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2024 年高考物理一轮复习热点重点难点夯练与提升
专题82 原子核物理
特训目标
特训内容
目标1
原子核的衰变和半衰期（1T—5T）
目标2
结合能（6T—10T）
目标3
质能方程和核能（11T—15T）
【特训典例】
一、原子核的衰变和半衰期
1．茫茫宇宙中存在大量的宇宙射线，对宇航员构成了很大威胁。现有一束射线（含有α、β、γ 三种射
线）先经过一张纸，再进入圆形磁场区域，之后打在荧光屏上，出现了A、B 两个亮斑。已知α 粒子的质
量约为β 粒子质量的8000 倍，α 射线的速度约为光速的
，β 射线的速度约为光速。下列说法正确的是（
）
A．圆形区域内磁场方向垂直纸面向里
B．打在A 处的射线经过圆形区域时，动能增加
C．如果将纸拿走保留磁场，光屏将会出现明显的两个亮斑
D．如果将纸拿走保留磁场，光屏将会出现明显的三个亮斑
2．随着现代化社会的发展，射线和甲醛是白血病高发的重要诱因，其中来自瓷具，橱柜等释放的氡气（
）具有放射性，
的衰变方程为
，测得氡核
半衰期为
天。下列说法正确
的是（ ）
A．X 是中子
1
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B．
核的中子数大于
核的中子数
C．
是电子
D．若房屋经常通风或放置绿植可以减小氡核
的半衰期
3．日本于2023 年8 月24 日将福岛第一核电站核废水排入大海，对海洋生态造成恶劣影响。核废水中含有
氚、锶90、铯137、碘129 等放射性元素，其中铯137 的半衰期约30 年，衰变方程为
。
下列说法正确的是（ ）
A．X 是
粒子
B．X 是
粒子
C．衰变过程中质量守恒
D．100 个铯137 原子核经过30 年后一定还有50 个未衰变
4．2023 年8 月24 日， 日本福岛核电站启动核污水排海。核污水中含有多种放射性元素，其中
的
衰变方程为
下列说法正确的是（ ）
A．衰变方程中 Z 等于 55
B．
原子核衰变的本质是核外电子的跃迁
C．β 射线的穿透能力比γ 射线的穿透能力弱
D．随着海水温度变化，
的半衰期也会变化
5．在匀强磁场中有一个静止的氡原子核（
），由于衰变它放出一个粒子，此粒子的径迹与反冲核的
径迹是两个相互外切的圆，大圆与小圆的直径之比为
，如图所示，那么氡核的衰变方程应是下列方程
中的哪一个（ ）
A．
B．
2
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C．
D．
二、结合能
6．原子核是由核子凭借核力结合在一起的，要把它们分开，需要吸收能量，这就是原子核的结合能。反
过来，核子结合成原子核要放出能量，如图1 所示。不同原子核的比结合能是不一样的，如图2 是按照实
际测量结果画的图线，下列有关说法正确的是（ ）
A．图1 中，对同一个原子核而言，把核子分开需要的能量与核子结合放出的能量一样大
B．要把原子核分开，需要的能量越多原子核的比结合能越大
C．两个氘核结合成一个氦核，需要吸收能量
D．比结合能越大，原子核的核子平均质量也越大
7．原子核的比结合能与质量数之间的关系图线如图所示。下列说法中正确的是（ ）
A．质量数小的比质量数大的原子核比结合能小
B．He 核的结合能约为28 MeV
C．
Kr 核比
Ba 核结合能大
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D．在核反应
，要吸收能量
8．某核电站利用中子轰击核燃料
释放核能来发电，轰击后产生
和
，并放出粒子a；
具
有放射性，半衰期为29 天，衰变后产生
，并放出粒子b，同时释放
的能量。下列说法正确
的是（ ）
A．粒子a 为质子
B．
的衰变是
衰变
C．
的结合能小于
的结合能
D．通过增大环境温度，可使
的半衰期变为28 天
9．1919 年，卢瑟福用α 粒子轰击氮原子核（
）发现了质子，首次实现了原子核的人工转变。已知核反
应释放的能量全部转化成了
和质子的动能，
、
、α 粒子， 质子的质量分别为m₁、 m₂，
m₃， m₄， 真空中的光速为 c， 则（ ）
A．发现质子的核反应方程是
B．释放的核能等于
和质子的总动能
C．释放的核能等于
D．释放核能的原因是因为
的结合能大于
和 α 粒子总的结合能
10．核动力电池也叫做放射性同位素电池，它将放射性同位素衰变产生的能量转化为电能，能量密度大，
可以为地质勘测、特殊探险行业等提供强大的电源支持，也会让很多行业的后勤保障得到很大的提升。某
种核动力电池利用了
的衰变，衰变方程为
，下列说法正确的是（ ）
A．
发生的是
衰变
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B．一个
衰变为
释放的核能为
C．新核
的比结合能比
大
D．衰变过程释放的能量为
的结合能
三、质能方程和核能
11．2023 年8 月24 日，日本政府正式向海洋排放福岛第一核电站的核污水。核污水中的
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．
的比结合能小于
的比结合能
B．该核反应过程中放出的能量
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因为新原子核从高能级向低能级跃迁产生的
12．氘核
和氚核
发生核聚变的反应式为
。关于核聚变，下列说法中正
确的是（ ）
A．X 粒子是电子
B．只要核聚变反应原料纯度足够高，聚变反应可以在常温常压下发生
C．
和
发生一次核聚变的质量亏损为
，其中为真空中的光速
D．现在我们国家的核电站都是通过核聚变获得核能
13．在核反应中
具有较强的防辐射和吸收中子的功能，其原理为硼核
吸收一个慢中子后释放出一
个
粒子，转变成新核，并释放出一定的能量。已知硼核
的比结合能为
，生成新核的比结合能为
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，
粒子的比结合能为
，真空中光速为。下列判断正确的是（ ）
A．核反应方程为
B．该反应类型为
衰变
C．硼核的比结合能
大于新核的比结合能
D．该核反应质量亏损为
14．“嫦娥三号”着陆器和月球车首次使用了
同位素核电池，该电池将放射性同位素
衰变时释
放的能量通过温差热电转换器转化为电能，在恶劣的月球环境中支持月球车低速移动及与地球间不间断通
讯。已知
半衰期为88 年，衰变方程为
，
、
、X 的结合能分别为
，
，
，一次衰变释放能量为
，下列说法正确的是（ ）
A．
衰变发出的射线是高速氦核流，能穿透几毫米厚的铝板
B．一次
衰变释放的能量
C．经过88 年，同位素核电池内的
剩余25%
D．若一静止
核衰变释放的能量全部转化为
和X 的动能，则
动能为
15．我国的“人造太阳”即核聚变实验反应堆技术世界领先。在“人造太阳”中发生的一种核聚变反应为
两个氘核以相等的动能
对心碰撞发生核聚变，方程为
。已知氘核
的质量为
，氦
核
的质量为
，中子
的质量为
，假设核反应释放的核能
全部转化为动能，下列说法正确
的是（ ）
A．氦核
和中子
的质量数之和小于两个氘核
的质量数之和
B．该核反应释放的能量为
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C．核反应后氦核的动能为
D．核反应后中子的动能为
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