专题09 原子核（期末真题汇编，黑吉辽蒙专用）高二物理下学期

**基本信息** 聚焦高中物理原子核专题，汇编多地区期末试题，以火星车核电池、人造太阳等科技情境为载体，覆盖衰变、结合能、核反应三大核心考点，兼具基础巩固与综合应用。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|21题|半衰期计算、衰变类型判断、核式结构模型|结合古木年代测定、离子烟雾报警器等实际应用| |多选题|9题|比结合能比较、衰变轨迹分析|融合动量守恒与磁场知识，考查科学推理| |解答题|5题|核能计算、裂变/聚变反应方程|以“华龙一号”“羲和号”为背景，要求推导核反应方程及能量转化|

专题09 原子核（解析版） 3大高频考点概览 考点01 放射性元素的衰变 考点02 核力与结合能 考点03 核聚变与核裂变 地 城 考点01 放射性元素的衰变 一、单选题 1．（23-24高二下·黑龙江省大庆市大庆中学·期末）科学家用放射性材料作为发电能源为火星车供电。中的Pu元素（），其半衰期是87.7年，若有87.5%的Pu原子核发生衰变大约需经过（　　） A．43.85年 B．87.7年 C．175.4年 D．263.1年 【答案】D 【详解】根据衰变规律有 解得 年 故选D。 2．（24-25高二下·辽宁丹东·期末）离子烟雾报警器是一种常见且广泛使用的火灾报警设备，某离子烟雾报警器用元素充当放射源，的衰变方程为。下列说法正确的是（　　） A．是中子 B．X是质子 C．是氘原子核 D．是氦原子核 【答案】D 【详解】根据衰变过程满足质量数和电荷数守恒可知，的质量数为4，电荷数为2，则是氦原子核。 故选D。 3．（24-25高二下·辽宁大连·期末）下列说法正确的是（　　） A．卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型 B．α、β和γ三种射线中，α射线的穿透能力最强 C．改变压力、温度或浓度，将改变放射性元素的半衰期 D．氢原子吸收光子后，将从高能级向低能级跃迁 【答案】A 【详解】A．卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型，故A正确； B．α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透能力最强，故B错误； C．半衰期只由原子核自身决定，改变压力、温度或浓度，不能改变放射性元素的半衰期，故C错误； D．氢原子吸收光子后，将从低能级向高能级跃迁，故D错误。 故选A。 4．（24-25高二下·辽宁·期末）下列说法正确的是（　　） A．卢瑟福通过α粒子散射实验证明了原子核内部具有复杂结构 B．贝克勒尔发现了天然放射现象，说明原子核还有内部结构 C．汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，并提出了原子的核式结构模型 D．放射性元素的衰变速度可以用加热的方式提高 【答案】B 【详解】A．卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子中心存在一个微小的原子核，但未直接证明原子核内部结构的复杂性，A错误； B．贝克勒尔发现了天然放射现象，说明原子核还有内部结构，B正确； C．汤姆孙通过阴极射线实验发现电子，核式结构模型由卢瑟福提出，C错误； D．加热不能改变放射性元素的半衰期，D错误。 故选B。 5．（24-25高二下·辽宁沈阳五校联考·期末）核废水含有氚、锶-90、铯-137、碘-129等放射性元素。其中Cs半衰期为30年，它能通过β衰变为新核X，下列说法正确的是（　　） A．由核反应说明Cs核内存在电子 B．铯的β衰变方程为 C．新核X与铯Cs的核子数、中子数相等 D．经过30年，20个铯核中还有10个铯核未发生衰变 【答案】B 【详解】A．β衰变中放出的电子是原子核内的中子转化为质子时放出的，不能说明Cs核内存在电子，故A错误； B．根据电荷数和质量数守恒，铯的β衰变方程为 故B正确； C．新核X与铯Cs的核子数相同，新核X的中子数比铯Cs的中子数少1个，故C错误； D．半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少量原子核衰变不适用，故D错误。 故选B。 6．（24-25高二下·吉林长春·期末）2025年3月中国无锡一家科技企业宣布成功研发出全球首款基于碳14的核电池，其设计寿命超过1000年。已知碳14的半衰期为5730年，碳14的衰变方程为，下列说法正确的是（　　） A．原子核的中子数为14 B．1000个碳14原子核经过5730年后还剩500个 C．改变温度和压强，其半衰期也会变化 D．该衰变为β衰变 【答案】D 【详解】A．的中子数为质量数14减去质子数7，即有，故A错误； B．半衰期是针对大量原子核的统计规律，少量原子核无法精确预测剩余数量，故B错误； C．半衰期由原子核自身决定，与外界条件（温度、压强）无关，故C错误； D．根据质量数与电荷数守恒有A=14-14=0，Z=6-7=-1 可知，X为电子，即该衰变为β衰变，故D正确。 故选D。 7．（24-25高二下·吉林省长春市东北师范大学附属中学·期末）某种物质中含有、两种放射性元素，其中元素的半衰期是元素半衰期的2倍。若某时刻元素的原子核数量是元素原子核数量的4倍，则再经过2个元素的半衰期后，元素的原子核数量与元素原子核数量的比值为（    ） A．2 B．1 C．0.5 D．0.25 【答案】A 【详解】设某时刻元素的原子核数量为，则元素的原子核数量为，再经过2个元素的半衰期后，元素的原子核数量为，而该时间内元素经过一个半衰期，则元素的原子核数量为，元素的原子核数量与元素原子核数量的比值为2。 故选A。 8．（24-25高二下·吉林省通化市梅河口市第五中学·期末）衰变为，半衰期约为5730年。已知植物存活期间，其体内与的比例不变，生命活动结束后，的比例会持续减少。现测量某古木样品中的比例，发现正好是现代植物样品中比例的四分之一。则（    ） A．该古木生命活动结束的年代距今约22920年 B．再过约5730年，该样品中的将全部衰变殆尽 C．衰变为的本质是原子核内 D．改变样品测量环境的温度和压强，可以改变的衰变快慢 【答案】C 【详解】A．剩余说明经历2次半衰期，时间为11460年，A错误； B．每次只有一半数量的原子核发生衰变，B错误； C．实质为，C正确； D．半衰期与压强、温度无关，D错误。 故选C。 9．（24-25高二下·黑龙江哈尔滨·期末）关于天然放射现象，下列说法正确的是（　　） A．天然放射现象表明原子具有核式结构 B．三种射线中γ射线的穿透能力最强，电离作用最小 C．β射线是原子核外的电子形成的电子流 D．增大压强可以改变原子核衰变的半衰期 【答案】B 【详解】A．天然放射现象反映的是原子核内部有复杂的结构，而原子的核式结构是由卢瑟福的α粒子散射实验提出的，故A错误； B．γ射线是光子流，不带电，穿透能力最强，电离作用最弱，故B正确； C．β射线是原子核内中子转化为质子时释放的电子，并非核外电子，故C错误； D．半衰期由原子核自身性质决定，与压强、温度等外界条件无关，故D错误。 故选B。 10．（24-25高二下·黑龙江省龙东联盟·期末）下列叙述符合史实的是（　　） A．J.汤姆孙通过对阴极射线的研究发现电子，并提出了原子的核式结构模型 B．卢瑟福猜想原子核内存在不带电的中子，查德威克通过α粒子轰击铍原子核实验证明了这个猜想 C．居里夫人用α粒子轰击氮原子核，打出氧原子核和一种粒子，这种粒子为质子 D．卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子核内部具有复杂结构 【答案】B 【详解】A．J.汤姆孙通过对阴极射线的研究发现电子，而提出原子的核式结构模型的是卢瑟福，A错误； B．卢瑟福猜想原子核内存在不带电的中子，查德威克通过α粒子轰击铍原子核实验证明了这个猜想，B正确； C．是卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，打出氧原子核和一种粒子，这种粒子为质子，不是居里夫人，C错误； D．卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型，天然放射现象的发现表明原子核内部具有复杂结构，D错误。 故选B。 11．（24-25·黑龙江省大庆市东风中学·期末）我国科学家将放射性元素镅243引入到能量转换器中来提高微型核电池的能量转换效率，若镅243的衰变方程为，则Y为（    ） A．α粒子 B．β粒子 C．γ射线 D．X射线 【答案】A 【详解】设的质量数和电荷数分别为和，由质量数守恒，有 根据核电荷数守恒，有 解得， 可知为粒子，故A正确。 故选A。 二、多选题 12．（24-25·黑龙江省大庆市大庆中学·期末）某理论研究认为，原子核可能发生双衰变，衰变方程为。处于第二激发态的原子核先后辐射能量分别为和的、两光子后回到基态。下列说法正确的是（   ） A． B． C．的频率比的大 D．的波长比的大 【答案】ABC 【详解】AB．由核反应方程质量数和电荷数守恒可得 解得，AB正确； CD．由题可得光子的能量大于光子的能量，光子的能量公式，波长 可得的频率大于的频率，的波长小于的波长，C正确，D错误； 故选ABC。 13．（24-25高二·黑龙江省哈尔滨市第三中学校·期末）静止在匀强磁场中的某放射性元素的原子核，当它放出一个粒子后，其速度方向与磁场方向垂直，测得粒子和反冲核轨道半径之比为44：1，如图所示(图中直径没有按比例画)，则(　　) A．粒子和反冲核的动量大小相等方向相反 B．原来放射性元素的原子核电荷数是90 C．反冲核的核电荷数是88 D．粒子和反冲核的速度之比为1：88 【答案】ABC 【详解】A．原子核发生α衰变过程系统动量守恒，原子核初动量为零，由动量守恒定律可知，系统末动量也为零，即α粒子和反冲核的动量p大小相等，方向相反， A正确； BC．衰变后粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得 解得 若原来放射性元素的核电荷数为Q，则对α粒子的轨道半径 对反冲核的轨道半径 由题意可知 解得 反冲核的核电荷数为 BC正确； D．粒子的动量为 由于两粒子动量p大小相等，则它们的速度大小与质量成反比，由于不知道两粒子间的质量关系，则无法确定两粒子的速度关系，D错误。 故选ABC。 14．（24-25高二下·辽宁鞍山·期末）下列说法正确的是（　　） A．普朗克提出了光子的概念，得出了同实验相符的黑体辐射公式 B．汤姆逊通过对阴极射线的研究发现了电子，揭示出原子可以再分 C．放射性元素衰变的快慢由核内部自身因素决定，不受温度、外界压强的影响 D．过量的射线对生物组织有破坏作用，用射线照射过的食品不可食用 【答案】BC 【详解】A．普朗克引入能量子的概念，得出了同实验相符的黑体辐射公式，A错误； B．汤姆逊通过对阴极射线的研究发现了电子，揭示出原子可以再分，B正确； C．放射性元素衰变的快慢由核内部自身因素决定，不受温度、外界压强的影响，C正确； D．用射线照射食品可以杀死食品表面的虫卵和细菌，抑制发芽和腐烂，延长食品的保存时间，所以用安全剂量之内的射线照射过的食品可以食用，D错误。 故选BC。 15．（24-25高二下·黑龙江哈尔滨·期末）发生放射性衰变转变为，半衰期约为5700年。已知植物存活其间，其体内与的比例不变；生命活动结束后，持续减少，无法补充。已知某古木样品中与的比例正好是现代存活植物中该比例的一半。下列说法正确的是（　　） A．该古木的年代距今约为5700年 B．与具有相同的中子数 C．衰变为的过程中放出β射线 D．升高样品测量环境的温度可以加速的衰变 【答案】AC 【详解】A．由于样品中与的比例正好是现代存活植物中该比例的一半，表明衰变时间经过一个半衰期，即古木的年代距今约为5700年，故A正确； B．与是同位素，具有相同的质子数，不同的中子数，故B错误； C．衰变为的过程中质量数不变，质子数增加一个，则生成的粒子质量数为0，电荷数为-1，即粒子为电子，可知，衰变为的过程中放出β射线，故C正确； D．半衰期与元素的化学性质和物理性质无关，可知，升高样品测量环境的温度不能够加速的衰变，故D错误。 故选AC。 地 城 考点02 核力与结合能 一、单选题 1．（24-25高二下·辽宁辽阳·期末）核电池是各种深空探测器中最理想的能量源，它不受极冷极热的温度影响，也不被宇宙射线干扰。同位素电池是将其发生衰变时释放的能量转化为电能，其衰变方程为，的半衰期为88年，下列说法正确的是（　　） A．X为粒子 B．中有144个中子 C．的比结合能比的比结合能大 D．500个原子核经过88年后还有250个未发生衰变 【答案】A 【详解】A．根据质量数守恒和电荷数守恒可知，X的质量数为4，电荷数为2，故X是α粒子，故A正确； B．中的中子数为，故B错误； C．衰变过程释放能量，生成的新核更加稳定，比结合能更大，的比结合能比的比结合能小，故C错误； D．半衰期是统计规律，适用于大量原子核，无法精确预测少量原子核的衰变数量，故D错误。 故选A。 2．（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。 3．（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。 4．（24-25·吉林市吉林地区普通高中友好学校联合体·期末）我国深空探测器采用钚-238（）核电池作为长效能源。其衰变方程为 。利用衰变释放的波长为λ的γ射线，照射探测器表面涂覆的新型钙钛矿材料（逸出功为）引发光电效应为设备供电。已知普朗克常量为h，光速为c。下列说法中正确的是（　　） A．衰变方程中的X为正电子 B．探测器在宇宙空间航行时钚-238的半衰期将会变长 C．的比结合能比的比结合能小 D．γ射线照射钙钛矿材料逸出光电子的最大初动能 【答案】D 【详解】A．根据质量数守恒和电荷数守恒，X的质量数为4，电荷数为2，则X为α粒子，故A错误； B．半衰期由原子核自身性质决定，与外界环境无关，故B错误； C．衰变后的比衰变前的更稳定，所以的比结合能比的比结合能大，故C错误； D．由光电效应方程可得γ射线照射钙钛矿材料逸出光电子的最大初动能，故D正确。 故选D。 5．（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。 6．（24-25高二下·吉林·期末）2025年6月15日经秦山核电辐射后的钇-90玻璃微球顺利出堆。钇-90玻璃微球是一种释放射线的放射性同位素药物，通过血管介入手段对肝部的肿瘤进行精确的治疗。的衰变方程为： ，其中是反中微子。已知的半衰期是64小时，下列说法正确的是（　　） A．该核反应为α衰变 B．的中子数为52 C．1克经64小时后剩下0.5克 D．的比结合能大于的比结合能 【答案】C 【详解】A．由衰变方程可知该反应释放β粒子（电子），属于β衰变，而非α衰变，故A错误； B．（质子数39）发生β衰变，根据电荷守恒，Zr的电荷数（质子数）Z=39+1=40，根据质量数守恒，Zr的质量数A=90，中子数为90－40=50，故B错误； C．的半衰期是64小时，则1克经64小时后剩余0.5克未衰变的，故C正确； D．衰变后生成的新核（Zr）更稳定，比结合能更高，因此的比结合能小于的比结合能，故D错误。 故选C。 7．（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。 二、多选题 8．（24-25高二下·辽宁·期末）下列关于教材中的四幅图片，说法正确的是（　　） A．图甲：氡的半衰期为3.8天，则经过11.4天，氡的质量减少八分之七 B．图乙：质量数越大，原子核的结合能越大，但比结合能不一定越大 C．图丙：加在光电管两端的电压越大，光电流也越大 D．图丁：α粒子散射实验，其中有部分α粒子发生大角度偏转，是因为与原子中的电子碰撞造成的 【答案】AB 【详解】A．图甲中氡的半衰期为3.8天，则经过11.4天，氡的质量剩余八分之一，质量减少八分之七，故A正确； B．由图乙可知，随着质量数的增大，比结合能先增大后减小，则质量数越大，原子核的结合能越大，但比结合能不一定越大，故B正确； C．由图丙可知，加在光电管两端的电压越大，光电流强度越大，但光电流最终会达到饱和，故C错误； D．图丁是α粒子散射实验，其中有部分α粒子发生大角度偏转，是因为其受到原子核的强库仑斥力，故D错误。 故选AB。 9．（24-25高二下·辽宁·期末）火灾报警器的辐射源常常使用化合物二氧化镅。已知一个镅核衰变后转变为一个电荷数为93的镎核并释放能量，镅核、镎核和氦核的质量分别为、和，单质镅的半衰期为432.2年，真空中的光速为c。下列说法正确的是（　　） A．镅核衰变为镎核的衰变方程为 B．镅核中子数比镎核中子数多4个 C．一个镅核发生衰变过程中释放的能量为 D．500个镅核864.4年后一定还剩125个 【答案】AC 【详解】A．根据原子核衰变满足电荷数守恒和质量数守恒可知，镅核（）衰变为镎核（）的衰变方程为，A正确； B．镅核中子数为个 镎核中子数为个 镅核中子数比镎核中子数多个，B错误； C．根据质能方程，一个镅核发生衰变过程中释放的能量为，C正确； D．半衰期是大量原子核的统计规律，所以500个镅核不满足统计规律，D错误。 故选AC。 10．（24-25高二下·黑龙江哈尔滨·期末）随着人类对太空的不断探索，在外太空中发现大量具有放射性的，衰变时的核反应方程为或下列说法正确的是（　　） A．X为，Y为 B．比多两个中子 C．的比结合能大于的比结合能 D．的比结合能小于的比结合能 【答案】BC 【详解】A．根据质量数和核电荷数守恒可知，X为，Y为，A错误； B．的中子数为36，的中子数为34，故比多两个中子，B正确； CD．比结合能越大，原子核越稳定，越不易衰变，C正确，D错误。 故选BC。 三、解答题 11．（24-25高二下·内蒙古锡林郭勒·期末）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E； (2)求的比结合能。 【答案】(1)， (2) 【详解】（1）根据质量数和电荷数守恒，写出该核反应方程为 根据质能方程，求出一次反应释放的能量为 （2）结合能 的比结合能 整理得 12．（24-25高二下·吉林省白山市五校·期末）核发生衰变的方程是。已知核的质量为，核的质量为，电子的质量为，质子的质量为，中子的质量为，真空中的光速为，求： (1)该衰变过程中释放的核能； (2)的结合能和比结合能。 【答案】(1) (2)， 【详解】（1）衰变过程的质量亏损 根据 得 （2）根据 可得的结合能为 即 则的比结合能为 13．（24-25高二下·吉林省通化市梅河口市第五中学·期末）一个静止的铀核（原子质量为）放出一个粒子（原子质量为）后衰变成钍核（原子质量为），已知相当于的能量结果保留三位有效数字。 （1）写出铀核的衰变反应方程； （2）算出该衰变反应中释放出的核能； （3）若释放的核能全部转化为新核的动能，则粒子的动能为多少？ 【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】（1）铀核的衰变反应方程是 （2）质量亏损 （3）衰变前后系统动量守恒，钍核和粒子的动量大小相等、方向相反，即 由动能和动量的关系得 由能量守恒得 所以粒子获得的动能 地 城 考点03 核聚变与核裂变 一、单选题 1．（24-25·内蒙古乌兰察布西集宁一中·期中）2025年1月20日，我国有“人造太阳”之称的全超导托卡马克实验装置首次完成1亿摄氏度1000秒“高质量燃烧”。实验装置内发生的核反应方程之一为，已知、、、X的质量分别为m1、m2、、m3、m4，则（　　） A．X为正电子 B．该反应为衰变 C．反应放出的核能为 D．的比结合能大于的比结合能 【答案】D 【详解】A．根据反应过程满足质量数和电荷数守恒，可知X的质量数为1，电荷数为0，则X为中子，故A错误； B．该反应是轻核聚变生成较重核的过程，属于核聚变，故B错误； C．该反应放出的核能为，故C错误； D．核聚变生成的比反应物更稳定，所以的比结合能大于的比结合能，故D正确。 故选D。 2．（24-25高二下·内蒙古集宁一中·期末）下列说法正确的是（　　） A．放射性元素衰变过程遵守质量守恒和电荷守恒 B．核电站中发生核裂变的常见核反应方程为 C．当比的比结合能小 D．是α衰变 【答案】C 【详解】A．放射性元素衰变过程质量数守恒，质量有亏损不守恒，故A错误； B．核电站中发生核裂变的常见核反应方程为 故B错误； C．质量数更靠近中等的比结合能大，故C正确； D．是核聚变，故D错误。 故选C。 3．（24-25高二下·辽宁辽宁省名校联盟·期末）以下几幅图的分析，说法正确的是（　　） A．图1为在处于失重状态的宇宙飞船中，一大滴水会成球状。是因为液体内部分子间有吸引力 B．图2利用磙子压紧土壤，就可以保存地下的水分，保持土壤里的毛细管，而且还会使它们变得更细 C．图3是核电反应堆示意图，将控制棒镉棒插入深一些，让它吸收更多中子，反应速率会慢一些 D．图4为射线测厚装置，让γ射线穿过钢板，仪器探测到的γ射线强度与钢板的厚度有关，轧出的塑料板或金属板越薄，透过的射线越弱 【答案】C 【详解】A．在处于失重状态的宇宙飞船中，一大滴水会成球状，是因为液体表面张力的作用形成的，故A错误； B．如果要保存地下的水分，就要破坏土壤里的毛细管，这时就要用铲子把土壤铲松，故B错误； C．为了调节中子数目以控制反应速度，还需要在铀棒之间插进一些镉棒，镉吸收中子的能力很强，当反应过于激烈时，将镉棒插入深一些，让它多吸收一些中子，链式反应的速度就会慢一些，这种镉棒叫作控制棒，故C正确； D．射线测厚装置，轧出的塑料板或金属板越厚，透过的射线越弱，故D错误。 故选C。 4．（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。 5．（24-25·吉林省吉林市松花江中学·期末）下列四幅图分别对应四种说法，其中正确的是（　　） A．图甲中铀238核发生α衰变后的产物钍234核比铀238核少四个中子 B．图乙中氘核和氚核核聚变成氦核并放出一个中子，核反应前后质量守恒 C．图丙中一个氢原子从n=4的能级向基态跃迁时，最多可以放出3种不同频率的光 D．图丁中为光电效应实验，用不同光照射某金属得到的I-U关系图，则a光频率最高 【答案】C 【详解】A．铀238核发生α衰变后的产物钍234核，该核反应方程为 铀238核中子数为 钍234核中子数为 可知铀238核发生α衰变后的产物钍234核比铀238核少2个中子，故A错误； B．氘核和氚核聚变成氦核并放出一个中子，核聚变过程中会释放能量，根据爱因斯坦质能方程可知 ，该反应存在质量亏损，反应前后质量并不守恒，故B错误； C．一个氢原子从n=4的能级向基态跃迁时，最多可以放出种不同频率的光，故C正确； D．根据光电效应方程 图丁可知c光遏止电压最大，则c光频率最高，故D错误。 故选C。 二、多选题 6．（24-25高二下·吉林长春·期末）2025年3月，我国新一代人造太阳“中国环流三号”实现原子核温度1.17亿度、电子温度1.6亿度的“双亿度”突破，将人类向“能源自由”的终极目标推进了一大步。人造太阳利用氘核与氚核聚变反应释放能量，聚变资源储量丰富，主要产物清洁安全，被称为“人类未来的理想能源”。关于该装置及核聚变相关原理，下列说法正确的是（　　） A．氘核与氚核结合生成氦核并释放中子，反应方程为： B．中国环流三号产生的能量主要来源于氘核与氚核被加速后获得的动能 C．该反应有质量亏损，释放能量 D．与核裂变相比，相同质量的核燃料，聚变反应中产生的能量比较多 【答案】ACD 【详解】A．核反应方程满足质量数守恒和核电荷数守恒，氘核与氚核结合生成氦核并释放中子，反应方程为，A正确； BC．中国环流三号产生的能量主要来源于氘核与氚核的核聚变反应，根据爱因斯坦质能方程 可知核聚变过程中质量亏损转化为能量释放出来，而不是氢原子被加速后获得的动能，B错误，C正确； D．与核裂变相比，相同质量的核燃料，聚变反应中产生的能量比较多，D正确。 故选ACD。 7．（24-25高二下·吉林省通化市梅河口市第五中学·期末）核反应是的一种裂变方式。下列说法正确的是（　　） A．核反应过程中电荷数与质量都守恒 B．的结合能大于的结合能 C．的比结合能大于的比结合能 D．这个反应方程式表示的是原子核的衰变 【答案】BC 【详解】A．该核反应电荷数和质量数守恒，但此反应释放核能有质量亏损，故A错误； B．经过裂变生成两个新核，且释放核能，所以的结合能大于的结合能，故B正确； C．重核裂变生成物的原子核更稳定，比结合能变大，故的比结合能大于的比结合能，故C正确； D．该核反应属于重核的裂变，不属于衰变，故D错误。 故选BC。 8．（24-25高二下·吉林省友好学校·期末）从夸父逐日到羲和探日，中华民族对太阳的求知探索从未停歇。2021年10月，我国第一颗太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”顺利升空。太阳的能量由核反应提供，其中一种反应序列包含核反应：He＋He→He＋2X，下列说法正确的是（　　） A．X是质子 B．该反应有质量亏损 C．He比He的质子数多 D．该反应是裂变反应 【答案】AB 【详解】A．根据核反应过程满足质量数和电荷数守恒可知，X的质量数为1，电荷数为1，可知X是质子，故A正确； BD．两个轻核结合成质量较大的核，核反应属于聚变反应，反应过程存在质量亏损，释放能量，故B正确，D错误； C．与的质子数相同，均为2个质子，故C错误。 故选AB。 9．（24-25高二下·黑龙江大庆·期末）下列说法正确的是（　　） A．图甲为康普顿效应的示意图，入射光子与静止的电子发生碰撞，碰后散射光的波长变长 B．图乙为链式反应示意图，用中子轰击铀核使其发生聚变，链式反应会释放出巨大的核能 C．图丙中随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向频率较高的方向移动 D．图丁为α粒子散射实验装置图，卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子 【答案】AC 【详解】A．入射光子与静止的电子发生碰撞，根据等量守恒定律可知碰后散射光的波长变长，故A正确； B．用中子轰击铀核使其发生裂变，放出巨大的核能，故B错误； C．黑体辐射强度的极大值向，波长较小（频率较高）的方向移动，故C正确； D．卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，得出原子的核式结构模型，故D错误。 故选AC。 三、解答题 10．（24-25高二下·辽宁电石联考·期末）我国自主研发的“华龙一号”核电站采用铀235作为核燃料，其核反应堆工作时通过核裂变释放能量发电。已知一个铀235核（）裂变时可能产生多种产物，其中一种典型的反应是生成氙核（）和锶核（），并放出若干个中子。已知铀235核的质量为235.0439u，氙核的质量为135.9072u，锶核的质量为89.9077u，中子的质量为1.0087u，1u相当于931.5MeV的能量， (1)写出铀235核裂变的核反应方程式，并计算一个铀235核裂变释放的能量（结果保留2位有效数字）。 (2)若核电站发电功率为，效率为40%，且所有铀235均按上述方式裂变，求每年（365天）消耗的铀235的质量（结果保留2位有效数字）。 (3)裂变产生的中子需减速至0.025eV才能被吸收。若裂变产生的中子初动能为2MeV，每次与静止碳核（）发生弹性碰撞后动能减为原来的64%，求需碰撞多少次才能被吸收？（已知，） 【答案】(1)， (2) (3)41 【详解】（1）铀235核裂变的核反应方程式为 质量亏损为 一个铀235核裂变释放的能量为 （2）核电站每年输出的能量为 需要的总核能为 一个铀235核裂变释放的能量为 需要的铀235核数为个 每年消耗的铀235的质量为 （3）每次碰撞后中子动能比例为 设需要碰撞次，则有 可得 其中， 联立解得 11．（24-25高二下·黑龙江哈尔滨·期末）太阳主要是由等粒子组成。维持太阳辐射的是其内部的核聚变反应，核反应方程是，该核反应产生的核能最后转化为辐射能。根据恒星演化的理论，若由于聚变反应而使太阳中的核数目比现在减少10%，太阳将离开主序星阶段而转入红巨星的演化阶段。为了简化模型，假定目前太阳全部由和核组成，并据此回答下列问题。 (1)已知电子质量，质子质量，核质量。求题中所述的核聚变反应所释放的核能。（结果保留一位有效数字） (2)已知太阳的质量为，日地平均距离为，地球上与太阳垂直的每平方米截面上，每秒通过的太阳辐射能为。试估算太阳继续保持在主序星阶段的寿命。（结果保留一位有效数字） 【答案】(1)J (2) 【详解】（1）该核反应过程，根据质能方程有 代入题中数据解得 （2）根据题给假设，在太阳继续保持在主序星阶段的时间内，发生题中所述的核聚变反应的次数为 因此，太阳总共辐射出的能量为 设太阳辐射是各向同性的，则时间内太阳向外放出的辐射能为 联立解得 2 / 24 1 / 24 学科网（北京）股份有限公司 $学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 专题09原子核（答案版） ☆3大高频烤点概览 考点01放射性元素的痕变 考点02核力与结合能 考点03核聚变与核裂变 目目 考点01 放射性元素的衰变 一、单选题 1.【答案】D 2.【答案】D 3.【答案】A 4.【答案】B 5.【答案】B 6.【答案】D 7.【答案】A 8.【答案】C 9.【答案】B 10.【答案】B 11.【答案】A 二、多选题 12.【答案】ABC 13.【答案】ABC 14.【答案】BC 15.【答案】AC 目目 考点02 核力与结合能 一、单选题 1.【答案】A 1/5 命学科网 www zxxk.com 让教与学更高效 2.【答案】B 3.【答案】C 4.【答案】D 5.【答案】B 6.【答案】C 7.【答案】D 二、多选题 8.【答案】AB 9.【答案】AC 10.【答案】BC 三、解答题 11.【答案】（①）0n+N→C+H,(m,+m,-m2-m4)c2 (2)6m,+8m,-m,)c2 14 【详解】(1)根据质量数和电荷数守恒，写出该核反应方程为。+N→C+H 根据质能方程E=m2,求出一次反应释放的能量为E=(m,+m,-m,-m4)c (2)4C结合能△E=(6m2+8m,-m:c2 8C的比结合能ε=△二 14 整理得e=(6m,+8m-m4c2 14 12.【答案】(1)△E=(m1-m2-m)c2 (2②E,=(56m:+85m,-m,c2,E=E-56m,+85m,-m)c 141 141 【详解】(1)衰变过程的质量亏损△m=m-m2-m 根据△E=△mc2 得△E=m1-m2-m3)c2 (2)根据△E=△mc2 2/5 学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 可得'6Ba的结合能为E,=[56m,+(141-56)m,-m]c2 即E,=(56m4+85m,-m,c2 则'然Ba的比结合能为E=E-56m,+85m,-m)c 141 141 13.【答案】(1)2U→Th+He;(2)5.50MeV;(3)5.41MeV 【详解】(1)铀核的衰变反应方程是 2U→8Th+He (2)质量亏损 △m=mu-m。-mh=0.0059u △E=△mc2=0.0059×931.5MeV≈5.50MeV (3)衰变前后系统动量守恒，针核和粒子的动量大小相等、方向相反，即 Pm+(-Pa)=0 由动能和动量的关系得 2 6.22 2ma 由能量守恒得 EkTh+Eka=△E 所以α粒子获得的动能 Ea=nmn-aE≈5.4IMey m。+mTh 目目 考点03 核聚变与核裂变 一、单选题 1.【答案】D 2.【答案】C 3.【答案】C 4.【答案】A 3/5 命学科网 www zxxk.com 让教与学更高效 5.【答案】C 二、多选题 6.【答案】ACD 7.【答案】BC 8.【答案】AB 9.【答案】AC 三、解答题 10.【答案】(1)22U+。n→5Xe+8Sr+10n,1.4×102MeV (2)1.4×103kg (3)41 【详解】(1)铀235核裂变的核反应方程式为23U+。n→6Xe+Sr+10,n 质量亏损为△m=235.0439u-135.9072u-89.9077u-9×1.0087u=0.1507u 一个轴235核裂变释放的能量为E=△mc2=0.1507×931.5MeV≈1.4×102MeV (2)核电站每年输出的能量为E=1×10°×3600×24×365J≈3.15×1016J 需要的总核能为E。=4≈7.8×10町 一个轴235核裂变释放的能量为公E=△mc2=1.4×102MeV=2.24×101lJ 需要的铀235核数为N= _E鱼≈3.52x102个 △E 每年消耗的轴235的质量为M=3.52×102”×235.0439×1.66×1027kg≈1.4×10kg (3》每次碰撞后中子动能比例为 ,E1=0.64 设需要碰撞1次，则有0.64°=0.025×10 -=1.25×10-8 2 可得n=g1.25x10 1g0.64 其中1g0.64=1g(64 )=6lg2-2≈-0.194,1lg(1.25×108)=lg1.25-8≈0.0969-8=-7.9031 1001 联立解得n= -7.9031≈41 -0.194 11.【答案】(1)4×102J 4/5 命学科网 www zxxk.com 让教与学更高效 (2)3×107s 【详解】(1)该核反应过程，根据质能方程有△E=(2m,+4m2-m,)c2 代入题中数据解得△E=4×102J (2)根据题给假设，在太阳继续保持在主序星阶段的时间内，发生题中所述的核聚变反应的次数为 N=mx10% 4m2 因此，太阳总共辐射出的能量为E=N△E 设太阳辐射是各向同性的，则时间内太阳向外放出的辐射能为E=4πr2w 联立解得t=3×107s 5/5 专题09 原子核（原卷版） 3大高频考点概览 考点01 放射性元素的衰变 考点02 核力与结合能 考点03 核聚变与核裂变 地 城 考点01 放射性元素的衰变 一、单选题 1．（23-24高二下·黑龙江省大庆市大庆中学·期末）科学家用放射性材料作为发电能源为火星车供电。中的Pu元素（），其半衰期是87.7年，若有87.5%的Pu原子核发生衰变大约需经过（　　） A．43.85年 B．87.7年 C．175.4年 D．263.1年 2．（24-25高二下·辽宁丹东·期末）离子烟雾报警器是一种常见且广泛使用的火灾报警设备，某离子烟雾报警器用元素充当放射源，的衰变方程为。下列说法正确的是（　　） A．是中子 B．X是质子 C．是氘原子核 D．是氦原子核 3．（24-25高二下·辽宁大连·期末）下列说法正确的是（　　） A．卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型 B．α、β和γ三种射线中，α射线的穿透能力最强 C．改变压力、温度或浓度，将改变放射性元素的半衰期 D．氢原子吸收光子后，将从高能级向低能级跃迁 4．（24-25高二下·辽宁·期末）下列说法正确的是（　　） A．卢瑟福通过α粒子散射实验证明了原子核内部具有复杂结构 B．贝克勒尔发现了天然放射现象，说明原子核还有内部结构 C．汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，并提出了原子的核式结构模型 D．放射性元素的衰变速度可以用加热的方式提高 5．（24-25高二下·辽宁沈阳五校联考·期末）核废水含有氚、锶-90、铯-137、碘-129等放射性元素。其中Cs半衰期为30年，它能通过β衰变为新核X，下列说法正确的是（　　） A．由核反应说明Cs核内存在电子 B．铯的β衰变方程为 C．新核X与铯Cs的核子数、中子数相等 D．经过30年，20个铯核中还有10个铯核未发生衰变 6．（24-25高二下·吉林长春·期末）2025年3月中国无锡一家科技企业宣布成功研发出全球首款基于碳14的核电池，其设计寿命超过1000年。已知碳14的半衰期为5730年，碳14的衰变方程为，下列说法正确的是（　　） A．原子核的中子数为14 B．1000个碳14原子核经过5730年后还剩500个 C．改变温度和压强，其半衰期也会变化 D．该衰变为β衰变 7．（24-25高二下·吉林省长春市东北师范大学附属中学·期末）某种物质中含有、两种放射性元素，其中元素的半衰期是元素半衰期的2倍。若某时刻元素的原子核数量是元素原子核数量的4倍，则再经过2个元素的半衰期后，元素的原子核数量与元素原子核数量的比值为（    ） A．2 B．1 C．0.5 D．0.25 8．（24-25高二下·吉林省通化市梅河口市第五中学·期末）衰变为，半衰期约为5730年。已知植物存活期间，其体内与的比例不变，生命活动结束后，的比例会持续减少。现测量某古木样品中的比例，发现正好是现代植物样品中比例的四分之一。则（    ） A．该古木生命活动结束的年代距今约22920年 B．再过约5730年，该样品中的将全部衰变殆尽 C．衰变为的本质是原子核内 D．改变样品测量环境的温度和压强，可以改变的衰变快慢 9．（24-25高二下·黑龙江哈尔滨·期末）关于天然放射现象，下列说法正确的是（　　） A．天然放射现象表明原子具有核式结构 B．三种射线中γ射线的穿透能力最强，电离作用最小 C．β射线是原子核外的电子形成的电子流 D．增大压强可以改变原子核衰变的半衰期 10．（24-25高二下·黑龙江省龙东联盟·期末）下列叙述符合史实的是（　　） A．J.汤姆孙通过对阴极射线的研究发现电子，并提出了原子的核式结构模型 B．卢瑟福猜想原子核内存在不带电的中子，查德威克通过α粒子轰击铍原子核实验证明了这个猜想 C．居里夫人用α粒子轰击氮原子核，打出氧原子核和一种粒子，这种粒子为质子 D．卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子核内部具有复杂结构 11．（24-25·黑龙江省大庆市东风中学·期末）我国科学家将放射性元素镅243引入到能量转换器中来提高微型核电池的能量转换效率，若镅243的衰变方程为，则Y为（    ） A．α粒子 B．β粒子 C．γ射线 D．X射线 二、多选题 12．（24-25·黑龙江省大庆市大庆中学·期末）某理论研究认为，原子核可能发生双衰变，衰变方程为。处于第二激发态的原子核先后辐射能量分别为和的、两光子后回到基态。下列说法正确的是（   ） A． B． C．的频率比的大 D．的波长比的大 13．（24-25高二·黑龙江省哈尔滨市第三中学校·期末）静止在匀强磁场中的某放射性元素的原子核，当它放出一个粒子后，其速度方向与磁场方向垂直，测得粒子和反冲核轨道半径之比为44：1，如图所示(图中直径没有按比例画)，则(　　) A．粒子和反冲核的动量大小相等方向相反 B．原来放射性元素的原子核电荷数是90 C．反冲核的核电荷数是88 D．粒子和反冲核的速度之比为1：88 14．（24-25高二下·辽宁鞍山·期末）下列说法正确的是（　　） A．普朗克提出了光子的概念，得出了同实验相符的黑体辐射公式 B．汤姆逊通过对阴极射线的研究发现了电子，揭示出原子可以再分 C．放射性元素衰变的快慢由核内部自身因素决定，不受温度、外界压强的影响 D．过量的射线对生物组织有破坏作用，用射线照射过的食品不可食用 15．（24-25高二下·黑龙江哈尔滨·期末）发生放射性衰变转变为，半衰期约为5700年。已知植物存活其间，其体内与的比例不变；生命活动结束后，持续减少，无法补充。已知某古木样品中与的比例正好是现代存活植物中该比例的一半。下列说法正确的是（　　） A．该古木的年代距今约为5700年 B．与具有相同的中子数 C．衰变为的过程中放出β射线 D．升高样品测量环境的温度可以加速的衰变 地 城 考点02 核力与结合能 一、单选题 1．（24-25高二下·辽宁辽阳·期末）核电池是各种深空探测器中最理想的能量源，它不受极冷极热的温度影响，也不被宇宙射线干扰。同位素电池是将其发生衰变时释放的能量转化为电能，其衰变方程为，的半衰期为88年，下列说法正确的是（　　） A．X为粒子 B．中有144个中子 C．的比结合能比的比结合能大 D．500个原子核经过88年后还有250个未发生衰变 2．（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 3．（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 4．（24-25·吉林市吉林地区普通高中友好学校联合体·期末）我国深空探测器采用钚-238（）核电池作为长效能源。其衰变方程为 。利用衰变释放的波长为λ的γ射线，照射探测器表面涂覆的新型钙钛矿材料（逸出功为）引发光电效应为设备供电。已知普朗克常量为h，光速为c。下列说法中正确的是（　　） A．衰变方程中的X为正电子 B．探测器在宇宙空间航行时钚-238的半衰期将会变长 C．的比结合能比的比结合能小 D．γ射线照射钙钛矿材料逸出光电子的最大初动能 5．（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 6．（24-25高二下·吉林·期末）2025年6月15日经秦山核电辐射后的钇-90玻璃微球顺利出堆。钇-90玻璃微球是一种释放射线的放射性同位素药物，通过血管介入手段对肝部的肿瘤进行精确的治疗。的衰变方程为： ，其中是反中微子。已知的半衰期是64小时，下列说法正确的是（　　） A．该核反应为α衰变 B．的中子数为52 C．1克经64小时后剩下0.5克 D．的比结合能大于的比结合能 7．（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 二、多选题 8．（24-25高二下·辽宁·期末）下列关于教材中的四幅图片，说法正确的是（　　） A．图甲：氡的半衰期为3.8天，则经过11.4天，氡的质量减少八分之七 B．图乙：质量数越大，原子核的结合能越大，但比结合能不一定越大 C．图丙：加在光电管两端的电压越大，光电流也越大 D．图丁：α粒子散射实验，其中有部分α粒子发生大角度偏转，是因为与原子中的电子碰撞造成的 9．（24-25高二下·辽宁·期末）火灾报警器的辐射源常常使用化合物二氧化镅。已知一个镅核衰变后转变为一个电荷数为93的镎核并释放能量，镅核、镎核和氦核的质量分别为、和，单质镅的半衰期为432.2年，真空中的光速为c。下列说法正确的是（　　） A．镅核衰变为镎核的衰变方程为 B．镅核中子数比镎核中子数多4个 C．一个镅核发生衰变过程中释放的能量为 D．500个镅核864.4年后一定还剩125个 10．（24-25高二下·黑龙江哈尔滨·期末）随着人类对太空的不断探索，在外太空中发现大量具有放射性的，衰变时的核反应方程为或下列说法正确的是（　　） A．X为，Y为 B．比多两个中子 C．的比结合能大于的比结合能 D．的比结合能小于的比结合能 三、解答题 11．（24-25高二下·内蒙古锡林郭勒·期末）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E； (2)求的比结合能。 12．（24-25高二下·吉林省白山市五校·期末）核发生衰变的方程是。已知核的质量为，核的质量为，电子的质量为，质子的质量为，中子的质量为，真空中的光速为，求： (1)该衰变过程中释放的核能； (2)的结合能和比结合能。 13．（24-25高二下·吉林省通化市梅河口市第五中学·期末）一个静止的铀核（原子质量为）放出一个粒子（原子质量为）后衰变成钍核（原子质量为），已知相当于的能量结果保留三位有效数字。 （1）写出铀核的衰变反应方程； （2）算出该衰变反应中释放出的核能； （3）若释放的核能全部转化为新核的动能，则粒子的动能为多少？ 地 城 考点03 核聚变与核裂变 一、单选题 1．（24-25·内蒙古乌兰察布西集宁一中·期中）2025年1月20日，我国有“人造太阳”之称的全超导托卡马克实验装置首次完成1亿摄氏度1000秒“高质量燃烧”。实验装置内发生的核反应方程之一为，已知、、、X的质量分别为m1、m2、、m3、m4，则（　　） A．X为正电子 B．该反应为衰变 C．反应放出的核能为 D．的比结合能大于的比结合能 2．（24-25高二下·内蒙古集宁一中·期末）下列说法正确的是（　　） A．放射性元素衰变过程遵守质量守恒和电荷守恒 B．核电站中发生核裂变的常见核反应方程为 C．当比的比结合能小 D．是α衰变 3．（24-25高二下·辽宁辽宁省名校联盟·期末）以下几幅图的分析，说法正确的是（　　） A．图1为在处于失重状态的宇宙飞船中，一大滴水会成球状。是因为液体内部分子间有吸引力 B．图2利用磙子压紧土壤，就可以保存地下的水分，保持土壤里的毛细管，而且还会使它们变得更细 C．图3是核电反应堆示意图，将控制棒镉棒插入深一些，让它吸收更多中子，反应速率会慢一些 D．图4为射线测厚装置，让γ射线穿过钢板，仪器探测到的γ射线强度与钢板的厚度有关，轧出的塑料板或金属板越薄，透过的射线越弱 4．（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 5．（24-25·吉林省吉林市松花江中学·期末）下列四幅图分别对应四种说法，其中正确的是（　　） A．图甲中铀238核发生α衰变后的产物钍234核比铀238核少四个中子 B．图乙中氘核和氚核核聚变成氦核并放出一个中子，核反应前后质量守恒 C．图丙中一个氢原子从n=4的能级向基态跃迁时，最多可以放出3种不同频率的光 D．图丁中为光电效应实验，用不同光照射某金属得到的I-U关系图，则a光频率最高 二、多选题 6．（24-25高二下·吉林长春·期末）2025年3月，我国新一代人造太阳“中国环流三号”实现原子核温度1.17亿度、电子温度1.6亿度的“双亿度”突破，将人类向“能源自由”的终极目标推进了一大步。人造太阳利用氘核与氚核聚变反应释放能量，聚变资源储量丰富，主要产物清洁安全，被称为“人类未来的理想能源”。关于该装置及核聚变相关原理，下列说法正确的是（　　） A．氘核与氚核结合生成氦核并释放中子，反应方程为： B．中国环流三号产生的能量主要来源于氘核与氚核被加速后获得的动能 C．该反应有质量亏损，释放能量 D．与核裂变相比，相同质量的核燃料，聚变反应中产生的能量比较多 7．（24-25高二下·吉林省通化市梅河口市第五中学·期末）核反应是的一种裂变方式。下列说法正确的是（　　） A．核反应过程中电荷数与质量都守恒 B．的结合能大于的结合能 C．的比结合能大于的比结合能 D．这个反应方程式表示的是原子核的衰变 8．（24-25高二下·吉林省友好学校·期末）从夸父逐日到羲和探日，中华民族对太阳的求知探索从未停歇。2021年10月，我国第一颗太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”顺利升空。太阳的能量由核反应提供，其中一种反应序列包含核反应：He＋He→He＋2X，下列说法正确的是（　　） A．X是质子 B．该反应有质量亏损 C．He比He的质子数多 D．该反应是裂变反应 9．（24-25高二下·黑龙江大庆·期末）下列说法正确的是（　　） A．图甲为康普顿效应的示意图，入射光子与静止的电子发生碰撞，碰后散射光的波长变长 B．图乙为链式反应示意图，用中子轰击铀核使其发生聚变，链式反应会释放出巨大的核能 C．图丙中随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向频率较高的方向移动 D．图丁为α粒子散射实验装置图，卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子 三、解答题 10．（24-25高二下·辽宁电石联考·期末）我国自主研发的“华龙一号”核电站采用铀235作为核燃料，其核反应堆工作时通过核裂变释放能量发电。已知一个铀235核（）裂变时可能产生多种产物，其中一种典型的反应是生成氙核（）和锶核（），并放出若干个中子。已知铀235核的质量为235.0439u，氙核的质量为135.9072u，锶核的质量为89.9077u，中子的质量为1.0087u，1u相当于931.5MeV的能量， (1)写出铀235核裂变的核反应方程式，并计算一个铀235核裂变释放的能量（结果保留2位有效数字）。 (2)若核电站发电功率为，效率为40%，且所有铀235均按上述方式裂变，求每年（365天）消耗的铀235的质量（结果保留2位有效数字）。 (3)裂变产生的中子需减速至0.025eV才能被吸收。若裂变产生的中子初动能为2MeV，每次与静止碳核（）发生弹性碰撞后动能减为原来的64%，求需碰撞多少次才能被吸收？（已知，）11．（24-25高二下·黑龙江哈尔滨·期末）太阳主要是由等粒子组成。维持太阳辐射的是其内部的核聚变反应，核反应方程是，该核反应产生的核能最后转化为辐射能。根据恒星演化的理论，若由于聚变反应而使太阳中的核数目比现在减少10%，太阳将离开主序星阶段而转入红巨星的演化阶段。为了简化模型，假定目前太阳全部由和核组成，并据此回答下列问题。 (1)已知电子质量，质子质量，核质量。求题中所述的核聚变反应所释放的核能。（结果保留一位有效数字） (2)已知太阳的质量为，日地平均距离为，地球上与太阳垂直的每平方米截面上，每秒通过的太阳辐射能为。试估算太阳继续保持在主序星阶段的寿命。（结果保留一位有效数字） 试卷第1页，共3页 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $