高中物理-原子核章节高考真题

A．3.7 MeV
B．3.3 MeV
C．2.7 MeV
D．0.93 MeV
解析：选 B 氘核聚变反应的质量亏损 Δm＝2m 氘－m 氦－mn＝0.003 5 u，则 该反应释放的核能为 ΔE＝Δm×931 MeV＝3.258 5 MeV≈3.3 MeV.
7．(天津卷)我国自主研发制造的国际热核聚变核心部件在国际上率先通过
对 B 来说是 1 个半衰期，B 的质量还剩12.所以剩有的 A 和 B 质量之比为 1∶2，
选项 B 正确．
5．(全国卷Ⅱ)一静止的铀核放出一个 α 粒子衰变成钍核，衰变方程为29328U→29304 Th＋24He.下列说法正确的是( )
A．衰变后钍核的动能等于 α 粒子的动能
B．衰变后钍核的动量大小等于 α 粒子的动量大小
原子核 章末高考真题链接
1．(全国卷Ⅲ)1934 年，约里奥—居里夫妇用 α 粒子轰击铝核1237Al，产生了第
一个人工放射性同位素 X：α＋1237Al→n＋X.X 的原子序数和质量数分别为( )
A．15 和 28
B．15 和 30
C．16 和 30
D．17 和 31
解析：选 B 因为 α 粒子是24He、中子是01n，所以根据反应方程式前后质量
B.1237Al 俘获一个 α 粒子，产生3105P 并放出一个粒子
C.115B 俘获一个质子，产生48Be 并放出一个粒子
D. 36Li 俘获一个质子，产生23He 并放出一个粒子
解析：选 B 根据质量数和电荷数守恒可知四个核反应方程分别为147N＋24
He→178O＋11H、1237Al＋24He→1350P＋01n、115B＋11H→84Be＋24He、63Li＋11H→23He＋24He，
故只有 B 项正确．
4．(江苏卷)已知 A 和 B 两种放射性元素的半衰期分别为 T 和 2T，则相同质
量的 A 和 B 经过 2T 后，剩有的 A 和 B 质量之比为( )
A．1∶4
B．1∶2
C．2∶1
D．4∶1
解析：选 B 经过 2T，对 A 来说是 2 个半衰期，A 的质量还剩14.经过 2T，
权威机构认证，这是我国对国际热核聚变项目的重大贡献．下列核反应方程中属
于聚变反应的是( )
A. 12H＋31H→24He＋01n B.147N＋24He→178O＋11H
C. 42He＋2173Al→1350P＋10n D.23592U＋10n→14456Ba＋3869Kr＋301n 解析：选 A 因为12H＋13H→24He＋01n 是一个氘核与一个氚核结合成一个氦核， 同时放出一个中子，属于聚变反应，故 A 正确；147N＋24He→178O＋11H 是卢瑟福 发现质子的核反应，他用 α 粒子轰击氮原子核，产生氧的同位素——氧 17 和一 个质子，是人类第一次实现的原子核的人工转变，属于人工核反应，故 B 错误； 24He＋1237Al→1350P＋01n 是小居里夫妇用 α 粒子轰击铝箔时发现了放射性磷 30，属于 人工核反应，故 C 错误；23592U＋01n→14456Ba＋8396Kr＋301n 是一种典型的铀核裂变， 属于裂变反应，故 D 错误． 8．(多选)(江苏卷)原子核的比结合能曲线如图所示，根据该曲线，下列判断 中正确的有( )
C．铀核的半衰期等于其放出一个 α 粒子所经历的时间
D．衰变后 α 粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量
解析：选 B 根据动量守恒定律可知衰变后钍核的动量大小等于 α 粒子的动
量大小，B 正确；根据 Ek＝2pm2 可知衰变后钍核的动能小于 α 粒子的动能，A 错
误；半衰期是指放射性元素的原子核有半数发生衰变所需时间，C 错误；衰变后
(3)衰变过程中由动量守恒定律可得 mv1＝Mv2
由能量守恒可知，释放的核能为 ΔE＝12mv21＋12Mv22
由质能方程可得 ΔE＝Δmc2
联立以上方程可解得 Δm＝q2B22RM2mMc＋2 m.
答案：(1)AZX→AZ－－24Y＋42He
2πm (2) qB
q2B 2πm
q2B2R2M＋m (3) 2Mmc2
质量亏损，因此 α 粒子与钍核的质量之和小于衰变前铀核的质量，D 错误．
6．(全国卷Ⅰ)大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量
用来发电．氘核聚变反应方程是12H＋21H→23He＋01n.已知21H 的质量为 2.013 6 u，23He 的质量为 3.015 0 u，01n 的质量为 1.008 7 u,1 u＝931 MeV/c2.氘核聚变反应中释放 的核能约为( )
数、质子数相等得出24He＋1237Al→01n＋3105X.故选 B.
2．(北京卷)在核反应方程24He＋147N→178O＋X 中，X 表示的是( )
A．质子
B．中子
C．电子
D．α 粒子
解析：选 A 设 X 为AZX，根据核反应的质量数守恒：4＋14＝17＋Z，则 Z ＝1.电荷数守恒：2＋7＝8＋A，则 A＝1，
即 X 为11H，即为质子，故选项 A 正确，B、C、D 错误． 3．(天津卷)国家大科学工程——中国散裂中子源(CSNS)于 2017 年 8 月 28
日首次打靶成功，获得中子束流，可以为诸多领域的研究和工业应用提供先进的
研究平台．下列核反应中放出的粒子为中子பைடு நூலகம்是( )
A.147N 俘获一个 α 粒子，产生178O 并放出一个粒子
A. 24He 核的结合能约为 14 MeV B. 42He 核比36Li 核更稳定 C．两个12H 核结合成24He 核时释放能量 D.23592U 核中核子的平均结合能比8396Kr 核中的大 解析：选 BC 42He 核里面有四个核子，所以结合能约为 28 MeV，A 项错误； 比结合能越大，原子核越稳定，B 项正确；两个12H 核结合成24He 核时发生聚变反 应，比结合能变大，有质量亏损，所以释放能量，C 项正确；29325U 核中核子的平 均结合能比3869Kr 核中的小，D 项错误． 9．(北京卷)在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核发 生了一次 α 衰变．放射出的 α 粒子(24He)在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其 轨道半径为 R.以 m、q 分别表示 α 粒子的质量和电荷量． (1)放射性原子核用AZX 表示，新核的元素符号用 Y 表示，写出该 α 衰变的核 反应方程； (2)α 粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，求圆周运动的周期和环形电
流大小；
(3)设该衰变过程释放的核能都转化为 α 粒子和新核的动能，新核的质量为
M，求衰变过程的质量亏损 Δm.
解析：(1)α 衰变的核反应方程为AZX→ Y＋24He. (2)α 粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力
qv1B＝mvR21
T＝2vπ1R
解得 T＝2qπBm 由电流的定义式可得 I＝Tq＝2qπ2Bm.