【同步】高中物理一轮复习课后习题-第十六章第86课时　原子核

第86课时原子核课时精练(分值：60分)1~6题每小题4分，共24分1.(2024·全国甲卷·14)氘核可通过一系列聚变反应释放能量，总的反应效果可用612H→224He+x01n+A.x=1，y=2 B.x=1，y=3C.x=2，y=2 D.x=3，y=1答案C解析根据反应前后质量数和电荷数守恒可得6×2=2×4+x+y6=2×2+y解得x=2，y=2，故选C。2.(2024·北京卷·1)已知钍234的半衰期是24天。1g钍234经过48天后，剩余钍234的质量为()A.0g B.0.25gC.0.5g D.0.75g答案B解析半衰期为24天，1g钍234经过48天后，剩余质量m=(12)tT1/2m0=0.253.(八省联考·四川·1)18氟—氟代脱氧葡萄糖正电子发射计算机断层扫描术是一种非创伤性的分子影像显像技术。该技术中的918F核由质子11p轰击8A.817O+11p→B.817O+11C.817O+11p→D.817O+11p→答案B解析根据质量数守恒和电荷数守恒可得相应核反应方程式为817O+11p→4.(2023·湖南卷·1)2023年4月13日，中国“人造太阳”反应堆中科院环流器装置(EAST)创下新纪录，实现403秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行，为可控核聚变的最终实现又向前迈出了重要的一步，下列关于核反应的说法正确的是()A.相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变释放的核能更多B.氘氚核聚变的核反应方程为12H+13H→C.核聚变的核反应燃料主要是铀235D.核聚变反应过程中没有质量亏损答案A解析相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变释放的核能更多，A正确；根据质量数守恒和电荷数守恒可知，氘氚核聚变的核反应方程为12H+13H→24He+015.90232Th(钍)经过一系列α衰变和β衰变，变成A.α衰变的本质是原子核内的一个中子转化为一个质子并向外辐射一个电子B.铅核比钍核少14个中子C.共经过4次α衰变和6次β衰变D.共经过6次α衰变和4次β衰变答案D解析α衰变的本质是原子核中两个质子和两个中子紧密结合成一个整体，从原子核中放出氦原子核，故A错误；铅核的中子数为208-82=126钍核中子数为232-90=142，可知铅核比钍核少16个中子，故B错误；设共经过x次α衰变和y次β衰变，根据质量数和电荷数守恒可得232=208+4x90=82+2x-y解得x=6，y=4，可知共经过6次α衰变和4次β衰变，故C错误，D正确。6.位于合肥的核聚变大科学装置“夸父”预计于2025年底全面建成，它将用来验证我国“人造太阳”实验的关键技术。下列关于核聚变反应的说法正确的是()A.核聚变反应过程中没有质量亏损B.核聚变反应后原子核的总质量增加C.核聚变反应后，核子的比结合能增加D.核聚变反应后，核子的比结合能减小答案C解析核聚变反应过程中存在质量亏损，核聚变反应后原子核的总质量减少，故A、B错误；核聚变反应后，反应后的原子核比反应前的原子核更稳定，核子的比结合能增加，故C正确，D错误。7~10题每小题5分，11题9分，共29分7.人造心脏的放射性同位素动力源用的燃料是钚238，钚238衰变快慢有一定的规律。如图所示，横坐标表示时间，纵坐标表示任意时刻钚238的质量m与t=0时的质量m0的比值。则经过43.2年剩余钚238的质量与初始值的比值约为()A.0.250 B.0.875 C.0.500 D.0.707答案D解析原子核发生衰变时，剩余质量m=m0(12)tT1/2，经过43.2年剩余钚238的质量与初始值的比值为mm0=(12)8.太阳目前处于主序星阶段，氢燃烧殆尽后将发生“氦闪”，进入红巨星阶段。“氦闪”是氦(24He)聚变变成碳，224He→48Be,48Be极不稳定，短时间再结合一个氦变成碳:48BeA.原子核的结合能越大，原子核就越稳定B.一次“氦闪”放出的核能为7.32MeVC.氦4的核子平均质量小于碳12的核子平均质量D.氦4的结合能为7.08MeV答案B解析原子核的比结合能越大，原子核就越稳定，A错误；一次“氦闪”放出的核能为12×7.69MeV-3×4×7.08MeV=7.32MeV，B正确；反应过程中释放能量，核子有质量亏损，故氦4的核子平均质量大于碳12的核子平均质量，C错误；氦4的比结合能为7.08MeV，结合能为4×7.08MeV=28.32MeV，D错误。9.核电站轴核裂变的产物是多样的。有一种典型的轴核裂变是生成钡和氪，核反应方程是92235U+01n→56144Ba+3689Kr+x01n+γ，已知铀核的质量为m1，钡核的质量为mA.核反应方程中的x=2B.该核反应释放的核能是(m1-m2-m3-2m4)c2C.92235U的比结合能大于56D.目前部分高科技核电站已经实现可控核聚变发电答案B解析根据反应过程满足质量数守恒可得235+1=144+89+x×1，可得x=3，故A错误；根据爱因斯坦质能方程可知，该核反应释放的核能为ΔE=Δmc2=(m1+m4-m2-m3-3m4)c2=(m1-m2-m3-2m4)c2，故B正确；核反应后产物56144Ba(或比反应前的92235U更稳定，所以92235U的比结合能小于56144Ba(或10.随着中国玉兔月球探测器成功着陆月球背面，世界上掀起了新一轮的月球探测热潮。月球表面蕴含丰富而地球却十分匮乏的氦3，氦3是一种非常理想的核聚变材料，月球氦3的开发对解决能源危机有着积极的意义。氦3与氘核的核反应方程为23He+12H→24He+X+ΔE，其中ΔE为释放的核能。且知氘核的比结合能为A.X为中子B.氦3的比结合能比氦核的比结合能大C.氦3的比结合能为4D.氦3的比结合能为4答案C解析根据质量数和电荷数守恒可得核反应方程为23He+12H→24He+11H+ΔE，可知X为质子，故A错误；核反应放出能量，生成的氦核比氦3更稳定，可知氦3的比结合能比氦核的比结合能小，故B错误；根据3E+2E1+ΔE=4E2，可得氦3的比结合能为11.(9分)太阳内部的热核反应是轻核聚变为氦核的过程，有一种反应序列是质子循环，相当于4个质子聚变生成一个氦核和另外两个相同的粒子，核反应方程为411H→24He+2ZAX+ΔE，已知质子的质量为m1，氦核的质量为m2，另外的两个粒子的质量均为m3，太阳每秒辐射的能量为4×1026J，已知光速(1)(6分)X的质量数A、电荷数Z及一次聚变释放的能量(用字母表示)；(2)(3分)太阳每秒亏损的质量为多少千克？(保留两位有效数字)答案(1)01(4m1-m2-2m3)c2(2)4.4×109kg解析(1)根据题意，由质量数和电荷数守恒可得A=4×1-4=0，Z=4×由爱因斯坦质能方程得一次聚变释放的能量为ΔE=Δmc2=(4m1-m2-2m3)c2(2)由爱因斯坦质能方程得，太阳每秒亏损的质量为Δm'=ΔE'c2=4×1026(3(7分)12.(多选)静止的重金属原子核83211Bi在磁感应强度为B的匀强磁场中发生衰变后，运动轨迹如图中的1、2所示，已知轨迹2对应粒子的动量为p，带电荷量为A.新核X的运动轨迹对应大圆1B.83C.83D.大、小圆对应的半径之差为79答案BD解析静止的83211Bi在发生衰变的过程中动量守恒，新核X与24He或−10e的动量等大反向，且新核X的电荷量大于24He或−10e的电荷量，根据洛伦兹力提供向心力有Bqv=mv2R，p=mv，可得R=pBq，可见新核X的半径小于24He或−