第86課時原子核課時精練(分值：60分)1~6題每小題4分，共24分1.(2024·全國甲卷·14)氘核可通過一系列聚變反應(yīng)釋放能量，總的反應(yīng)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解析根據(jù)反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得6×2=2×4+x+y6=2×2+y解得x=2，y=2，故選C。2.(2024·北京卷·1)已知釷234的半衰期是24天。1g釷234經(jīng)過48天后，剩余釷234的質(zhì)量為()A.0g B.0.25gC.0.5g D.0.75g答案B解析半衰期為24天，1g釷234經(jīng)過48天后，剩余質(zhì)量m=(12)tT1/2m0=0.253.(八省聯(lián)考·四川·1)18氟—氟代脫氧葡萄糖正電子發(fā)射計算機(jī)斷層掃描術(shù)是一種非創(chuàng)傷性的分子影像顯像技術(shù)。該技術(shù)中的918F核由質(zhì)子11p轟擊8A.817O+11p→B.817O+11C.817O+11p→D.817O+11p→答案B解析根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可得相應(yīng)核反應(yīng)方程式為817O+11p→4.(2023·湖南卷·1)2023年4月13日，中國“人造太陽”反應(yīng)堆中科院環(huán)流器裝置(EAST)創(chuàng)下新紀(jì)錄，實現(xiàn)403秒穩(wěn)態(tài)長脈沖高約束模等離子體運(yùn)行，為可控核聚變的最終實現(xiàn)又向前邁出了重要的一步，下列關(guān)于核反應(yīng)的說法正確的是()A.相同質(zhì)量的核燃料，輕核聚變比重核裂變釋放的核能更多B.氘氚核聚變的核反應(yīng)方程為12H+13H→C.核聚變的核反應(yīng)燃料主要是鈾235D.核聚變反應(yīng)過程中沒有質(zhì)量虧損答案A解析相同質(zhì)量的核燃料，輕核聚變比重核裂變釋放的核能更多，A正確；根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知，氘氚核聚變的核反應(yīng)方程為12H+13H→24He+015.90232Th(釷)經(jīng)過一系列α衰變和β衰變，變成A.α衰變的本質(zhì)是原子核內(nèi)的一個中子轉(zhuǎn)化為一個質(zhì)子并向外輻射一個電子B.鉛核比釷核少14個中子C.共經(jīng)過4次α衰變和6次β衰變D.共經(jīng)過6次α衰變和4次β衰變答案D解析α衰變的本質(zhì)是原子核中兩個質(zhì)子和兩個中子緊密結(jié)合成一個整體，從原子核中放出氦原子核，故A錯誤；鉛核的中子數(shù)為208-82=126釷核中子數(shù)為232-90=142，可知鉛核比釷核少16個中子，故B錯誤；設(shè)共經(jīng)過x次α衰變和y次β衰變，根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得232=208+4x90=82+2x-y解得x=6，y=4，可知共經(jīng)過6次α衰變和4次β衰變，故C錯誤，D正確。6.位于合肥的核聚變大科學(xué)裝置“夸父”預(yù)計于2025年底全面建成，它將用來驗證我國“人造太陽”實驗的關(guān)鍵技術(shù)。下列關(guān)于核聚變反應(yīng)的說法正確的是()A.核聚變反應(yīng)過程中沒有質(zhì)量虧損B.核聚變反應(yīng)后原子核的總質(zhì)量增加C.核聚變反應(yīng)后，核子的比結(jié)合能增加D.核聚變反應(yīng)后，核子的比結(jié)合能減小答案C解析核聚變反應(yīng)過程中存在質(zhì)量虧損，核聚變反應(yīng)后原子核的總質(zhì)量減少，故A、B錯誤；核聚變反應(yīng)后，反應(yīng)后的原子核比反應(yīng)前的原子核更穩(wěn)定，核子的比結(jié)合能增加，故C正確，D錯誤。7~10題每小題5分，11題9分，共29分7.人造心臟的放射性同位素動力源用的燃料是钚238，钚238衰變快慢有一定的規(guī)律。如圖所示，橫坐標(biāo)表示時間，縱坐標(biāo)表示任意時刻钚238的質(zhì)量m與t=0時的質(zhì)量m0的比值。則經(jīng)過43.2年剩余钚238的質(zhì)量與初始值的比值約為()A.0.250 B.0.875 C.0.500 D.0.707答案D解析原子核發(fā)生衰變時，剩余質(zhì)量m=m0(12)tT1/2，經(jīng)過43.2年剩余钚238的質(zhì)量與初始值的比值為mm0=(12)8.太陽目前處于主序星階段，氫燃燒殆盡后將發(fā)生“氦閃”，進(jìn)入紅巨星階段?！昂らW”是氦(24He)聚變變成碳，224He→48Be,48Be極不穩(wěn)定，短時間再結(jié)合一個氦變成碳:48BeA.原子核的結(jié)合能越大，原子核就越穩(wěn)定B.一次“氦閃”放出的核能為7.32MeVC.氦4的核子平均質(zhì)量小于碳12的核子平均質(zhì)量D.氦4的結(jié)合能為7.08MeV答案B解析原子核的比結(jié)合能越大，原子核就越穩(wěn)定，A錯誤；一次“氦閃”放出的核能為12×7.69MeV-3×4×7.08MeV=7.32MeV，B正確；反應(yīng)過程中釋放能量，核子有質(zhì)量虧損，故氦4的核子平均質(zhì)量大于碳12的核子平均質(zhì)量，C錯誤；氦4的比結(jié)合能為7.08MeV，結(jié)合能為4×7.08MeV=28.32MeV，D錯誤。9.核電站軸核裂變的產(chǎn)物是多樣的。有一種典型的軸核裂變是生成鋇和氪，核反應(yīng)方程是92235U+01n→56144Ba+3689Kr+x01n+γ，已知鈾核的質(zhì)量為m1，鋇核的質(zhì)量為mA.核反應(yīng)方程中的x=2B.該核反應(yīng)釋放的核能是(m1-m2-m3-2m4)c2C.92235U的比結(jié)合能大于56D.目前部分高科技核電站已經(jīng)實現(xiàn)可控核聚變發(fā)電答案B解析根據(jù)反應(yīng)過程滿足質(zhì)量數(shù)守恒可得235+1=144+89+x×1，可得x=3，故A錯誤；根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程可知，該核反應(yīng)釋放的核能為ΔE=Δmc2=(m1+m4-m2-m3-3m4)c2=(m1-m2-m3-2m4)c2，故B正確；核反應(yīng)后產(chǎn)物56144Ba(或比反應(yīng)前的92235U更穩(wěn)定，所以92235U的比結(jié)合能小于56144Ba(或10.隨著中國玉兔月球探測器成功著陸月球背面，世界上掀起了新一輪的月球探測熱潮。月球表面蘊(yùn)含豐富而地球卻十分匱乏的氦3，氦3是一種非常理想的核聚變材料，月球氦3的開發(fā)對解決能源危機(jī)有著積極的意義。氦3與氘核的核反應(yīng)方程為23He+12H→24He+X+ΔE，其中ΔE為釋放的核能。且知氘核的比結(jié)合能為A.X為中子B.氦3的比結(jié)合能比氦核的比結(jié)合能大C.氦3的比結(jié)合能為4D.氦3的比結(jié)合能為4答案C解析根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得核反應(yīng)方程為23He+12H→24He+11H+ΔE，可知X為質(zhì)子，故A錯誤；核反應(yīng)放出能量，生成的氦核比氦3更穩(wěn)定，可知氦3的比結(jié)合能比氦核的比結(jié)合能小，故B錯誤；根據(jù)3E+2E1+ΔE=4E2，可得氦3的比結(jié)合能為11.(9分)太陽內(nèi)部的熱核反應(yīng)是輕核聚變?yōu)楹ず说倪^程，有一種反應(yīng)序列是質(zhì)子循環(huán)，相當(dāng)于4個質(zhì)子聚變生成一個氦核和另外兩個相同的粒子，核反應(yīng)方程為411H→24He+2ZAX+ΔE，已知質(zhì)子的質(zhì)量為m1，氦核的質(zhì)量為m2，另外的兩個粒子的質(zhì)量均為m3，太陽每秒輻射的能量為4×1026J，已知光速(1)(6分)X的質(zhì)量數(shù)A、電荷數(shù)Z及一次聚變釋放的能量(用字母表示)；(2)(3分)太陽每秒虧損的質(zhì)量為多少千克？(保留兩位有效數(shù)字)答案(1)01(4m1-m2-2m3)c2(2)4.4×109kg解析(1)根據(jù)題意，由質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得A=4×1-4=0，Z=4×由愛因斯坦質(zhì)能方程得一次聚變釋放的能量為ΔE=Δmc2=(4m1-m2-2m3)c2(2)由愛因斯坦質(zhì)能方程得，太陽每秒虧損的質(zhì)量為Δm'=ΔE'c2=4×1026(3(7分)12.(多選)靜止的重金屬原子核83211Bi在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中發(fā)生衰變后，運(yùn)動軌跡如圖中的1、2所示，已知軌跡2對應(yīng)粒子的動量為p，帶電荷量為A.新核X的運(yùn)動軌跡對應(yīng)大圓1B.83C.83D.大、小圓對應(yīng)的半徑之差為79答案BD解析靜止的83211Bi在發(fā)生衰變的過程中動量守恒，新核X與24He或?10e的動量等大反向，且新核X的電荷量大于24He或?10e的電荷量，根據(jù)洛倫茲力提供向心力有Bqv=mv2R，p=mv，可得R=pBq，可見新核X的半徑小于24He或?