变释放能量，故C错误;由题图可知,U核的比结合能比Ba核的比结合能小，由于平均质量越小的原子核，其比结合能越大，所以U中核子的平均质量比Ba中核子的平均质量大，故D错误。 6.(2025·黑龙江哈尔滨模拟)关于原子核衰变，下列说法正确的是(　　) A.100个铀核U)经一个半衰期后一定剩50个铀核U)未发生衰变 B.原子核的半衰期在高温高压下会变短 C.放射性元素发生β衰变时所放出的电子来源于原子核外 D.一个铀核U)衰变为铅核Pb)，要经过8次α衰变和6次β衰变 答案　D 解析　放射性元素的半衰期是大量的放射性元素的原子核衰变的统计规律，对个别的原子核没有意义，故A错误;放射性元素的半衰期由原子核内部自身的因素决定，与外界的温度无关，与化学状态也无关，故B错误;放射性元素发生β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的，故C错误;令铀核U)衰变为铅核(Pb)的核反应方程为UPb+He+n e，根据质量数守恒和电荷数守恒得238=206+4m，92=82+2m－n，解得m=8，n=6，故D正确。 7.(2025·山东济南模拟)2024年1月天津大学科研团队攻克了长期以来阻碍石墨烯电子学发展的关键技术难题，打开了石墨烯带隙，开启了石墨烯芯片制造领域“大门”。石墨烯是C的同素异形体，目前已知C的同位素共有15种，其中14C是一种放射性的元素，可衰变为14N，如图所示为包含14C衰变相关信息，下列说法正确的是(　　) A.当环境温度变化时，14C的半衰期会发生改变 B.14C转变为14N，衰变方式为α衰变 C.32个14C原子核在经过22 920年后还剩2个 D.当14N数量是14C数量的3倍时，14C衰变经历的时间为11 460年 答案　D 解析　放射性元素的半衰期是由原子核内部自身因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系，故A错误;根据衰变过程中电荷数守恒和质量数守恒，可得其衰变方程为CNe，则可知其为β衰变，故B错误;衰变服从量子统计规律，只对大量的原子才有意义，故C错误;由题图可知14C的衰变周期T为5 730年，当14N数量是14C数量的3倍时，根据N余＝N原知＝2，解得t＝11 460年，故D正确。 8.(2025·四川绵阳一模)嫦娥五号带回的月壤中蕴藏着非常稀有的能源物质HeHe是一种清洁的可控核聚变燃料。已知He与H聚变时的核反应方程为HHeHeH。已知H的比结合能为1.09 MeVHe的比结合能为2.57MeVHe的比结合能为7.07 MeV。则该核聚变反应释放的核能约为(　　) A.3.3 MeV B.4.0 MeV C.17.6 MeV D.18.4 MeV 答案　D 解析　聚变反应前H的比结合能为E1＝1.09 MeV×2＝2.18 MeV，聚变反应前He的比结合能为E2＝2.57 MeV×3＝7.71 MeV，聚变反应后He的比结合能为E3＝7.07 MeV×4＝28.28 MeV，聚变过程释放出的能量为ΔE＝E3－E1－E2＝18.39 MeV≈18.4 MeV，故D正确。 9 自然界存在的放射性元素的原子核并非只发生一次衰变就达到稳定状态，而是要发生一系列连续的衰变，最终达到稳定状态。某些原子核的衰变情况如图所示（N表示中子数，Z表示质子数），则下列说法正确的是（　　） A.由Ra到Ac的衰变是α衰变 B.已知Ra的半衰期是T，则8个Ra原子核经过2T时间后还剩2个 C.从Th到Pb共发生5次α衰变和2次β衰变 D.图中发生的α衰变和β衰变分别只能产生α和β射线 答案 C 解析：　由Ra到Ac，放出电子，此衰变是β衰变，选项A错误；半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少数的原子核不适用，选项B错误Th变为Pb，根据电荷数守恒和质量数守恒可知，共发生5次α衰变和2次β衰变，故C正确；发生α衰变和β衰变时，除分别会产生α和β射线外，还会产生γ射线，故D错误。 10. 2023年4月12日21时，中国有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)创造了新的世界纪录，成功实现稳态高约束模式等离子体运行403秒。其运行原理就是在装置的真空室内加入少量氢的同位素氘或氚，通过某种方法产生等离子体，等离子体满足一定条件就会发生聚变反应，反应过程中会产生巨大的能量。关于氢的同位素氘或氚的核聚变，其核反应方程为HHHe＋X＋17.6 MeV，光速c＝3.0×108 m/s，则下列说法正确的是(　　) A.H的比结合能大于He的比结合能 B.粒子X具有较强的电离能力 C.一个氘核和一个氚核发生核聚变，质量亏损约为3.1×10－29 kg D.提升等离子体的密度，在常温常压下也能发生聚变反应 答案　C 解析H和H聚变为He会放出能量，可知生成物比反应物更加稳定，即H的比结合能小于He的比结合能，故A错误;根据电荷数和质量数守恒可知，此反应中的X电荷数为0，质量数为1，即粒子是中子，中子的穿透能力强，电离能力弱，故B错误;根据质能方程有ΔE＝Δmc2，则一个氘核和一个氚核发生核聚变，质量亏损为Δm＝ kg＝3.1×10－29 kg，故C正确;目前轻核聚变只能在高温高压的环境下进行，故D错误。 11 （2025·河南洛阳一模）钠的放射性同位素Na经过一次衰变后产生稳定的镁Mg）。已知Na的半衰期为15 h，将一个放射强度为每秒3.2×104次的Na溶液样本注射到某病人血液中，45 h后从该病人体内抽取6 mL的血液，测得其放射强度为每秒5次。下列说法正确的是（　　） A.该衰变过程为β衰变 B. Na进入到血液后半衰期变长 C.45 h后样本放射强度变为原来的 D.该病人体内血液的总体积约为4.8 L 答案 AD 解析：　衰变方程为NaMge，故该衰变过程为β衰变，A正确；半衰期不会因为物理状态、化学状态的改变而改变，B错误；45 h为三个半衰期，故45 h后样本放射强度变为原来的，C错误；45 h后样本放射强度变为每秒3.2×104×次＝4×103次，设该病人体内血液的总体积约为V，则有＝，解得V＝4.8 L，D正确。 12 （2025·安徽蚌埠模拟）科学家利用天然放射性元素的衰变规律，通过对目前发现的古老岩石中铀含量来推算地球的年龄，铀238的相对含量随时间的变化规律如图所示，下列说法正确的是（　　） A.铀238发生α衰变的方程为UThHe B.由图像可知，铀238的半衰期为45亿年 C.100个铀核经过90亿年，一定有75个铀核发生衰变 D.铀238U）最终衰变形成铅206Pb），需经8次α衰变，6次β衰变 答案：BD 解析：铀238发生α衰变的方程为UThHe，选项A错误；根据半衰期的定义，结合图像可知，铀238的半衰期为45亿年，选项B正确；半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少数的原子核衰变不适用，选项C错误；铀238U）最终衰变形成铅206Pb），α衰变的次数＝8次，β衰变的次数82＋2×8－92＝6次，选项D正确。 13. 太阳辐射的总功率约为4×1026 W，其辐射的能量来自聚变反应。在聚变反应中，一个质量为1 876.1 MeV/c2(c为真空中的光速)的氘核H)和一个质量为2 809.5 MeV/c2的氚核H)结合为一个质量为3 728.4 MeV/c2的氦核He)，并放出一个X粒子，同时释放大约17.6 MeV的能量。下列说法正确的是(　　) A.X粒子是质子 B.X粒子的质量为939.6 MeV/c2 C.太阳每秒因为辐射损失的质量约为4.4×109 kg D.太阳每秒因为辐射损失的质量约为17.6 MeV/c2 答案　BC 解析　由题中信息知核反应方程为HHHe+n，X粒子为中子，A错误;由质量守恒可知，X粒子的质量m＝(1 876.1＋2 809.5－3 728.4－17.6) MeV/c2＝939.6 MeV/c2，B正确;由质能方程可知，太阳每秒因辐射损失的质量Δm＝ kg＝4.4×109 kg，C正确;太阳每秒放出的能量ΔE＝Pt＝4×1026×1 J＝ eV＝2.5×1045 eV，则太阳每秒因为辐射损失的质量Δm＝＝2.5×1039 MeV/c2，D错误。 14 原来静止在匀强磁场中的某种放射性元素的原子核，衰变后产生的新核Y和α粒子在磁场中运动径迹如图所示，假定原子核X衰变时释放的核能全部转化为Y核和α粒子的动能，已知Y核的动能为E0，光速为c，下列说法正确的是(　　) A.衰变方程为XHe+Y，其中α粒子由X核中两个中子和两个质子结合而成 B.Y核和α粒子在磁场中运动方向都为逆时针方向 C.该反应中质量亏损为 D.Y核和α粒子运动的半径之比为(Z－2)∶2 答案　ABC 解析　根据质量数守恒和电荷数守恒，衰变方程为XHe+Y，其中α粒子由X核中两个中子和两个质子结合而成，故A正确;根据左手定则，Y核和α粒子在磁场中运动方向都为逆时针方向，故B正确;根据Ek＝mv2，p＝mv，可得p＝，衰变后产生的Y核和α粒子动量大小相等，有p1＝p2，解得α粒子的动能E'＝E0＝E0，衰变后产生的Y核和α粒子总动能为E＝E0＋E'＝E0，根据质能方程有E0＝Δmc2，解得质量亏损Δm＝，故C正确;粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径r＝，因为Y核和α粒子动量大小相等，所以有r1∶r2＝q2∶q1＝2∶(Z－2)，故D错误。 2． 计算题 15 .天然放射性铀U)发生衰变后产生钍Th)和另一个原子核。 (1)请写出衰变方程; (2)若衰变前铀U)核的速度为v,衰变产生的钍Th)核的速度为,且与铀核速度方向相同,试估算产生的另一种新核的速度。 答案　(1UThHe (2)v,方向与铀核速度方向相同 解析　(1)由原子核衰变时电荷数和质量数都守恒可得其衰变方程为UThHe。 (2)由(1)知新核为氦核,设氦核的速度为v',一个核子的质量为m,则氦核的质量为4m、铀核的质量为238m、钍核的质量为234m,由动量守恒定律得 238mv=234m·+4mv' 解得v'=v,方向与铀核速度方向相同。 16.掌握并采用核聚变产生能源是核物理中最具有前景的研究方向之一。太阳上的一种核反应为两个氘核H)聚变成一个He核。已知氘核的质量为2.013 6 u，中子质量为1.008 7 uHe核的质量为3.015 0 u。1 u相当于931.5 MeV。 (1)写出该核反应方程; (2)计算上述核反应中释放的核能ΔE(保留3位有效数字); (3)若两个氘核以相等的动能0.45 MeV做对心碰撞即可发生上述核反应，且释放的核能全部转化成动能，则反应中生成的He核和中子的动能各是多少? 答案　(1HHHen　(2)3.26 MeV　 (3)1.04 MeV　3.12 MeV 解析　(1)由质量数守恒和电荷数守恒，可知核反应方程为HHHen。 (2)设核反应的质量亏损为Δm，则有 Δm＝2.013 6 u×2－(3.015 0＋1.008 7)u＝0.003 5 u 释放的核能 ΔE＝0.003 5×931.5 MeV≈3.26 MeV。 (3)设核反应后He核和中子的动量分别为p1、p2，动能分别为Ek1、Ek2，则根据动量守恒定律有p1＋p2＝0 Ek1＝，Ek2＝ 根据能量守恒定律有2Ek0＋ΔE＝Ek1＋Ek2 解得Ek1＝1.04 MeV，Ek2＝3.12 MeV。 17 花岗岩、砖砂、水泥等建筑材料是室内氡的最主要来源。一静止的氡核 Rn发生一次α衰变生成新核钋（Po），此过程动量守恒且释放的能量全部转化为α粒子和钋核的动能。已知m氡＝222.086 6 u，mα＝4.002 6 u，m钋＝218.076 6 u，1 u相当于931 MeV的能量。（结果保留三位有效数字） （1）写出上述核反应方程； （2）求上述核反应放出的能量ΔE； （3）求α粒子的动能Ekα。 答案：（1RnPoHe　（2）6.89 MeV　 （3）6.77 MeV 解析：（1）根据质量数守恒和电荷数守恒有RnPoHe。 （2）质量亏损Δm＝222.086 6 u－4.002 6 u－218.076 6 u＝0.007 4 u ΔE＝Δm×931 MeV 解得ΔE＝0.007 4×931 MeV≈6.89 MeV。 （3）设α粒子、钋核的动能分别为Ekα、Ek钋，动量分别为pα、p钋，由能量守恒定律得ΔE＝Ekα＋Ek钋 由动量守恒定律得0＝pα＋p钋 又Ek＝ 故Ekα∶Ek钋＝218∶4，解得Ekα≈6.77 MeV。 18.（2025·四川德阳模拟）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发生了一次α衰变。放射出的α粒子He）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。 （1）放射性原子核用X表示，新核的元素符号用Y表示，写出该α衰变的核反应方程。 （2）α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，求圆周运动的周期和环形电流大小。 （3）设该衰变过程释放的核能都转化为α粒子和新核的动能，新核的质量为M，求衰变过程的质量亏损Δm。 答案：（1XYHe　 （2）　　 （3） 解析：（1XYHe。 （2）设α粒子的速度大小为v， 由qvB＝m，T＝ 得α粒子在磁场中运动周期T＝ 环形电流大小I＝＝。 （3）由qvB＝m，得v＝ 设衰变后新核Y的速度大小为v'，系统动量守恒，有Mv'－mv＝0 联立可得v'＝＝ 由Δmc2＝Mv'2＋mv2 得Δm＝。 学科网（北京）股份有限公司 $ 高中物理高二期中复习检测 选择性必修三 第五章 原子核 1． 选择题 1.（2026年4月湖北黄冈、鄂州等地市调研）当前国际核材料安全备受重视，我国坚持和平利用核能，积极维护全球核安全秩序。核电站的核心反应为。关于该反应，下列说法正确的是 A．该反应属于原子核的α衰变 B．核反应方程中的X是质子 C．反应过程满足电荷数守恒与质量数守恒 D．铀核的半衰期会随环境温度升高而增大 2．（2026四川蓉城名校联盟）我国科学家于2024年1月研发出全球首款民用微型核电池，该核电池利用半衰期约为100年的镍-63来工作，其核反应方程为。该微型核电池中的核反应是 A．核裂变 B．核聚变 C．β衰变 D．α衰变 3 (2024·山东卷，1)2024年是中国航天大年，神舟十八号、嫦娥六号等已陆续飞天，部分航天器装载了具有抗干扰性强的核电池。已知Sr衰变为Y 的半衰期约为29年Pu衰变为U的半衰期约为87年。现用相同数目的Sr和Pu各做一块核电池，下列说法正确的是(　　) ASr衰变为Y时产生α粒子 BPu衰变为U时产生β粒子 C.50年后，剩余的Sr数目大于Pu的数目 D.87年后，剩余的Sr数目小于Pu的数目 4 (2024·浙江1月选考，7)已知氘核质量为2.014 1 u，氚核质量为3.016 1 u，氦核质量为4.002 6 u，中子质量为1.008 7 u，阿伏加德罗常数NA取6.0×1023 mol－1，氘核摩尔质量为2 g·mol－1，1 u相当于931.5 MeV。关于氘与氚聚变成氦，下列说法正确的是(　　) A.核反应方程式为H+HHen B.氘核的比结合能比氦核的大 C.氘核与氚核的间距达到10－10 m就能发生核聚变 D.4 g氘完全参与聚变释放出能量的数量级为1025 MeV 5.(2025·江苏名校联盟联考)我国自主三代核电技术“华龙一号”全球首堆示范工程—福清核电5、6号机组正式通过竣工验收，设备国产化率达到90%，反映了我国建立起了更加成熟完备的核科技工业体系。根据图示的原子核的比结合能曲线，以下判断中正确的是(　　) A.两个H核结合成He时要释放能量 B.两个H结合成He存在能量与质量的相互转化 C.我国核电站发电就是利用轻核聚变释放能量 DU中核子的平均质量比Ba中核子的平均质量小 6.(2025·黑龙江哈尔滨模拟)关于原子核衰变，下列说法正确的是(　　) A.100个铀核U)经一个半衰期后一定剩50个铀核U)未发生衰变 B.原子核的半衰期在高温高压下会变短 C.放射性元素发生β衰变时所放出的电子来源于原子核外 D.一个铀核U)衰变为铅核Pb)，要经过8次α衰变和6次β衰变 7.(2025·山东济南模拟)2024年1月天津大学科研团队攻克了长期以来阻碍石墨烯电子学发展的关键技术难题，打开了石墨烯带隙，开启了石墨烯芯片制造领域“大门”。石墨烯是C的同素异形体，目前已知C的同位素共有15种，其中14C是一种放射性的元素，可衰变为14N，如图所示为包含14C衰变相关信息，下列说法正确的是(　　) A.当环境温度变化时，14C的半衰期会发生改变 B.14C转变为14N，衰变方式为α衰变 C.32个14C原子核在经过22 920年后还剩2个 D.当14N数量是14C数量的3倍时，14C衰变经历的时间为11 460年 8.(2025·四川绵阳一模)嫦娥五号带回的月壤中蕴藏着非常稀有的能源物质HeHe是一种清洁的可控核聚变燃料。已知He与H聚变时的核反应方程为HHeHeH。已知H的比结合能为1.09 MeVHe的比结合能为2.57MeVHe的比结合能为7.07 MeV。则该核聚变反应释放的核能约为(　　) A.3.3 MeV B.4.0 MeV C.17.6 MeV D.18.4 MeV 9 自然界存在的放射性元素的原子核并非只发生一次衰变就达到稳定状态，而是要发生一系列连续的衰变，最终达到稳定状态。某些原子核的衰变情况如图所示（N表示中子数，Z表示质子数），则下列说法正确的是（　　） A.由Ra到Ac的衰变是α衰变 B.已知Ra的半衰期是T，则8个Ra原子核经过2T时间后还剩2个 C.从Th到Pb共发生5次α衰变和2次β衰变 D.图中发生的α衰变和β衰变分别只能产生α和β射线 10. 2023年4月12日21时，中国有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)创造了新的世界纪录，成功实现稳态高约束模式等离子体运行403秒。其运行原理就是在装置的真空室内加入少量氢的同位素氘或氚，通过某种方法产生等离子体，等离子体满足一定条件就会发生聚变反应，反应过程中会产生巨大的能量。关于氢的同位素氘或氚的核聚变，其核反应方程为HHHe＋X＋17.6 MeV，光速c＝3.0×108 m/s，则下列说法正确的是(　　) A.H的比结合能大于He的比结合能 B.粒子X具有较强的电离能力 C.一个氘核和一个氚核发生核聚变，质量亏损约为3.1×10－29 kg D.提升等离子体的密度，在常温常压下也能发生聚变反应 11 （2025·河南洛阳一模）钠的放射性同位素Na经过一次衰变后产生稳定的镁Mg）。已知Na的半衰期为15 h，将一个放射强度为每秒3.2×104次的Na溶液样本注射到某病人血液中，45 h后从该病人体内抽取6 mL的血液，测得其放射强度为每秒5次。下列说法正确的是（　　） A.该衰变过程为β衰变 B. Na进入到血液后半衰期变长 C.45 h后样本放射强度变为原来的 D.该病人体内血液的总体积约为4.8 L 12 （2025·安徽蚌埠模拟）科学家利用天然放射性元素的衰变规律，通过对目前发现的古老岩石中铀含量来推算地球的年龄，铀238的相对含量随时间的变化规律如图所示，下列说法正确的是（　　） A.铀238发生α衰变的方程为UThHe B.由图像可知，铀238的半衰期为45亿年 C.100个铀核经过90亿年，一定有75个铀核发生衰变 D.铀238U）最终衰变形成铅206Pb），需经8次α衰变，6次β衰变 13. 太阳辐射的总功率约为4×1026 W，其辐射的能量来自聚变反应。在聚变反应中，一个质量为1 876.1 MeV/c2(c为真空中的光速)的氘核H)和一个质量为2 809.5 MeV/c2的氚核H)结合为一个质量为3 728.4 MeV/c2的氦核He)，并放出一个X粒子，同时释放大约17.6 MeV的能量。下列说法正确的是(　　) A.X粒子是质子 B.X粒子的质量为939.6 MeV/c2 C.太阳每秒因为辐射损失的质量约为4.4×109 kg D.太阳每秒因为辐射损失的质量约为17.6 MeV/c2 14 原来静止在匀强磁场中的某种放射性元素的原子核，衰变后产生的新核Y和α粒子在磁场中运动径迹如图所示，假定原子核X衰变时释放的核能全部转化为Y核和α粒子的动能，已知Y核的动能为E0，光速为c，下列说法正确的是(　　) A.衰变方程为XHe+Y，其中α粒子由X核中两个中子和两个质子结合而成 B.Y核和α粒子在磁场中运动方向都为逆时针方向 C.该反应中质量亏损为 D.Y核和α粒子运动的半径之比为(Z－2)∶2 2． 计算题 15 .天然放射性铀U)发生衰变后产生钍Th)和另一个原子核。 (1)请写出衰变方程; (2)若衰变前铀U)核的速度为v,衰变产生的钍Th)核的速度为,且与铀核速度方向相同,试估算产生的另一种新核的速度。 16.掌握并采用核聚变产生能源是核物理中最具有前景的研究方向之一。太阳上的一种核反应为两个氘核H)聚变成一个He核。已知氘核的质量为2.013 6 u，中子质量为1.008 7 uHe核的质量为3.015 0 u。1 u相当于931.5 MeV。 (1)写出该核反应方程; (2)计算上述核反应中释放的核能ΔE(保留3位有效数字); (3)若两个氘核以相等的动能0.45 MeV做对心碰撞即可发生上述核反应，且释放的核能全部转化成动能，则反应中生成的He核和中子的动能各是多少? 17 花岗岩、砖砂、水泥等建筑材料是室内氡的最主要来源。一静止的氡核 Rn发生一次α衰变生成新核钋（Po），此过程动量守恒且释放的能量全部转化为α粒子和钋核的动能。已知m氡＝222.086 6 u，mα＝4.002 6 u，m钋＝218.076 6 u，1 u相当于931 MeV的能量。（结果保留三位有效数字） （1）写出上述核反应方程； （2）求上述核反应放出的能量ΔE； （3）求α粒子的动能Ekα。 18.（2025·四川德阳模拟）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发生了一次α衰变。放射出的α粒子He）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。 （1）放射性原子核用X表示，新核的元素符号用Y表示，写出该α衰变的核反应方程。 （2）α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，求圆周运动的周期和环形电流大小。 （3）设该衰变过程释放的核能都转化为α粒子和新核的动能，新核的质量为M，求衰变过程的质量亏损Δm。 学科网（北京）股份有限公司 $