备考2025届高考物理一轮复习分层练习第十六章近代物理第2讲原子核

第十六章近代物理第2讲原子核1.[2024福建宁德一中模拟]核能是一种重要的能量来源，我国目前正式投入运营的核电站利用的核反应是（A）A.重核裂变，核燃料为铀B.重核聚变，核燃烧为铀C.轻核裂变，核燃烧为氘D.轻核聚变，核燃料为氘解析我国目前运营的核电站是利用重核裂变获得能量的，核燃料为铀，故A正确，B、C、D错误.2.[2024广东]理论认为，大质量恒星塌缩成黑洞的过程，受核反应612C＋Y→816O的影响，下列说法正确的是（DA.Y是β粒子，β射线穿透实力比γ射线强B.Y是β粒子，β射线电离实力比γ射线强C.Y是α粒子，α射线穿透实力比γ射线强D.Y是α粒子，α射线电离实力比γ射线强解析→Y为24He，即α粒子，A、B错α射线与γ射线的比较如表所示射线种类穿透实力电离实力α射线弱（能被纸张拦住）强γ射线强（能穿透几厘米厚的铅板）几乎为零→D对，C错3.下列核反应方程，表述正确的是（D）A.12H＋13H→24HeB.90234Th→C.714N＋24HeD.92235U＋0解析21H＋31H→42He＋10n为轻核的聚变，故A错误；90234Th→4.在下列两个核反应方程中X＋714N→YY＋37LiX和Y代表两种不同的原子核，以Z和A分别表示X的电荷数和质量数，则（D）A.Z＝1，A＝1 B.Z＝1，A＝2C.Z＝2，A＝3 D.Z＝2，A＝4解析ZAX＋714NY＋Z1A1Y＋37Li→2Z光速解法通过其次个核反应方程可知，2A＞7，所以A＞3.5，解除A、B、C项，快速选出D项.5.[2024湖北“宜荆荆恩”起点考试]宇宙射线撞击空气中的氮原子能产生碳14原子.碳14具有放射性，衰变方式为β衰变，半衰期为5730年.关于一个碳14原子的衰变，以下说法正确的是（D）A.碳14衰变时放出的β射线是电磁波B.只有在温度很高时这个碳14原子才会衰变C.碳14以化合物形式存在时，半衰期会发生变更D.经过5730年，这个碳14原子不愿定会衰变解析依据题意可知，该衰变方程为614C→714N＋6.[联系航天背景/2024福建泉州质检]“玉兔二号”是我国研制的月面巡察探测器，在月球上已经工作了4年多.若其上装核电池，将大大延长工作时间.核电池将94238Pu衰变释放的核能的一部分转化成电能，94238Pu的衰变方程为94238Pu→92234U＋X，已知94238Pu的质量为m1，92234U的质量为m2，X的质量为m3，光速为cA.衰变方程中的X为23B.衰变方程中的X为中子C.该衰变过程释放的核能为（m1＋m2＋m3）c2D.该衰变过程释放的核能为（m1－m2－m3）c2解析X为24He，A、BΔE＝Δmc2⇒ΔE＝（m1－m2－m3）c2，C错，D对7.[2024全国乙]2024年10月，全球众多天文设施观测到迄今最亮伽马射线暴，其中我国的“慧眼”卫星、“极目”空间望远镜等装置在该事务观测中作出重要贡献.由观测结果推断，该伽马射线暴在1分钟内释放的能量量级为1048J.假设释放的能量来自于物质质量的削减，则每秒钟平均削减的质量量级为（光速为3×108m/s）（C）A.1019kg B.1024kgC.1029kg D.1034kg解析依据爱因斯坦质能方程ΔE＝Δmc2，结合题意知，每秒钟平均削减的质量为Δm＝1048(3×108)2×60kg＝10485.4×1018kg≈1.858.[多选]原子核的比结合能曲线如图所示.依据该曲线，下列推断正确的有（BC）A.24He核的结合能约为B.24He核比36C.两个12H核结合成24D.23592U核的平均结合能比3689Kr解析由题图可知，24He核的比结合能为7MeV，因此它的结合能为7MeV×4＝28MeV，A错误；比结合能越大，表明原子核中核子结合得越坚实，原子核越稳定，结合题图可知B正确；两个比结合能小的12H核结合成比结合能大的24He时，会释放能量，C正确；由题图可知，929.放射性元素90232Th经过多次α衰变和β衰变，最终变成稳定的82208Pb，则关于此衰变过程，下列说法正确的是（CA.α衰变的次数为4次B.β衰变的次数为6次C.衰变过程中产生的α粒子比β粒子在空气中传播得近D.某次衰变中，会同时放出一个α粒子和β粒子解析设此衰变过程经过m次α衰变和n次β衰变，则衰变方程为90232Th→82208Pb＋m24He＋n－10e.10.[多选]雷蒙德·戴维斯因探讨中微子（νe）获诺贝尔物理学奖，中微子穿过贮满615t四氯乙烯（C2Cl4）的巨桶时，可以将氯核转变成氩核，其核反应方程式为νe＋1737Cl→1837Ar＋－10e.已知1737Cl核的质量为36.95658u，1837Ar核的质量为36.95691u，－10e的质量为A.中微子就是中子B.中微子的质量数和电荷数均为零C.反应前后质量数守恒D.参加上述反应的中微子的最小能量约为0.82MeV解析由核反应过程中，反应前、后的质量数守恒、电荷数守恒可知，中微子的质量数为零、电荷数为零，而中子01n的质量数为1，A错误，B、C正确.反应前、后能量守恒，当此反应恰不释放能量时，对应参加反应的中微子能量最小，依据E＝mc2得，参加反应的中微子的最小能量为E11.[2024浙江名校联考]在测定年头较近的湖泊沉积物形成的年份时，常利用沉积物中半衰期较短的82210Pb，其衰变方程为82210Pb→83210Bi＋X.下列说法正确的是（A.衰变方程中的X是电子B.为了精确测量时间，应当考虑温度变更对衰变的影响C.82210Pb的结合能大于83D.1000个82210Pb原子核经过一个半衰期后，还剩500解析依据核反应过程中质量数守恒和电荷数守恒可知，衰变方程中的X的质量数为0，电荷数为－1，则X是电子，A正确；由于原子核的半衰期与温度等外界条件无关，即温度变更对衰变无影响，所以B错误；由于核反应过程释放能量，生成物更加稳定，则82210Pb的比结合能小于83210Bi的比结合能，又两者的核子数相等，所以82210Pb的结合能小于8312.[2024江西九校联考]太阳的氢聚变反应至今为止已阅历了几十亿年，某同学为了估算出太阳的燃烧寿命，依据相关资料得知太阳的质量为2×1030kg，地球与太阳之间的距离为1.5×1011m，地球接收到太阳的光强为1.4×103W/m2，试估算出太阳还能燃烧多少年（B）A.1010年 B.1013年C.1016年 D.1018年解析依据爱因斯坦质能方程E＝mc2可知，太阳完全燃烧可以释放的能量为E＝1.8×1047J，太阳释放太阳光的功率为P＝1.4×103×4π×(1.5×1011)2W≈4×1026W，则太阳燃烧的时间t＝EP＝1.8×1047

J4×1026

W＝4.5×1020s13.[核反应与能量、动量综合/2024山东青岛统考]“嫦娥三号”着陆器和月球车首次运用了94238Pu同位素核电池，该电池将放射性同位素94238Pu衰变时释放的能量通过温差热电转换器转化为电能，在恶劣的月球环境中支持月球车低速移动及与地球间不间断通讯.已知94238Pu的半衰期为88年，衰变方程为94238Pu→92234U＋X，94238Pu、92234U、X的结合能分别为E1、E2、E3A.94238PuB.一次94238Pu衰变释放的能量ΔE＝E2＋E3－EC.经过88年，同位素核电池内的94238Pu剩余25D.若一静止94238Pu核衰变释放的能量全部转化为92234U和X的动能，则92234解析由衰变前后的质量数守恒和电荷数守恒可知，X的质量数为238－234＝4，电荷数为94－92＝2，则X为氦核，即α粒子，穿透实力弱，能被一张薄纸阻挡，故A错误；一次

94238Pu衰变释放的能量ΔE＝E2＋E3－E1，故B正确；94238Pu的半衰期为88年，经过88年，同位素核电池内的

94238Pu剩余50％，故C错误；衰变过程由动量守恒定律可得0＝pU＋pα，由能量守恒定律可得ΔE＝EkU＋Ekα，又Ek＝p22m，解得

92234U的动能为E14.[核反应与动量、物质波综合/2024江苏徐州统考]我国科学家在兰州重离子加速器上开展的试验中发觉，静止的镁核（1222Mg）放出两个质子后变成氖核（Ne），并放出γ射线，核反应方程为1222Mg→ZANe＋211H＋γ，氖核的速度大小为v1，质子的速度大小为v2，设质子和γ光子的运动方向相同.已知氖核、质子的质量分别为m（1）氖核的质量数A、电荷数Z和物质波波长λ；（2）γ光子的动量大小p.答案（