高考物理一轮复习讲义微练56　原子核

这是一份高考物理一轮复习讲义微练56　原子核，共4页。试卷主要包含了已知钍234的半衰期是24天，5 g g等内容，欢迎下载使用。
1.(2024·北京卷)已知钍234的半衰期是24天。1 g钍234经过48天后，剩余钍234的质量为(B)
A.0 g g
C.0.5 g g
解析 1 g钍234经过48天后，剩余质量m=(12） τtm0=0.25 g，B项正确。
2.(2025·南昌模拟)幽门螺杆菌在胃中产生的尿素酶，可将用614C标记的尿素分解为氨和碳614C标记的CO2，通过分析呼气中标记的CO2的含量即可判断胃中幽门螺杆菌的存在。已知614C半衰期为5 730年，则(C)
A.改变胃内酸碱度可以改变614CC衰变快慢
B.改变胃部温度可以改变614C衰变快慢
C.含614C的化合物和单质614C衰变快慢一样
D.100个614C经过5 730年有50个发生衰变
解析 放射性元素的半衰期与外部因素(温度、环境、酸碱性)无关，与所处的化学状态(单质或化合物)无关，A、B两项错误，C项正确；半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少数原子核的衰变不适用，D项错误。
3.工业部门可以使用放射性同位素发出的射线来测厚度。某轧钢厂的热轧机上安装的射线测厚装置如图所示，让γ射线穿过钢板，探测器探测到的γ射线强度与钢板的厚度有关，将射线强度的信号输入计算机，可对钢板的厚度进行自动控制。下列说法正确的是(A)
A.若钢板变厚，则探测到γ射线变弱
B.若钢板内部有裂缝，则探测到γ射线变弱
C.该装置主要利用γ射线的电离能力
D.若仅把γ射线换为α射线，该装置仍正常运行
解析 若钢板变厚，则对γ射线的阻碍变强，探测到γ射线变弱，A项正确；若钢板内部有裂缝，则对γ射线的阻碍变弱，探测到γ射线变强，B项错误；该装置主要利用γ射线的穿透能力，C项错误；该装置主要利用γ射线的穿透能力，而α射线的穿透能力很弱，若仅把γ射线换为α射线，该装置不能正常运行，D项错误。
4.(2024·全国甲卷)氘核可通过一系列聚变反应释放能量，总的反应效果可用612H424He+x01n+y11p+43.15 MeV表示，式中x、y的值分别为(C)
A.x=1，y=2B.x=1，y=3
C.x=2，y=2D.x=3，y=1
解析 根据反应前后质量数和电荷数守恒可得6×2=2×4+x+y，6=2×2+y，解得x=2，y=2，C项正确。
5.(2024·江苏卷)用粒子轰击氮核从原子核中打出了质子，该实验的核反应方程式是X+714N11H+817O，粒子X为(D)
A.正电子10eB.中子01n
C.氘核12HD.氦核24He
解析 根据质量数守恒可知X的质量数为m=17+1-14=4，根据电荷守恒可知X的电荷数为n=8+1-7=2，可知X为氦核24He，D项正确。
6.(2024·浙江卷)发现中子的核反应方程为24He+49BeX+01n，“玉兔二号”巡视器的核电池中钚-238的衰变方程为94238Pu 92234U+Y，下列说法正确的是(A)
A.核反应方程中的X为612C
B.衰变方程中的Y为23He
C.中子 01n的质量数为零
D.钚238的衰变吸收能量
解析 根据质量数和电荷数守恒可知X为 612C，Y为24He，A项正确，B项错误；中子的质量数为1，C项错误；衰变过程中质量亏损，释放能量，D项错误。
7.(2025·九江模拟)我国玲龙一号(ACP100)是全球首个陆上商用模块化小型核反应堆，被称为“核能移动充电宝”，可以作为我国将来的核动力航母的动力和电能来源。下列说法正确的是(C)
A.玲龙一号核反应堆的核燃料是取自海水中的氘
B.玲龙一号原理是利用轻核的聚变释放核能
C.玲龙一号是利用重核裂变释放的核能来发电
D.玲龙一号是利用比结合能大的核变成比结合能小的核来获得核能
解析 玲龙一号是利用重核的裂变释放的核能来发电，用中子轰击铀核裂变成中等质量的核，同时放出几个中子，A、B两项错误，C项正确；中等质量的核比结合能大，则玲龙一号是利用比结合能小的核变成比结合能大的核来获得核能，D项错误。
梯级Ⅱ能力练
8.(多选)如图所示是原子核的平均结合能(也称比结合能)与质量数的关系图像，通过该图像可以得出一些原子核的平均结合能，如816O的核子平均结合能约为8 MeV， 24He的核子平均结合能约为7 MeV，根据该图像判断下列说法正确的是(BD)
A.随着原子质量数的增加，原子核的平均结合能增大
B.2656Fe核的平均结合能最大，最稳定
C.把816O分成8个质子和8个中子比把816O分成4个24He要多提供约16 MeV的能量
D.把816O分成4个24He要提供约16 MeV的能量
解析 由题图可知，随着原子质量数的增加，原子核的平均结合能有先增大后减小的趋势，A项错误；由题图可知，2656Fe核的平均结合能最大，原子核最稳定，B项正确；把816O分成8个质子和8个中子需要提供的能量约为ΔE1=16×8 MeV=128 MeV，将质子和中子结合成一个24He所放出的能量约为ΔE2=4×7 MeV=28 MeV，则 816O将分为4个24He需要提供的能量约为ΔE3=ΔE1-4×ΔE2=(128-4×28) MeV=16 MeV，故要多提供的能量为ΔE1-ΔE3=(128-16) MeV=112 MeV，C项错误，D项正确。
9.(2025·德州模拟)2023年12月14日，我国宣布新一代人造太阳“中国环流三号”面向全球开放﹐邀请全世界科学家来中国集智攻关，共同追逐“人造太阳”能源梦想。“人造太阳”物理本质就是核聚变，其发生核聚变的原理和太阳发光发热的原理很相似﹐核反应方程为12H+13H24He+X+17.6 MeV。下列说法正确的是(C)
A.X是质子
B.该反应为链式反应
C.24He的比结合能比12H的大
D.24He的结合能为17.6 MeV
解析 根据质量数与电荷数守恒，可得X的质量数为2+3-4=1，电荷数为1+1-2=0，则X是中子，A项错误；该反应是轻核聚变，不是链式反应，B项错误；该核反应释放核能，表明生成核比反应核更加稳定，即24He的比结合能比12H的大，C项正确；结合能指单个自由发散的核子结合成原子核释放的能量，而17.6 MeV是12H与13H发生聚变反应释放的核能，24He的结合能大于17.6 MeV，D项错误。
10.(2024·山东卷)2024年是中国航天大年，神舟十八号、嫦娥六号等已陆续飞天，部分航天器装载了具有抗干扰性强的核电池。已知3890Sr衰变为 3990Y的半衰期约为29年；94238Pu衰变为 92234U的半衰期约87年。现用相同数目的3890Sr和94238Pu各做一块核电池，下列说法正确的是(D)
A.3890Sr衰变为3990Y时产生α粒子
B.94238Pu衰变为92234U时产生β粒子
C.50年后，剩余的3890Sr数目大于94238Pu的数目
D.87年后，剩余的3890Srr数目小于94238Pu的数目
解析 根据质量数守恒和电荷数守恒可知3890Sr衰变为3990Y时产生电子，即β粒子，A项错误；94238Pu衰变为92234U时产生24He ，即α粒子，B项错误；根据题意可知94238Pu的半衰期大于3890Sr的半衰期，现用相同数目的3890Sr和94238Pu各做一块核电池，经过相同的时间，3890Sr经过的半衰期的次数多，所以3890Sr数目小于94238Pu的数目，D项正确，C项错误。
11.(2025·莆田模拟)山东海阳核电站一期工程建设了两台125万千瓦的AP1000三代核电机组。如果铀235在中子的轰击下裂变为3890Sr和54136Xe，质量mU=235.043 9 u，mn=1.008 7 u，mSr=89.907 7 u，mXe=135.907 2 u。
(1)写出裂变方程；
(2)求出一个铀核裂变放出的能量；
(3)若铀矿石的浓度为3%，一期工程投产发电后，一年将消耗多少吨铀矿石?(阿伏加德罗常数NA=6.02×1023 ml-1，1 u相当于931.5 MeV，1 eV=1.6×10-19 J)
解析 (1)根据核裂变规律可得92235U+01n3890Sr+54136Xe+1001n。
(2)裂变过程的质量亏损为Δm=mU+mn-mXe-mSr-10mn=0.150 7 u，
释放的能量为ΔE=Δmc2=0.150 7×931.5 MeV≈140.4 MeV。
(3)核电站一年的发电量为E=Pt=2×125×107×365×24×60×60 J=7.884×1016 J，
由E=NΔE=m·3%MNAΔE，
得m=EM3%·NAΔE，
代入数据解得m≈45.7 t。
答案 (1)92235U+01n3890Srr+54136Xe+1001n
(2)140.4 MeV (3)45.7 t
梯级Ⅲ创新练
12.(2025·吉安模拟)如图为太阳内部的一种轻核聚变的示意图，此反应需要超高温；另一种核反应是几个氦核24He在高温高压的作用下变成一个612C ，此核反应是放热反应。已知24He的比结合能为E1，612C 的比结合能为E2，光速为c，下列说法正确的是(D)
A.图像所对应的核反应方程式为12H+12H23He+01n
B.另外一种核反应的方程式为224He612C
C.612C的比结合能小于24He的比结合能
D.另外一种核反应中的质量亏损为12(E2-E1)c2
解析 题图所对应的核反应方程式为12H+13H→24He+01n，A项错误；另外一种核反应的方程式为324He→612C，B项错误；另外一种核反应是放热反应，则反应后的产物比反应之前要稳定，比结合能越大，原子核越稳定，则612C的比结合能大于24He的比结合能，C项错误；对另外一种核反应，由能量守恒可得12E2-12E1=Δmc2，解得Δm=12(E2-E1)c2，D项正确。