第十六章　148.原子核---高中物理人教版（2019）高三 课后同步加练半小时 练习（解析版）

这是一份第十六章　148.原子核---高中物理人教版（2019）高三 课后同步加练半小时 练习（解析版），共13页。试卷主要包含了54年全部发生衰变，14 MeV+90×8等内容，欢迎下载使用。
1~5题每题6分
1.(2025·河北省A9联盟联考三模)钴60(C)是金属元素钴的放射性同位素之一，其半衰期为5.27年。它发生β衰变变成镍60(Ni)同时放出能量高达315 keV 的高速电子和两束γ射线。钴60的应用非常广泛，几乎遍及各行各业。在农业上，常用于辐射育种、食品辐射保藏与保鲜等；在工业上，常用于无损探伤、辐射消毒、辐射加工、辐射处理废物以及自动控制等；在医学上，常用于人体肿瘤的放射治疗。关于钴60，下列说法正确的是( )
A.钴60的氧化物中的钴半衰期比其单质钴的半衰期要小
B.钴60可以作为示踪原子研究人体对药物的吸收
C.发生β衰变的衰变方程为 2760C→2860Ni+−10e
D.5 g钴60经过10.54年全部发生衰变
答案 C
解析 放射性元素的半衰期仅由原子核内部结构决定，与化学状态无关，则钴60的氧化物中的钴半衰期与其单质相同，故A错误；
钴60半衰期长(5.27年)，且释放高能β射线和γ射线，对人体有害，不适合作为示踪原子，故B错误；
根据电荷数守恒、质量数守恒，可知钴60发生β衰变的衰变方程为 2760C→2860Ni+−10e，故C正确；
10.54年为两个半衰期，剩余钴60质量约为5×(12)2 g=1.25 g，未全部衰变，故D错误。
2.(2025·浙江温州市三模)中国的全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)首次实现了1亿摄氏度条件下1 000秒的等离子体运行。该装置内部发生的核反应方程为 12H+13H→24He+X，此反应会释放核能，伴随γ光子放出。下列说法正确的是( )
A.该核反应方程中的X是质子
B.24He的比结合能小于 12H的比结合能
C.核聚变反应所释放的γ光子可能来源于氢原子能级跃迁
D.该反应需要原子核具有足够的动能以克服库仑斥力才能发生
答案 D
解析 根据质量数和电荷数守恒得该核反应方程为 12H+13H→24He+01n，故A错误；
核反应中生成物比反应物更加稳定，所以 24He的比结合能大于 12H的比结合能，故B错误；
原子能级跃迁仅涉及电子在原子轨道间的跃迁，释放低能光子(如可见光、紫外线)，与核反应无直接关联，核聚变反应释放的光子主要来源于核反应本身，而非氢原子能级跃迁，故C错误；
要使核聚变发生，原子核必须首先接近到约10-15 m以内，强核力才能主导结合过程，原子核带正电，根据库仑定律，它们之间的斥力随距离减小而急剧增大，这要求原子核需要足够的动能才能克服库仑斥力作用，因此，核聚变反应需要原子核具有足够的动能以克服库仑斥力才能发生，故D正确。
3.某种原子核X经过一系列的衰变变成原子核Y，衰变过程中质量数与中子数的关系图像如图所示，下列说法正确的是( )
A.X比Y更稳定
B.X的质子数比Y多23个
C.X变成Y经历了6次α衰变，8次β衰变
D.X经过1次α衰变形成新元素的中子数与质子数的差值为54
答案 D
解析 衰变过程放出能量，产物比反应物稳定，则Y比X稳定，故A错误；
由图像可得原子核X为 92238X，原子核Y为 82206Y，X的质子数比Y多92-82=10个，故B错误；
根据衰变过程中质量数和电荷数守恒，有238=206+4m，92=82+2m-n，求得m=8，n=6，可知X变成Y经历了8次α衰变、6次β衰变，故C错误；
92238X发生1次α衰变的核反应方程为 92238X→90234Z+24He，90234Z的质子数为90，中子数为234-90=144，则中子数与质子数的差值为144-90=54，故D正确。
4.(2026·江西省赣抚吉十二校联考)钇90具有放射性，其原子核 3990Y发生β衰变后能生成无辐射的 Z90Zr(锆90)。t=0时钇90的质量为m0，经时间t后剩余钇90的质量为m，其mm0-t图线如图所示。已知光在真空中的速度为c，下列说法正确的是( )
A. Z90Zr中的Z=38
B.若mm0=18，则t=192.3 h
C. 3990Y的比结合能大于 Z90Zr的比结合能
D.质量为m0的钇90在时间t内放出的核能为(m0-m)c2
答案 B
解析 原子核 3990Y发生衰变的方程为 3990Y→Z90Zr+−1 0e，根据电荷数和质量数守恒可得Z=40，故A错误；
由题图可知，从mm0=45到mm0=25恰好衰变一半，根据半衰期的定义可得半衰期T=84.7 h-20.6 h=64.1 h，若mm0=18，根据半衰期公式有m=m0(12)tT，可得t=3T=192.3 h，故B正确；
衰变过程中会释放能量，原子核变得更稳定，比结合能越大的原子核越稳定，所以 3990Y的比结合能小于 Z90Zr的比结合能，故C错误；
根据质能方程ΔE=Δmc2，其中Δm=m0-m-mZr，则ΔE