15.2原子核（专项训练）2027届高考物理一轮复习

**基本信息** 聚焦原子核核心知识，通过分层题型构建从概念辨析到综合应用的逻辑训练体系，强化科学思维与物理观念的融合。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |概念辨析|7单选+3多选|核反应类型判断/衰变规律分析|从基本反应类型（聚变/裂变/衰变）到结合能概念生成| |定量计算|2填空+3解答|结合能计算/质能方程应用|结合能→比结合能→质量亏损的推导链条| |综合应用|3解答题|硼中子俘获/钋衰变/气泡室实验|核反应方程书写→能量计算→动量守恒的综合应用|

15.2原子核专项训练 2027届高考物理一轮复习 一、单选题 1．氘核与氚核进行核反应的方程是，该反应属于（     ） A．α衰变 B．β衰变 C．核裂变 D．核聚变 2．电离式烟雾探测器中常用镅作为电离源，它的衰变方程为，下列说法正确的是（　　） A． B． C．比更稳定 D．射线电离能力很强 3．已知质子的质量为，中子的质量为，氚核的质量为，真空中的光速为。下列说法正确的是（     ） A．氚核的结合能为 B．氚核的结合能为 C．氚核的比结合能为 D．氚核的比结合能为 4．关于原子物理，下列说法正确的是（　　） A．天然放射现象的发现，证明了原子具有复杂结构 B．一种放射性元素不管它是以单质还是化合物的形式存在，其半衰期都不变 C．射线在电场和磁场中都会发生偏转 D．太阳辐射的能量主要来源于重核裂变 5．2026年1月，中国EAST装置证实“托卡马克密度自由区”存在，为高密度运行提供新依据。“人造太阳”内部发生的一种核反应方程为，已知的比结合能为，的比结合能为，的比结合能为，光在真空中的传播速度为，半衰期为12.46年。下列说法正确的是（　　） A．核反应方程中X是 B．核聚变时轻核间距离达到原子直径范围以内就可以 C．核反应中的质量亏损可表示为 D．在高温高压下半衰期会变大 6．核能是比较清洁的能源，但核废料具有一定的放射性，钴就是其中之一，钴60衰变后可以生成镍，已知钴60的半衰期为5年，、的比结合能分别为、，真空中光速为。则下列说法正确的是（     ） A．该核反应方程为 B． C．该核反应的质量亏损为 D．80 g钴60经过20年剩余75 g 7．氚（）和氢核（）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。氚原子核具有放射性，会衰变为氦3，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。关于原子核及核反应，下列说法正确的是（　　） A．氚原子核的衰变方程为 B．衰变成，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 二、多选题 8．自然界中几乎没有天然的钚−239，人们利用核反应堆中产生的中子轰击铀−238，生成物衰变后成为钚−239，核反应方程为。已知钚−239的半衰期为2.41万年，则下列说法正确的是（　　 ） A．是 B．该反应为核聚变反应 C．温度升高时钚−239的半衰期将小于2.41万年 D．钚−239经过4.82万年有发生了衰变 9．随着科技的发展，大量的科学实验促进了人们对微观领域的认识。下列说法正确的是（    ） A．粒子散射现象说明原子核具有复杂结构 B．光电效应现象中逸出的电子是原子核内中子转变成质子时产生的 C．在原子核中，比结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固 D．原子核外电子跃迁时辐射出光子后，其动能增大 10．关于核反应方程下列说法正确的是（　　） A．是衰变方程 B．是衰变方程 C．是核聚变方程 D．是核裂变方程 三、填空题 11．假设漳州核电2号机组于2026年1月1日顺利并网并实现商业运行，进一步提升区域电力供应稳定性与清洁性。该机组可能的核反应方程为，此核反应类型为________（选填“核裂变”或“核聚变”），假设机组工作1小时核反应堆的质量亏损为0.16g，已知光速为，该机组一星期工作160小时，核能转化为电能的效率约为30%，则该机组一星期产生的电能约为________。 12．2026年1月，中国的“人造太阳”实验证实托卡马克密度自由区的存在，为托卡马克高密度运行提供了重要的物理依据。“人造太阳”内部发生的一种核反应的方程为，则粒子X是________（选填“电子”或“中子”）。已知、、的比结合能分别为、、，则一次该核反应中释放的能量可表示为________（用、、表示）。 四、解答题 13．硼中子俘获疗法是肿瘤治疗的新技术，其原理是进入癌细胞内的硼核吸收慢中子，转变成锂核和粒子，释放出光子。已知光子的能量为，硼核的比结合能为，锂核的比结合能为，粒子的比结合能为，普朗克常量为，真空中光速为。 (1)写出核反应方程； (2)求光子的波长； (3)求核反应放出的总能量及亏损的质量。 14．科学家在分析样本时，用放射性同位素热源为探测器的精密仪器提供稳定热能。该热源采用钋210作为衰变材料，钋210静止时发生衰变，放出一个粒子后转变为稳定的铅。已知钋210的质量为209.9829u，铅206的质量为205.9745u，放出粒子Y的质量为，1u相当于931.5的能量。计算结果均以为单位，保留两位有效数字。 (1)写出该核反应方程； (2)求此衰变过程中释放的能量； (3)若衰变释放的能量全部转化为铅206与放出粒子的动能，求放出粒子的动能。 15．气泡室是高能物理与核物理实验中探测带电粒子轨迹的核心装置（如图甲所示），其原理是利用高压下的过热液体，在带电粒子经过时迅速汽化形成气泡，从而清晰勾勒出粒子的运动轨迹。若粒子在气泡室内运动时，所受阻力与速率成正比，比例系数为。某次核物理衰变研究中，科研人员建立如图乙所示平面直角坐标系，在坐标原点处有一静止的原子核发生衰变，衰变后生成和另一未知粒子，该未知粒子获得一个大小为的沿轴正方向的速度。现在第一、四象限加大小为，方向沿轴负方向的匀强电场，第二、三象限加大小为，方向垂直于纸面向里的匀强磁场（取的质量为，质量为，元电荷的电量为）。 (1)写出衰变的核反应方程，若核能全部以动能形式释放，试计算该核反应中的质量亏损； (2)已知始终在第二、三象限运动，最终静止在处，试求： ①在磁场中运动的总路程； ②点的坐标； 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D B B B C C D AD CD AD 11． 核裂变 12． 中子 13．(1) (2) (3)， 【详解】（1）根据核反应的质量数守恒、电荷数守恒，可得核反应方程为 （2）光子能量满足 且光速与波长满足 联立得 （3）反应前总结合能：硼核有10个核子，中子为单个核子（结合能为0），总结合能为 反应后总结合能：锂核7个核子，α粒子4个核子，总结合能为 核反应放出的能量等于反应后总结合能与反应前总结合能的差值 根据质能方程 得质量亏损 14．(1) (2) (3) 【详解】（1）根据质量数与核电荷数守恒可得该核反应方程为 （2）钋210衰变过程中的质量亏损 钋210衰变放出的能量 解得 （3）钋210衰变的过程动量守恒，设铅206的质量为，速度大小为，粒子的质量为，速度大小为，根据动量守恒，有 根据能量守恒定律，有 放出粒子的动能为 解得 15．(1)， (2)①；②（，） 【详解】（1）根据电荷数守恒和质量数守恒可得，核反应方程为 由题意可知，未知粒子（）的质量为，由动量守恒可得 解得衰变后的速度大小为 根据爱因斯坦质能方程可得 解得 （2）①沿切线方向分析，由动量定理 最终速度为零，因此 解得 ②沿方向动量定理 由此可得 沿方向动量定理 由此可得 解得， 即M点的坐标为（，） 学科网（北京）股份有限公司 $