2025屆高考物理一輪復(fù)習(xí)專項(xiàng)訓(xùn)練：原子核與核能

2025屆高考物理一輪復(fù)習(xí)專題訓(xùn)練原子核與核能

一、單選題

1.國產(chǎn)科幻大片《流浪地球》講述了太陽即將在未來出現(xiàn)“核燃燒”現(xiàn)象，從而導(dǎo)致

人類無法生存，決定移民到半人馬座比鄰星的故事.據(jù)科學(xué)家論證，太陽向外輻射的能

量來自其內(nèi)部發(fā)生的各種熱核反應(yīng)，當(dāng)太陽內(nèi)部達(dá)到一定溫度時(shí)，會發(fā)生“核燃

燒”，其中“核燃燒”的核反應(yīng)方程為汨e+Xf：Be+7,方程中X表示某種粒子，

汨e是不穩(wěn)定的粒子，其半衰期為T,則下列說法不正確的是（）

A.X粒子是；He

B.若使汨e的溫度降低，其半衰期會不變

C.經(jīng)過2T,一定質(zhì)量的：Be占開始時(shí)的1/4

D.“核燃燒”的核反應(yīng)是裂變反應(yīng)

2.對原子、原子核的認(rèn)識，下列說法正確的是（）

A.某原子核發(fā)生一次a衰變時(shí)，生成的新核與原來的原子核相比，中子數(shù)少2

B.發(fā)生0衰變時(shí)，有電子放出，其本質(zhì)是繞原子核運(yùn)動的電子受激發(fā)出的

C.放射性元素的半衰期隨著外界條件（如溫度、壓強(qiáng)等）的改變而改變

D.碳14的半衰期為5730年，若某古木的歷史為11460年，則該古木碳14的含量為現(xiàn)

代植物的3

4

3.2023年第二屆中國核能高質(zhì)量發(fā)展大會在廣東深圳國際會展中心舉辦。聚變反應(yīng)

中的一種方程為;H+：H-；He+x+E,下列說法正確的是（）

A.x為質(zhì)子，該核反應(yīng)屬于裂變反應(yīng)B.x為中子，該核反應(yīng)屬于裂變反應(yīng)

C.x為質(zhì)子，該核反應(yīng)屬于聚變反應(yīng)D.x為中子，該核反應(yīng)屬于聚變反應(yīng)

4.鈕（$Th）是一種放射性元素，廣泛分布在地殼中。鈕（$Th）經(jīng)中子轟擊可得到核

燃料鈾（U）,其反應(yīng)方程為$Th+；＞!!fU+2'e,此反應(yīng)能將地球上現(xiàn)有的鉉資源

變成潛在的核燃料，是一種前景十分可觀的能源材料。以Z、N、A分別表示鈾（U）的

電荷數(shù)、中子數(shù)、質(zhì)量數(shù)，下列判斷正確的是（）

A.Z=91,N=142,A=233B.Z=92,N=141,A=233

C.Z=90,N=140,A=230D.Z=90,N=142,A=232

5.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(yīng)用，下列

有關(guān)放射線應(yīng)用的說法中不正確的是（）

A.軋鋼廠的熱軋機(jī)安裝射線測厚儀對鋼板厚度進(jìn)行自動控制

B.利用丁射線的貫穿性能進(jìn)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，經(jīng)過篩選可以培育優(yōu)良品種

D.用丁射線治療腫瘤時(shí)一定要嚴(yán)格控制劑量，以免對人體正常組織造成太大的危害

6.關(guān)于近代物理知識，下列說法正確的是（）

A.B衰變時(shí)原子核能夠放射出p粒子，說明原子核內(nèi)有B粒子

B.原子核的比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定

c.太陽輻射的能量主要來源于太陽中的裂變反應(yīng)

D.核反應(yīng)方程；11+；1!5）11+乂中X為:He

7.圖為鈾238衰變?yōu)槟?34過程中鈾核質(zhì)量隨時(shí)間變化圖像，則（）

04.59.0“X1()9年)

A.原子核衰變過程中不釋放核能B.鈾238衰變?yōu)槟?34同時(shí)放出電子

C.鈾238半衰期為4.5x109年D.環(huán)境溫度降低衰變速度將變慢

8.根據(jù)東京電力公司2018年發(fā)布的數(shù)據(jù)，福島核污水存在的放射性元素中，氣的含

量最高，其次還有碘-129、釘-106、碳-14、鉆-60、錮-90、鈉-134、葩-137等物質(zhì)。其

中碘-129的半衰期約1570萬年，它會損傷甲狀腺細(xì)胞，可能導(dǎo)致甲狀腺癌。有一定初

速度的碘-129的衰變方程為第lyyxe+Y,則下列說法正確的是（）

A.該核反應(yīng)為a衰變

B.Xe的核電荷數(shù)是129

C.衰變產(chǎn)物;：Xe和Y在同一勻強(qiáng)磁場中做圓周運(yùn)動的半徑之比為1:54

D.經(jīng)過3140萬年后，核污水中的碘-129含量約為原來的I

9.現(xiàn)代物理學(xué)認(rèn)為，自然界存在著四種基本相互作用，那么引起原子核。衰變的是以

下哪種相互作用（）

A.引力相互作用B.電磁相互作用C.強(qiáng)相互作用D.弱相互作用

10.已知笊（；H）核的質(zhì)量為外,質(zhì)子（；H）的質(zhì)量為外,中子（；n）的質(zhì)量為加/光

速為c,則笊核的比結(jié)合能為（）

A.g（%+mn—B.；（%+%一外）。2

C12px12

C.—OTpCXJ.—m^c

11.2023年4月13H,中國“人造太陽”反應(yīng)堆中科院環(huán)流器裝置（EAST）創(chuàng)下新紀(jì)

錄，實(shí)現(xiàn)403秒穩(wěn)態(tài)長脈沖高約束模等離子體運(yùn)行，為可控核聚變的最終實(shí)現(xiàn)又向前

邁出了重要的一步，下列關(guān)于核反應(yīng)的說法正確的是（）

A.核聚變的核反應(yīng)燃料主要是鈾235

B.核聚變反應(yīng)過程中沒有質(zhì)量虧損

C.氣僦核聚變的核反應(yīng)方程為;H+：H-；He<n

D.相同質(zhì)量的核燃料，輕核聚變比重核裂變釋放的核能少

12.居里夫婦和貝克勒爾由于對放射性的研究而一起獲得1903年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，

他們發(fā)現(xiàn)自然界中很多元素具有放射性，其中金屬鉆記Th具有放射性，它能放出一個(gè)

新的粒子而變?yōu)殒V;：pa,同時(shí)伴隨有丁射線產(chǎn)生，其方程為”Thf^pa+x,鉉的

半衰期為24天，則下列說法中正確的是（）

A.X是社核中的一個(gè)質(zhì)子轉(zhuǎn)化成一個(gè)中子時(shí)產(chǎn)生的

B.X為鉉核外的電子

C.Y射線的本質(zhì)就是高速中子流

D.lg鈕”如經(jīng)過96天后還剩0,0625g

二、多選題

13.放射性同位素?zé)犭姍C(jī)（RTG）是一種利用放射性同位素衰變產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為電

能的設(shè)備。RTG使用的放射性同位素通常是杯238（q；Pu）,RTG可以連續(xù)工作多年

甚至數(shù)十年，杯238的半衰期約為87年，其衰變方程為-2j：u+X。下列說法

正確的是（）

A.核反應(yīng)方程中的X為;He

B.核反應(yīng)方程中的X為一：e

C.增大壓強(qiáng)，可使杯238的半衰期增大為90年

DU；U的中子數(shù)為142

14.2023年8月24日，日本政府正式向海洋排放福島第一核電站的核廢水。核廢水中

的郡P。發(fā)生衰變時(shí)的核反應(yīng)方程為普Pb+X,該核反應(yīng)過程中放出的能量為

。。設(shè)M°P。的比結(jié)合能為反,的比結(jié)合能為石2,X的比結(jié)合能為石3，已知光在

真空中的傳播速度為c,則下列說法正確的是（）

A.在該核反應(yīng)方程中，X表示e粒子

B.該核反應(yīng)過程中放出的能量。=（206石2+463）-210月

C.該核反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損可以表示為m=4

C

D.若把X粒子射入勻強(qiáng)磁場中，它一定受到洛倫茲力作用

15.微型核電池是利用微型和納米級系統(tǒng)開發(fā)出的一種超微型電源設(shè)備，這種設(shè)備通

過放射性物質(zhì)的衰變，釋放出帶電粒子，從而獲得持續(xù)電流。鍥63偌Ni）會發(fā)生。衰

變，用它制成的大容量核電池，續(xù)航可超百年。已知保63（；；Ni）發(fā)生p衰變過程中的

質(zhì)量虧損為Am,真空中光速為c。下列判斷正確的是（）

A.銀63的衰變方程為梟NiCu+；e

B.B粒子來源的核反應(yīng)方程為:nfH+_：e

C.升高銀63的溫度，可使其半衰期縮短

D.鎮(zhèn)63發(fā)生衰變時(shí)釋放的能量為

三、填空題

16.若將一塊質(zhì)量為根的放射性碳-14帶上木星，則該碳-14的半衰期^______（選填

“變大”“變小”或“不變”）。若碳-14元素的半衰期為T,經(jīng)過4T后，剩余的碳-14質(zhì)量

為。

17.大氣層中碳14不斷產(chǎn)生又不斷衰變，達(dá)到了動態(tài)平衡，在大氣中的含量保持穩(wěn)

定。這種機(jī)制的核反應(yīng)方程為;“N+X-Vc+Y[Cf^N+z

其中X、Y、Z所代表的粒子分別為、、o（均選填“質(zhì)子”“中

子”或“電子”）

四,計(jì)算題

18.嫦娥六號除了太陽能板之外，還帶了一塊“核電池”，將放射性元素衰變放出的

能量轉(zhuǎn)化電能，為設(shè)備供電。某核電池中一個(gè)M°P。原子核釋放一個(gè)a粒子變?yōu)镻b

核，放出的核能為E。已知方°P。核的質(zhì)量為㈣，：He核的質(zhì)量為m2，真空中的光速

為Co

（1）寫出該衰變的核反應(yīng)方程；

（2）Pb核的質(zhì)量為多大？

參考答案

1.答案：D

解析：根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，X粒子的質(zhì)量數(shù)為4,電荷數(shù)為2,為：He,

選項(xiàng)A正確；溫度不能改變放射性元素的半衰期，選項(xiàng)B正確；經(jīng)過2T,一定質(zhì)量

的汨e占開始時(shí)的5,選項(xiàng)C正確；核燃燒的核反應(yīng)是輕核聚變反應(yīng)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；

故選D.

2.答案：A

解析：A.發(fā)生a衰變時(shí)，生成的新核與原來的原子核相比，質(zhì)量數(shù)少4,質(zhì)子數(shù)少2,

則中子數(shù)少2,故A正確；B.發(fā)生。衰變時(shí)，有電子放出，其本質(zhì)是原子核內(nèi)的一個(gè)

中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子并放出一個(gè)電子，故B錯(cuò)誤；C.半衰期由核內(nèi)部因素決定，與外部條

件（如溫度、壓強(qiáng)等）無關(guān)，故C錯(cuò)誤；D.若某古木的歷史為H460年，則該古木碳

14的含量為現(xiàn)代植物的故D錯(cuò)誤。故選A。

4

3.答案：D

解析：根據(jù)反應(yīng)過程滿足質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，x為中子；n,該核反應(yīng)屬于聚變

反應(yīng)。

故選D。

4.答案：B

解析：根據(jù)電荷數(shù)守恒，U的電荷數(shù)為Z=90+0+2=92,根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒，U的質(zhì)量

數(shù)為A=232+l=233,U的中子數(shù)為N=A—Z=141,故選B。

5.答案：B

解析：A.軋鋼廠的熱軋機(jī)安裝射線測厚儀可以對鋼板厚度進(jìn)行自動控制，故A正確，

不符合題意；

B.利用丁射線的貫穿性可以為金屬探傷，但丁射線對人體細(xì)胞傷害太大，因此不能用

來透視人體，故B錯(cuò)誤，符合題意；

C.用放射線照射作物種子能使其DNA發(fā)生變異，經(jīng)過篩選可以培育優(yōu)良品種，故C

正確，不符合題意；

D.用丁射線治療腫瘤時(shí)一定要嚴(yán)格控制劑量，以免對人體正常組織造成太大的危害，

故D正確，不符合題意。

故選B。

6.答案：B

解析：A.B衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)一個(gè)中子轉(zhuǎn)變成一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子，不能

說明原子核內(nèi)有。粒子，故A錯(cuò)誤；B.原子核的比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定，故B

正確；C.太陽輻射的能量主要來源于太陽中的聚變反應(yīng)，故C錯(cuò)誤；D.由質(zhì)量數(shù)守恒

和電荷數(shù)守恒可知，X的質(zhì)量數(shù)為2+2-1=3，電荷數(shù)為1+1-0=2,則X為汨e,故

D錯(cuò)誤。故選B。

7.答案：C

解析：A.原子核衰變過程中有質(zhì)量虧損，會釋放核能，故A錯(cuò)誤；

B.鈾238衰變?yōu)殁o234,質(zhì)量數(shù)減少4,為a衰變，故B錯(cuò)誤；

C.由圖可知鈾238從4加衰變匕九到的時(shí)間為4.5x109年，則可知半衰期為4.5x109年，

33

故C正確；

D.外界因素不會影響半衰期大小，故D錯(cuò)誤。

故選C。

8.答案：D

解析：A.由核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)守恒，可知Y的質(zhì)量數(shù)為0,電荷數(shù)為-1,即Y

為電子，所以該核反應(yīng)為B衰變。故A錯(cuò)誤B.XeB.Xe的核電荷數(shù)是54。故B錯(cuò)誤;C.

2

若反應(yīng)物碘-29沒有初速度，則有根據(jù)/3=加1,聯(lián)立，解得

r

加：々=1：54,依題意，反應(yīng)物碘-129衰變前有初速度，所以衰變產(chǎn)物*Xe和Y在同

3140

一勻強(qiáng)磁場中做圓周運(yùn)動的半徑之比不為1:54。故C錯(cuò)誤;D.根據(jù)加=%[9]而，解

m11

得一=了，可知經(jīng)過3140萬年后，核污水中的碘-129含量約為原來的二。故D正

m044

確。故選D。

9.答案：D

解析：弱相互作用是引起原子核B衰變的原因，故選D.答案：D.

10.答案：A

解析：質(zhì)子和中子結(jié)合為笊核的過程質(zhì)量虧損為△〃?=%+%—勺由質(zhì)能方程知，質(zhì)

子和中子結(jié)合成氣核時(shí)釋放的能量為AfinAmc?=（/+?-〃已），由于氣核中有兩個(gè)

核子，因此笊核的比結(jié)合能為￥=/%+%-為卜2故A正確，BCD錯(cuò)誤。故選

Ao

11.答案：C

解析：A.核聚變的核反應(yīng)燃料主要是笊核和僦核，故A錯(cuò)誤；

B.核聚變反應(yīng)過程中放出大量能量，有質(zhì)量虧損，故B錯(cuò)誤；

C.根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和核電荷數(shù)守恒可知，笊僦核聚變的核反應(yīng)方程為

；H+：HTHe+[n

故C正確；

D.相同質(zhì)量的核燃料，輕核聚變比重核裂變釋放的核能更多，故D正確；

故選C。

12.答案：D

解析：AB.根據(jù)核反應(yīng)方程，電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒可知，X為電子°遂，這個(gè)電子并非

原子核外的電子，而是由原子核內(nèi)的一個(gè)中子變成一個(gè)質(zhì)子的同時(shí)放出的一個(gè)電子，

故AB錯(cuò)誤；

C.Y射線的本質(zhì)就是光子流，故C錯(cuò)誤；

D.根據(jù)

知還剩社的質(zhì)量

m=%[]=lx[tg=00625g

故D正確。

故選D。

13.答案：AD

解析：AB.根據(jù)核電荷守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可知，核反應(yīng)方程中的X為;He,故A正

確，B錯(cuò)誤；C.壓強(qiáng)、溫度等外界條件不能改變放射性物質(zhì)的半衰期，故C錯(cuò)誤；

D.2；；U的中子數(shù)〃=234-92=142,故D正確。故選AD。

14.答案：BC

解析：A.在該核反應(yīng)方程中，根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，X的質(zhì)量數(shù)為4,電荷

數(shù)為2,為a粒子（：He），選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B.該核反應(yīng)過程中放出的能量

。=（206弓+4區(qū)）-2104，故B正確；C.根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程可知。=&陽2,解得

加=冬，故C正確；D.X的速度與勻強(qiáng)磁場方