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专题 16.2 原子核【练】
1．（2022·山西·高三开学考试）陶寺遗址是尧的都城，是最早的“中国”，在发掘中采用了碳十四测年技
术等多项科技手段来判断陶寺文化的绝对年代。 的衰变方程为 ，下列说法正确的是
（ ）
A．衰变方程中的X是中子
B． 需吸收能量才能发生衰变
C．随着 的不断衰变，其半衰期会逐渐变长
D． 与X的质量之和小于 的质量
2．（2022·湖南·高三开学考试）以下是来自物理教材选择性必修第三册的四幅图片，对相关知识的说法正
确的是（ ）A．图甲中，在紫外线灯照射前，验电器指针带正电
B．图乙中，J.J.汤姆孙通过气体放电管发现了电子并测出了电子的电荷量
C．图丙中，一个处于n＝5激发态的氢原子向低能级跃迁时能辐射出10种不同频率的光子
D．图丁中，比结合能小的原子核结合成比结合能大的原子核时一定放出能量
3．（2022·四川成都·高三开学考试）2021年11月30日，上海市洋山海关透露，199.5 吨被放射性污染的
樟子松板材被退运出境。原因是在这批进口板材中检测出了人工核素铯 137（ ），且其活度浓度超过
了国家规定的免管浓度值。已知人工核素铯137的半衰期长达30年，衰变时会辐射γ射线。其衰变方程为
→ +X。下列说法正确的是（ ）
A．衰变方程中的X来自于铯（ ）内中子向质子的转化
B．通过高温暴晒，可使板材中的铯（ ）尽快衰变殆尽
C．该反应产生的新核 与铯（ ）的比结合能相等
D．衰变时放出的X离子的穿透性比γ射线强
4．（2022·浙江·嘉兴一中高三期中）下列说法中正确的是（ ）
A． 粒子散射实验证明原子内部的正电荷是均匀分布的
B．氢原子的发射光谱是连续谱
C．当入射光子与晶体中的电子碰撞后，这些光子散射后的波长变小
D．镉棒在反应堆中的作用是控制链式反应的速度5．（2022·黑龙江·大庆实验中学高三期中）下列说法中正确的是（ ）
A．天然放射现象中产生的射线都能在电场或磁场中发生偏转
B．康普顿效应表明光具有粒子性，即光子不仅具有能量还具有动量
C．按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能增加，原子
总能量减少
D．氡的半衰期为3.8天，若有4个氡原子核，经过7.6天就只剩下1个
6．（2022·江苏·楚州中学高三阶段练习）2022年8月9日，中核集团漳州核电2号机组反应堆压力容器顺
利吊装就位，向投产发电迈出了重要一步，该核电项目投产后核反应堆中存在如下核反应，
，则（ ）
A．该反应为核聚变反应
B．该核反应过程没有质量亏损
C．该核反应方程式中A = 144
D． 的质子数是235，中子数是92
7．（多选）（2022·浙江·高三专题练习）2020年12月4日，新一代“人造太阳”——中国环流二号M装
置（HL—2M）在成都建成并投产发电，标志我国的可控热核反应的核聚变堆的设计和建设达到了国际领
先。成都的“人造太阳”可控热核反应的方程是 ，此反应中燃料氘核（ ）和氚核（
），氘核（ ）来源于海水，海水中富含反应原料氘（ ），而氚核（ ）可以用中子轰击锂核（
Li）得到。下列说法正确的是（ ）
A．由于核反应前后核子数守恒，故生成物的质量等于反应物的质量
B．氦核（ He）的比结合能比氘核（ ）和氚核（ ）的比结合能均大
C．中子轰击锂核（ Li）反应方程为 ，且此反应为原子核的人工转变
D．氦核（ He）的结合能要比氘核（ ）和氚核（ ）的结合能之和大
8．（多选）（2022·天津·耀华中学一模）下列说法中正确的是（ ）
A．一入射光照射到某金属表面上能发生光电效应，若仅使入射光的强度减弱，那么从金属表面逸出的光
电子的最大初动能将变小
B．大量光子产生的效果显示出波动性，个别光子产生的效果显示出粒子性
C．电子的发现说明原子是可分的，天然放射现象的发现揭示原子核有复杂的结构
D．放射性同位素232Th经 、 衰变会生成220Rn，其衰变示意方程为
其中x=3，y=1
E．原子核的半衰期是由原子核内部自身因素决定的，与其所处的化学状态和外部条件无关9．（2022·山东泰安·三模）2020年12月17日，“嫦娥五号”顺利返回地球，带回1.7kg月壤。月球氦3
（ He）是月球岩石样本中发现的一种储量惊人的新物质，该物质可以与氘（ H）一同参与核聚变反应，
放出质子，同时释放出大量能量。已知氨3的原子质量为3.0160u，氘的原子质量为2.0140u， He的原子
质量为4.0026u，质子的原子质量为1.0078u，其中u为原子质量单位，1u相当于931.5MeV的能量。
（1）试写出此核反应方程；
（2）求该核反应中释放的核能。
10．（2022·河北秦皇岛·高三开学考试）心脏起搏器使用“氚电池”供电，是利用了氚核（ ）发生β衰
变过程释放的能量，衰变方程为 ，已知氚核的半衰期为12.5年。氚核与其同位素氘核（ ）
在一定条件下可以发生反应，反应方程为 。下列说法正确的是（ ）
A．新核X是氘核（ ）
B．氚核（ ）发生β衰变时，质量和电荷数都守恒
C．若有质量为100g的氚核，经过25年后，剩余氚核的质量为25g
D． 是核聚变方程，核电站利用该核反应获得核能
11．（2022·陕西师大附中高三开学考试）钴，银白色铁磁性金属，元素符号 Co，早期的中国就已知并用
于陶器釉料； 衰变的核反应方程为 ，其半衰期为 ， 、 、 的质量分别为
、 、 ，下列说法正确的是（ ）
A．经过 的时间，10个 核中有5个已经发生了衰变
B． 射线的穿透本领比 粒子弱
C．该核反应中释放的能量为
D． 粒子是 核外的电子电离形成的
12．（2022·河北·邯郸市教育科学研究所高三开学考试）一个静止的放射性原子核处于垂直纸面向里、磁
感应强度为B的匀强磁场中，由于发生了 （或 ）衰变而得到两种粒子，一种是 （或 ）粒子，另一种
是反冲核。如图所示为两种粒子在磁场中的圆形轨迹，已知衰变前核的质量为，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 ，得到的射线在空气中具有较强的穿透本领
D．该衰变的衰变方程可能为
13．（2022·山东聊城一中高三开学考试）我国“华龙一号”是当前核电市场接受度最高的三代核电机型之
一，其全面建成有力支撑了我国由核电大国向核电强国跨越。核反应堆是利用中子轰击重核发生裂变反应，
释放出大量核能。 是反应堆中发生的许多核反应中的一种，X是某种粒子，a
是X粒子的个数，用m 、m 、m 分别表示 、 、 核的质量，m 表示X粒子的质量，c为真空
U Ba Kr X
中的光速，以下说法正确的是（ ）
A． 的结合能小于 与 的结合能之和
B．X为中子，a = 2
C． 的比结合能比 的大
D．上述核反应中放出的核能E = (m －m －m －3m )c2
U Ba Kr X
14．（2022·安徽·合肥一中高三开学考试）自然界中一些放射性重元素往往会发生一系列连续的递次衰变，
又称为放射系或衰变链。每个放射性衰变系都有一个半衰期很长的始祖核素，经过若干次连续衰变，直至
生成一个稳定核素。已知 的衰变链如图所示。下列判断中正确的是（ ）
A．图中的横坐标表示核电荷数，纵坐标表示中子数
B． 衰变最终生成的稳定核素为
C． 衰变最终生成的稳定核素，共有两种不同的衰变路径
D． 衰变最终生成的稳定核素，共发生了7次 衰变，2次 衰变
15．（多选）（2022·河南·高三开学考试）微型核电池的体积很小，只有一个硬币的厚度，电力极强，可
用于手机充电。微型核电池利用微型和纳米级系统研发出了一种超微型电源设备，这种通过放射性物质的
衰变，释放出带电粒子，从而获得持续电流。镍 发生 衰变变为铜 ，用它制成的大
容量核电池，续航可超百年。下列说法正确的是（ ）A．镍 的 衰变方程为
B． 衰变中 粒子来源的方程为
C．升高镍 的温度，可使其半衰期减小
D． 的比结合能比铜 的比结合能小
16．（多选）（2022·浙江·高三开学考试）关于下列教材中的四幅图说法正确的是（ ）
A．甲图为放射源放出的三种射线在磁场中运动的轨迹，射线1为 射线
B．乙图为光电效应实验，它说明了光具有粒子性
C．丙图为电子束通过铝箔时的衍射图样，它证实了电子具有波动性
D．丁图为 粒子散射实验，发现少数 粒子发生了大角度偏转，说明了原子的质量绝大部分集中在很小空
间范围
17．（2022·福建·漳州立人学校模拟预测）卢瑟福通过α粒子（ He）轰击氮（ ）的实验发现了质子并
产生氧（O）原子核。某研究小组设计了如下装置分析该反应中产生的两种粒子。氮室右侧长方形区域
MNPQ内存在磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直纸面向外；区域左边界中点O处带有一小孔，且与氮
室右侧出口处于同一位置，其余三面均装有荧光底片。现让α粒子以初速度v 从左侧进入氮室轰击静止的
0
氮原子核，反应后两粒子从O点垂直进入磁场，恰好打在底片的M、N两端点。已知反应后质子的速度也
为v，质子与中子的质量均为m，质子电荷量为e，全过程不考虑其他粒子的影响。
0
（1）写出该实验的核反应方程；
（2）求磁场区域MN的长度L；
（3）若在磁场区域内加入垂直MN板的匀强电场（未画出），发现两个粒子分别打在 NQ中点O＇和PQ
上，求粒子打在PQ上时的动能E。
k18．（2022·河北·石家庄二中实验学校高三开学考试）我国可控核聚变技术已经走在了世界前列，“东方
超环”是全超导托卡马克核聚变实验装置，又被称为“人造太阳”。其原理是让海水中大量存在的氘和氚
原子在高温高密度条件下，像太阳一样发生核聚变，为人类提供源源不断的能源。氘核（ ）和氚核（
）结合成氦核（ ）时，要放出某种质量 的粒子，同时释放出能量。已知氘核质量
，氚核质量 ，氦核质量 ，根据爱因斯坦的质能方程可知 相当
于 ，阿伏加德罗常数 ，氘核的摩尔质量 。
（1）写出该核聚变反应的核反应方程式，并计算一次核聚变反应中释放的核能；（保留2位有效数字）
（2）未来建设一座应用此反应的热核发电站，若该发电站的功率 万千瓦，计算理论上该发电站一年
（ ），大约需要多少千克的氘？
19．（2022·湖北·高考真题）上世纪四十年代初，我国科学家王淦昌先生首先提出证明中微子存在的实验
方案：如果静止原子核 俘获核外 K 层电子 e，可生成一个新原子核 X，并放出中微子 ν ，即
e
。根据核反应后原子核X的动能和动量，可以间接测量中微子的能量和动量，进而确定
中微子的存在。下列说法正确的是（ ）
A．原子核X是 B．核反应前后的总质子数不变
C．核反应前后总质量数不同 D．中微子 的电荷量与电子的相同
20．（2022·辽宁·高考真题）2022年1月，中国锦屏深地实验室发表了首个核天体物理研究实验成果。表
明我国核天体物理研究已经跻身国际先进行列。实验中所用核反应方程为 ，己知 、
、 的质量分别为 ，真空中的光速为c，该反应中释放的能量为E。下列说法正确的是
（ ）
A．X为氘核 B．X为氚核C． D．
21．（2021·海南·高考真题）1932年，考克饶夫和瓦尔顿用质子加速器进行人工核蜕变实验，验证了质能
关系的正确性。在实验中，锂原子核俘获一个质子后成为不稳定的铍原子核，随后又蜕变为两个原子核，
核反应方程为 。已知 、 、X 的质量分别为 、 、
，光在真空中的传播速度为c，则在该核反应中（ ）
A．质量亏损
B．释放的核能
C．铍原子核内的中子数是5
D．X表示的是氚原子核
22．（2020·山东·高考真题）氚核 发生β衰变成为氦核 。假设含氚材料中 发生β衰变产生的电子
可以全部定向移动，在3.2 104 s时间内形成的平均电流为5.0 10-8 A。已知电子电荷量为1.6 10-19 C，在这
段时间内发生β衰变的氚核 的个数为（ ）
A． B． C． D．
