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课练39原子核———[狂刷小题夯基础]———练基础小题1．下列说法正确的是()A．卢瑟福的α粒子散射实验证明了原子核是由质子和中子组成的B．钍的半衰期为24天，1g钍经过120天后还剩0.2gC．氢原子从激发态向基态跃迁，会辐射光子D．用能量等于氘核结合能的光子照射静止的氘核，能使氘核分解为一个质

子和一个中子2．铝箔被α粒子轰击后，发生的核反应方程为2713Al＋42He→X＋10n.方程中X的中子数为()A．15B．16C．30D．313．(多选)下列关于原子核衰变的说法正确的是()A．放射性元素发生β衰变时所释放出的电子是原子核内的中子转化为质子

时产生的B．有6个放射性元素的原子核，有3个发生衰变所需的时间就是该元素的半衰期C．钍发生一次α衰变，新核与原来的原子核相比，中子数减少了4D．铀核(23892U)衰变为铅核(20682Pb)的过程中，要经过8次α衰变和6次β衰变4．放

射性元素钋(21084Po)发生衰变时，会产生42He和一种未知粒子，并放出γ射线，其核反应方程为21084Po→y82X＋42He＋γ.下列说法正确的是()A.42He的穿透能力比γ射线强B．y＝214C．X核的中子个数为124D．这种核反应为裂变5．如图所示，某放射性元素衰变

过程中释放出α、β、γ三种射线，分别进入匀强磁场和匀强电场中，关于三种射线，下列说法正确的是()A．①④表示α射线，其速度最慢、电离能力最弱B．②⑤表示γ射线，其穿透能力和电离能力都很强C．②⑤表示γ射线，是原子核内释放出的高频

电磁波D．③⑥表示β射线，是高速电子流，可以穿透几毫米厚的铝板练高考小题6．[2015·北京卷·17]实验观察到，静止在匀强磁场中A点的原子核发生β衰变，衰变产生的新核与电子恰在纸面内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹

示意如图，则()A．轨迹1是电子的，磁场方向垂直纸面向外B．轨迹2是电子的，磁场方向垂直纸面向外C．轨迹1是新核的，磁场方向垂直纸面向里D．轨迹2是新核的，磁场方向垂直纸面向里7．[2016·全国卷Ⅲ·35](多选)一静止的铝原子核2713Al俘获一速度为1.0×107m/s的质子p后，变

为处于激发态的硅原子核2814Si.下列说法正确的是()A．核反应方程为p＋2713Al→2814SiB．核反应过程中系统动量守恒C．核反应过程中系统能量不守恒D．核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和8．[201

9·天津卷](多选)我国核聚变反应研究大科学装置“人造太阳”2018年获得重大突破，等离子体中心电子温度首次达到1亿度，为人类开发利用核聚变能源奠定了重要的技术基础．下列关于聚变的说法正确的是()A．核聚变比核裂变更为安全、清洁B．任何两个原子核

都可以发生聚变C．两个轻核结合成质量较大的核，总质量较聚变前增加D．两个轻核结合成质量较大的核，核子的比结合能增加9．[2019·全国卷Ⅱ]太阳内部核反应的主要模式之一是质子－质子循环，循环的结果可表示为411H→42He＋201e＋2ν已知11H和42He的质量

分别为mp＝1.0078u和mα＝4.0026u，1u＝931MeV/c2，c为光速，在4个11H转变成1个42He的过程中，释放的能量约为()A．8MeVB．16MeVC．26MeVD．52MeV10.[2018·北京卷·13]在核反应方程：42He＋147N→178O＋X中，X表示

的是()A．质子B．中子C．电子D．α粒子11．[2018·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的是()A.147N俘获一

个α粒子，产生178O并放出一个粒子B.2713Al俘获一个α粒子，产生3015P并放出一个粒子C.115B俘获一个质子，产生84Be并放出一个粒子D.63Li俘获一个质子，产生32He并放出一个粒子练模拟小题12．[2020·贵州省

黔东南州联考]由于放射性元素23793Np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23793Np经过一系列α衰变和β衰变后变成20983Bi，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.20983Bi的原子核比23

793Np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23793Np的矿石的质量将变为原来的四分之一13．[2020·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14．[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23592U＋X→14456Ba＋89

39Kr＋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()A．核反应方程中，X粒子是中子B．核反应方程中，X粒子是质子C.23592U、14456Ba、8936Kr相比，14

456Ba的比结合能最大，它最稳定D.23592U、14456Ba、8936Kr相比，23592U的核子数最多，它的结合能最大15．[2020·四川省南充一中测试]某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论，其中的两个核反应方程为11

H＋126C→137N＋Q1，11H＋157N→126C＋X＋Q2，方程中Q1、Q2表示释放的能量，相关的原子核质量见下表，下列判断正确的是()原子核11H32He42He126C137N157N质量/u1.00783.01604.002612.000013.005

715.0001A.X是32He，Q2>Q1B．X是42He，Q2>Q1C．X是32He，Q2<Q1D．X是42He，Q2<Q116．[2020·福建省质检]我国对中微子的研究处于世界领先地位，大亚湾反应堆中微子实验工程获201

6年国家自然科学奖一等奖．太阳发生核反应时会放出大量中微子及能量．假设太阳释放的能量由“燃烧氢”的核反应411H→42He＋201e＋2ν提供，式中ν为中微子，这一核反应平均每放出2个中微子相应释放28MeV的能量．已知太阳每秒约辐射2.8×1039Me

V的能量，地球与太阳间的距离约为1.5×1011m，则地球表面与太阳光垂直的每平方米面积上每秒接收到的中微子数目的数量级为()A．1011个B．1014个C．1017个D．1020个———[综合测评提能力]———一、单项选择题(本题共8小题，每小题3分，共24分)1．[2020·郑州一中

摸底]世界上第一台粒子加速器将质子(11H)加速到具有0.5MeV的能量去撞击静止的原子核X，得到两个动能均为8.9MeV的氦核42He.下列说法正确的是()A．X是63LiB．X由42He组成C．上述核反应中出现了质量亏损D．上述核反

应的类型是裂变2．[2020·四川凉山模拟]关于原子核反应，下列描述正确的是()A．温度升高，放射性元素衰变的半衰期减小B．放射性物质23892U发生β衰变所释放的电子来源于核外电子C.23290Th经过6次α衰变、4次β衰变

后变成20882PbD．用中子轰击铀核，产生几个中等质量原子核的现象属于核聚变3．[2020·江西新余联考]2018年11月16日，第26届国际计量大会上，经过60个成员国代表投票表决，重新定义了千克

．新定义以普朗克常量为基准，从而使1千克脱离了实际物体．你可能不能推导出千克的新定义，但可以通过一定的物理分析，分析下列新千克的定义(公式中h为普朗克常量，ν为铯原子共振频率，c为光速)表示式为()A．1kg＝1.36×1018hν/c2B．1kg＝1.36×1018h2ν/cC．1kg＝1

.36×1018hν2/cD．1kg＝1.36×1018h2ν2/c24．[2020·河北邢台一中考试]原子核的比结合能曲线如图所示．根据该曲线，判断下列说法正确的是()A.63Li核的结合能约为5MeVB．在21H核、42He核和63Li核中，最稳定的是63Li核C．两个21H

核结合成一个42He核时有质量亏损D．两个21H核结合成一个42He核时吸收能量5．[2020·山东潍坊模拟]14C是碳元素的一种具有放射性的同位素，其半衰期约为5700年．在某次研究中，测得考古样品中14C的含量大约是鲜活生命体中14C含量的18，

则样品生活的年代约是()A．11400年前B．17100年前C．22800年前D．45600年前6．两个动能均为1MeV的氘核发生正面碰撞，引起如下反应：21H＋21H→31H＋11H.若放出的能量全部转变为新生核的动能，则新生的氚核具有的动能是(已知21H核质量

为2.0136u，31H核质量为3.0156u，11H核质量为1.0073u，1u相当于931.5MeV)()A．4.005MeVB．0.0043MeVC．2.013MeVD．1.001MeV7.22688Ra的衰变方

程为22688Ra―→22286Rn＋X＋γ，则下列说法正确的是()A．X是电子B．此衰变为γ衰变C.22286Rn的比结合能比22688Ra的比结合能大D．γ光子是由22688Ra发出的8．关于放射性和衰变，下列说法正确的是()A．贝可勒尔通过对天然放射现象的

研究，确定了原子核的存在B．放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态和外部条件有关C．原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量守恒的规律D．从23793Np到20983Bi，共发生7次α衰变和4次β衰变二、多项选择题(本题共2小题，每小题4分，共8分)9．某次

用中子轰击23592U原子核的核反应方程为23592U＋10n―→Y＋13638Xe＋1010n，23592U、10n、Y、13638Xe的质量分别为m1、m2、m3、m4，真空中的光速为c.下列说法正确的是()A．该反应过程中的质量亏损为m1－9m2－m3－m

4B．该反应过程中释放的能量为12(m1－9m2－m3－m4)c2C．该核反应属于聚变D．Y原子核中含有36个中子10.静止在匀强磁场中的某放射性元素的原子核，当它放出一个α粒子后，其速度方向与磁场方向垂直，

测得α粒子和反冲核轨道半径之比为441，如图所示，则()A．α粒子与反冲粒子的动量大小相等，方向相反B．原来放射性元素的原子核电荷数为88C．反冲核的核电荷数为88D．α粒子和反冲粒子的速度之比为188三、非选择题(本题共3小

题，共26分)11．(8分)假设两个氘核在一直线上相碰发生聚变反应，生成氦核的同位素和中子，已知氘核的质量是2.0136u，中子的质量是1.0087u，氦核同位素的质量是3.0150u.(1)聚变的核反应方程是__________________

，在聚变核反应中释放出的能量为________MeV(结果保留2位有效数字)．(2)若氚核和氦核发生聚变生成锂核，核反应方程为31H＋42He→73Li，已知各核子比结合能分别为EH＝1.112MeV、EHe＝7.075MeV、ELi＝5.603MeV，试求此核反应过程中释放的核能．12．(8分

)[2017·北京卷·23]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(42He)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.13．(10分)钚的放射性同位素23994Pu静止时衰变为铀核激发态235

92U*、α粒子，而铀核激发态23592U*立即衰变为铀核23592U，并放出能量为0.097MeV的γ光子．已知：23994Pu、23592U和α粒子的质量分别为mPu＝239.0521u、mU＝235.0439u和mα＝4.0026u,1u＝9

31.5MeV/c2.(1)写出衰变方程；(2)已知衰变放出的光子的动量可忽略，求α粒子的动能．课练39原子核[狂刷小题夯基础]1．C卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子的核式结构，故A错误；钍的半衰期为24天，1g钍经过120天后，即经

过5个半衰期，未衰变的质量m＝1212024m0＝132g，故B错误；氢原子从激发态向基态跃迁时，会辐射光子，故C正确；原子核分解为核子，一般要在高温或高速撞击的条件下才能完成，故用能量等于氘核结合能的光子照射静止的氘核，不可能使氘核分解为一个质子和一个中子，故

D错误．2．A根据核反应方程遵循电荷数守恒、质量数守恒知，X的电荷数(质子数)为15，质量数为30，可知X的中子数为30－15＝15，选项A正确，B、C、D均错误．3．AD放射性元素发生β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的，A正确；半

衰期是大量原子的统计规律，研究少数原子没有意义，B错误；钍核发生一次α衰变，新核与原来的原子核相比，质量数减少了4，中子数减少了2，故C错误；根据238－206＝4×8可知发生了8次α衰变，由92－82＝2×8－6可知发生了6次β衰变，D正确．

4．C42He的穿透能力比γ射线弱，故A错误；根据核反应过程质量数守恒，y＝210－4＝206，故B错误；X核的中子个数为206－82＝124，故C正确；题设中的核反应为α衰变，故D错误．5．Cα射线是高速粒子

流，粒子带正电，β射线为高速电子流，带负电，γ射线为高频电磁波，根据电荷所受电场力特点及左手定则可知：①④为β射线，②⑤为γ射线，③⑥为α射线．α射线的速度最慢但电离能力最强，γ射线是由原子核内释放出的高频电磁波，其穿透能力很强但

电离能力很弱，故选项C正确，A、B、D均错误．6．D原子核衰变前后动量守恒，故刚衰变后新核与电子的动量等大反向，由qvB＝mv2r，得r＝mvqB，新核带的电荷量多，故新核的半径小，因此轨迹2是新核的，故B项和C项错误；由左手定则，磁场方向垂

直纸面向里，故A项错误，D项正确．7．AB核反应方程满足质量数守恒和电荷数守恒，A项正确；微观粒子相互作用过程中，满足动量守恒定律，B项正确；题述核反应过程属于“二合一”形式的完全非弹性碰撞，机械能有损失，但对于封闭的系统，能量仍然守恒

，C项错误；核反应过程中的机械能有损失，故存在质量亏损现象，D项错误．8．AD与核裂变相比轻核聚变更为安全、清洁，A正确；自然界中最容易实现的聚变反应是氢的同位素氘与氚的聚变，不是任意两个原子核都能发生核聚变，B错误

；两个轻核发生聚变结合成质量较大的核时，放出巨大的能量，根据E＝mc2可知，聚变反应中存在质量亏损，则总质量较聚变前减少，C错误；两个轻核结合成质量较大的核的过程中要释放能量，核子的平均质量减少，所以核子的比结合能增

加，D正确．9．C核反应质量亏损Δm＝4×1.0078u－4.0026u＝0.0286u，释放的能量ΔE＝0.0286×931MeV＝26.6MeV，选项C正确．10．A由核反应方程中，电荷数守恒和质量数守恒可知，X

为11H，选项A正确．11．B根据核反应过程中质量数守恒及电荷数守恒可知，147N＋42He→178O＋11H，A项错误；2713Al＋42He→3015P＋10n，B项正确；115B＋11H→84Be＋42He，C项错误；63Li＋11H→32He＋42He，D项错误．12．C衰变过程中

有质量亏损，原子核的质量不守恒，A错误；20983Bi的原子核比23793Np的原子核质量数少28，电荷数少10，故中子少18个，B错误；设23793Np变为20983Bi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23793Np的原子核个数变为原来的四分之一，但含有23793Np的矿石质量大于原来的四分之一，D错误．13．B

CD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．14．AD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893

6Kr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．15．B在核反应过程中，据反应前后电荷数和质量数守恒有：X的质量数为4，电荷数为2，则X一定是氦原子核；又据释放的能量为：ΔE＝Δm·c2，前一个反应的质量亏损为

Δm1＝1.0078u＋12.0000u－13.0057u＝0.0021u，后一个反应的质量亏损为：Δm2＝1.0078u＋15.0001u－12.0000u－4.0026u＝0.0053u，所以后一个反应释放能量较大，即Q1<Q2，B正确，A、C、D错误

．16．B由题中条件可算得太阳每秒放出2×2.8×103928＝2×1038个中微子，中微子向四面八方辐射，成球面形状分布，地表上每平方米每秒可接收到的数目为2×10384πr2日地≈7×1014个，B正确．[综合测评提能力]1．C根据质量与电荷数守恒，则有73Li＋11H→

242He，X是73Li，故AB错误；质子(11H)加速到0.5MeV的能量去撞击静止的原子核73Li，可知碰撞前系统的动能为0.5MeV，而碰撞后系统的动能为2×8.9MeV＝17.8MeV，系统的动能增

大，根据爱因斯坦质能方程可知上述核反应中出现了质量亏损，故C正确；由题结合核反应的特点可知，上述核反应的类型是人工核反应，故D错误．2．C放射性元素衰变的半衰期仅由核内部自身的因素决定，与温度无关．β衰变所释放的电子来源于核内的中

子，由中子转化为质子与电子．设23290Th经过x次α衰变、y次β衰变后变成20882Pb，有232－4x＝208,90－2x＋y＝82，解得x＝6，y＝4.用中子轰击铀核，产生几个中等质量原子核的现象属于核裂变．3．A光子的能量为hν，根据爱因斯坦质能方程可知hν＝mc2，则质量m

＝hνc2，故A正确．4．C因结合能等于比结合能乘以核子数，故63Li核的结合能约为5×6MeV＝30MeV，A错误；比结合能越大，原子核越稳定，在21H核、42He核和63Li核中，由图象可知，42He核的

比结合能最大，最稳定，B错误；两个21H核结合成一个42He核时，由图象可知，比结合能增加，故该核反应过程中一定存在质量亏损，要释放能量，C正确，D错误．5．B由N余＝N012tT知18＝

12tT，解得t＝3T＝17100年，B正确．6．D此核反应中的质量亏损和放出的能量分别为：Δm＝(2×2.0136－3.0156－1.0073)u＝0.0043u，ΔE＝Δmc2＝0.0043×931.5MeV≈4.005MeV.

因碰前两氘核动能相同，相向正碰，故碰前的总动量为零．因核反应中的动量守恒，故碰后质子和氚核的总动量也为零．设其动量分别为p1、p2，必有p1＝－p2.设碰后质子和氚核的动能分别为Ek1和Ek2，质量分别为m1和m

2.则Ek1Ek2＝12m1v2112m2v22＝m1v21m2v22＝p21m1p22m2＝m2m1＝31，故新生的氚核具有的动能Ek2＝14ΔE＝14×4.005MeV≈1.001MeV，D项正确．7．C根据质量数、电荷数守恒可

知，X是42He，此衰变为α衰变，AB错误；衰变过程放出能量有质量亏损，因此反应生成物的核子的平均质量更小，比结合能更大，C正确；γ光子是22286Rn由处于激发态向低能级状态跃迁时发出的，D错误．8．D卢瑟福根据

α粒子散射实验，得到了原子的核式结构模型，贝可勒尔通过对天然放射现象的研究，提出了原子核内部有复杂的结构，选项A错误；放射性元素的半衰期由原子核自身因素决定，与原子所处的化学状态和外部条件无关，选项B错误；原子核发生衰变时要遵守

电荷数守恒和质量数守恒的规律，衰变过程中会释放核能，有质量亏损，选项C错误；设发生的α衰变和β衰变的次数分别为x、y，则衰变方程为23793Np―→20983Bi＋x42He＋y0－1e，根据质量数和电荷数守恒有237＝209＋4x,93＝83＋2x－y，

解得x＝7、y＝4，选项D正确．9．AD该过程中，质量亏损为m1＋m2－10m2－m3－m4＝m1－9m2－m3－m4，选项A正确；根据爱因斯坦质能方程，该反应过程中释放的能量为(m1－9m2－m3－m4)c2，选项B错误；该反应属于裂变反应，选项C错误；Y原子核中含有的中子数为235－92＋1

－(136－38)－10＝36，选项D正确．10．AC微粒之间相互作用的过程中遵守动量守恒定律，由于初始总动量为零，则末动量也为零，即α粒子和反冲核的动量大小相等，方向相反．由于释放的α粒子和反冲核均在垂直于磁场的平面内，且在洛伦兹力作用下做圆周运动．由Bqv＝mv2R得：R＝mvBq若原来放

射性元素的核电荷数为Q，则对α粒子：R1＝p1B·2e对反冲核：R2＝p2B(Q－2)e由于p1＝p2，得R1R2＝441，得Q＝90它们的速度大小与质量成反比，B、D两项错误，A、C两项正确．11．答案：(1)21H＋21H→32He＋10n3.3(2)7.585MeV解析：(1)根据题中条件

，可知核反应方程为21H＋21H→32He＋10n核反应过程中的质量亏损：Δm＝2mH－(mHe＋mn)＝2×2.0136u－(3.0150＋1.0087)u＝3.5×10－3u由于1u的质量与931.

5MeV的能量相对应，所以氘核聚变反应时放出的能量：ΔE＝3.5×10－3×931.5MeV≈3.3MeV.(2)31H和42He分解成7个核子所需的能量E1＝3×1.112MeV＋4×7.075MeV＝31.636M

eV7个核子结合成73Li，释放的能量E2＝7×5.603MeV＝39.221MeV所以此核反应过程中释放的核能ΔE＝E2－E1＝39.221MeV－31.636MeV＝7.585MeV.12．答案：(1)AZX→A－4Z－2Y＋42He(2)2πmqBq2B

2πm(3)(M＋m)(qBR)22mMc2解析：(1)AZX→A－4Z－2Y＋42He(2)设α粒子的速度大小为v，由qvB＝mv2R，T＝2πRv，得α粒子在磁场中运动周期T＝2πmqB环形电流大小I

＝qT＝q2B2πm(3)由qvB＝mv2R，得v＝qBRm设衰变后新核Y的速度大小为v′，系统动量守恒Mv′－mv＝0v′＝mvM＝qBRM由Δmc2＝12Mv′2＋12mv2得Δm＝(M＋m)(qBR)22mMc213．答

案：(1)23994Pu―→23592U*＋α，23592U*―→23592U＋γ或23994Pu―→23592U＋α＋γ(2)5.034MeV解析：(1)衰变方程为23994Pu―→23592U*＋α①23592U*―→23592U＋γ②或合起来有23994Pu―→23592U＋α＋γ③(2)上

述衰变过程的质量亏损为Δm＝mPu－mU－mα④放出的能量为ΔE＝Δm·c2⑤ΔE是铀核23592U的动能EU、α粒子的动能Eα和γ光子的能量Eγ之和．ΔE＝EU＋Eα＋Eγ⑥可得EU＋Eα＝(mPu－

mU－mα)c2－Eγ⑦设衰变后的铀核和α粒子的速度分别为vU和vα，则由动量守恒有mUvU＝mαvα⑧又由动能的定义知EU＝12mUv2U，Eα＝12mαv2α⑨由⑧⑨式得EUEα＝mαmU⑩由⑦⑩式得Eα＝mUmU＋m

α[(mPu－mU－mα)c2－Eγ]代入题给数据得Eα＝5.034MeV