原子核-2025高三物理總復習

W十六,

波粒二象性原子結構與原子核

第3講原子核

［課標要求］1.了解原子核的組成和核力的性質，知道四種基本相互作用，能根據(jù)質量數(shù)守恒

和電荷數(shù)守恒寫出核反應方程。2.了解放射性和原子核衰變，知道半衰期及其統(tǒng)計意義，了解

放射性同位素的應用，知道射線的危害與防護。3.認識原子核的結合能，了解核裂變反應和核

聚變反應，關注核技術應用對人類生活和社會發(fā)展的影響。

考點一原子核的衰變半衰期

|g知識梳理>?

i.天然放射現(xiàn)象

⑴天然放射現(xiàn)象：放射性元素宜發(fā)地發(fā)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。放出的射線有a射線、|3射線、丫射線三種。

(2)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放射性同位素兩類，放射性同位素的化學性質相同。

②應用：工業(yè)測厚、放射治療、作為示蹤原子等。

2.三種射線的比較

名稱構成符號電荷量質量電離能力穿透能力

a射線氮核3He2e4uW

1

P射線Ai-?e-e-------u較強

1836

Y射線光子Y00最弱

3.原子核的組成

(1)原子核由質子和中子組成，質子和中子統(tǒng)稱為核子。質子帶正電，中子不帶電。

(2)基本關系

①核電荷數(shù)(0=質子數(shù)=元素的原子序數(shù)=中性原子的核外電子數(shù)。

②質量數(shù)(Z)=核子數(shù)=質子數(shù)+中子數(shù)。

4.放射性元素的衰變、半衰期

(1)原子核的衰變

①原子核放出遢子或P粒子，變成另一種原子核的變化稱為原子核的衰變。

②規(guī)律：電荷數(shù)和質量數(shù)都守恒。

③分類

a衰變：fX^OY+lHe,例：2^U^2^Th+lHe

B衰變：織一Nz+iY+生，例：2躺Th-2轉Pa+一怕

(2)半衰期

①定義：放射性元素的原子核有生數(shù)發(fā)生衰變所需的時間。

②影響因素：放射性元素衰變的快慢是由核內部自身的因素決定的，跟原子所處的化學狀態(tài)和外

部條件沒有關系。

③公式：N=N(rD，m余=加0?！鉤。

【高考情境鏈接】

(2023?浙江1月選考?改編)宇宙射線進入地球大氣層與大氣作用會產(chǎn)生中子，中子與大氣中的氮

14會產(chǎn)生以下核反應：用N+，n-】2C+］H,產(chǎn)生的4c能自發(fā)進行p衰變，其半衰期為5730年，

利用碳14的衰變規(guī)律可推斷古木的年代。

判斷下列說法的正誤：

(1*C發(fā)生p衰變時新原子核質量數(shù)不變，電荷數(shù)加1。(J)

(2)發(fā)生p衰變時一個中子轉化為一個質子和一個電子。(J)

(3)高溫高壓會引起的半衰期發(fā)生微小變化。(X)

(4)經(jīng)過兩個半衰期，古木樣品的里C含量為活體植物的5(V)

學生用書第345頁

|E3核心突破>>>

1.確定衰變次數(shù)的方法

(1)設放射性元素4X經(jīng)過八次a衰變和加次p衰變后，變成穩(wěn)定的新元素多Y,則表示該核反應的

方程為2X-4；Y+/He+加一照。

根據(jù)電荷數(shù)守恒和質量數(shù)守恒可列方程

0=4+4及

V=Z'+2n-m

(2)因為p衰變對質量數(shù)無影響，先由質量數(shù)的改變確定a衰變的次數(shù)，然后再根據(jù)電荷數(shù)確定0衰

變的次數(shù)。

2.a衰變'P衰變的比較

衰變

a衰變P衰變

類型

衰變

織-二Y+3He夕X-z」Y+_9e

方程

2個質子和2個中子結合成一1個中子轉化為1個質子和1

衰變

個整體射出個電子

實質

1

2]H+211nTHe血f]H+J?e

勻強磁

場中軌

跡形狀

衰變

電荷數(shù)守恒、質量數(shù)守恒、動量守恒

規(guī)律

考向1半衰期的有關計算

例DW放射性同位素社物Th經(jīng)一系列a、J3衰變后生成氨?Rm以下說法正確的是()

A.每經(jīng)過一次a衰變原子核的質量數(shù)會減少2

B.2能配的半衰期約為1分鐘，所以2分鐘后1g2四Rn原子核就將全部衰變完

C.放射性元素鈕2“Th的原子核比氮2煞小原子核的中子數(shù)少4

D.鈕2附歡衰變成氨2四而一共經(jīng)過3次a衰變和2次J3衰變

答案：D

解析：每經(jīng)過一次a衰變原子核的質量數(shù)會減少4,A錯誤；經(jīng)過兩個半衰期，2四Rn原子核剩余

的質量加至二日二=1?,15錯誤；放射性元素包物Th的原子核的中子數(shù)232—90=142,M2^gRn

4

原子核的中子數(shù)220—86=134,所以放射性元素牡2弱Th的原子核比氮2留3原子核的中子數(shù)多

8,故C錯誤；牡碗Th衰變成氨2煞血，可知質量數(shù)少12,電荷數(shù)少4,因為經(jīng)過一次a衰變，

電荷數(shù)少2,質量數(shù)少4,經(jīng)過一次p衰變，電荷數(shù)多1,質量數(shù)不變，可知經(jīng)過3次a衰變，2

次B衰變，故D正確。

考向2衰變次數(shù)的確定

例/收多選)(2023?福建5月質檢)2?U經(jīng)過若干次a衰變和B衰變后變?yōu)閃b,下列說法正確的

是()

A.a射線的穿透能力比p射線的強

B.a射線的電離能力比P射線的弱

C.2骸u比強pb多22個中子

D.衰變過程中共發(fā)生了8次a衰變和6次B衰變

答案：CD

解析：根據(jù)a、6y三種射線特點可知，a射線的電離本領最強，穿透本領最低，故A、B錯誤；

2朗U與鐲Pb的中子數(shù)之差(238—206)—(92—82)=22個,故C正確；在a衰變的過程中，電荷數(shù)

少2,質量數(shù)少4,在。衰變的過程中，電荷數(shù)多1,有2加一〃=10,4m=32,解得加=8,〃=6,

故D正確。故選D。

考向3磁場中原子核的衰變與動量守恒定律的綜合

例?收多選)(2023?湖南郴州二模)云室中能顯示射線的徑跡，加勻強磁場，從帶電粒子運動軌跡

的彎曲方向和半徑大小就能判斷粒子的屬性，天

然放射性元素的原子核X靜止在勻強磁場4點，發(fā)生衰變放射出粒子并變成新原子核Y,放射

出的粒子與新核運動軌跡如圖所示，測得兩外切圓的半徑之比吊：&=42：1；假設衰變釋放的

能量全部轉化成粒子和新核的動能。下列說法正確的是()

A.原子核X的核電荷數(shù)為86

B.該衰變放出的是a粒子

C.該衰變放出的是。粒子

D.該核反應過程動量守恒

答案：ABD

解析：原子核衰變時，除了相互作用力之外，系統(tǒng)受到的合外力為零，動量守恒。由動量守恒定

律得加1%+加2H=0,所以兩新核衰變后運動方向相反，根據(jù)軌跡外切，說明兩新核帶同種電荷,

所以該衰變屬于a衰變，根據(jù)牛頓第二定律得0陽=加一，解得H=——，所以有4：&=農(nóng)：/，

RqB

因為a粒子電量較小，所以凡是a粒子半徑，因為a粒子核電荷數(shù)為2,所以原子核Y的核電荷數(shù)

為84,原子核X的核電荷數(shù)為86。故選ABD。

學生用書第346頁

考點二核反應類型與核反應方程

113知識梳理>>〉

1.重核裂變

(1)定義：質量數(shù)較大的原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。

⑵特點

①裂變過程中釋放出巨大能量。

②裂變的同時能夠釋放出2?3(或更多)個生王。

③裂變的產(chǎn)物不是唯一的。對于鈾核裂變有二分裂、三分裂和四分裂形式，但三分裂和四分裂概

率比較小。

(3)典型的裂變反應方程：

2第U+8n-嘿Ba+狷Kr+3應。

(4)鏈式反應：由重核裂變產(chǎn)生的生王使核裂變反應一代接一代繼續(xù)下去的過程。

(5)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。

(6)裂變的應用：原子彈、核反應堆。

(7)反應堆構造：核燃料、慢化劑、控制棒、防護層。

2.輕核聚變

(1)定義：兩個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。

⑵特點

①產(chǎn)能效率高；②燃料的儲量豐富；③安全、清潔。

(3)典型的聚變反應方程

i2H+?H->^He+in+17.6MeV。

【高考情境鏈接】

(2023?湖南高考?改編)2023年4月13日，中國“人造太陽”反應堆中科院環(huán)流器裝置(EAST)創(chuàng)

下新紀錄，實現(xiàn)403秒穩(wěn)態(tài)長脈沖高約束模等離子體運行，為可控核聚變的最終實現(xiàn)又向前邁出

了重要的一步。

判斷下列說法的正誤：

(1)相同質量的核燃料，輕核聚變比重核裂變釋放的核能更多。(J)

(2)笈僦核聚變的核反應方程為JH+汨-蛆e+de。(X)

(3)核聚變的核反應燃料主要是鈾235。(X)

(4)核聚變反應過程中沒有質量虧損。(X)

113核心突破》>

1.核反應過程的四種類型

類型可控性核反應方程典例

a衰變自發(fā)2馥H附n+He

衰變

0衰變自發(fā)2斷h-2拙a+_9e

號N+史e-VO+IH

(盧瑟福發(fā)現(xiàn)質子)

扭e+?Be一峪C+山

(查德威克發(fā)現(xiàn)中子)

人工轉變人工控制

召A1+夕He—超P+Jn

(約里奧?居里夫婦

發(fā)現(xiàn)放射性同位素)

比較容易進2/U+也-嘿Ba+狷Kr+3加

重核裂變

行人工控制2躬U+An—*1鴕Xe+?§Sr+10in

輕核聚變很難控制JH+VH一夕He+血+17.6MeV

2.核反應方程式的書寫

(1)熟記常見粒子的符號是正確書寫核反應方程的基礎。如質子(IH)、中子(血)、a粒子《He)、。粒

子(_義)、正電子(Ye)、氣核(?H)、僦核(汨)等。

(2)由于核反應不可逆，所以書寫核反應方程式時只能用“1”表示反應方向。

⑶核反應過程中質量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒。

學生用書第347頁

例E!《(多選)對四個核反應方程⑴2弱U―2敗11+蛆e；(2)2髓Th―2針pa+「le；(3*N+犯e一年O

+1H；(4)/H+汨一史e+Jn+17.6MeV,下列說法正確的是()

A.(1)(2)式核反應沒有釋放能量

B.(1)(2)(3)式均是原子核衰變方程

C.(3)式是人類第一次實現(xiàn)原子核轉變的方程

D.利用激光引發(fā)可控的(4)式核聚變是正在嘗試的技術之一

答案：CD

解析：方程(1)是a衰變，方程(2)是p衰變，在反應過程中均有核能釋放，故A錯誤；方程(3)是第

一次實現(xiàn)原子核的人工轉變，不是衰變方程，故B錯誤，C正確；利用激光可引發(fā)方程(4)代表

的核聚變，是正在嘗試的技術之一，故D正確。

對點練1.(2023?江蘇揚州高三聯(lián)考)下列關于核衰變和核反應的類型的表述正確的是()

A.JH+PH-汨e+An是a衰變

B.VC—VN+J?e是0衰變

C.2莪u-288Th+3He是重核裂變

D.陷N+血一年C+IH是輕核聚變

答案：B

解析：FH+jHTHe+dn是輕核聚變，故A錯誤；依一號N+J?e是0衰變，故B正確；W^2^Th

+，He是a衰變，故C錯誤；VN+Jn-YC+IH是原子核的人工轉變，故D錯誤。故選B。

對點練2.科學家通過輻射探測器發(fā)現(xiàn)閃電能夠引發(fā)大氣核反應，并產(chǎn)生放射性同位素。其中一種

典型的核反應如圖所示，閃電產(chǎn)生的高能丫射線把MN原子核里的中子移除出去，產(chǎn)生不穩(wěn)定的

原子核a,a再衰變成中微子(質量數(shù)和電荷數(shù)均為零)、正電子和穩(wěn)定的原子核b。貝1)()

A.a是VN,b是空C

B.a是VC,b是尤

C.a是rN,b是VC

D.a是VN,b是1背C

答案：C

解析：根據(jù)質量數(shù)和電荷數(shù)守恒，閃電產(chǎn)生的高能y射線把"N原子核里的中子移除出去，質量

數(shù)減少，電荷數(shù)不變，所以a是叩N,a再衰變成中微子、正電子和穩(wěn)定的原子核b,新核b的質

量數(shù)不變，電荷數(shù)減少，即b是VC。故選C。

對點練3.(多選)能源是社會發(fā)展的基礎，發(fā)展核能是解決能源問題的途徑之一，下列關于核反

應方程的說法正確的是()

A.衰變方程2馥U-288Th+X中X是電子

B.衰變方程2懿Th—2轉Pa+Y中Y是電子

C.核聚變反應方程iH+i2H一,He+aJn中。=2

D.核裂變反應方程2馥U+比一嘿Ba+甥Kr+從n中b=3

答案：BD

解析：根據(jù)電荷數(shù)與質量數(shù)守恒可知：X是氨核，故A錯誤；Y是電子，故B正確；。=1,故

C錯誤；b=3,故D正確。

考點三質量虧損及核能的計算

113知識梳理》＞

1.核力

(1)概念：原子核內部，核壬所特有的相互作用力。

(2)特點：核力是強相互作用力、短程力，只發(fā)生在相鄰的核子間。

2.結合能

(1)結合能：原子核是核子憑借核力結合在一起構成的，要把它們今丑需要的能量，叫作原子的

結合能。

(2)比結合能：原子核的結合能與核子數(shù)之比,叫作比結合能，也叫平均結合能。比結合能越大,

原子核中核子結合得越牢固，原子核越穩(wěn)定。

3.核能

2

(1)質能關系：E=mco

(2)核能的釋放：核子在結合成原子核時出現(xiàn)質量虧損△加，其釋放的能量A￡=&@。

（3）核能的吸收：原子核分解成核子時要吸收一定的能量，相應的質量增加△加，吸收的能量為

=△加。2。

【高考情境鏈接】

（2023?浙江6月選考?改編）“玉兔二號”裝有核電池，不懼漫長寒冷的月夜。核電池將磁Pu衰變

釋放的核能一部分轉換成電能。2掰雨的衰變方程為2明而一房U+蛆e

判斷下列說法的正誤：

（1）2弱Pu中任何兩個核子之間均存在核力。（義）

（2）生成物W更穩(wěn)定，比繾Pu的比結合能更大。（力

（3）質能方程表明2薛Pu損失的一部分質量轉化為能量。（<）

|g核心突破〉》

核能的計算方法

|書寫核反應方程|一T計算質量虧損一南市￡=珈〃，計算釋放的核能|

學生用書第348頁

1.根據(jù)AE=△加，計算，計算時△用的單位是“kg”，。的單位是“m/s”，AE的單位是“J”。

2.根據(jù)AE=AmX931.5MeV/u計算。因1原子質量單位（u）相當于931.5MeV的能量，所以計算

時Am的單位是“u”，AE的單位是“MeV”。

例國"一個靜止的鈾核2弱u（質量為232.0372u）放出一個a粒子（質量為4.0026u）后衰變成鈕核

2掰Th（質量為228.0287u）。已知1u相當于931MeV的能量。下列說法正確的是（）

A.該核衰變反應方程為2弱U-2躺Th+蛆e

B.該核衰變反應中釋放出的核能為0.059MeV

C.該反應產(chǎn)生的鉆核和a粒子的動量相同

D.假設反應中釋放出的核能全部轉化為包核和a粒子的動能，則鈕核獲得的動能約為0.017MeV

【審題指導】（1）算出核反應質量虧損，然后根據(jù)“l(fā)u相當于931MeV的能量”計算釋放的核

能。

（2）核反應過程滿足動量守恒和能量守恒。

答案：A

解析：由題意可知，該核衰變反應方程為啰U―2強Th+夕He,故A正確；質量虧損△加=（232.037

2-4.0026-228.0287）u=0.0059u,釋放出的核能A￡=A/?x931MeV=0.0059x931MeV~5.49

MeV,故B錯誤；由該核衰變反應過程中系統(tǒng)動量守恒，可知反應后的牡核和a粒子的動量大小

相等、方向相反，即pTh=—Pa，晶產(chǎn)外，Eka=^->EkTh+Eka=兇，所以牡核獲得的動能

2/MTh2加a

EkTh=———XAE----x5.49MeVM.095MeV,故C、D錯誤。

TMa+wrh4+228

對點練1.（2023?河南省大聯(lián)考）我國科學家通過研究“嫦娥五號”帶回的月球樣品，發(fā)現(xiàn)其中含有

豐富的汨e03He可通過核反應汨e+X—蛆e+21H釋放能量A^。已知汨e的質量為3.0160u,lHe

的質量為4.0026u,1H的質量為1.0078u,12H的質量為2.014lu,lu相當于931.5MeV的能

量。下列說法正確的是（）

A.X為i2H,920.42MeV

B.X為JH,AE=18.35MeV

C.X為汨e,AE=951.62MeV

D.X為汨e,12.85MeV

答案：D

解析：根據(jù)核反應方程質量數(shù)和核電荷數(shù)守恒得，X的質量數(shù)為4+2—3=3,核電荷數(shù)為2+2

-2=2,所以X是犯e,反應前質量為如=3.0160u+3.0160u=6.0320u,反應后質量為加2

=4.0026u+2X1,0078u=6.0182u,反應過程質量虧損為△加=如一加2=0.0138u,則A￡=0.013

8X931.5MeV^12.85MeV,故選D。

對點練2.（2023?重慶萬州聯(lián)考）核電站利用鈾核裂變釋放出能量，其主要核反應方程為硬U+

比一嘿Ba+端Kr+33n,如圖為原子核的平均結合能與質量數(shù)之間的關系圖線，下列說法正確的是

()

A.為了調節(jié)中子數(shù)目以控制反應速度，核反應堆中需要在鈾棒之間插進一些石墨。當反應過于

劇烈時，將石墨棒插入深一些，讓它多吸收一些中子，鏈式反應的速度就會慢一些

B.通常把核裂變物質能夠發(fā)生鏈式反應的最大體積叫作它的臨界體積，相應的質量叫作臨界質

量

C.兩個中子和兩個質子結合成夕He核時釋放的能量約為28MeV

D.aHe核的平均核子質量大于，Li核的平均核子質量

答案：C

解析：為了調節(jié)中子數(shù)目以控制反應速度，核反應堆中需要在鈾棒之間插進一些鎘棒，當反應過

于劇烈時，將鎘棒插入深一些，讓它多吸收一些中子，鏈式反應的速度就會慢一些，故A錯誤;

通常把核裂變物質能夠發(fā)生鏈式反應的最小體積叫作它的臨界體積，相應的質量叫作臨界質量,

故B錯誤；根據(jù)題圖可知如e平均結合能約為7MeV,所以兩個中子和兩個質子結合成犯e核

時釋放的能量約為E=4X7MeV=28MeV,故C正確；夕He核的比結合能大于§Li核的比結合

能，所以蛆e核的平均核子質量小于？Li核的平均核子質量，故D錯誤。故選C。

對點練3.（多選）一個被原子核（ZBe）從最靠近核的K層電子軌道上俘獲一個電子后發(fā)生衰變，生

成一個鋰核GLi）,并放出一個不帶電的質量接近零（質量可視為零）的中微子Ve，人們把這種衰變

叫“K俘獲”。靜止的鍍核俘獲電子的核反應方程為lBe+J/e-￡i+ve,已知鉞原子質量為“Be

=7.016929u,鋰原子質量為MLi=7.016004u。已知lu的質量對應的能量約為9.3X102MeV=

下列說法中正確的是（）

A.衰變后的鋰核與衰變前的被核相比，質量數(shù)不變，電荷數(shù)減少1

B.衰變后的鋰核與衰變前的被核相比，質量數(shù)不變，電荷數(shù)不變

C.中微子所獲得的能量E=0.86MeV

D.鋰核所獲得的動量PL產(chǎn)0

答案：ACD

解析：根據(jù)ZBe+.?e-4Li+%,可知衰變后的鋰核與衰變前的鍍核相比，質量數(shù)不變，電荷數(shù)減

2

少1,故A正確,B錯誤;在該核反應中質量虧損為△E=（MBe—MLi）X9.3X10MeV/u^0.86MeV,

所以中微子所獲得的能量房0.86MeV,故C正確；根據(jù)動量守恒可知鋰核所獲得的動量次產(chǎn)0,

故D正確。

對應學生

課時測評76原子核

用書P499

（時間：45分鐘滿分：60分）

（本欄目內容，在學生用書中以獨立形式分冊裝訂?。?/p>

（選擇題每題4分，共60分）

，基礎鞏固練

1.（2023?海南高考）鉆元素衰變時會放出p粒子，其中p粒子是（）

A.中子B.質子C.電子D.光子

答案：C

解析：p粒子是電子，c正確。

2.（2023?全國甲卷）在下列兩個核反應方程中X+/N-Y+40、Y+4Li-2X,X和Y代表兩種

不同的原子核，以Z和4分別表示X的電荷數(shù)和質量數(shù)，則（）

A.Z=l,A=lB.Z=l,A=2

C.Z=2,A=3D.Z=2,4=4

答案：D

解析：設Y電荷數(shù)和質量數(shù)分別為加和"根據(jù)核反應方程質量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，第一個

核反應方程的核電荷數(shù)和質量數(shù)滿足/+14=篦+17,Z+7=m+8,第二個核反應方程的核電荷

數(shù)和質量數(shù)滿足麓+7=%,加+3=2Z,聯(lián)立解得Z=2,Z=4,故選D。

3.（2023?重慶高考）原子核碰U可以經(jīng)過多次a和0衰變成為穩(wěn)定的原子核明Pb,在該過程中，可

能發(fā)生的B衰變是（）

A.2煦Fr-熊Ra十一怕

B.2盤Bi_2翩。+_惶

C.2蔡Ra-2道Ac+.?e

D.2姆Po-2超At+_<?e

答案：A

解析：原子核磷U衰變成為穩(wěn)定的原子核期Pb質量數(shù)減小了28,則經(jīng)過了7次a衰變，中間生

成的新核的質量數(shù)可能為231、227、223、219、215、211,則發(fā)生。衰變的原子核的質量數(shù)為上

述各數(shù)，則B、C、D都不可能，根據(jù)核反應的質量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，選項A正確。故選A。

4.（2023?遼寧大連一模）對于質量為加。的放射性元素P，經(jīng)過時間，后剩余p的質量為加，其圖

線如圖所示，從圖中可以得到p的半衰期為（）

A.0.6dB.2.2d

C.3.0dD.3.6d

答案：C

解析：由題圖可知，放射性元素的質量從2"，。變?yōu)榕c。，剛好衰變了一半的放射性元素，經(jīng)歷的

33

時間為一個半衰期，則有T=5.5d—2.5d=3.0d,故選C。

5.（2023?湖南彬州三模）下列說法正確的是（）

A.結合能越大，原子核中核子結合得越牢固，原子核越穩(wěn)定

B.2莪u衰變?yōu)槟腞n經(jīng)過4次a衰變、2次0衰變

C.原子核發(fā)生。衰變過程中所放出的電子來自原子的外層電子

D.根據(jù)玻爾原子理論可知，一個氫原子核外電子從麓=4能級向低能級躍遷最多可輻射6種不

同頻率的光子

答案：B

解析：比結合能越大，原子核中核子結合得越牢固，原子核越穩(wěn)定，故A錯誤；設2弱U衰變?yōu)?/p>

2詔Rn經(jīng)過那次a衰變、九次P衰變，根據(jù)電荷數(shù)和質量數(shù)守恒可得92=86+加義2+〃*（-1）,238

=222+加X4+〃X0,聯(lián)立解得加=4,n=2,故B正確；原子核發(fā)生p衰變過程中所放出的電子

來自中子轉化為質子和電子，故C錯誤；根據(jù)玻爾原子理論可知，一個氫原子核外電子從〃=4

能級向低能級躍遷最多可輻射3種不同頻率的光子，故D錯誤。故選B。

6.（多選）（2024?安徽高三聯(lián)考）盧瑟福用a粒子轟擊氮原子核，產(chǎn)生了氧的一種核素X和一個質子，

這是人類第一次實現(xiàn)原子核的人工轉變。已知a粒子、氮原子核號N、氧的核素X、質子的質量

分別為4.0026u、14.0073u、17.0045u、1.0078u,核反應時質量虧損1u釋放的核能約為931

MeVo則下列說法正確的是（）

A.該轟擊過程遵循動量守恒

B.核反應中吸收的能量約為2.23MeV

C.氧的核素X的核子數(shù)為16

D.該質子是He核或者N核中的一個中子轉變而來的

答案：AB

解析：核轟擊過程類似碰撞，遵循動量守恒，A正確；反應物的質量為加i=4.0026u+14.0073u

=18.0099u,生成物的質量為加2=17.0045u+1.0078u=18.0123u,核反應中質量增加，屬于

吸能核反應，吸收的能量為A￡：=（m21）X931MeV/u02.23MeV,故B正確；根據(jù)核反應中質

量數(shù)守恒，可知氧的核素X的核子數(shù)為4=14+4—1=17,故C錯誤；中子轉變成一個質子和

一個電子是發(fā)生在。衰變中的，故D錯誤。故選AB。

7.（2023?廣東湛江一模）實現(xiàn)核能電池的小型化、安全可控化一直是人們的目標。現(xiàn)在有一種“氟

電池”，它的體積比一元硬幣還要小，有的心臟起搏器就是使用“僦電池”供電，使用壽命長達

v

20年。已知晁核的衰變方程為汨THe+J?e+e,其中丫e是質量可忽略不計的中性粒子，氟

核的半衰期為12.5年。設反應前汨的質量為M，反應后夕He的質量為機2,一Ye的質量為加3，

光在真空中的傳播速度為下列說法正確的是（）

A.Z=2,4=3,原子核衰變時電荷數(shù)和質量數(shù)都守恒

B.100個汨經(jīng)過25年后一定還剩余25個

C.田發(fā)生的是p衰變，。射線的穿透能力最強

D.該衰變過程釋放的能量為（冽2+加3—加1）《2

答案：A

解析：根據(jù)原子核衰變時質量數(shù)與電荷數(shù)都守恒可得3=0+4,1=Z—1,解得4=3,Z=2,由

此可知汨發(fā)生的衰變?yōu)镻衰變，B射線的穿透能力不是最強的，故A正確，C錯誤；由于半衰期

是一種統(tǒng)計規(guī)律，對少量的原子核不適用，故B錯誤；根據(jù)可知，該衰變過程釋放的

能量為伽1一加2一加3）C2,故D錯誤。

8.（2023?河南周口高三聯(lián)考）核動力電池也叫做放射性同位素電池，它將放射性同位素衰變產(chǎn)生

的能量轉化為電能，能量密度大，可以為地質勘測、特殊探險行業(yè)等提供強大的電源支持，也會

讓很多行業(yè)的后勤保障得到很大的提升。某種核動力電池利用了2黃Pu的衰變，衰變方程為

2罅Pu-領u+Y,下列說法正確的是（）

A.23894PU發(fā)生的是B衰變

B.一個2翦Pu衰變?yōu)?馥U釋放的核能為（WPu-Wu）c2

C.新核領U的比結合能比強PU的大

D.衰變過程釋放的能量為2罅Pu的結合能

答案：c

解析：由衰變方程的電荷數(shù)守恒和質量數(shù)守恒可知Y為蛆e,不是P衰變，A錯誤；一個甯Pu

衰變?yōu)橛睻釋放的核能為（加Pu一加U—加He）/,B錯誤；新核為U的比結合能比為Pu的大,衰變

過程釋放的能量為反應后領U、紀Ie結合能的和與反應前2罅Pu結合能的差值，D錯誤，C正確。

故選C。

9.（2024?安徽安慶聯(lián)考）我國自主研發(fā)的聚變一裂變混合反應堆的主體部分由“聚變堆芯”和

“裂變包層”等組成，“聚變堆芯”中笊、僦燃料發(fā)生可控熱核聚變反應，輸出大量高能中子，

“裂變包層”中的2筋U在高能中子的作用下可轉變?yōu)榘鮑,2第U經(jīng)過兩次衰變后可變成磷Pu,

2明PU發(fā)生裂變反應能夠穩(wěn)定、可控地輸出巨大的能量。1個領PU核“捕捉”一個中子發(fā)生裂變

反應，可產(chǎn)生兩個新核Xl、X2，同時產(chǎn)生％個中子。已知繾Pu核、X]核、X2核和中子的質量

分別為M、加1、加2和陽n，光在真空中的傳播速度為C，下列說法正確的是（）

A.“聚變堆芯”中發(fā)生的核反應方程為-H+汨一狙e+而

B.2弱u衰變?yōu)?機泣發(fā)生了2次a衰變

C.新核Xi的比結合能小于繾Pu核的比結合能

D.1個2明Pu核發(fā)生裂變反應釋放的能量,=[??一如一加2—（X—1）Wnlc2

答案：D

解析：核反應方程兩邊質量數(shù)不相等，故A錯誤；2朗U衰變?yōu)榱譸u,衰變前后質量數(shù)沒有變化，

質子數(shù)增加了2,所以是發(fā)生了2次p衰變，故B錯誤；1個磁Pu核“捕捉”一個中子發(fā)生裂變

反應，可產(chǎn)生兩個中等質量的原子核，反應后新核的比結合能都比2窗PU大，故C錯誤；根據(jù)愛

因斯坦質能方程,可知mi—陽2一（％—1）陽故D正確。故選D。

，創(chuàng)新拓展練

10.（2024?遼寧省聯(lián)考）核電站利用核反應堆工作時釋放出的熱能使水汽化以推動汽輪發(fā)電機發(fā)電。

核反應堆中的“燃料”是避U,核反應方程為峨U+JnTgSr+嗡Xe+如1,以下正確的是（）

A.核反應方程式中x=9

B.2馥U的中子數(shù)比1槳S的多91個

C.2薊u的比結合能比1就Xe的大

D.2第u的結合能比段Sr的大

答案：D

解析：核反應中質量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒，可得％=10,故A錯誤；2/U的中子數(shù)為143,哦Xe

中子數(shù)為82,中子數(shù)相差61,故B錯誤；重核裂變生成物的原子核更穩(wěn)定，比結合能變大，故

C錯誤；核子數(shù)多，結合能大，故硬U的結合能比裁Sr的大，故D正確。

11.（多選）靜止的小Bi原子核在磁場中發(fā)生衰變后運動軌跡如圖所示，大、小圓半徑分別為4、

及。則下列關于此核衰變方程和兩圓軌跡半徑比值的判斷中正確的是（）

A.2叢Bi-2MPo+_（?eB.2叢Bi-2好n+蛆e

C.Ri:R2=84：1D.Ri：&=81：2

答案：AC

1/2加/

解析：由左手定則可知此核衰變?yōu)閜衰變，故A正確，B錯誤；由夕陽=加一可知火=——，由動

RqB

量守恒定律知，衰變后兩粒子的動量加，大小相同，所以4：&=@：卬=84：1,故C正確，D

錯誤。

12.（2024?安徽合肥模擬）太陽之所以能輻射出巨大的能量，就是內部氫核聚變的結果。假定地球

單位面積接受太陽直射能量的功率為尸，地球到太陽中心的距離為r,太陽可用于氫核聚變的質

量為加，光在真空中傳播的速度為。，太陽的壽命大約是（）

.me2?me3

A.----------------------B.-----

4兀Pf3