高考物理一轮复习 全程训练计划 课练40 原子核（含解析）-人教版高三全册物理试题.doc

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1、原子核小题狂练 小题是基础练小题提分快1.2019安徽省四校模拟下列关于近代物理知识的说法中，正确的是()A所有元素都可能发生衰变B太阳辐射的能量来自太阳内部的核裂变反应C可利用射线对某些金属棒进行探伤检测D射线为原子的核外电子电离后形成的电子流答案：C解析：有些元素的原子核不稳定，可以自发地衰变，但不是所有元素都可能发生衰变，A错误；太阳辐射的能量来自太阳内部的核聚变反应，B错误；射线的实质是一种电磁波，所以可利用射线对某些金属棒进行探伤检测，C正确；射线为原子核内的中子转化为质子时形成的电子流，D错误22019湖南省益阳市、湘潭市调研在下列4个核反应方程中，X表示中子的是()A.PSiX

2、B.UThXC.AlnMgX D.AlHePX答案：D解析：由核反应方程的质量数守恒以及电荷数守恒可知，A选项中X粒子的电荷数为1、质量数为0，即为正电子，A错误；B选项中X粒子的电荷数为2、质量数为4，即为粒子，B错误；C选项中X粒子的电荷数为1、质量数为1，即为质子，C错误；D选项中X粒子的电荷数为0、质量数为1，即为中子，D正确32019广东省惠州调研下列与粒子相关的说法正确的是()A天然放射现象中产生的射线速度与光速相当，穿透能力很强B.U(铀238)放出一个粒子后就变为Th(钍234)C高速粒子轰击氮核可从氮核中打出中子，核反应方程为HeNOnD丹麦物理学家玻尔进行了粒子散射实验并首

3、先提出了原子的核式结构模型答案：B解析：天然放射现象中产生的射线的速度约为光速的，穿透能力不强，A错误；根据质量数和电荷数守恒可知，U(铀238)放出一个粒子后就变为Th(钍234)，B正确；高速粒子轰击氮核可从氮核中打出质子，核反应方程为HeNOH，C错误；卢瑟福进行了粒子散射实验并首先提出了原子的核式结构模型，D错误42019吉林省白城一中模拟U衰变成Th，之后Th衰变成Pa，而Pa核处于高能级，它向低能级跃迁辐射出一个粒子在这个过程中，前两次衰变放出的粒子和最后辐射出的粒子，依次是()A光子、电子、粒子 B粒子、光子、粒子C粒子、光子、中子 D粒子、粒子、光子答案：D解析：根据电荷数守恒

4、、质量数守恒，U衰变成Th，释放的粒子电荷数为2，质量数为4，为粒子.Th衰变成Pa，释放的粒子电荷数为1，质量数为0，为电子，即粒子.Pa向低能级跃迁时辐射出一个粒子为光子，故选D.52019河北省承德二中测试在某些恒星内，3个粒子结合成一个C，C原子的质量是12.000 0 u，He原子的质量是4.002 6 u，已知1 u931.5 MeV/c2，则此核反应中释放的核能约为()A7.266 eV B5.266 eVC1.16109 J D1.161012 J答案：D解析：根据质量亏损，结合爱因斯坦质能方程求出核反应中释放的核能该核反应的质量亏损m4.002 63 u12.000 0 u0

5、.007 8 u，则释放的核能Emc27.266 MeV1.161012 J，D正确62019吉林省通榆一中监测下列说法正确的是()A原子核的结合能是组成原子核的所有核子的能量总和B在所有核反应中，都遵从“质量数守恒，电荷数守恒”的规律C在天然放射现象中放出的射线就是电子流，该电子是原子的内层电子受激发后辐射出来的D镭226衰变为氡222的半衰期为1 620年，也就是说，100个镭226核经过1 620年后一定还剩下50个镭226没有发生衰变答案：B解析：结合能并不是由于核子结合成原子核而具有的能量，而是为把核子分开而需要的能量，A错误；在所有核反应中，都遵从“质量数守恒，电荷数守恒”的规律，

6、B正确；在天然放射现象中放出的射线就是电子流，该电子是原子核内的中子转化成质子和电子，从原子核中辐射出来的，C错误；半衰期是对大量原子核衰变的统计规律，D错误72019贵州省黔东南州联考由于放射性元素Np的半衰期很短，所以在自然界一直未被发现，只是在使用人工的方法制造后才被发现已知Np经过一系列衰变和衰变后变成Bi，下列说法正确的是()A衰变过程中原子核的质量和电荷量守恒B.Bi的原子核比Np的原子核少28个中子C衰变过程中共发生了7次衰变和4次衰变D经过两个半衰期后含有Np的矿石的质量将变为原来的四分之一答案：C解析：衰变过程中有质量亏损，原子核的质量不守恒，A错误；Bi的原子核比Np的原子

7、核质量数少28，电荷数少10，故中子少18个，B错误；设Np变为Bi需要经过x次衰变和y次衰变，根据质量数和电荷数守恒则有：93832xy，4x237209，所以解得：x7，y4，C正确；经过两个半衰期后Np的原子核个数变为原来的四分之一，但含有Np的矿石质量大于原来的四分之一，D错误82019山东省淄博一中质检(多选)人们发现，不同的原子核，其核子的平均质量(原子核的质量除以核子数)与原子序数有如图所示的关系下列关于原子结构和核反应的说法正确的是()A由图可知，原子核D和E聚变成原子核F时会有质量亏损，要吸收能量B由图可知，原子核A裂变成原子核B和C时会有质量亏损，要放出核能C在核反应堆的铀

8、棒之间插入镉棒是为了控制核反应速度D在核反应堆的外面修建很厚的水泥层能防止射线和射性物质的泄漏答案：BCD解析：由题图图象可知，D和E核子的平均质量大于F核子的平均质量，原子核D和E聚变成原子核F时，核子总质量减小，有质量亏损，要释放出核能，A错误；由题图图象可知，A核子的平均质量大于B与C核子的平均质量，原子核A裂变成原子核B和C时会有质量亏损，要放出核能，B正确；在核反应堆的铀棒之间插入镉棒是为了控制核反应速度，C正确；在核反应堆的外面修建很厚的水泥层能防止射线和放射性物质的泄漏，D正确92019湖北省武汉调研(多选)一种典型的铀核裂变时生成钡和氪，同时放出3个中子，核反应方程是UXBaK

9、r3n，已知部分原子核的比结合能与质量数的关系如图所示，下列说法正确的是()A核反应方程中，X粒子是中子B核反应方程中，X粒子是质子C.U、Ba、Kr相比，Ba的比结合能最大，它最稳定D.U、Ba、Kr相比，U的核子数最多，它的结合能最大答案：AD解析：根据质量数和电荷数守恒可得X为n，为中子，A正确，B错误；从题图中可知Kr的比结合能最大，C错误；原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量，则原子核的核子越多，它的结合能越高，D正确102019湖北省襄阳四中模拟(多选)PET(正电子发射型计算机断层显像)的基本原理是：将放射性同位素O注入人体，参与人体的代谢过程.15 8O在人体

10、内衰变放出正电子，与人体内负电子相遇而湮灭转化为一对光子，被探测器探测到，经计算机处理后产生清晰的图象，根据PET原理，下列说法正确的是()A.O衰变的方程ONeB将放射性同位素O注入人体，O的主要用途是作为示踪原子C一对正、负电子湮灭后可能只生成一个光子DPET中所选的放射性同位素的半衰期应较长答案：AB解析：由质量数守恒和电荷数守恒得，O的衰变方程是：ONe，A正确；将放射性同位素O注入人体，O主要是作为示踪原子，B正确；正、负电子湮灭产生两个光子，C错误；氧在人体内的代谢时间不长，因此PET中所选的放射性同位素的半衰期应较短，D错误112019广东省深圳模拟(多选)一个质子和一个中子聚变

11、成一个氘核，同时辐射出一个光子已知质子、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.下列说法正确的是()A核反应方程是HnHB聚变反应中的质量亏损mm1m2m3C辐射出的光子的能量E(m3m1m2)c2D光子的波长答案：AB解析：辐射出光子的能量为Emc2(m1m2m3)c2，C错误；因为hh(m1m2m3)c2，所以，D错误122019吉林省长春测试2017年1月9日，大亚湾反应堆中微子实验工程获得国家自然科学一等奖大多数原子核发生核反应的过程中都伴随着中微子的产生，例如核裂变、核聚变、衰变等下列关于核反应的说法正确的是()A.Th衰变为Rn，经过3次衰变、2次

12、衰变B.HHHen是衰变方程，ThPae是衰变方程C.UnBaKr3n是核裂变方程，也是氢弹的核反应方程D高速运动的粒子轰击氮核可从氮核中打出中子，其核反应方程为HeNOn答案：A解析：Th经过3次衰变后质量数减少12、质子数减少6，再经过2次衰变后质子数增加2，衰变为Rn，A正确；HHHen是核聚变方程，ThPae是衰变方程，B错误；UnBaKr3n是核裂变方程，也是原子弹的核反应方程，C错误；高速运动的粒子轰击氮核可从氮核中打出质子，其核反应方程为HeNOH，D错误132019黑龙江省哈尔滨六中模拟静止在匀强电场中的碳14原子核，某时刻放射的某种粒子与反冲核的初速度方向均与电场方向垂直，且

13、经过相等的时间后形成的轨迹如图所示(a、b表示长度)那么碳14的核反应方程可能是()A.CHeBe B.CeBC.CeN D.CHB答案：A解析：由轨迹弯曲方向可以看出，反冲核与放出的粒子的受力方向均与电场强度方向相同，粒子和反冲核均带正电；衰变过程动量守恒有m1v1m2v2，粒子和反冲核做类平抛运动，有bv2t,4bt2，av1t,2at2，联立得q22q1，A正确，B、C、D错误142019山东省、湖北省部分重点中学联考某实验室工作人员，用初速度v00.09c(c为真空中的光速)的粒子轰击静止的氮原子核N，产生了质子H.若某次碰撞可看成对心正碰，碰后新核与质子同方向运动，垂直磁场方向射入磁

14、场，通过分析偏转半径可得出新核与质子的速度大小之比为120，已知质子质量为m.则()A该核反应方程为HeNOHB质子的速度v0.2cC若用两个上述质子发生对心弹性碰撞，则每个质子的动量变化量是0.20mcD若用两个上述质子发生对心弹性碰撞，则每个质子的动量变化量方向与末动量方向相反答案：B解析：根据电荷数守恒、质量数守恒得，HeNOH，A错误；粒子、新核的质量分别为4m、17m，质子的速度为v，对心正碰，由动量守恒定律得4mv017mmv，解出v0.2c，B正确；质量相等且弹性碰撞，交换速度，对某一质子，选其末动量方向为正方向，则p末mv，p初mv，pp末p初，故解出p0.4mc，方向与末动量

15、方向一致，C、D错误152019四川省南充一中测试某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论，其中的两个核反应方程为HCNQ1，HNCXQ2，方程中Q1、Q2表示释放的能量，相关的原子核质量见下表，下列判断正确的是()原子核HHeHeCNN质量/u1.007 83.016 04.002 612.000 013.005 715.000 1A.X是He，Q2Q1 BX是He，Q2Q1CX是He，Q2Q1 DX是He，Q2Q1答案：B解析：在核反应过程中，据反应前后电荷数和质量数守恒有：X的质量数为4，电荷数为2，则X一定是氦原子核；又据释放的能量为：Emc2，前一个反应的质量亏损为m11.007 8

16、 u12.000 0 u13.005 7 u0.002 1 u，后一个反应的质量亏损为：m21.007 8 u15.000 1 u12.000 0 u4.002 6 u0.005 3 u，所以后一个反应释放能量较大，即Q1Q2，B正确，A、C、D错误162019福建省质检我国对中微子的研究处于世界领先地位，大亚湾反应堆中微子实验工程获2016年国家自然科学奖一等奖太阳发生核反应时会放出大量中微子及能量假设太阳释放的能量由“燃烧氢”的核反应4HHe2e2提供，式中为中微子，这一核反应平均每放出2个中微子相应释放28 MeV的能量已知太阳每秒约辐射2.81039 MeV的能量，地球与太阳间的距离约

17、为1.51011 m，则地球表面与太阳光垂直的每平方米面积上每秒接收到的中微子数目的数量级为()A1011个 B1014个C1017个 D1020个答案：B解析：由题中条件可算得太阳每秒放出221038个中微子，中微子向四面八方辐射，成球面形状分布，地表上每平方米每秒可接收到的数目为71014个，B正确课时测评 综合提能力课时练赢高分一、选择题1对于核反应方程RnPoX，反应中释放能量，下列说法正确的是()A此核反应是氡核Rn的裂变方程B此核反应生成物X中含有两个质子、两个中子C此核反应过程中电荷数和质量均守恒D由于释放能量，该核反应不满足能量守恒定律答案：B解析：由核反应过程中电荷数和质量数

18、均守恒可知，此核反应方程中的X是氦核，有两个质子、两个中子，即此核反应是衰变，A项错误，B项正确；此核反应过程中释放能量，有质量亏损，C项错误；该核反应过程中虽释放能量，但该核反应仍满足能量守恒定律，D错误2放射性元素钋(Po)发生衰变时，会产生He和一种未知粒子，并放出射线，其核反应方程为Po y82XHe.下列说法正确的是()A.He的穿透能力比射线强By206CX核的中子个数为126D这种核反应为衰变答案：B解析：He的穿透能力比射线弱，选项A错误；y2104206，选项B正确；X核的中子个数为20682124，选项C错误；题中的核反应为衰变，选项D错误3(多选)下列说法正确的是()A铀

19、核裂变的核反应是UBaKr2nB原子从低能级向高能级跃迁，不一定通过吸收光子来实现C根据爱因斯坦的“光子说”可知光的波长越大，光子的能量越小D氕和氚结合成氦原子核时，其质量亏损所对应的能量等于该氦原子核的结合能答案：BC解析：铀核裂变的核反应是用一个中子轰击铀核得到三个中子，但是方程式中中子不能约去，故A错误；从低能级向高能级跃迁时，可能通过粒子的碰撞获得能量来实现，故B正确；根据Eh，可知，光的波长越大，光子的能量越小，故C正确；氚核本身有一定的结合能，所以氕和氚结合成氦原子核时，其质量亏损所对应的能量小于该氦原子核的结合能，故D错误4(多选)某次用中子轰击U原子核的核反应方程为UnYXe1

20、0n，U、n、Y、Xe的质量分别为m1、m2、m3、m4，真空中的光速为c.下列说法正确的是()A该反应过程中的质量亏损为m19m2m3m4B该反应过程中释放的能量为(m19m2m3m4)c2C该核反应属于聚变DY原子核中含有36个中子答案：AD解析：该过程中，质量亏损为m1m210m2m3m4m19m2m3m4，选项A正确；根据爱因斯坦质能方程，该反应过程中释放的能量为(m19m2m3m4)c2，选项B错误；该反应属于裂变反应，选项C错误；Y原子核中含有的中子数为235921(13638)1036，选项D正确5.2018天津卷国家大科学工程中国散裂中子源(CSNS)于2017年8月28日首次

21、打靶成功，获得中子束流，可以为诸多领域的研究和工业应用提供先进的研究平台下列核反应中放出的粒子为中子的是()A.N俘获一个粒子，产生O并放出一个粒子B.Al俘获一个粒子，产生P并放出一个粒子C.B俘获一个质子，产生Be并放出一个粒子D.Li俘获一个质子，产生He并放出一个粒子答案：B解析：根据质量数守恒、电荷数守恒，各选项核反应方程如下：A错：NHeOHB对：AlHePnC错：BHBeHeD错：LiHHeHe62019四川凉山模拟关于原子核反应，下列描述正确的是()A温度升高，放射性元素衰变的半衰期减小B放射性物质U发生衰变所释放的电子来源于核外电子C.Th经过6次衰变、4次衰变后变成PbD用

22、中子轰击铀核，产生几个中等质量原子核的现象属于核聚变答案：C解析：放射性元素衰变的半衰期仅由核内部自身的因素决定，与温度无关衰变所释放的电子来源于核内的中子，由中子转化为质子与电子设Th经过x次衰变、y次衰变后变成Pb，有2324x208,902xy82，解得x6，y4.用中子轰击铀核，产生几个中等质量原子核的现象属于核裂变72019山东潍坊模拟14C是碳元素的一种具有放射性的同位素，其半衰期约为5 700年在某次研究中，测得考古样品中14C的含量大约是鲜活生命体中14C含量的，则样品生活的年代约是()A11 400年前 B17 100年前C22 800年前 D45 600年前答案：B解析：由

23、N余N0知，解得t3T17 100年，B正确82019山西重点中学联考(多选)新华社记者2016年11月2日从中科院合肥物质科学研究院获悉，该院等离子体所承担的国家大科学工程“人造太阳”实验装置EAST近日在第11轮物理实验中再获重大突破，获得超过60秒的稳态高约束模等离子体放电关于太阳的相关知识，下列判断正确的是()A氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，释放出一定频率的光子，太阳的能量来自于这个过程B要使轻核发生聚变，必须使它们的距离达到1015 m以内，核力才能起作用，这需要非常高的温度C太阳内部大量氢核聚变成氦核，聚变后比结合能增加，释放出巨大的能量D氘核和氚核可发生热核聚变，核

24、反应方程是HHHen答案：BCD解析：太阳的能量来自于太阳内部轻核的聚变，A错误，C正确；要使轻核发生聚变，必须使它们的距离达到1015 m以内，核力才能起作用，这需要非常高的温度，所以轻核的聚变又叫热核反应，B、D正确9.(多选)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，则()A粒子与反冲粒子的动量大小相等，方向相反B原来放射性元素的原子核电荷数为88C反冲核的核电荷数为88D粒子和反冲粒子的速度之比为1：88答案：AC解析：微粒之间相互作用的过程中遵守动量守恒定律，由于初始总动量为零，则末动量也为

25、零，即粒子和反冲核的动量大小相等，方向相反由于释放的粒子和反冲核均在垂直于磁场的平面内，且在洛伦兹力作用下做圆周运动由Bqv得：R若原来放射性元素的核电荷数为Q，则对粒子：R1对反冲核：R2由于p1p2，得R1：R244：1，得Q90它们的速度大小与质量成反比，B、D两项错误，A、C两项正确10两个动能均为1 MeV的氘核发生正面碰撞，引起如下反应：HHHH.若放出的能量全部转变为新生核的动能，则新生的氚核具有的动能是(已知H核质量为2.013 6 u，H核质量为3.015 6 u，H核质量为1.007 3 u，1 u相当于931.5 MeV)()A4.005 MeV B0.004 3 MeV

26、C2.013 MeV D1.001 MeV答案：D解析：此核反应中的质量亏损和放出的能量分别为：m(22.013 63.015 61.007 3) u0.004 3 u，Emc20.004 3931.5 MeV4.005 MeV.因碰前两氘核动能相同，相向正碰，故碰前的总动量为零因核反应中的动量守恒，故碰后质子和氚核的总动量也为零设其动量分别为p1、p2，必有p1p2.设碰后质子和氚核的动能分别为Ek1和Ek2，质量分别为m1和m2.则，故新生的氚核具有的动能Ek2E4.005 MeV1.001 MeV，D项正确11(多选)中子和质子结合成氘核时，质量亏损为m，相应的能量Emc22.2 MeV

27、是氘核的结合能下列说法正确的是()A用能量小于2.2 MeV的光子照射静止的氘核时，氘核不能分解为一个质子和一个中子B用能量等于2.2 MeV的光子照射静止的氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和为零C用能量大于2.2 MeV的光子照射静止的氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和为零D用能量大于2.2 MeV的光子照射静止的氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和不为零答案：AD解析：考查结合能的概念及能量守恒定律的简单应用只有静止的氘核吸收光子的能量大于其结合能时，才能分解为一个质子和一个中子，A项正确，B项错误；根据能量守恒定律可知，光子

28、的能量大于氘核的结合能时，多余的能量以核子动能的形式呈现，C项错误，D项正确二、非选择题12假设两个氘核在一直线上相碰发生聚变反应，生成氦核的同位素和中子，已知氘核的质量是2.013 6 u，中子的质量是1.008 7 u，氦核同位素的质量是3.015 0 u.(1)聚变的核反应方程是_，在聚变核反应中释放出的能量为_ MeV(结果保留2位有效数字)(2)若氚核和氦核发生聚变生成锂核，核反应方程为HHeLi，已知各核子比结合能分别为EH1.112 MeV、EHe7.075 MeV、ELi5.603 MeV，试求此核反应过程中释放的核能答案：(1)HHHen3.3(2)7.585 MeV解析：(1)根据题中条件，可知核反应方程为HHHen核反应过程中的质量亏损：m2mH(mHemn)22.013 6 u(3.015 01.008 7) u3.5103u由于1 u的质量与931.5 MeV的能量相对应，所以氘核聚变反应时放出的能量：E3.5103931.5 MeV3.3 MeV.(2)H和He分解成7个核子所需的能量E131.112 MeV47.075 MeV31.636 MeV7个核子结合成Li，释放的能量E275.603 MeV39.221 MeV所以此核反应过程中释放的核能EE2E139.221 MeV31.636 MeV7.585 MeV.