1、考点集训(四十八)第 3 节 原子核 A 组 1下列关于原子和原子核的说法正确的是()A放射性物质的温度升高，则半衰期减小 B结合能越大的原子核结合得越牢固 C射线是原子核外电子挣脱原子核的束缚后而形成的电子流 D.238 92U(铀)衰变为234 91Pa(镤)原子核要经过 1 次衰变和 1 次衰变 解析 半衰期是由放射性元素本身决定的，压力、温度对放射性元素的半衰期没有影响，故 A 错误；比结合能越大原子核越稳定，与结合能的大小无关，故 B 错误；射线的本质是原子核内部一个中子变成一个质子和电子产生的，故 C 错误；238 92U(铀)衰变为234 91Pa(镤)，质量数减少 4，则经过
2、1 次衰变；经过 1 次衰变后新核的电荷数为 90，要使新核的电荷数变成 91，则还需要经过 1 次衰变，故 D 正确 答案 D 2我国最新一代核聚变装置“EAST”在安徽合肥首次放电，显示了 EAST 装置具有良好的整体性能，使等离子体约束时间达 1 000 s，温度超过 1 亿摄氏度，这标志着我国磁约束核聚变研究进入国际先进水平合肥也成为世界上第一个建成此类全超导非圆截面核聚变实验装置并能实际运行的地方核聚变的主要原料是氘，在海水中含量极其丰富已知氘核的质量为 m1，中子的质量为 m2，32He 的质量为 m3，质子的质量为 m4，则下列说法中正确的是()A两个氘核聚变成一个32He 所产
3、生的另一个粒子是质子 B两个氘核聚变成一个32He 所产生的另一个粒子是电子 C两个氘核聚变成一个32He 所释放的核能为(2m1m3m4)c2 D两个氘核聚变成一个32He 所释放的核能为(2m1m3m2)c2 解析 根据核反应过程中质量数和电荷数守恒，可以写出该方程式21H21H32He10n，则两个氘核聚变成一个32He 所产生的另一个粒子是中子，故 AB 错误；根据核反应方程可知质量亏损m2m1m3m2，根据爱因斯坦质能方程 Emc2，可得两个氘核聚变成一个32He 所释放的核能为E(2m1m3m2)c2，故 C 错误、D 正确 答案 D 3如图，匀强磁场中有一个静止的氡原子核(222
4、 86Rn)，衰变过程中放出一个粒子，此粒子的径迹与反冲核的径迹是两个外切的圆，大圆与小圆的半径之比为 421，则氡核的衰变方程是()A.222 86Rn222 87Fr 01 e B.222 86Rn220 85At21H C.222 86Rn222 85At01e D.222 86Rn218 84Po42He 解析 粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律有 qvBmv2r，故 rmvqB；粒子衰变过程中不受外力，系统动量守恒，故生成的两个粒子的动量 mv 等大、反向，故 rmvqB1q；大圆与小圆的直径之比为 421，故生成的两个粒子的电荷量之比为 142；根据电荷数守恒可知，生成物
5、是粒子；则衰变方程应该是222 86Rn218 84Po42He，选项 D 正确 答案 D 4由于放射性元素镎237 93Np 的半衰期很短，在自然界很难被发现，只有通过人工的方法制造，已知镎237 93Np 经过一系列衰变和衰变后变成铋209 83Bi，下列说法正确的是()A镎237 93Np 原子核比铋209 83Bi 原子核多 28 个质子 B发生了 7 次衰变和 6 次衰变 C一定量的放射性该元素，随着存放时间的推移，放射线的穿透力越来越弱 D镎237 93Np 原子核的平均结合能小于衰变后生成的原子核的平均结合能 解析 209 83Bi 的原子核比237 93Np 少 10 个质子，
6、质子数和中子数总共少 28，A 错误；设237 93Np变为209 83Bi需要经过x次衰变和y次衰变，根据质量数和电荷数守恒则有932xy83，4x237209，所以解得 x7，y4，B 错误；衰变的种类不变，则释放出的射线不变，其穿透性也不变，C 错误；由于衰变的过程中会释放一部分的能量，所以镎237 93Np 原子核的平均结合能小于衰变后生成的原子核的平均结合能，D 正确 答案 D 5如图是描述原子核核子的平均质量与原子序数 Z 的关系曲线，由图可知()A原子核 A 分裂成原子核 B 和 C 时质量增加 B原子核 A 的比结合能比原子核 C 的比结合能大 C原子核 D 和 E 结合成原子
7、核 F 一定释放能量 D原子核 A 的结合能一定比原子核 C 的结合能小 解析 A 核裂变成 B 和 C 的反应过程中核子的平均质量减小，即出现质量亏损，故 A错误；原子核 A 比原子核 C 的核子平均质量大，原子核 C 比原子核 A 更稳定，故原子核 A的比结合能比原子核 C 的比结合能小，故 B 错误；核反应过程中核子平均质量减小，出现质量亏损，释放能量，故 C 正确；原子核 A 的原子序数大于原子核 C 的原子序数，即原子核 A的结合能可能大于原子核 C 的结合能，故 D 错误 答案 C 6(多选)如图所示，由天然放射性元素针(Po)放出的射线轰击铍(Be)时会产生 A 粒子流，用 A
8、粒子流轰击石蜡时，会打出 B 粒子流下列说法正确的是()A该实验核反应方程为94Be42He13 6C10n B该实验是查德威克发现质子的实验 C粒子 A 为中子，粒子 B 为质子 D粒子 A 为质子，粒子 B 为中子 解析 天然放射性元素钋(Po)放出的射线轰击铍(Be)时会产生中子流，该核反应方程为94Be42He12 6C10n，故 A 错误；用放射性元素钋放出的射线轰击铍时，能发射出中子流，中子轰击石蜡，将氢中的质子打出，即形成质子流，所以 A 为中子，B 为质子，该实验是查德威克发现中子的实验，故 D 错误、BC 正确 答案 BC 7(多选)用中子(10n)轰击铀核(235 92U)
9、产生裂变反应，会产生钡核(144 56Ba)和氪核(8936Kr)并释放出中子(10n)，当达到某些条件时可发生链式反应；一个铀核(235 92U)裂变时释放的能量为 200 MeV(1 eV1.61019 J)真空中的光速为 3108 m/s，下列说法正确的是()A.235 92U 的裂变方程为235 92U144 56Ba8936Kr210n B.235 92U 的裂变方程为235 92U10n144 56Ba8936Kr310n C一个235 92U 裂变时，质量亏损约为 7.11028 kg D一个235 92U 裂变时，质量亏损约为 3.61028 kg 解析 235 92U 的裂变
10、方程为235 92U10n144 56Ba8936Kr310n，故 A 错误，B 正确；一个铀核(235 92U)裂变时，释放的能量约为 200 MeV，根据爱因斯坦质能方程得，质量亏损mEc2 2001061.6101991016 kg3.61028 kg，故 C 错误、D 正确 答案 BD 82019 年 4 月据中国核工业集团有限公司公布的消息，中国“人造太阳”环流器二号M(HL2M)装置将于今年建成，其科研目标是探索可控核聚变研究，实现“人造太阳”的人类终极能源追求核反应方程为21H21H32HeX.已知氘核质量为2.013 6 u，氦核质量为3.015 0 u，X 质量为 1.008
11、 7 u，1 u 的质量相当于 931.5 MeV 的能量，则：(1)将核反应方程补充完整21H21H32He_；(2)该核反应中释放的核能为_(最后结果保留三位有效数字)解析(1)根据质量数和电荷数守恒可知核反应方程为21H21H32He10n；(2)反应中的质量亏损m22.013 6 u3.015 0 u1.008 7 u0.003 5 u，由爱因斯坦质能方程Emc23.26 MeV.答案(1)10 n(2)3.26 MeV B 组 9.232 90Th 具有放射性，经以下连续衰变过程：232 90Th228 88Ra228 89Ac228 90Th208 82Pb，最后生成稳定的208
12、82Pb，下列说法中正确的是()A.232 90Th 和228 90Th 中子数相同，质子数不同 B整个衰变过程共发生 6 次衰变和 4 次 衰变 C.228 88Ra 发生衰变后变为228 89Ac，说明228 88Ra 原子核内有粒子 D.228 88Ra 的半衰期为 6.7 年，取 40 个该种原子核，经过 13.4 年剩下 10 个该种原子核 解析 232 90Th 和228 90Th 具有相同的质子数，属于放射性同位素，其原子核的质子数相同，中子数不同，A 项错误；衰变质量数不变，故 2322084x，则 x6，发生 6 次衰变，根据电荷数守恒可知 90822xy，得 y4，发生 4
13、 次衰变，B 项正确；228 99Ra 发生衰变后变为228 89Ac，是228 88Ra 原子核内一个中子转化为一个质子并放出电子，并非原子核内有电子，C 项错误；半衰期对个别的放射性原子没有意义，D 项错误 答案 B 10碳 14 可以用来作示踪剂标记化合物，也常在考古学中测定生物死亡年代在匀强电场中有一个初速度可以忽略的放射性碳 14 原子核，它所放射的粒子与反冲核经过相等的时间所形成的径迹如图所示，a、b 均表示长度，那么碳 14 的衰变方程可能为()A.14 6C42He10 4Be B.14 6C01e14 5B C.14 6C 01e14 7N D.14 6C21H12 5B 解
14、析 由轨迹弯曲方向可以看出，反冲核与放出的射线的受力方向均与电场强度方向相同均带正电；根据核衰变过程动量守恒有 0m1v1m2v2，根据类平抛规律，对放射出的粒子 1 有 v1tb，12q1Em1 t24b，对反冲核 2 有 v2ta，12q2Em2 t22a，由以上各式得 q12q2，故A 正确 答案 A 11(多选)科幻大片流浪地球影片中的行星发动机为“聚变发动机”，通过燃烧石头获得能量，其燃烧石头指的是石头里的2814Si 原子核聚变生成5626Fe 原子核原子核的比结合能(即平均结合能)曲线如图所示，根据该曲线，下列判断正确的是()A.21H 核比42He 核更稳定 B.42He 核的
15、结合能约为 28 MeV C.2814Si 核的比结合能比5626Fe 核大 D.2814Si 核聚变生成5626Fe 核的过程要释放能量 解析 比结合能越大，核越稳定，42He 核比21H 核的比结合能大，所以42He 核更稳定，故A 错误；根据图象知42He 核的比结合能约为 7 MeV，所以结合能E74 MeV28 MeV，故B 正确；根据图象得，5626Fe 核比2814Si 核的比结合能大，故 C 错误；轻核聚变成重核会放出能量，所以2814Si 核聚变生成5626Fe 核要释放出能量，故 D 正确 答案 BD 12(多选)原来静止的原子核AZX 质量为 m1，处在区域足够大的匀强磁
16、场中，经衰变后变成质量为 m2的原子核 Y，粒子的质量为 m3，已测得粒子的速度垂直于磁场 B，且动能为 E0，假定原子核 X 衰变时释放的核能全部转化为动能，则下列四个结论中，正确的是()A核 Y 与粒子在磁场中运动的周期之比为 2Z2 B核 Y 与粒子在磁场中运动的半径之比为 2Z2 C此衰变过程中的质量亏损为 m1m2m3 D此衰变过程中释放的核能为 AE0A4 解析 原子核发生衰变时核子质量数减小 4 而核电荷数减小 2.周期之比由 T2mBq知 TYTmYqYqmA42（Z2），A 错误；由题意知 X 核原先静止，则衰变后粒子和反冲核 Y 的动量大小相等，由 RmvBq知 RYRqqY2(Z2)，B 正确；该衰变过程中的质量亏损mm1(m2m3)，C 正确；粒子的动能为 E0 p22m，Y 核的动能 EkY p22mY，则 Y 核的动能 EkY 4E0A4，则释放的核能EE0EkY AE0A4，D 正确 答案 BCD
