2020版高考物理一轮复习全程训练计划课练40原子核含解析

衰变后变成 28039Bi，下列说法正确的是( )
A．衰变过程中原子核的质量和电荷量守恒
B.28039Bi 的原子核比 29337Np 的原子核少 28 个中子
C．衰变过程中共发生了 7 次 α 衰变和 4 次 β 衰变
D．经过两个半衰期后含有 29337Np 的矿石的质量将变为原来的四分之一 答案：C 解析：衰变过程中有质量亏损，原子核的质量不守恒，A 错误；28039Bi 的原子核比 29337Np 的原子核质量数少 28，电荷数少 10，故中子少 18 个，B 错误；设 29337Np 变为 28039Bi 需要经过 x 次 α 衰变和 y 次 β 衰变，根据质量数和电荷数守恒则有：93－83＝2x－y，4x＝237－209， 所以解得：x＝7，y＝4，C 正确；经过两个半衰期后 29337Np 的原子核个数变为原来的四分之一， 但含有 29337Np 的矿石质量大于原来的四分之一，D 错误．
A．核反应方程是 1H＋10n→21H＋γ
B．聚变反应中的质量亏损 Δm＝m1＋m2－m3
C．辐射出的 γ 光子的能量 E＝(m3－m1－m2)c2 h
D．γ 光子的波长 λ＝ m1＋m2－m3c2
答案：AB
c 解析：辐射出光子的能量为 E＝Δm·c2＝(m1＋m2－m3)c2，C 错误；因为 hν＝hλ＝(m1＋
天然放射现象中放出的 β 射线就是电子流，该电子是原子核内的中子转化成质子和电子，
从原子核中辐射出来的，C 错误；半衰期是对大量原子核衰变的统计规律，D 错误．
7．[2019·贵州省黔东南州联考]由于放射性元素 29337Np 的半衰期很短，所以在自然界一
直未被发现，只是在使用人工的方法制造后才被发现．已知 29337Np 经过一系列 α 衰变和 β
错误；C 选项中 X 粒子的电荷数为 1、质量数为 1，即为质子，C 错误；D 选项中 X 粒子的电
荷数为 0、质量数为 1，即为中子，D 正确．
3．[2019·广东省惠州调研]下列与 α 粒子相关的说法正确的是( )
A．天然放射现象中产生的 α 射线速度与光速相当，穿透能力很强
B.29328U(铀 238)放出一个 α 粒子后就变为 29304Th(钍 234)
错误．
14．[2019·山东省、湖北省部分重点中学联考]某实验室工作人员，用初速度 v0＝ 0.09c(c 为真空中的光速)的 α 粒子轰击静止的氮原子核 174N，产生了质子 1H.若某次碰撞可
D．镭 226 衰变为氡 222 的半衰期为 1 620 年，也就是说，100 个镭 226 核经过 1 620 年
后一定还剩下 50 个镭 226 没有发生衰变
答案：B
解析：结合能并不是由于核子结合成原子核而具有的能量，而是为把核子分开而需要的
能量，A 错误；在所有核反应中，都遵从“质量数守恒，电荷数守恒”的规律，B 正确；在
射性同位素 185O 注入人体，185O 主要是作为示踪原子，B 正确；正、负电子湮灭产生两个光子，C
错误；氧在人体内的代谢时间不长，因此 PET 中所选的放射性同位素的半衰期应较短，D 错
误．
11．[2019·广东省深圳模拟](多选)一个质子和一个中子聚变成一个氘核，同时辐射出
一个 γ 光子．已知质子、中子、氘核的质量分别为 m1、m2、m3，普朗克常量为 h，真空中的 光速为 c.下列说法正确的是( )
原子核
小题狂练○40
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1.[2019·安徽省四校模拟]下列关于近代物理知识的说法中，正确的是( )
A．所有元素都可能发生衰变
B．太阳辐射的能量来自太阳内部的核裂变反应
C．可利用 γ 射线对某些金属棒进行探伤检测
D．β 射线为原子的核外电子电离后形成的电子流
答案：C
解析：有些元素的原子核不稳定，可以自发地衰变，但不是所有元素都可能发生衰变，A
A．核反应方程中，X 粒子是中子 Ba、8396Kr 相比，15464Ba 的比结合能最大，它最稳定
D.29325U、15464Ba、8396Kr 相比，29325U 的核子数最多，它的结合能最大
答案：AD
解析：根据质量数和电荷数守恒可得 X 为 10n，为中子，A 正确，B 错误；从题图中可知
于高能级，它向低能级跃迁辐射出一个粒子．在这个过程中，前两次衰变放出的粒子和最后
辐射出的粒子，依次是( )
A．γ 光子、电子、α 粒子 B．α 粒子、γ 光子、β 粒子
C．β 粒子、γ 光子、中子 D．α 粒子、β 粒子、γ 光子
答案：D
解析：根据电荷数守恒、质量数守恒，29328U 衰变成 29304Th，释放的粒子电荷数为 2，质量
h
m2－m3)c2，所以
λ＝
，D
m1＋m2－m3c
错误．
12．[2019·吉林省长春测试]2017 年 1 月 9 日，大亚湾反应堆中微子实验工程获得国
家自然科学一等奖．大多数原子核发生核反应的过程中都伴随着中微子的产生，例如核裂变、
核聚变、β 衰变等．下列关于核反应的说法正确的是( )
A.29304Th 衰变为 28262Rn，经过 3 次 α 衰变、2 次 β 衰变 B.21H＋31H→42He＋10n 是 α 衰变方程，29304Th→29314Pa＋－01e 是 β 衰变方程 C.29325U＋10n→15464Ba＋8396Kr＋310n 是核裂变方程，也是氢弹的核反应方程 D．高速运动的 α 粒子轰击氮核可从氮核中打出中子，其核反应方程为 42He＋174N→187O＋ 10n 答案：A 解析：29304Th 经过 3 次 α 衰变后质量数减少 12、质子数减少 6，再经过 2 次 β 衰变后 质子数增加 2，衰变为 28262Rn，A 正确；21H＋31H→42He＋10n 是核聚变方程，29304Th→29314Pa＋－01e 是 β 衰变方程，B 错误；29325U＋10n→15464Ba＋8396Kr＋310n 是核裂变方程，也是原子弹的核反应方程，C 错误；高速运动的 α 粒子轰击氮核可从氮核中打出质子，其核反应方程为 42He＋174N→187O＋1H， D 错误．
B.29328U→29304Th＋X
C.2173Al＋10n→2172Mg＋X D.2173Al＋42He→3105P＋X
答案：D
解析：由核反应方程的质量数守恒以及电荷数守恒可知，A 选项中 X 粒子的电荷数为 1、
质量数为 0，即为正电子，A 错误；B 选项中 X 粒子的电荷数为 2、质量数为 4，即为 α 粒子，B
错误；太阳辐射的能量来自太阳内部的核聚变反应，B 错误；γ 射线的实质是一种电磁波，
所以可利用 γ 射线对某些金属棒进行探伤检测，C 正确；β 射线为原子核内的中子转化为
质子时形成的电子流，D 错误．
2．[2019·湖南省益阳市、湘潭市调研]在下列 4 个核反应方程中，X 表示中子的是( )
A.3105P→3104Si＋X
8396Kr 的比结合能最大，C 错误；原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能
量，则原子核的核子越多，它的结合能越高，D 正确．
10．[2019·湖北省襄阳四中模拟](多选)PET(正电子发射型计算机断层显像)的基本原
理是：将放射性同位素 185O 注入人体，参与人体的代谢过程.15 8O 在人体内衰变放出正电子， 与人体内负电子相遇而湮灭转化为一对光子，被探测器探测到，经计算机处理后产生清晰的
13．[2019·黑龙江省哈尔滨六中模拟]静止在匀强电场中的碳 14 原子核，某时刻放射
的某种粒子与反冲核的初速度方向均与电场方向垂直，且经过相等的时间后形成的轨迹如图
所示(a、b 表示长度)．那么碳 14 的核反应方程可能是( )
A.164C→42He＋140Be B.164C→01e＋154B
图象，根据 PET 原理，下列说法正确的是( )
A.185O 衰变的方程 185O→175N＋01e
B．将放射性同位素 185O 注入人体，185O 的主要用途是作为示踪原子
C．一对正、负电子湮灭后可能只生成一个光子
D．PET 中所选的放射性同位素的半衰期应较长
答案：AB
解析：由质量数守恒和电荷数守恒得，185O 的衰变方程是：185O→175N＋01e，A 正确；将放
释放的核能约为( )
A．7.266 eV
B．5.266 eV
C．1.16×10－9 J D．1.16×10－12 J
答案：D
解析：根据质量亏损，结合爱因斯坦质能方程求出核反应中释放的核能．该核反应的质
量亏损 Δm＝4.002 6×3 u－12.000 0 u＝0.007 8 u，则释放的核能 ΔE＝Δm·c2＝7.266
C.164C＋－01e＋174N
D.164C→21H＋152B
答案：A
解析：由轨迹弯曲方向可以看出，反冲核与放出的粒子的受力方向均与电场强度方向相
同，粒子和反冲核均带正电；衰变过程动量守恒有 m1v1＝m2v2，粒子和反冲核做类平抛运动，
1 q2E
1 q1E
m1 b
有 b＝v2t,4b＝2· m2 t2，a＝v1t,2a＝2· m1 t2，联立得 q2＝2q1，m2＝a，A 正确，B、C、D
C．高速 α 粒子轰击氮核可从氮核中打出中子，核反应方程为 42He＋174N→186O＋10n
D．丹麦物理学家玻尔进行了 α 粒子散射实验并首先提出了原子的核式结构模型
答案：B
1 解析：天然放射现象中产生的 α 射线的速度约为光速的 ，穿透能力不强，A 错误；
10 根据质量数和电荷数守恒可知，29328U(铀 238)放出一个 α 粒子后就变为 29304Th(钍 234)，B 正
确；高速 α 粒子轰击氮核可从氮核中打出质子，核反应方程为 42He＋174N→187O＋1H，C 错误；
卢瑟福进行了 α 粒子散射实验并首先提出了原子的核式结构模型，D 错误．
4．[2019·吉林省白城一中模拟]29328U 衰变成 29304Th，之后 29304Th 衰变成 29314Pa，而 Pa 核处
8．[2019·山东省淄博一中质检](多选)人们发现，不同的原子核，其核子的平均质量 (原子核的质量除以核子数)与原子序数有如图所示的关系．下列关于原子结构和核反应的说 法正确的是( )
A．由图可知，原子核 D 和 E 聚变成原子核 F 时会有质量亏损，要吸收能量 B．由图可知，原子核 A 裂变成原子核 B 和 C 时会有质量亏损，要放出核能 C．在核反应堆的铀棒之间插入镉棒是为了控制核反应速度 D．在核反应堆的外面修建很厚的水泥层能防止射线和射性物质的泄漏 答案：BCD 解析：由题图图象可知，D 和 E 核子的平均质量大于 F 核子的平均质量，原子核 D 和 E 聚变成原子核 F 时，核子总质量减小，有质量亏损，要释放出核能，A 错误；由题图图象可 知，A 核子的平均质量大于 B 与 C 核子的平均质量，原子核 A 裂变成原子核 B 和 C 时会有质 量亏损，要放出核能，B 正确；在核反应堆的铀棒之间插入镉棒是为了控制核反应速度，C 正确；在核反应堆的外面修建很厚的水泥层能防止射线和放射性物质的泄漏，D 正确． 9．[2019·湖北省武汉调研](多选)一种典型的铀核裂变时生成钡和氪，同时放出 3 个 中子，核反应方程是 29325U＋X→15464Ba＋839Kr＋310n，已知部分原子核的比结合能与质量数的关 系如图所示，下列说法正确的是( )
MeV＝1.16×10－12 J，D 正确．
6．[2019·吉林省通榆一中监测]下列说法正确的是( )
A．原子核的结合能是组成原子核的所有核子的能量总和
B．在所有核反应中，都遵从“质量数守恒，电荷数守恒”的规律
C．在天然放射现象中放出的 β 射线就是电子流，该电子是原子的内层电子受激发后辐
射出来的
数为 4，为 α 粒子.29304Th 衰变成 29314Pa，释放的粒子电荷数为－1，质量数为 0，为电子，即 β
粒子.29314Pa 向低能级跃迁时辐射出一个粒子为 γ 光子，故选 D.
5．[2019·河北省承德二中测试]在某些恒星内，3 个 α 粒子结合成一个 162C，162C 原子
的质量是 12.000 0 u，42He 原子的质量是 4.002 6 u，已知 1 u＝931.5 MeV/c2，则此核反应中