2023年高三物理二輪練習27 原子核的衰變和核能

2023年高三物理二輪高頻考點沖刺突破

專題27原子核的衰變和核能

專練目標專練內(nèi)容

目標1高考真題（IT—4T）

目標2原子核的衰變與半衰期（5T—8T）

目標3核的裂變聚變與核能（9T—12T）

目標4我國核能的發(fā)展與利用（13T—16T）

【典例專練】

一、高考真題

1.下列屬于β衰變的是（）

A.■U→^Th+;HeB.:N+=He→10+;H

C.記Th→rPa+'eD.^5U+^n→^4Ba+^Kr+3^n

2.上世紀四十年代初，我國科學家王漁昌先生首先提出證明中微子存在的實驗方案：如果靜止原子核；Be俘

獲核外K層電子e,可生成一個新原子核X,并放出中微子Ve,即：Be+[e→X+?v°。根據(jù)核反應后原子核

X的動能和動量，可以間接測量中微子的能量和動量，進而確定中微子的存在。下列說法正確的是（）

A.原子核X是;LiB.核反應前后的總質(zhì)子數(shù)不變

C.核反應前后總質(zhì)量數(shù)不同D.中微子匕的電荷量與電子的相同

3.兩種放射性元素的半衰期分別為。和2小，在f=0時刻這兩種元素的原子核總數(shù)為N,在f=2%時刻，尚

未衰變的原子核總數(shù)為:，則在z=4%時刻，尚未衰變的原子核總數(shù)為（）

N_

^8^

4.秦山核電站生產(chǎn)［C的核反應方程為“；N+：n→∣K+X,其產(chǎn)物［C的衰變方程為IC→［N+te0下列

說法正確的是（）

A.X是;HtC可以用作示蹤原子

C.Jie來自原子核外D.經(jīng)過一個半衰期，10個IC將剩下5個

二、原子核的衰變與半衰期

5.甲狀腺痛患者手術切除甲狀腺后，可以通過口服含有碘131的藥物進一步進行放射性治療，為避免患者

體內(nèi)的碘131產(chǎn)生的輻射對他人造成危害，應進行一段時間的隔離，碘131發(fā)生衰變的過程可以用方程

/I→3Xe+Z來表示，不考慮患者對放射性藥物代謝的影響，下列說法正確的是（）

A.碘131的衰變?yōu)樵滤プ?/p>

B.碘131衰變方程中的Z為He原子核

C.患者口服劑量的大小，不影響隔離時間的長短

D?患者服藥后，藥物中含有的碘131經(jīng)過兩個半衰期全部衰變

6.福島第一核電站的核污水含鈉、錮、僦等多種放射性物質(zhì)，排入海水中將對太平洋造成長時間的污染。

僦（；H）有放射性，會發(fā)生B衰變并釋放能量，其半衰期為12.43年，衰變方程為；H→3x+*e,以下說法

正確的是（）

A.IX的中子數(shù)為3

B.衰變前的質(zhì)量與衰變后和一：e的總質(zhì)量相等

C.自然界現(xiàn)存在的：H將在24.86年后衰變完畢

D.：H在不同化合物中的半衰期相同

7.銀河系中存在大量的鋁同位素;;Al,；；Al核的衰變方程為tAl→^Mg+,e,己知；；Al核的半衰期為72

萬年，則下列說法正確的是（）

A.Al核中子數(shù)為13

B.AI核的質(zhì)量等于;;Mg核的質(zhì)量

C.銀河系中現(xiàn)有的鋁同位素;;Al,經(jīng)144萬年有25%的Al發(fā)生衰變

D.將鋁同位素Al放置在低溫低壓的環(huán)境中，其半衰期將變長

8.由俄羅斯、比利時和德國科學家組成的國際科研小組，首次在實驗中觀察到了中子衰變的新方式一一放

射β衰變，即一個自由中子衰變成質(zhì)子（；P）和電子（°,e）同時放出質(zhì)量可視為零的反中微子（：vc）0該

科研成果對粒子物理的研究有重要意義。已知電子質(zhì)量〃%=9.1χl（）Tkg=0.51MeV∕c2,中子質(zhì)量

2

/nn=939.57MeV∕c,質(zhì)子質(zhì)量％=938.27MeV∕c?（C為光速，不考慮粒子之間的相互作用）。若某次一個

靜止的中子衰變中放出的質(zhì)子動量p=3χl（TMeVsmT。則（）

A.強相互作用是中子衰變成質(zhì)子和電子的原因

B.中子衰變的核反應式為；,nTP+'e+；匕

C.中子衰變過程中電子和反中微子的總動能為0.7468MeV

D.中子衰變過程中放出的質(zhì)子和電子，兩者的動量大小相等方向相反

三、核的裂變聚變與核能

9.質(zhì)子和中子都由三個夸克組成，質(zhì)子由兩個上夸克（帶電荷量為+（e,e為元電荷的值）和一個下夸克（帶

電荷量為-ge）組成（形成過程可類比核聚變），中子由兩個下夸克和一個上夸克組成。質(zhì)子的質(zhì)量約為

1.6726×10^27kg,中子的質(zhì)量約為1.6749xl（p27kg,電子的質(zhì)量約為9.1096x10Tkg。S衰變的實質(zhì)是核內(nèi)的

一個中子轉化成了一個質(zhì)子和一個電子，真空中光速為c=3xlθ'm∕s,下列說法正確的是（)

A.中子的轉化方程為;1n→[H+J,e

B.下、上夸克的質(zhì)量差約為2.3xlθFkg

C.中子轉化過程釋放出的能量約為1.25x10*j

D.原子核發(fā)生夕衰變釋放的能量全部來源于中子轉化

10.2023年1月13日，日本確認將于“今年春夏期間”開始向太平洋排放福島核電站內(nèi)儲存的逾130萬噸核

污染水，此舉將對人類健康及海洋生態(tài)環(huán)境造成嚴重威脅。福島核電站的核反應材料是鈾（■U）,核污染

水中含有大量的由貝（TBa）、的137、碘131、錮90、氮92、鉆60、瓶等十幾種放射性核素。下列說法正

確的是（）

A.日常生活中要遠離核輻射，不要食用受核污染的海產(chǎn)品

B.福島核電站是利用可控熱核反應釋放的核能來發(fā)電的

C.核能發(fā)電和火力發(fā)電相比，核能發(fā)電對環(huán)境的污染更大

D.比較/U和其核反應生成物黑Ba,4u的比結合能小

IL”超導托卡馬克"（EAST）是我國自行研制的可控熱核反應實驗裝置。設該實驗反應前笊核（；H）的質(zhì)

量為加/,瓶核（∣H）的質(zhì)量為加2，反應后氮核He）的質(zhì)量為機3，中子（；n）的質(zhì)量為加《，真空中光

速為c。下列說法中正確的是（）

A.這種裝置中發(fā)生的核反應方程是;H+jH→=He+M

B.由核反應過程質(zhì)量守恒可知"〃+W2=∕H3+W4

C.核反應放出的能量等于（加/+加2—機廠“％）C2

D.這種裝置與我國大亞灣核電站所使用核裝置的核反應原理不相同

12.兩個笊核以相等的動能反對心碰撞發(fā)生核聚變，核反應方程為;H+jH→=He+/,其中笊核的質(zhì)量為

〃，」,氮核的質(zhì)量為機2,中子的質(zhì)量為〃?3。假設核反應釋放的核能E全部轉化為動能，下列說法正確的是（）

A.核反應后氮核與中子的動量相同

B.該核反應釋放的能量為E=（2加廠〃叱加3）C2

C.核反應后氨核的動能為空終

D.核反應后中子的動能為"”

4

四、我國核能的發(fā)展與利用

13.2019年9月10日，我國國產(chǎn)首批醫(yī)用號C。原料組件從秦山核電站啟運，這標志著我國伽馬刀設備"中

國芯”供應問題得到解決，核電站是利用中子照射^Co制備染C。的,伽馬刀是利用^Co發(fā)生.衰變釋放的射

線工作的。已知；；C。的半衰期約為5.3年，下列說法正確的是（）

A.秦山核電站制備;;C。的反應是輕核聚變

B.界CO發(fā)生衰變后產(chǎn)生的新核比SCO少一個電子

C.；久。發(fā)生夕衰變的方程式為2Co→^Ni+te

D.SCo制成后，經(jīng)過10.6年2Co全部衰變成其他新核

14.我國科研人員利用超高空間分辨率鈾-鉛定年技術，對“嫦娥五號"月球樣品玄武巖巖屑中的50余顆富鈾

礦物進行分析，確定月球直到20億年前仍存在巖漿活動，比以往月球限定的巖漿活動停止時間推遲了約8

億年。已知鈾-鉛定年技術依賴的其中一種衰變鏈為腎U經(jīng)一系列a、B衰變后形成穩(wěn)定的二Pb,則在該衰

變過程中轉變?yōu)橘|(zhì)子的中子數(shù)為（）

A.14B.10C.7D.4

15.我國的火星探測車用放射性材料PUO2作為燃料，PUo2中的PU元素是攀Pu,已知等PU發(fā)生衰變的核

反應方程為呈Pu→聲U+X,守PU的半衰期為87.7年。下列說法正確的是（