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1．(2023·广东卷·1)理论认为，大质量恒星塌缩成黑洞的过程，受核反应C＋Y→O的影响。
下列说法正确的是( )
A．Y是β粒子，β射线穿透能力比γ射线强
B．Y是β粒子，β射线电离能力比γ射线强
C．Y是α粒子，α射线穿透能力比γ射线强
D．Y是α粒子，α射线电离能力比γ射线强
2．(2022·海南卷·2)下列属于β衰变的是( )
A.U→Th＋He
B.N＋He→O＋H
C.Th→Pa＋e
D.U＋n→Ba＋Kr＋3n
3.如图为普通核反应堆的结构示意图，通过铀 235链式反应实现核能的可控释放。下列说法
正确的是( )
A．镉棒通过改变中子的数量来控制反应速度
B．中子速度越快越容易使链式反应发生
C．正常运行的反应堆水泥防护层外会检测到大量α粒子
D．铀核裂变时释放能量的多少与产物种类无关
4．(2023·湖南卷·1)2023年4月13日，中国“人造太阳”反应堆中科院环流器装置(EAST)创
下新纪录，实现403秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行，为可控核聚变的最终实现又向前
迈出了重要的一步，下列关于核反应的说法正确的是( )
A．相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变释放的核能更多
B．氘氚核聚变的核反应方程为H＋H→He＋e
C．核聚变的核反应燃料主要是铀235
D．核聚变反应过程中没有质量亏损
5．(2024·江苏淮安市开学考)2023年8月24日，日本福岛第一核电站启动核污染水排海。核污染水含高达64种放射性元素，其中氚(H)衰变过程中产生的电离辐射可损害DNA，是致
癌的高危因素之一，半衰期为12.5年。其衰变方程为H→He＋e＋γ，下列说法正确的是(
)
A．衰变方程中x＝2，y＝3
B．秋冬气温逐渐变低时，氚的衰变速度会变慢
C．污染水排入大海经过稀释，氚的半衰期将减小
D．经过25年，氚将全部衰变结束
6．(多选)(2023·广东广州市三模)如图所示为射线测厚装置示意图，它的放射源为铯－137，
已知铯－137的衰变方程为Cs→Ba＋e，半衰期约为30年，下列说法正确的是( )
A．60年后剩余的Cs为原来的
B．金属板厚度越小，探测器接收到的辐射强度越大
C．该衰变产生的β射线的电离本领比α射线强
D．该反应为β衰变，β射线即为核外电子的逸出
7．(2024·山西吕梁市开学考)2022年10月，中国科学院近代物理研究所成功合成了新核素
锕204(Ac)，锕204(Ac)可以进行α衰变，衰变方程为Ac →X＋He，同时释放γ射线。下列
说法正确的是( )
A．X的核子数为113
B．X的质子数为87
C．由于发生质量亏损，X的比结合能比锕204的比结合能小
D．X和He的结合能之和一定小于Ac的结合能
8．(2023·福建厦门市质检)嫦娥五号月壤样品研究取得了最新成果，科研人员利用铀—铅(U
－Pb)定年法，对样品中的富铀玄武岩矿物进行分析，证实了月球最“年轻”玄武岩年龄为
(20.30±0.04)亿年。该定年法中的一个衰变链为U经一系列α、β衰变后形成稳定的Pb，此
过程中衰变方程为U→Pb＋xHe＋ye，则x、y分别为( )
A．6、4 B．5、8 C．8、6 D．8、10
9．(2024·河北秦皇岛市期中)我国造出世界首个人造迷你心脏，人造心脏的放射性同位素动
力源用的燃料是钚238，钚238衰变快慢有一定的规律。如图所示，横坐标表示时间，纵坐
标表示任意时刻钚238的质量m与t＝0时的质量m 的比值。则经过43.2年剩余钚238的质
0
量与初始值的比值约为( )A．0.250 B．0.875 C．0.500 D．0.707
10.(2024·河南项城五校联考)随着中国玉兔月球探测器成功着陆月球背面，世界上掀起了新
一轮的月球探测热潮。月球表面蕴含丰富而地球却十分匮乏的氦3，氦3是一种非常理想的
核聚变材料，月球氦3的开发对解决能源危机有着积极的意义。氦3与氘核的核反应方程为
He＋H→He＋X＋ΔE，其中ΔE为释放的核能。且知氘核的比结合能为E ，氦核的比结合能
1
为E，则下列说法中正确的是( )
2
A．X为中子
B．氦3的比结合能比氦核的比结合能大
C．氦3的比结合能为
D．氦3的比结合能为
11.(多选)(2023·浙江金丽衢十二校第二次联考)1898年，居里夫妇发现了一种能够发出很强
射线的新元素—钋(Po)，为此居里夫人获得了诺贝尔化学奖。现把 Po原子核静止放在匀强
磁场中的a点，某一时刻发生β衰变，产生了新核At，形成了如图所示的A和B两个圆轨
迹。下列说法正确的是( )
A.Po的衰变方程为Po→At＋e
B．把Po放在磁场中，其半衰期会增大
C．A、B两个圆的半径之比为85∶1
D．释放出的粒子和反冲核圆周运动的旋转方向均为顺时针方向
12．(2023·江苏盐城市模拟)太阳内部的热核反应是轻核聚变为氦核的过程，有一种反应序列
是质子循环，相当于 4个质子聚变生成一个氦核和另外两个相同的粒子，核反应方程为
4H→He＋2X＋ΔE，已知质子的质量为m ，氦核的质量为m ，另外的两个粒子的质量均为
1 2
m，太阳每秒辐射的能量为4×1026 J，已知光速c＝3×108 m/s，求：
3
(1)X的质量数A、电荷数Z及一次聚变释放的能量(用字母表示)；
(2)太阳每秒亏损的质量为多少千克？(保留两位有效数字)第 3 练 原子核
1．D [根据核反应满足质量数和电荷数守恒可知，Y是α粒子(He)，三种射线的穿透能力，
γ射线最强，α射线最弱；三种射线的电离能力，α射线最强，γ射线最弱。故选D。]
2．C [A选项的反应属于α衰变，放出了氦核(He)，A错误；B选项的反应是卢瑟福发现质
子(H)的核反应方程，B错误；C选项的反应属于β衰变，放出了电子(e)，C正确；D选项的
反应是重核裂变的核反应方程，D错误。]
3．A [镉棒通过改变中子的数量来控制反应速度，故 A正确；中子速度越快越不容易使链
式反应发生，故B错误；正常运行的反应堆主要的辐射有γ辐射和中子辐射，水泥防护层外
不可能检测到大量α粒子，故C错误；核裂变释放的能量与反应前后质量亏损有关，铀核裂
变时会因产物种类不同导致质量亏损不同，释放能量不同，故D错误。]
4．A [相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变释放的核能更多，A正确；根据质量数守
恒和电荷数守恒可知，氘氚核聚变的核反应方程为 H＋H→He＋n，B错误；核聚变的核反
应燃料主要是氘核和氚核，C错误；核聚变反应过程中放出大量能量，有质量亏损，D错
误。]
5．A [由电荷数与质量数守恒可得3＝y＋0,1＝x＋(－1)，解得x＝2，y＝3，故A正确；半
衰期由原子核内部因素决定，与原子核所处的物理环境和化学状态无关，故 B、C错误；半
衰期是原子核发生半数衰变所需的时间，经过25年，即两个半衰期，剩余氚为原来的四分
之一，并没有完全衰变完，故D错误。]
6．AB [经过两个半衰期后，铯剩余原来的四分之一，故 A正确；金属板厚度越小，探测
器接收到的辐射强度越大，故B正确；β射线的电离能力比α射线弱，故C错误；β衰变的
实质是原子核内部的一个中子转化为一个电子和一个质子，故D错误。]
7．B [根据衰变方程满足质量数守恒和电荷数守恒可知 Z＝87，A＝200，故X的核子数为
200，质子数为87，B正确，A错误；由于该反应释放能量，生成的新核X比锕204更稳定，
故X的比结合能比锕204的比结合能大，C错误；X和He的结合能之和一定大于Ac的结合
能，D错误。]
8．C [由质量数守恒和电荷数守恒有238－206＝4x,92－82＝2x－y，解得x＝8，y＝6，故
选C。]9．D [原子核发生衰变时，剩余质量m＝m()，经过43.2年剩余钚238的质量与初始值的
0
比值为＝()＝()＝≈0.707，故选D。]
10．C [根据质量数和电荷数守恒可得核反应方程为 He＋H→He＋H＋ΔE，可知X为质子，
故A错误；核反应放出能量，生成的氦核比氦3更稳定，可知氦3的比结合能比氦核的比结
合能小，故B错误；根据3E＋2E ＋ΔE＝4E ，可得氦3的比结合能为E＝，故C正确，D
1 2
错误。]
11．AC [Po的衰变方程为Po→At＋e，故A正确；
放射性元素的半衰期是由原子核自身的因素决定的，跟原子所处的物理环境和化学状态没有
关系，故B错误；
原子核发生衰变时，由动量守恒可知粒子和反冲核的动量大小相等、方向相反，在洛伦兹力
作用下做匀速圆周运动，则有qvB＝，解得圆周运动半径R＝＝，p为动量，则半径R与电
荷量q成反比，两粒子的电荷量大小分别为e和85e，则R ∶R ＝85∶1，故C正确；
A B
由左手定则知，反冲核的速度方向向右，为逆时针方向，粒子的速度方向向左，为顺时针方
向，D错误。]
12．(1)0 1 (4m－m－2m)c2
1 2 3
(2)4.4×109 kg
解析 (1)根据题意，由质量数和电荷数守恒可得A＝4×1－4＝0，Z＝＝1，由爱因斯坦质
能方程得一次聚变释放的能量为ΔE＝Δmc2＝(4m－m－2m)c2
1 2 3
(2)由爱因斯坦质能方程得，太阳每秒亏损的质量为Δm′＝＝ kg≈4.4×
109 kg。
