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专题二十七 原子核
（考试时间：90 分钟 试卷满分：100 分）
第I 部分
一、单选题：本题共16 小题，共64 分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，选对4 分，
选错不得分。
1．（2023·海南·高考真题）钍元素衰变时会放出β 粒子，其中β 粒子是（ ）
A．中子
B．质子
C．电子
D．光子
2．（2024·广东·二模）我国于2024 年1 月研发出全球首款民用核电池.该核电池利用半衰期约为100 年的
镍63 来工作，其衰变方程为：
Ni→
Y+X，则（ ）
A．X 是电子
B．X 是
粒子
C．Y 与Ni 是同位素
D．Y 的中子数为29
3．（2024·江苏·二模）在火星上太阳能电池板发电能力有限，因此科学家用放射性材料PuO2作为发电能
源为火星车供电。PuO2中的Pu 元素是
，半衰期是87.7 年，有75%的
原子核发生衰变需经过（
）
A．43.85 年
B．87.7 年
C．175.4 年
D．263.1 年
4．（2024·重庆·二模）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 的半衰期是45 亿年，经过45 亿年，10 个铀238 必定有5 个发生衰变
1
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B．图乙中氘核的比结合能小于氦核的比结合能
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6 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
关系图，则a 光频率最高
5．（2023·全国·高考真题）在下列两个核反应方程中
、
，X 和Y 代表两种
不同的原子核，以Z 和A 分别表示X 的电荷数和质量数，则（ ）
A．
，
B．
，
C．
，
D．
，
6．（2023·全国·高考真题）2022 年10 月，全球众多天文设施观测到迄今最亮伽马射线暴，其中我国的
“慧眼”卫星、“极目”空间望远镜等装置在该事件观测中作出重要贡献。由观测结果推断，该伽马射线
暴在1 分钟内释放的能量量级为
。假设释放的能量来自于物质质量的减少，则每秒钟平均减少的质
量量级为（光速为
）
A．
B．
C．
D．
7．（2023·北京·高考真题）下列核反应方程中括号内的粒子为中子的是（ ）
A．
B．
C．
D．
8．（2023·天津·高考真题）关于太阳上进行的核聚变，下列说法正确的是（ ）
A．核聚变需要在高温下进行
B．核聚变中电荷不守恒
C．太阳质量不变
D．太阳核反应方程式：
9．（2023·广东·高考真题）理论认为，大质量恒星塌缩成黑洞的过程，受核反应
的影响。下
列说法正确的是（ ）
A．Y 是
粒子，
射线穿透能力比
射线强
B．Y 是
粒子，
射线电离能力比
射线强
C．Y 是
粒子，
射线穿透能力比
射线强
D．Y 是
粒子，
射线电离能力比
射线强
2
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10．（2023·重庆·高考真题）原子核
可以经过多次α 和β 衰变成为稳定的原子核
，在该过程中，
可能发生的β 衰变是（ ）
A．
B．
C．
D．
11．（2024·陕西·三模）在医学上，放射性同位素锶90（
）制成表面敷贴器，可贴于体表治疗神经性
皮炎等疾病。锶90（
）会发生β 衰变，其衰变产物中有钇（Y）的同位素，半衰期为28.8 年。下列说
法正确的是（ ）
A．该衰变过程质量守恒
B．
的比结合能比衰变产物中钇（Y）的同位素的比结合能大
C．β 衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时所产生的
D．0.4mol 的
原子核经过57.6 年后还剩余0.3mol
12．（2024·云南·二模）2023 年6 月7 日，世界首台第四代核电技术钍基熔盐堆在我国甘肃并网发电。钍
基熔盐堆用我国储量丰富的钍
作为燃料，并使用熔盐冷却剂，避免了核污水排放，减少了核污染。
如图所示是不易裂变的
转化为易发生裂变的
并裂变的过程示意图。下列说法正确的是（ ）
A．中子轰击
生成
的核反应是核聚变
3
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B．
释放的电子是由原子核内部核反应产生的
C．
的比结合能大于
的比结合能
D．可以通过升温、加压的方式减小核废料的半衰期，从而减少核污染
13．（2024·四川·三模）历史上第一次利用加速器实现的核反应，是利用加速后动能为
的质子
轰击
静止的
核，生成两个动能均为
的
核，已知光速为c，则此核反应中的质量亏损为（ ）
A．
B．
C．
D．
14．（2024·陕西·三模）心脏起搏器中的微型核电池以钽铂合金作外壳，内装有钚238，可在患者胸内连续
安全使用10 年以上。现有某型号核电池，只有
重，体积仅
，内装
钚
。已知钚的
半衰期为87.7 年，钚衰变时会放出
射线和
光子，生成新核X。下列说法正确的是（ ）
A．新核X 的中子数为142
B．该核电池中的核反应属于核裂变
C．温度升高，钚的半衰期将小于87.7 年D．经43.85 年，
的钚还剩余
15．（2024·辽宁·二模）核电作为清洁低碳、安全高效、稳定且可大规模发展的绿色低碳能源，在推动绿
色发展和助力“双碳”目标实现方面发挥着重要的作用。据统计，一座百万千瓦电功率的核电厂和燃煤电
厂相比，每年可以减少二氧化碳排放600 多万吨，可见核能是减排效应较大的能源之一。下列关于核反应
的说法正确的是（ ）
A．重核裂变过程中能释放能量而轻核聚变过程中只吸收能量
B．核反应堆中发生的核裂变方程为
C．核裂变产生的一个
原子核中有56 个质子，88 个中子
D．
的半衰期为7 亿年，100 个
原子核经过7 亿年还有50 个没发生衰变
16．（2024·浙江·高考真题）已知氘核质量为
，氚核质量为
，氦核质量为
，中子质
量为
，阿伏加德罗常数
取
，氘核摩尔质量为
，
相当于
。关
于氘与氚聚变成氦，下列说法正确的是（ ）
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A．核反应方程式为
B．氘核的比结合能比氦核的大
C．氘核与氚核的间距达到
就能发生核聚变
D．
氘完全参与聚变释放出能量的数量级为
二、多选题：本题共9 小题，共36 分。有多项符合题目要求。全部选对的得4 分，选对但不全的得2 分，
有选错或不答的得0 分。
17．（2024·上海·二模）原子物理中同样有“链式反应”，铀235 发生此反应需要的条件有（ ）
A．受到慢中子轰击
B．受到快中子轰击
C．铀块的体积大于临界体积
D．将天然铀制成浓缩铀
18．（2020·全国·高考真题）下列核反应方程中，X1，X2，X3，X4代表α 粒子的有（ ）
A．
B．
C．
D．
19．（2024·河南·一模）原子核的结合能很难直接测量，但根据爱因斯坦质能方程可以推知原子核的结合
能。原子核的结合能与核子数之比被称为该原子核的比结合能，不同原子核的比结合能不一样，如图所示
为按照实际测量结果画出的不同原子核的比结合能随质量数A 的变化情况，则（ ）
A．由图可知中等质量原子核的比结合能较大，原子核较稳定
B．由图可知氦
原子核的结合能大于
C．图中的质量数等于原子核的核子数与中子数之和
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D．由图可知
核裂变生成物的结合能之和等于反应物的结合能之和
20．（2022·浙江·高考真题）秦山核电站生产
的核反应方程为
，其产物
的衰变方
程为
。下列说法正确的是（ ）
A．X 是
B．
可以用作示踪原子
C．
来自原子核外
D．经过一个半衰期，10 个
将剩下5 个
21．（2024·天津·一模）下列对于原子及原子核结构规律的研究，正确的是（ ）
A．图①中射线2 的穿透能力最强
B．图②中镉棒的作用是吸收中子以控制反应速度
C．图③中的实验现象可得出原子核具有复杂的结构
D．图④中的核反应属于原子核的人工转变
22．（2024·浙江·二模）2023 年8 月24 日，日本政府不顾周边国家的反对执意向海洋排放福岛第一核电站
的核污水，核污水中的放射性物质会对海水产生长久的、风险不可控的污染。如核污水中的
具有放
射性，其发生衰变时的核反应方程为
，该核反应过程中放出的能量为Q。设
的结合
能为
，
的结合能为
，X 的结合能为
，已知光在真空中的传播速度为c，则下列说法正确的是
（ ）
A．
的比结合能大于
的比结合能
B．该核反应过程中放出的能量
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C．该核反应过程中的质量亏损可以表示为
D．衰变过程中放出的光子是由新原子核从高能级向低能级跃迁产生的
23．（2024·天津·二模）根据近代物理知识，你认为下列说法中正确的是（ ）
A．
是核裂变反应
B．在原子核中，结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固
C．氡的半衰期为3.8 天，现有
氡原子核，经过7.6 天后剩下
氡原子核
D．大量氢原子从
的激发态向低能级跃迁时，最多能辐射出6 种不同频率的光子
24．（2022·浙江·一模）
（
，
代表亚稳态同位素）是目前最广泛使用的核医药物，可用于甲
状腺、骨骼、心肌、脑部等扫描检查。如图所示，铀核分裂得到的钼
-99（
）衰变成
，其过程
为：
（为不带电荷且质量非常小或近乎零的反微中子），接着将
取出，并由
注射或口服等方法送入人体内，在特定器官或组织发生衰变，其过程为：
，释放出
射线
作为医学检测分析的讯号。下列有关此核医药物的叙述正确的是（ ）
A．
和
两者具有相同的化学性质
B．
衰变成
过程中产生的
是电子
C．
衰变半衰期越长，医学检测分析效果越明显
D．
射线为核外电子从高能级向低能级跃迁时放射的光子
25．（2024·四川·三模）中国参与全球最大“人造太阳”国际热核聚变实验堆（ITER）研制，它利用氘
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和
聚变成氦
释放能量，旨在探索受控核聚变技术商业化的可行性。我国每年进口约5 亿吨原油，已
知1kg 原油可以获得约
的能量。关于此核反应，下列说法中正确的是（ ）
A．核反应方程为：
B．核反应方程为：
C．核子质量亏损约1500kg 释放的能量，相当于5 亿吨原油释放的能量
D．核子质量亏损约150kg 释放的能量，相当于5 亿吨原油释放的能量
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