備戰(zhàn)2019年高考物理 考點一遍過 考點58 放射性、核反應、核能（含解析）

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1、放射性、核反應、核能 一、原子核的組成、放射性、原子核的衰變、半衰期、放射性同位素 1．原子核的組成：原子核是由質子和中子組成的，原子核的電荷數(shù)等于核內的質子數(shù)。 2．天然放射現(xiàn)象 （1）天然放射現(xiàn)象 元素自發(fā)地放出射線的現(xiàn)象，首先由貝克勒爾發(fā)現(xiàn)。天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，說明原子核具有復雜的結構。 （2）放射性和放射性元素 物質發(fā)射某種看不見的射線的性質叫放射性。具有放射性的元素叫放射性元素。 （3）三種射線：放射性元素放射出的射線共有三種，分別是α射線、β射線、γ射線。 （4）放射性同位素的應用與防護 ①放射性同位素：有天然放射性同位素和人工放射性同位素兩類，放射性同位素

2、的化學性質相同。 ②應用：消除靜電、工業(yè)探傷、作示蹤原子等。 ③防護：防止放射性對人體組織的傷害。 3．原子核的衰變 （1）衰變：原子核放出α粒子或β粒子，變成另一種原子核的變化稱為原子核的衰變。 （2）分類 α衰變： β衰變： （3）半衰期：放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時間。半衰期由原子核內部的因素決定，跟原子所處的物理、化學狀態(tài)無關。 二、核力、結合能、質量虧損 1．核力 （1）定義： 原子核內部，核子間所特有的相互作用力。 （2）特點： ①核力是強相互作用的一種表現(xiàn)； ②核力是短程力，作用范圍在1.5×10–15 m之內； ③每個核子只跟它

3、的相鄰核子間才有核力作用。 2．結合能 核子結合為原子核時釋放的能量或原子核分解為核子時吸收的能量，叫做原子核的結合能，亦稱核能。 3．比結合能 （1）定義： 原子核的結合能與核子數(shù)之比，稱做比結合能，也叫平均結合能。 （2）特點： 不同原子核的比結合能不同，原子核的比結合能越大，表示原子核中核子結合得越牢固，原子核越穩(wěn)定。 4．質能方程、質量虧損 愛因斯坦質能方程E=mc2，原子核的質量必然比組成它的核子的質量和要小Δm，這就是質量虧損。由質量虧損可求出釋放的核能ΔE=Δmc2。 三、裂變反應和聚變反應、裂變反應堆、核反應方程 1．重核裂變 （1）定義：質量數(shù)較大的原

4、子核受到高能粒子的轟擊而分裂成幾個質量數(shù)較小的原子核的過程。 （2）典型的裂變反應方程： 。 （3）鏈式反應：由重核裂變產(chǎn)生的中子使裂變反應一代接一代繼續(xù)下去的過程。 （4）臨界體積和臨界質量：裂變物質能夠發(fā)生鏈式反應的最小體積及其相應的質量。 （5）裂變的應用：原子彈、核反應堆。 （6）反應堆構造：核燃料、減速劑、鎘棒、防護層。 2．輕核聚變 （1）定義：兩輕核結合成質量較大的核的反應過程。輕核聚變反應必須在高溫下進行，因此又叫熱核反應。 （2）典型的聚變反應方程： 四、原子核的衰變和原子核的人工轉變 1．衰變規(guī)律及實質 （1）兩種衰變的比較 衰變類型 α衰

5、變 β衰變 衰變方程 衰變實質 2個質子和2個中子結合成一個整體射出 中子轉化為質子和電子 衰變規(guī)律 電荷數(shù)守恒、質量數(shù)守恒 （2）γ射線：γ射線經(jīng)常是伴隨著α衰變或β衰變同時產(chǎn)生的。其實質是放射性原子核在發(fā)生α衰變或β衰變的過程中，產(chǎn)生的新核由于具有過多的能量（核處于激發(fā)態(tài)）而輻射出光子。 2．原子核的人工轉變 用高能粒子轟擊靶核，產(chǎn)生另一種新核的反應過程。 典型核反應： （1）盧瑟福發(fā)現(xiàn)質子的核反應方程為：。 （2）查德威克發(fā)現(xiàn)中子的核反應方程為： 。 （3）居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性同位素和正電子的核反應方程為： 。 。 3．確定衰變次數(shù)的方

6、法 （1）設放射性元素經(jīng)過n次α衰變和m次β衰變后，變成穩(wěn)定的新元素，則表示該核反應的方程為 根據(jù)電荷數(shù)守恒和質量數(shù)守恒可列方程 A=A′+4n，Z=Z′+2n–m （2）確定衰變次數(shù)，因為β衰變對質量數(shù)無影響，先由質量數(shù)的改變確定α衰變的次數(shù)，然后再根據(jù)衰變規(guī)律確定β衰變的次數(shù)。 4．半衰期 （1）公式：N余=N原()t/τ，m余=m原()t/τ 式中N原、m原表示衰變前的放射性元素的原子數(shù)和質量，N余、m余表示衰變后尚未發(fā)生衰變的放射性元素的原子數(shù)和質量，t表示衰變時間，τ表示半衰期。 （2）影響因素：放射性元素衰變的快慢是由原子核內部因素決定的，跟原子所處的物理狀態(tài)（

7、如溫度、壓強）或化學狀態(tài)（如單質、化合物）無關。 5．書寫核反應方程時應注意 （1）必須遵守電荷數(shù)守恒、質量數(shù)守恒規(guī)律。 （2）核反應方程中的箭頭(→)表示核反應進行的方向，不能把箭頭寫成等號。 （3）核反應類型及核反應方程的書寫 類　型 可控性 核反應方程典例 衰變 α衰變 自發(fā) β衰變 自發(fā) 人工轉變 人工控制 （盧瑟福發(fā)現(xiàn)質子） （查德威克發(fā)現(xiàn)中子） 約里奧·居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性同位素，同時發(fā)現(xiàn)正電子 重核裂變 比較容易 進行人工 控制 輕核聚變 很難控制 五、質量虧損及核能的計算 1．核能 （1）核子

8、在結合成原子核時出現(xiàn)質量虧損Δm，其能量也要相應減少，即ΔE=Δmc2。 （2）原子核分解成核子時要吸收一定的能量，相應的質量增加Δm，吸收的能量為ΔE=Δmc2。 2．核能釋放的兩種途徑的理解 （1）使較重的核分裂成中等大小的核。 （2）較小的核結合成中等大小的核，核子的比結合能都會增加，都可以釋放能量。 六、應用質能方程解題的流程圖 （1）根據(jù)ΔE=Δmc2計算，計算時Δm的單位是“kg”，c的單位是“m/s”，ΔE的單位是“J”。 （2）根據(jù)ΔE=Δm×931.5 MeV計算。因1原子質量單位（u）相當于931.5 MeV的能量，所以計算時Δm的單位是“u”，ΔE的單位

9、是“MeV”。 發(fā)生放射性衰變?yōu)?，半衰期約為5 700年。已知植物存活其間，其體內與的比例不變；生命活動結束后，的比例持續(xù)減少?，F(xiàn)通過測量得知，某古木樣品中的比例正好是現(xiàn)代植物所制樣品的二分之一。下列說法正確的是 A．該古木的年代距今約為5 700年 B．、、具有相同的中子數(shù) C．衰變?yōu)榈倪^程中放出β射線 D．增加樣品測量環(huán)境的壓強將加速的衰變 【參考答案】AC 【詳細解析】因古木樣品中的比例正好是現(xiàn)代植物所制樣品的二分之一，則可知經(jīng)過的時間為一個半衰期，即該古木的年代距今約為5 700年，選項A正確；、、具有相同的質子數(shù)，由于質量數(shù)不同，故中子數(shù)不同，選項B錯誤；根

10、據(jù)核反應方程可知，衰變?yōu)榈倪^程中放出電子，即發(fā)出β射線，選項C正確；外界環(huán)境不影響放射性元素的半衰期，選項D錯誤；故選AC。 1．（2018·黃陵中學期中）核電池又叫“放射性同位素電池”，一個硬幣大小的核電池可以讓手機不充電使用5 000年。若將某種放射性元素制成核電池，帶到火星上去工作．已知火星上的溫度、壓強等環(huán)境因素與地球有很大差別，下列說法正確的有 A．該放射性元素到火星上之后，半衰期發(fā)生變化 B．該放射性元素到火星上之后，半衰期不變 C．若該放射性元素的半衰期為T年，經(jīng)過2T年，該放射性元素還剩余75% D．若該放射性元素的半衰期為T年，經(jīng)過2T年，該放射性元素還剩余25

11、% 【答案】BD 【解析】AB：放射性元素的半衰期是由原子核內部自身決定的，與外界的物理和化學狀態(tài)無關。該放射性元素到火星上之后，半衰期不變。故A項錯誤，B項正確。CD：若該放射性元素的半衰期為T年，經(jīng)過2T年，該放射性元素還剩余半數(shù)的半數(shù)即25%，故C項錯誤，D項正確。 2．關于天然放射性，下列說法正確的是 A．所有元素都可能發(fā)生衰變 B．放射性元素的半衰期與外界的溫度無關 C．放射性元素與別的元素與別的元素形成化合物時仍具有放射性 D．α、β和γ三種射線中，γ射線的穿透能力最強 【答案】BCD 【解析】并不是所有的元素都能衰變，只有原子序號超過83的元素才都能發(fā)生衰變，

12、選項A錯。放射性元素的半衰期由原子核內部的結構決定，與外界溫度無關，選項B對。放射性元素其放射性來自于原子核內部的，與其他元素形成化合物并沒有改變其內部原子核結構所以仍具有放射性，選項C對。α、β和γ三種射線中，γ射線能量最高，穿透能力最強，選項D對。 （2018·泰安期末）大科學工程“人造太陽”主要是將氚核聚變反應釋放的能量用來發(fā)電，氚核聚變反應方程是，已知的質量為2.013 6 u，的質量為3.015 0 u，的質量為1.008 7 u，l u=931 MeV/c2。由上述反應方程和數(shù)據(jù)可知，該反應中的質量虧損為_______u，釋放出的能量為_______MeV(結果保留2位有

13、效數(shù)字)。 【參考答案】0.0035 3.3 【詳細解析】“人造太陽”核聚變反應方程是，反應的質量虧損。該反應中釋放的能量。 1．以下說法正確的是 A．當氫原子從n=3的狀態(tài)躍遷到n=1的狀態(tài)時，要吸收光子 B．藍光照射到某金屬板表面時能夠產(chǎn)生光電效應，則換用強度較低的紫光照射也可發(fā)生 C．原子序數(shù)大于83的原子核都具有放射性 D．核反應：中X為中子，a=3 【答案】BCD 【解析】氫原子從n=3的狀態(tài)躍遷到n=1的狀態(tài)時，要輻射能量，A錯；紫光的頻率比藍光大，因此藍光照射到某金屬板表面時能夠產(chǎn)生光電效應，紫光也可以，B對；原子序數(shù)大于83的原子核都具有放射性，C對，根

14、據(jù)核電荷數(shù)和質量數(shù)守恒可得D對，所以本題選擇BCD。 2．一個靜止的氡核放出一個α粒子后衰變?yōu)獒暫耍瑫r放出能量為E=0.09 MeV的光子。假設放出的核能完全轉變?yōu)獒暫伺cα粒子的動能，不計光子的動量。已知M氡=222.086 63 u、mα=4.002 6 u、M釙=218.076 6 u，1 u相當于931.5 MeV的能量。 （1）寫出上述核反應方程； （2）求出發(fā)生上述核反應放出的能量； （3）確定釙核與α粒子的動能。 【答案】（1）Rn→Po+He+γ （2）6.92 MeV （3）0.12 MeV 6.54 MeV 【解析】（1）Rn→Po+He+γ （2）質量

15、虧損Δm=222.086 63 u–4.002 6 u–218.076 6 u=0.007 43 u ΔE=Δmc2=0.007 43×931.5 MeV=6.92 MeV （3）設α粒子、釙核的動能分別為Ekα、Ek釙，動量分別為pα、p釙， 由能量守恒定律得：ΔE=Ekα+Ek釙+E 不計光子的動量，由動量守恒定律得：0=pα+p釙 又，故Ekα:Ek釙=218:4 聯(lián)立解得Ek釙=0.12 MeV，Ekα=6.54 MeV 用中子轟擊鋰核（），發(fā)生的核反應為：，式中n代表中子，X代表核反應產(chǎn)生的新核，同時釋放出4.8 MeV的核能（l eV=1.6×l0 J）。則新

16、核中的中子數(shù)為_______，核反應過程中的質量虧損為__________kg（計算結果保留兩位有效數(shù)字）。 【參考答案】2 【詳細解析】因為中子，根據(jù)質量數(shù)及電荷數(shù)守恒可知，新核X中的中子數(shù)為2；根據(jù)質能方程可知，核反應過程中的質量虧損為。 1．（2018·湖北聯(lián)考）下列說法正確的是 A．原子核的結合能是組成原子核的所有核子的能量總和 B．鐳226衰變?yōu)殡?22的半衰期為1620年，也就是說100個鐳226核經(jīng)過1620年的一定還剩下50個鐳226沒有發(fā)生衰變 C．在天然放射現(xiàn)象中放出的β射線就是電子流，該電子是原子的內層電子受激發(fā)后輻射出來的 D．原子從低能級向高能級

17、躍遷，不吸收光子也能實現(xiàn) 【答案】D 【解析】A．原子核的結合能是組成原子核的核子結合成原子核時放出的能量，故A錯誤；B．半衰期是統(tǒng)計規(guī)律，對少量原子核來講是沒有意義的，故B錯誤；C．β衰變中生成的電子是一個中子轉化為一個質子同時生成一個電子，故C錯誤；D、原子從低能級向高能級躍遷需要獲得能量，可以通過吸收光子或碰撞等形式獲得，故D正確。故選D。 2．當前，發(fā)電站溫室氣體排放問題引起了越來越多的關注，相比煤炭等傳統(tǒng)能源，核電能夠大幅降低二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物和粉塵等物質的排放，已成為世界快速發(fā)展的電力工業(yè)。經(jīng)廣大科技工作者的不懈努力，我國的核電技術已進入世界的先進行列，世界各地現(xiàn)在

18、正在興建的核電反應堆達到57座，我國以20座名列第一。核電站的最核心部分是核反應堆，核反應堆中的燃料產(chǎn)生裂變，在短時間內釋放出大量的核能可供人類利用。核反應堆中的鎘棒起________作用，核反應方程應為。若其質量分別為mU=390.313 9×10–27 kg，mn=1.674 9×10–27 kg，mBa=234.001 6×10–27 kg，mKr=152.604 7×10–27 kg，核反應中釋放的能量為ΔE=________J。 【答案】吸收中子控制核反應速度 3.22×10–11 【解析】控制中子數(shù)可以控制反應速度；Δm=mU+mn–mBa–mKr–3mn=0.357 8

19、×10－27 kg，ΔE=Δmc2=3.22×10–11 J。 1．關于放射性同位素，下列說法正確的是 A．放射性同位素與放射性元素一樣，都具有一定的半衰期，衰變規(guī)律一樣 B．放射性同位素衰變可以生成另一種新元素 C．放射性同位素只能是天然衰變時產(chǎn)生的，不能用人工方法測得 D．以上說法都不對 2．（2018·攀枝花校級檢測）在下列核反應的方程中，X是質子的是 A． B． C． D． 3．下列哪些應用是把放射性同位素作為示蹤原子的 A．γ射線探傷儀 B．利用含有放射性碘131的油，檢測地下輸油管的漏油情況 C．利用鈷60治療腫瘤等疾病 D．把含有放射

20、性元素的肥料施給農(nóng)作物，用檢測放射性的辦法確定放射性元素在農(nóng)作物內轉移和分布情況，找出合理施肥的規(guī)律 4．（2018·高考信息卷）下列說法正確的是 A．Th核發(fā)生一次α衰變時，新核與原來的原子核相比，中子數(shù)減少了4 B．太陽輻射的能量最主要來自太陽內部的核裂變反應 C．若使放射性物質的溫度升高，其半衰期可能變小 D．用14 eV的光子照射處于基態(tài)的氫原子，可使其電離 5．關于放射性元素，下列說法中正確的是 A．半衰期是指放射性元素樣品質量減少一半所需的時間 B．當放射性元素的溫度升高時，其半衰期不變 C．放射性元素的原子核每放出一個β粒子，就減少一個質子，增加一個中子 D．

21、α、β和γ三種射線中，γ射線的穿透能力和電離能力均最強 6．對放射性的應用，下列說法中正確的是 A．放射線能殺傷癌細胞或阻止癌細胞分裂，對人體的正常細胞不會有傷害作用 B．對放射性的廢料，要裝入特制的容器并埋入深地層進行處理 C．γ射線探傷儀中的放射源必須存放在特制的容器里，而不能隨意放置 D．對可能產(chǎn)生放射性污染的場所或物品進行檢測是很有必要的 7．（2018·鹽城期末）放射性的原子核A放出一個β粒子后變成原子核B，原子核B放出一個α粒子后變成原子核C，可以肯定的是原子核A比 A．原子核B多2個中子 B．原子核C多2個中子 C．原子核B少1個質子 D．原子核C少1個質子

22、 8．關于放射性同位素的應用，下列說法中正確的是 A．作為示蹤原子是利用了放射性同位素貫穿能力很強的性質 B．作為示蹤原子是利用了放射性同位素放出的射線可被儀器探測到的特點 C．γ射線探傷利用了γ射線貫穿能力很強的性質 D．γ射線探傷利用了γ射線電離能力很強的性質 9．下列應用中把放射性同位素作為示蹤原子的是 A．利用鉆60治療腫瘤等疾病 B．射線探傷 C．利用含有放射性碘131的油，檢測地下輸油管的漏油情況 D．把含有放射性同位素的肥料施給農(nóng)作物用以檢測其吸收養(yǎng)分的情況 10．（2018·青銅峽一中期中）熱核反應方程：，其中X表示某種粒子，則下列表述正確的 A．X是電子

23、 B．該反應需要吸收17.6 MeV的能量才能發(fā)生 C．平均每個核子能釋放的能量大于3.84 MeV D．(m＋m)＞(m＋mX) 11．關于放射性元素原子核的衰變，下列敘述中哪些是正確的 A．γ射線是伴隨α射線或β射線而發(fā)射出來的 B．半衰期的大小不隨化學狀態(tài)、溫度等變化而變。 C．某核放出一個β粒子或α粒子后，都變成一種新元素的原子核。 D．若原來有某種放射性元素的原子核10個，則經(jīng)一個半衰期后，一定有5個原子核發(fā)生了衰變 12．如果某放射性元素經(jīng)過X次α衰變和Y次β衰變，變成一種新原子核，則這個新原子核的質子數(shù)比放射性元素原子核的質子數(shù)減少 A．2x+y B．x

24、+y C．x–y D．2x–y 13．（2018·安陽校級期中）關于電子的說法，正確的是 A．組成陰極射線的帶電粒子是電子 B．β衰變中的電子是原子核外電子 C．β衰變說明原子核里有電子 D．玻爾理論認為，氫原子中電子的軌道半徑是連續(xù)的 14．下列關于放射性元素衰變的描述，哪些是錯誤的 A．原子核放出電子后，它的質量數(shù)不變而電荷數(shù)卻減少1 B．核衰變時放出的射線都是由帶電粒子所組成的 C．半衰期表示放射性元素衰變的快慢，它和外界的溫度、壓強無關 D．γ衰變不改變元素在周期表上的位置 15．A、B兩種放射性元素，它們的半衰期分別為tA=10天，tB=30天，經(jīng)60天后，

25、測得兩種放射性元素的質量相等，那么它們原來的質量之比為 A．3:1 B．48:63 C．1:16 D．16:1 16．（2018·渭南校級質檢）氘核（H）和氚核（H）的核反應方程如下：，設氘核的質量為m1，氚核的質量為m2，氦核的質量為m3，中子的質量為m4，則核反應過程中釋放的能量為 A．(m1＋m2－m3)c2 B．(m1＋m2－m3－m4)c2 C．(m1＋m2－m4)c2 D．(m3＋m4－m1－m2)c2 17．下列關于可以減緩放射性元素衰變的說法中，正確的是 A．把該元素放置在低溫處 B．把該元素密封在很厚的鉛盒子里 C．把該元素同其他的穩(wěn)定元素結合成化合

26、物 D．上述各種方法無法減緩放射性元素的衰變 18．設某放射性物質A的半衰期為T，另一種放射性物質B的半衰期為2T，在初始時刻，A的原子核數(shù)目為B的原子核數(shù)目的4倍，則 A．經(jīng)過時間2T，A與B的原子核數(shù)目相同 B．經(jīng)過時間2T，A的原子核數(shù)目大于B的原子核數(shù)目 C．經(jīng)過時間3T，A的原子核數(shù)目大于B的原子核數(shù)目 D．經(jīng)過時間4T，A與B的原子核數(shù)目相同 19．（2018·內蒙古校級期中）放射性同位素發(fā)出的射線在科研、醫(yī)療、生產(chǎn)等諸多方面得到了廣泛的應用，下列有關放射線應用的說法中正確的有 A．放射線改變了布料的性質使其不再因摩擦而生電，因此達到消除有害靜電的目的 B．利用γ

27、射線的貫穿性可以為金屬探傷，也能進行人體的透視 C．用放射線照射作物種子能使其DNA發(fā)生變異，其結果一定是成為更優(yōu)秀的品種 D．用γ射線治療腫瘤時一定要嚴格控制劑量，以免對人體正常組織造成太大的危害 20．放射性同位素可做示蹤原子，在醫(yī)學上可以確定腫瘤位置等用途，今有四種不同的放射性同位素R、P、Q、S，它們的半衰期分別為半年、38天、15天和2天，則我們應選用的同位素應是 A．S B．Q C．P D．R 21．關于半衰期，以下說法正確的是 A．同種放射性元素在化合物中的半衰期比單質中長 B．升高溫度可以使半衰期縮短 C．氡的半衰期為3.8天，若有四個氡原子核，經(jīng)過7.6

28、天就只剩下一個 D．氡的半衰期為3.8天，4克氡原子核，經(jīng)過7.6天就只剩下1克 22．（2018·景德鎮(zhèn)校級期中）下列說法正確的是 A．結合能是由于核子結合成原子核而具有的能量 B．核子組成原子核過程中不存在質量虧損 C．中等大小的核的比結合能量大，相應原子核最穩(wěn)定 D．氘核的比結合能為W，光速為c，則質子和中子結合成氘核過程中質量虧損為W/c2 23．下列核反應或核衰變方程中，符號“X”表示中子的是 A． B．++X C． D． 24．2006年3月23日央視報道，中科院離子物理所經(jīng)過八年的艱苦奮斗努力，終于率先建成了世界上第一個全超導的托克馬克試驗裝置并調試

29、成功；這種裝置被稱為“人造太陽”（如圖所示），它能夠承受上億攝氏度高溫且能夠控制等離子態(tài)的核子發(fā)生聚變并穩(wěn)定持續(xù)的輸出能量，就像太陽一樣為人類提供無限清潔的能源。在下列核反應方程中有可能是該裝置內部所進行的核反應的是 A． B． C． D． 25．（2018·雞澤校級月考）下列說法正確的是 A．盧瑟福α粒子散射實驗表明原子存在中子 B．外界溫度越高，放射性元素的半衰期越短 C．核聚變反應方程H＋H→He＋A中，A表示質子 D．U原子核衰變?yōu)橐粋€Pb原子核的過程中，發(fā)生6次β衰變 26．一放射源放射出某種或多種射線，當用一張薄紙放在放射源的前面時，強度減為原來的，

30、而當用1 cm厚的鋁片放在放射源前時，射線的強度減小到幾乎為零。由此可知，該放射源所射出的 A．僅是α射線 B．僅是β射線 C．是α射線和β射線 D．是α射線和γ射線 27．在勻強磁場中，一個原來靜止的原子核發(fā)生衰變，得到兩條如圖中所示的徑跡，圖中箭頭表示衰變后粒子的運動方向。不計放出光子的能量，則下述說法中正確的是 A．發(fā)生的是β衰變，b為β粒子的徑跡 B．發(fā)生的是α衰變，b為α粒子的徑跡 C．磁場方向垂直紙面向外 D．磁場方向垂直紙面向內 28．（2018·昌吉期末聯(lián)考）關于核電站和核輻射，下列說法中正確的是 A．核反應堆發(fā)生的是輕核聚變反應 B．核反應堆發(fā)生的

31、是重核裂變反應 C．放射性同位素的半衰期長短是由核內部本身決定，與外部條件無關 D．放射性同位素的半衰期長短與地震、風力等外部環(huán)境有關 29．三個原子核X、Y、Z，X核放出一個正電子后變?yōu)閅核，Y核與質子發(fā)生核反應后生成Z核并放出一個個氦（42He），則下面說法正確的是 A．X核比Z核多一個原子 B．X核比Z核少一個中子 C．X核的質量數(shù)比Z核質量數(shù)大3 D．X核與Z核的總電荷是Y核電荷的2倍 30．關于核反應，下列說法中正確的是 A．在核反應中，反應前后總質量不變 B．在核反應中，反應前后電荷數(shù)不變 C．在核反應中，質量會有改變，但質量數(shù)不變 D．因為核反應總是放能

32、的，所以反應中一定有質量虧損 31．（2018·汕頭校級期中）下列說法正確的 A．是衰變方程 B．是核聚變反應方程 C．是核裂變反應方程 D．是原子核的人工轉變方程 32．已知：、、、的質量分別為m1、m2、m3、m4，則關于核反應：+→+，下列說法正確的是 A．這是個核聚變的過程 B．這是個核裂變的過程 C．該過程中放出的能量為(m3+m4–m1–m2)c2 D．該過程中放出的能量為(m1+m2–m3–m4)c2 33．某科學家提出年輕熱星體中核聚變的一種理論，其中的兩個核反應方程為 H+C→N+Q1，H+N→C+X+Q2 方程中Q1、Q2表示釋放的能量，相關的原子

33、核質量見下表： 以下推斷正確的是 A．X是He，Q2>Q1 B．X是He，Q2>Q1 C．X是He，Q2

34、穩(wěn)定的粒子，其半衰期為2.6×10－16 s。一定質量的，經(jīng)7.8×10－16 s后所剩占開始時的________。 36．（2018·上海校級期中）如圖所示，重核裂變時放出的中子引起其它重核的裂變，可以使裂變不斷進行下去，這種反應就是鏈式反應，________（填“是”或“不是”）任何鈾塊只要有中子進入都能發(fā)生上述反應，原因是___________________________________________________。 37．太陽內部持續(xù)不斷地發(fā)生著4個質子聚變?yōu)橐粋€氦核的熱核反應，這個核反應釋放出的大量能量就是太陽的能源。 （1）寫出這個核反應方程。 （2）這一核反應

35、能釋放出多少能量？ （3）已知太陽每秒釋放能量為3.8×1026 J，則太陽每秒減少的質量為多少kg? （4）若太陽質量減小萬分之三，熱核反應不能繼續(xù)進行，計算太陽還能存在多少年？（mp=1.007 3 u，mα=4.001 5 u，me=0.000 55 u，太陽的質量為2×1030 kg） 38．一個靜止的質量為m1的鈾核，放出一個質量為m2的α粒子后，衰變成質量為m3的釷核。（已知光速為c） （1）寫出核衰變反應方程 （2）算出該核衰變反應中釋放出的核能 （3）假設反應中釋放出的核能全部轉化為釷核和α粒子的動能，則釷核獲得的動能有多大（用字母m1、m2、m3、c表示結果）

36、 39．（2018·北京卷）在核反應方程中，X表示的是 A．質子 B．中子 C．電子 D．α粒子 40．（2018·新課標全國II卷）用波長為300 nm的光照射鋅板，電子逸出鋅板表面的最大初動能為1.2810–19 J。已知普朗克常量為6.6310–34 J·s，真空中的光速為3.00108 m·s–1，能使鋅產(chǎn)生光電效應的單色光的最低頻率約為 A．11014 Hz B．81014 Hz C．21015 Hz D．81015 Hz 41．（2018·天津卷）氫原子光譜在可見光區(qū)域內有四條譜線，都是氫原子中電子從量子數(shù)n>2的能級躍遷到n=2的能級發(fā)出的光，它們在真空中的波長由

37、長到短，可以判定 A．對應的前后能級之差最小 B．同一介質對的折射率最大 C．同一介質中的傳播速度最大 D．用照射某一金屬能發(fā)生光電效應，則也一定能 42．（2018·天津卷）國家大科學過程——中國散裂中子源（CSNS）于2017年8月28日首次打靶成功，獲得中子束流，可以為諸多領域的研究和工業(yè)應用提供先進的研究平臺，下列核反應中放出的粒子為中子的是 A．俘獲一個α粒子，產(chǎn)生并放出一個粒子 B．俘獲一個α粒子，產(chǎn)生并放出一個粒子 C．俘獲一個質子，產(chǎn)生并放出一個粒子 D．俘獲一個質子，產(chǎn)生并放出一個粒子 43．（2018·新課標全國III卷）1934年，約里奧–居里夫婦

38、用α粒子轟擊鋁核，產(chǎn)生了第一個人工放射性核素X：。X的原子序數(shù)和質量數(shù)分別為 A．15和28 B．15和30 C．16和30 D．17和31 44．（2017·天津卷）我國自主研發(fā)制造的國際熱核聚變核心部件在國際上率先通過權威機構認證，這是我國對國際熱核聚變項目的重大貢獻。下列核反應方程中屬于聚變反應的是 A． B． C． D． 45．（2017·新課標全國Ⅰ卷）大科學工程“人造太陽”主要是將氘核聚變反應釋放的能量用來發(fā)電。氘核聚變反應方程是。已知的質量為2.013 6 u，的質量為3.015 0 u，的質量為1.008 7 u，1 u=931 MeV/c2。氘

39、核聚變反應中釋放的核能約為 A．3.7 MeV B．3.3 MeV C．2.7 MeV D．0.93 MeV 46．（2017·江蘇卷）原子核的比結合能曲線如圖所示，根據(jù)該曲線，下列判斷中正確的有 A．核的結合能約為14 MeV B．核比核更穩(wěn)定 C．兩個核結合成核時釋放能量 D．核中核子的平均結合能比核中的大 47．（2016·江蘇卷）貝克勒爾在120年前首先發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象，如今原子核的放射性在眾多領域中有著廣泛應用。下列屬于放射性衰變的是 A． B． C． D． 48．（2016·新課標全國Ⅲ卷）一靜止的鋁原子核俘獲一速度為m/s的質子p后，變?yōu)樘幱诩?/p>

40、發(fā)態(tài)的硅原子核，下列說法正確的是 A．核反應方程為 B．核反應方程過程中系統(tǒng)動量守恒 C．核反應過程中系統(tǒng)能量不守恒 D．核反應前后核子數(shù)相等，所以生成物的質量等于反應物的質量之和 E．硅原子核速度的數(shù)量級為m/s，方向與質子初速度方向一致 2．B【解析】根據(jù)質量數(shù)和電荷數(shù)守恒，則，X的質量數(shù)為0，質子數(shù)為-1，X是電子，故A錯誤；根據(jù)質量數(shù)和電荷數(shù)守恒，則，X的質量數(shù)為1，質子數(shù)為1，X是質子，故B正確；根據(jù)質量數(shù)和電荷數(shù)守恒，則，X的質量數(shù)為4，質子數(shù)為2，X是氦核，故C錯誤；根據(jù)質量數(shù)和電荷數(shù)守恒，則，X的質量數(shù)為1，質子數(shù)為0，X是中子，故D錯誤。所以B正確，ACD

41、錯誤。 14．AB【解析】核反應方程遵循質量數(shù)守恒以及核電荷數(shù)守恒，電子帶負電，質量數(shù)為零，所以當原子核放出電子后，它的質量數(shù)不變而電荷數(shù)卻增加1，即，A錯誤，γ射線屬于高速光子流，不帶電，靜止時質量為零，所以γ衰變不改變元素在周期表上的位置，故B錯誤，D正確，半衰期表示放射性元素衰變的快慢，它和外界的溫度、壓強無關，C正確。 【名師點睛】核反應方程遵循質量數(shù)守恒以及核電荷數(shù)守恒，γ射線屬于高速光子流，不帶電，靜止時質量為零，半衰期表示放射性元素衰變的快慢，它和外界的溫度、壓強無關。 15．D【解析】經(jīng)過60天后A元素剩余的質量為，B元素剩余的質量為，故，所以，D正確。 16．B【解

42、析】核反應過程中質量虧損：△m=m1+m2?m3?m4，由愛因斯坦的質能方程可知，核反應釋放的能量：E=△mc2=(m1+m2?m3?m4)c2；故選B。 17．D【解析】放射性元素衰變的快慢由核內部自身的因素決定，跟原子所處的化學狀態(tài)和外部條件沒有關系。 18．BD【解析】由半衰期的公式可以計算出本題正確答案BD。 20．A【解析】根據(jù)題中信息可得，放射性同位素的衰變周期越短越好，所以A正確。 21．D【解析】考慮到放射性元素衰變的快慢是跟原子所處的物理狀態(tài)或化學狀態(tài)無關，又考慮到半衰期是一種統(tǒng)計規(guī)律，即給定的四個氡核是否馬上衰變會受到各種偶然因素的支配。因此，正確答案只有D。

43、 22．C【解析】原子核的結合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量，故A錯誤；自由核子與自由核子結合成原子核時核力作正功，將放出能量，所以有質量虧損，選項B錯誤；中等大小的核的比結合能量大，相應原子核最穩(wěn)定，選項C正確；氘核的比結合能為W，氘核中有2個核子，則結合能為2W，光速為c，則質子和中子結合成氘核過程中質量虧損為2W/c2，選項D錯誤；故選C。 23．AC【解析】由質量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知，A、C兩項為中子，B項為質子，D項為電子。 【名師點睛】核反應方程遵守核子數(shù)和核電荷數(shù)守恒的規(guī)律，屬于簡單題，應該熟練掌握。 24．B【解析】太陽內部主要的輕核的聚變，從而釋放出巨大的

44、能量，所以答案B正確。 25．D【解析】盧瑟福α粒子散射實驗確定了原子核核式結構理論，選項A錯誤；放射性元素的半衰期與外界因素無關，選項B錯誤；核聚變反應方程中A的電荷數(shù)為0，質量數(shù)為2+3-4=1，故A表示中子，選項C錯誤；原子核衰變?yōu)橐粋€原子核的過程中設經(jīng)過m次α衰變，n次β衰變，則有：4m=32，2m-n=10，解得：m=8，n=6．選項D正確；故選D。 26．C【解析】三種射線中，γ射線貫穿本領最強，能穿透幾厘米厚的鉛板，本題中用1 cm厚的鋁片即能擋住射線，說明射線中不含γ射線，用薄紙便可擋住部分射線，說明射線中含有貫穿本領較小的α射線，同時有大部分射線穿過薄紙，說明含有β射線。

45、 【名師點睛】本題要求學生能熟記各種射線的性質：α、β和γ三種射線中，α帶正電、β帶負電、γ不帶電，且α粒子的穿透力最弱，無法穿過鋁箔。 27．AD【解析】從軌跡可以看出兩粒子的運動方向不同，但受力方向相同，說明電流方向相同，即發(fā)生了β衰變，在磁場中受力向上，由左手定則可判斷出磁場方向垂直紙面向內，A、D選項正確。如果發(fā)生α衰變時遵循動量守恒和能量守恒。 【名師點睛】衰變屬于天然放射現(xiàn)象，生成的新核和釋放的氦核之間強大的作用力，使它們遵循了動量守恒定律，本題解題關鍵是動量守恒的應用，以及左手定則判斷洛倫茲力。 29．CD【解析】設原子核X的質量數(shù)為x，電荷數(shù)為y，依題意寫出核反應方

46、程，根據(jù)質量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，可得原子核Y的質量數(shù)為x，電荷數(shù)為y–1，原子核Z的質量數(shù)為x–3，電荷數(shù)為y–2。由此可得X核的質子（y）比Z核的質子（y–2）多2個，A錯；由此可得X核的中子（x–y）比Z核的中子（x–y–1）多1個，B錯；X核的質量數(shù)（x）比Z核的質量數(shù)（x–3）多3個，C對；X核與Z核的總電荷（2y–2）是Y核電荷（y–1）的2倍，D對。 30．BC【解析】核反應不都是放能的。 31．BD【解析】A選項中在質子的轟擊下發(fā)生的核反應，屬于人工轉變，A錯；C選項是α衰變，不是裂變，C錯。 32．AD【解析】由小原子核組成較大的原子核過程為核聚變，A對。該反應的質量虧損

47、為(m1+m2)–(m3+m4)故D對。 33．B【解析】由核反應過程中必須遵守的質量數(shù)守恒和核電荷數(shù)守恒知X是He。放出熱量分別為Q1和Q2的兩個核反應中質量虧損分別為0.002 1 u和0.005 3 u，故Q2>Q1，選項B正確。 34．10 大于 【解析】受一個中子轟擊后裂變成?和兩部分，根據(jù)根據(jù)電荷數(shù)和質量數(shù)守恒有：92=54+38，235+1=136+90+x×1，解得x=10，所以中子個數(shù)為10。鏈式反應的條件：大于臨界體積。 35．（1） （2） 【解析】（1）根據(jù)電荷數(shù)守恒、質量數(shù)守恒，未知粒子的質量數(shù)為4，電荷數(shù)為2，為。 （2）半衰期為2.6×10-16

48、 s，經(jīng)7.8×10-16 s，即3個半衰期，根據(jù)，經(jīng)7.8×10－16 s后所剩占開始時的。 36．不是 只有鈾塊的體積大于臨界體積時，才發(fā)生鏈式反應 【解析】不是任何鈾塊只要有中子進入都能發(fā)生上述反應，原因是只有鈾塊的體積大于臨界體積時，才發(fā)生鏈式反應。 37．（1）4H→He+2e （2）24.78 MeV （3）4.2×109 kg （4）4.5×109年 （3）由ΔE=Δmc2得每秒太陽質量減少 Δm== kg≈4.2×109 kg （4）太陽的質量為2×1030 kg，太陽還能存在的時間為 t== s≈1.4×1017 s 即為4.5×109年 38．

49、（1） （2）(m1– m2–m3)c2 （3） 【解析】（1） （2）核衰變反應中的質量虧損Δm=m1– m2–m3 核衰變反應中釋放出的核能ΔE=Δmc2=(m1– m2–m3)c2 （3）系統(tǒng)動量守恒，釷核和α粒子的動量大小相等，則： 由題知：即 所以釷核獲得的動能： 39．A【解析】設X為：，根據(jù)核反應的質量數(shù)守恒：，則：，電荷數(shù)守恒：，則，即X為：為質子，故選項A正確，BCD錯誤。 40．B【解析】知道光電效應方程；知道逸出功并結合兩個公式求解。由光電效應方程式得：，得：，剛好發(fā)生光電效應的臨界頻率為，則，代入數(shù)據(jù)可得：，故B正確。 42．B【解析】根據(jù)質量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知四個核反應方程分別為、、，，故只有B選項符合題意。 【名師點睛】核反應過程中，質量數(shù)與核電荷數(shù)守恒，應用質量數(shù)與核電荷數(shù)守恒即可寫出核反應方程式。 43．B【解析】根據(jù)核反應遵循的質量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知，X的電荷數(shù)為2+13=15，質量數(shù)為4+27–1=30，根據(jù)原子核的電荷數(shù)等于原子序數(shù)，可知X的原子序數(shù)為15，質量數(shù)為30，選項B正確。 25