原子核

（40分鐘72分）

【基礎(chǔ)鞏固練】

1.（6分）（2023?天津等級考）關(guān)于太陽上進行的核聚變，下列說法正確的是（）

A.核聚變需要在高溫下進行

B.核聚變中電荷不守恒

C.太陽質(zhì)量不變

D.太陽核反應(yīng)方程式啕5u+/n—嗎lBa+及Kr+3/n

2.（6分）藥物濃度的衰減與原子核衰變的規(guī)律相似。服用某退燒藥后，藥物有效成分在血漿中濃

度下降的半衰期約為2h,若病人用藥后血漿中濃度的最大值為

18mg/L,藥物濃度低于3mg/L就要補充用藥。則下列用藥時間間隔較為合適的是（）

A.2hB.4hC.6hD.8h

3.（6分）（2023?重慶模擬）已知中子的質(zhì)量為1.0086u,質(zhì)子的質(zhì)量為1.0072u,氣核的質(zhì)量為

2.0134u,lu的質(zhì)量對應(yīng)的核能為931.5MeV,以下說法正確的是（）

A.一個質(zhì)子與一個中子結(jié)合為氣核需要吸收能量

B.笊核的比結(jié)合能約為1.1MeV

C.笊核的比結(jié)合能約為2.2MeV

D.笊核的結(jié)合能約為1.1MeV

4.（6分）（2023?全國甲卷）在下列兩個核反應(yīng)方程中

X+[N—>Y+1（）

Y+"i—>2X

x和Y代表兩種不同的原子核，以z和z分別表示x的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)，則（）

A.Z=l,A=lB.Z=1,A=2

C.Z=2,A=3D.Z=2,Z=4

5.（6分）（2024?德州模擬）中國“華龍一號”全球首堆投入商業(yè)運行,標(biāo)志著我國自主三代核電技

術(shù)躋身世界前列?！叭A龍一號”用到的核燃料主要是鈾，鈾核（能5U）是獲得核能的主要原料之一,

其中一種核反應(yīng)方程為然U+笳一劈Xe+患Sr+K并釋放核能。以下說法正確的是（）

A.該核反應(yīng)是輕核聚變，其中K為10個中子

B.該核反應(yīng)產(chǎn)物的結(jié)合能之和大于鈾核（用5u）的結(jié)合能

C.該核反應(yīng)產(chǎn)物的放射性可以通過人工手段去消除

D.核反應(yīng)時釋放能量，根據(jù)￡=切02,核反應(yīng)后的總質(zhì)量數(shù)減少

238

6.（6分X2023?浙江6月選考）“玉兔二號”裝有核電池，不懼漫長寒冷的月夜，核電池將94衰變

23

釋放的核能一部分轉(zhuǎn)換成電能。的衰變方程為94PU強U+犯e,則（）

94Pu

A.衰變方程中的X等于233

BjHe的穿透能力比丁射線強

C238

94比的比結(jié)合能小

D.月夜的寒冷導(dǎo)致圖8pu的半衰期變大

【綜合應(yīng)用練】

7.（6分）（2023?重慶選擇考）原子核笏U可以經(jīng)過多次a和0衰變成為穩(wěn)定的原子核級Pb,在該過

程中，可能發(fā)生的。衰變是（）

A哥3Fr一輟Ra+公

B.霆Bi—*283Po+°.e

225

C88Ra

.嗡Ac+$e

D.敘Po—>ssAt+^e

8.（6分）（2023?唐山模擬）黨的二十大報告中提至山我國已經(jīng)進入創(chuàng)新型國家行歹!],一些關(guān)鍵技術(shù)

如核電技術(shù)取得重大成果。關(guān)于核能、核反應(yīng)，下列說法正確的是（）

A.到目前為止，利用任何物質(zhì)都能得到核能

B.到目前為止，輕核聚變是人類獲得核能的主要方式

C.太陽內(nèi)部進行的熱核反應(yīng)屬于輕核聚變

D.原子彈是采用人工核轉(zhuǎn)變制成的核武器

9.（6分）（2023?涼山模擬）如圖是原子核的比結(jié)合能曲線，下列說法正確的是（）

A.從曲線上分析，兩個?H核合成4He釋放約6MeV的能量

B.兩個?H核結(jié)合成,He,因為質(zhì)量數(shù)未變，所以不釋放或吸收能量

C賁U裂變成黑Kr和斕Ba的方程為噬5u+/n—%Ba+器Kr+3/n

D.從曲線上分析康5u的結(jié)合能小于斕Ba的結(jié)合能

10.（6分）（2023?商洛模擬）沂水跋山遺址的發(fā)現(xiàn)填補了山東及中國北方地區(qū)舊石器時代考古的

空白。出土文物包括石制品、動物化石及一定數(shù)量的骨制品,在測定其年代時用碳十四斷代法,

某制品初步測年數(shù)據(jù)為距今6萬至10萬年，已知14c的半衰期為5730年，該制品的14C原始質(zhì)

量為機0。則該制品中14c的剩余量不可能是（）

11

A.mo（-）nB.mo（-）14

C.mo（-）16D.mo（-）21

【加固訓(xùn)練】

（2023?唐山模擬）2022年6月13日，四川省文物考古研究院公布三星堆遺址祭祀?yún)^(qū)最新考古發(fā)

掘成果:在7號、8號祭祀坑,又發(fā)現(xiàn)大量造型前所未見的精美青銅器?？脊艑W(xué)家利用放射性元

素/C的半衰期確定了7號、8號祭祀坑的埋藏年代均為商代晚期。碳元素藍C能自發(fā)地釋放

。射線，衰變方程為/C-44N+B，其半衰期約為5730年。則當(dāng)衰變后的產(chǎn)物產(chǎn)N數(shù)量是衰變后

剩余的數(shù)量的3倍時/C衰變所經(jīng)歷的時間為（）

A.3100年B.5730年

C.11460年D.17190年

11.（6分）（2023?長沙模擬）地球大氣層中的氧受宇宙射線轟擊散裂后產(chǎn)生的1°Be衰變時放出口

射線。若鍍核1°Be在垂直紙面向里的勻強磁場中做勻速圓周運動（運動軌跡未畫出），到P點時

發(fā)生衰變,衰變后產(chǎn)生的粒子在磁場中的運動軌跡如圖所示，圖中尸4a、下列關(guān)于1°Be衰變前

在磁場中的運動軌跡描述正確的是（）

A.順時針轉(zhuǎn)動，軌道半徑為10。

B.順時針轉(zhuǎn)動，軌道半徑為7a

C.逆時針轉(zhuǎn)動，軌道半徑為11a

D.逆時針轉(zhuǎn)動，軌道半徑為10?

【情境創(chuàng)新練】

12.（6分）（多選）得-99m（Tc-99m,m代表亞穩(wěn)態(tài)同位素）是目前最廣泛使用的核醫(yī)藥物，可用于甲狀

腺、骨骼、心肌、腦部等掃描檢查。如圖所示，鈾核分裂得到的

99M99

銅-99（乂0-99）衰變成等99m淇過程為:42O43n】Tc+X+W可為不帶電荷且質(zhì)量非常小或近乎零的

反微中子），接著將得夕刖取出,并由注射或口服等方法送入人體內(nèi)，在特定器官或組織發(fā)生衰變,

其過程為:瑞mR-瑞Tc+7,釋放出丁射線作為醫(yī)學(xué)檢測分析的訊號。下列有關(guān)此核醫(yī)藥物的敘

述正確的是（)

9999

m和

A.43TC43TC兩者具有相同的化學(xué)性質(zhì)

B.MO-99衰變成Tc-99m過程中產(chǎn)生的X是電子

C.Tc-99m衰變半衰期越長，醫(yī)學(xué)檢測分析效果越明顯

D.y射線為核外電子從高能級向低能級躍遷時放射的光子

解析版

1.（6分）（2023?天津等級考）關(guān)于太陽上進行的核聚變，下列說法正確的是（）

A.核聚變需要在高溫下進行

B.核聚變中電荷不守恒

C.太陽質(zhì)量不變

41B923l

86a+36

D.太陽核反應(yīng)方程式啕5u+仙Kr+6n

【解析】選A。因為高溫時才能使得粒子的熱運動劇烈，才有可能克服它們自身相互間的排斥

力，使得它們間的距離縮短,才能發(fā)生聚變，故A正確;核聚變中電荷是守恒的，故B錯誤;因為太

陽一直在發(fā)生核聚變，需要放出大量能量，根據(jù)質(zhì)能方程可知是要消耗一定質(zhì)量的，故C錯誤;核

聚變的方程為汨+汨一由e+仙,題中為核裂變方程，故D錯誤。

2.（6分）藥物濃度的衰減與原子核衰變的規(guī)律相似。服用某退燒藥后，藥物有效成分在血漿中濃

度下降的半衰期約為2h,若病人用藥后血漿中濃度的最大值為

18mg/L,藥物濃度低于3mg/L就要補充用藥。則下列用藥時間間隔較為合適的是（）

A.2hB.4hC.6hD.8h

【解析】選C。由題知，服用某退燒藥后，藥物有效成分在血漿中濃度下降的半衰期約為2h,則

根據(jù)片儂切，可知經(jīng)過3個半衰期即片3,血漿中的藥物濃度下降至2.25mg/L,所以該藥物的

用藥時間間隔為6h,故選C。

3.（6分）（2023?重慶模擬）已知中子的質(zhì)量為1.0086u,質(zhì)子的質(zhì)量為1.0072u,氣核的質(zhì)量為

2.0134u,lu的質(zhì)量對應(yīng)的核能為931.5MeV,以下說法正確的是（）

A.一個質(zhì)子與一個中子結(jié)合為氣核需要吸收能量

B.笊核的比結(jié)合能約為1.1MeV

C.笊核的比結(jié)合能約為2.2MeV

D.氣核的結(jié)合能約為1.1MeV

【解析】選B。一個質(zhì)子與一個中子結(jié)合為笊核的反應(yīng)過程中,反應(yīng)前后的質(zhì)量差為

Am=mi+m2-m3=0.0024u,所以氣核的結(jié)合能為AE=△機x93L5MeV~2.2MeV,氣核的比結(jié)合能約

為竽=1.1MeV,B正確,C、D錯誤;由于反應(yīng)過程有質(zhì)量虧損，所以該反應(yīng)過程需要放出能量，故A

錯誤。

4.（6分）（2023?全國甲卷）在下列兩個核反應(yīng)方程中

—>Y+1（）

Y+：Li->2X

x和Y代表兩種不同的原子核，以z和/分別表示x的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)，則（）

A.Z=1,4=1B.Z=1H=2

C.Z=2R=3D.Z=2,4=4

【解析】選D。設(shè)Y電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)分別為根和〃，根據(jù)核反應(yīng)方程質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知,

第一個核反應(yīng)方程的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)滿足Z+7=m+8、Z+14=〃+17,第二個核反應(yīng)方程的電荷數(shù)

和質(zhì)量數(shù)滿足m+3=2Z>〃+7=24聯(lián)立解得Z=2,Z=4,故選D。

5.（6分）（2024?德州模擬）中國“華龍一號”全球首堆投入商業(yè)運行,標(biāo)志著我國自主三代核電技

術(shù)躋身世界前列?！叭A龍一號”用到的核燃料主要是鈾，鈾核（第5U）是獲得核能的主要原料之一,

136Xe+90

其中一種核反應(yīng)方程為i5U+Jn-5438Sr+K并釋放核能。以下說法正確的是（）

A.該核反應(yīng)是輕核聚變，其中K為10個中子

B.該核反應(yīng)產(chǎn)物的結(jié)合能之和大于鈾核（能5U）的結(jié)合能

C.該核反應(yīng)產(chǎn)物的放射性可以通過人工手段去消除

D.核反應(yīng)時釋放能量，根據(jù)￡=m°2,核反應(yīng)后的總質(zhì)量數(shù)減少

【解析】選B。該核反應(yīng)是重核的裂變，根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知其中K為10個中

子,A錯誤;由于該反應(yīng)為放能反應(yīng)，釋放核能后結(jié)合能增大,因此該核反應(yīng)產(chǎn)物的結(jié)合能之和大

于鈾核的結(jié)合能,B正確;放射性物質(zhì)的半衰期非常穩(wěn)定，不會隨著外界環(huán)境改變而改變,因此不

可以通過人工手段消除,C錯誤;核反應(yīng)時釋放能量，總質(zhì)量減小，而總質(zhì)量數(shù)保持不變,D錯誤。

6.（6分）（2023?浙江6月選考）“玉兔二號”裝有核電池，不懼漫長寒冷的月夜，核電池將箭8PU衰變

23

釋放的核能一部分轉(zhuǎn)換成電能。的衰變方程為94PU強U+擔(dān)e,則（）

94PU

A.衰變方程中的X等于233

BfHe的穿透能力比丁射線強

238

94比的比結(jié)合能小

D.月夜的寒冷導(dǎo)致舒8pu的半衰期變大

【解析】選C。由質(zhì)量數(shù)守恒得:X=238-4=234,故A錯誤;fHe的穿透能力比丁射線弱，故B錯誤

238

94Pu衰變過程釋放能量,比結(jié)合能增大，即圖8pu比Xu的比結(jié)合能小，故C正確;半衰期的大

小反映衰變的快慢，與所處的物理環(huán)境無關(guān)，故D錯誤。

【綜合應(yīng)用練】

7.（6分）（2023?重慶選擇考）原子核砥5u可以經(jīng)過多次a和B衰變成為穩(wěn)定的原子核錯,p.在該過

程中，可能發(fā)生的。衰變是（）

A.就Fr-畿Ra+'e

B.霆Bi—哪Po+'e

C.酸Ra―啕Ac+*e

D熹8Po—噢At+'e

【解析】選A。原子核汗U衰變成為穩(wěn)定的原子核敘Pb質(zhì)量數(shù)減小了28,則經(jīng)過了7次a衰

變，中間生成的新核的質(zhì)量數(shù)可能為231,227,223,219,215,211,則發(fā)生°衰變的原子核的質(zhì)量數(shù)

為上述各數(shù)，則B、C、D都不可能，根據(jù)核反應(yīng)的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，選項A正確。

8.（6分）（2023?唐山模擬）黨的二十大報告中提到，我國已經(jīng)進入創(chuàng)新型國家行列,一些關(guān)鍵技術(shù)

如核電技術(shù)取得重大成果。關(guān)于核能、核反應(yīng)，下列說法正確的是（）

A.到目前為止，利用任何物質(zhì)都能得到核能

B.到目前為止，輕核聚變是人類獲得核能的主要方式

C.太陽內(nèi)部進行的熱核反應(yīng)屬于輕核聚變

D.原子彈是采用人工核轉(zhuǎn)變制成的核武器

【解析】選C。到目前為止,一般是利用重核裂變或輕核聚變得到核能，并不是利用任何物質(zhì)都

能得到核能,A錯誤;到目前為止，重核裂變是人類獲得核能的主要方式,B錯誤;輕核發(fā)生聚變之

前,必須要有高溫，即輕核聚變又叫作熱核反應(yīng),太陽內(nèi)部進行的熱核反應(yīng)屬于輕核聚變,C正確;

原子彈是采用重核裂變制成的核武器,D錯誤。

9.（6分）（2023?涼山模擬）如圖是原子核的比結(jié)合能曲線，下列說法正確的是（）

A.從曲線上分析，兩個汨核合成擔(dān)e釋放約6MeV的能量

B.兩個核結(jié)合成鄉(xiāng)He,因為質(zhì)量數(shù)未變，所以不釋放或吸收能量

C靜U裂變成患Kr和劈Ba的方程為噬5U+]—%Ba+患Kr+3仙

D.從曲線上分析焉5U的結(jié)合能小于劈Ba的結(jié)合能

【解析】選C。從曲線上分析以He核的比結(jié)合能約為7MeV,汨核的比結(jié)合能約為1MeV,則

兩個汨核結(jié)合成犯e核時釋放能量為A￡=4X7MeV-2x2xlMeV=

24Me"、B錯誤;根據(jù)核反應(yīng)的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知靜U裂變成器Kr和V^Ba的方程

為235114489

5北

92L/+O5636K什3/,C正確;從曲線上分析懈5。的比結(jié)合能小于短曲的比結(jié)合能,

但是笏。的結(jié)合能大于短曲的結(jié)合能Q錯誤。

10.（6分）（2023?商洛模擬）沂水跋山遺址的發(fā)現(xiàn)填補了山東及中國北方地區(qū)舊石器時代考古的

空白。出土文物包括石制品、動物化石及一定數(shù)量的骨制品,在測定其年代時用碳十四斷代法,

某制品初步測年數(shù)據(jù)為距今6萬至10萬年，已知14c的半衰期為5730年，該制品的14C原始質(zhì)

量為mo。則該制品中14c的剩余量不可能是（）

11

A.加o（5）uB.mo（-）14

11

C.mo（-）16D.mo（-）21

【解析】選D。根據(jù)半衰期計算公式m=mo§）h取6萬至10萬年,7=5730年，可得發(fā)生了半衰

期的次數(shù)〃滿足,10力37,顯然，該制品中14c發(fā)生半衰期的次數(shù)〃不可能為21次，則該制品中

14C的剩余量不可能是根0（；產(chǎn),故選Do

【加固訓(xùn)I練】

（2023?唐山模擬）2022年6月13日，四川省文物考古研究院公布三星堆遺址祭祀?yún)^(qū)最新考古發(fā)

掘成果:在7號、8號祭祀坑,又發(fā)現(xiàn)大量造型前所未見的精美青銅器?？脊艑W(xué)家利用放射性元

素『C的半衰期確定了7號、8號祭祀坑的埋藏年代均為商代晚期。碳元素『C能自發(fā)地釋放

。射線，衰變方程為/C―尹N+B，其半衰期約為5730年。則當(dāng)衰變后的產(chǎn)物產(chǎn)N數(shù)量是衰變后

剩余的『C數(shù)量的3倍時/C衰變所經(jīng)歷的時間為（）

A.3100年B.5730年

C.11460年D.17190年

【解析】選C。根據(jù)題意可知，當(dāng)/N數(shù)量是『C數(shù)量的3倍時才C數(shù)量占總原子核數(shù)量的工㈢,

4Z

經(jīng)過2個半衰期，即片2x5730年=11460年，故選Co

11.（6分）（2023?長沙模擬）地球大氣層中的氧受宇宙射線轟擊散裂后產(chǎn)生的1°Be衰變時放出0

射線。若鍍核1°Be在垂直紙面向里的勻強磁場中做勻速圓周運動（運動軌跡未畫出），到P點時

發(fā)生衰變,衰變后產(chǎn)生的粒子在磁場中的運動軌跡如圖所示，圖中尸4a、下列關(guān)于：°Be衰變前

在磁場中的運動軌跡描述正確的是（）

A.順時針轉(zhuǎn)動，軌道半徑為10a

B.順時針轉(zhuǎn)動，軌道半徑為7a

C.逆時針轉(zhuǎn)動，軌道半徑為11a

D.逆時針轉(zhuǎn)動，軌道半徑為10。

【解析】選C。：°Be的衰變方程為：°Be-號B+公悌一種情況:如果軌道①為”B的運動軌

跡,則軌道②為一Je的運動軌跡,由帶電粒子在勻強磁場中做圓周運動的半徑公式R者需可

知夕B=10e歷、夕e=e5/,，由左手定則可知°通順時針轉(zhuǎn)

10C

動、5B逆時針轉(zhuǎn)動,則在衰變位置一Je的動量方向和鏟B的動量方向相同，由動量守恒定律可

知,衰變前1°Be的動量為pBe=lle歷，而『4/所以1°Be的軌道半徑為出=1la,沿逆時針方向轉(zhuǎn)

動。第二種情況:同理,如果軌道②為1°B的運動