原子核物理-2025版高三物理一輪復(fù)習(xí)多維度導(dǎo)學(xué)與分層專練

2025屆高三物理一輪復(fù)習(xí)多維度導(dǎo)學(xué)與分層專練

專題77原子核物理

導(dǎo)練目標(biāo)導(dǎo)練內(nèi)容

目標(biāo)1原子核的衰變和半衰期

目標(biāo)2核反應(yīng)方程與核能的計(jì)算

【知識(shí)導(dǎo)學(xué)與典例導(dǎo)練】

一、原子核的衰變和半衰期

1.三種射線的比較

種類a射線B射線Y射線

組成高速氮核流高速電子流光子流（高頻電磁波）

電荷量2e-e0

4m,m-

質(zhì)量加p靜止質(zhì)量為零

p=1.67x10-27kg1836

速度0.1c0.99cC

在電場(chǎng)、

偏轉(zhuǎn)與a射線偏轉(zhuǎn)方向相反不偏轉(zhuǎn)

磁場(chǎng)中

最強(qiáng)，能穿透幾厘米的鉛

貫穿本領(lǐng)最弱，用紙能擋住較強(qiáng),能穿透幾毫米的鋁板

板

對(duì)空氣的

很強(qiáng)較弱很弱

電離作用

2.a衰變、p衰變的比較

衰變類型a衰變B衰變

衰變方程必~打Y+知e外—。+1丫+公

2個(gè)質(zhì)子和2個(gè)中子結(jié)合成一個(gè)整體射出1個(gè)中子轉(zhuǎn)化為1個(gè)質(zhì)子和1個(gè)電子

衰變實(shí)質(zhì)

2汨+2.號(hào)He6汨+注

衰變規(guī)律電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒、動(dòng)量守恒

3.衰變次數(shù)的計(jì)算方法

若我一5Y+就He+7n?ie

貝A=A,+4n,Z=Z,+2n-m

解以上兩式即可求出m和rio

4.半衰期的理解

（1）半衰期是大量原子核衰變時(shí)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律,對(duì)個(gè)別或少量原子核，無半衰期可言。

⑵根據(jù)半衰期的概念，可總結(jié)出公式N余="原（^）［加余=加/J%式中N原、加原表示衰變

前的放射性元素的原子數(shù)和質(zhì)量,N余、m余表示衰變后尚未發(fā)生衰變的放射性元素的原子數(shù)

和質(zhì)量J表示衰變時(shí)間/表示半衰期。

【例1】陶寺遺址是堯的都城，是最早的"中國(guó)"，在發(fā)掘中采用了碳十四測(cè)年技術(shù)等多項(xiàng)科

技手段來判斷陶寺文化的絕對(duì)年代。1C的衰變方程為］C?［N+X,下列說法正確的是

（）

A.衰變方程中的X是中子

B.［C需吸收能量才能發(fā)生衰變

C.隨著［C的不斷衰變，其半衰期會(huì)逐漸變長(zhǎng)

D.VN與X的質(zhì)量之和小于［C的質(zhì)量

【答案】D

【詳解】A.據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知，X為一：e,即電子，A錯(cuò)誤；

B.［C發(fā)生的為P衰變，自發(fā)進(jìn)行，會(huì)放出能量，B錯(cuò)誤；

C.IC的半衰期由原子核內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定，與所處的物理、化學(xué)環(huán)境無關(guān)，不會(huì)變長(zhǎng)，C錯(cuò)誤;

D.由于衰變過程放出能量，發(fā)生質(zhì)量虧損，可知VN與X的質(zhì)量之和小于1C的質(zhì)量，D正

確。故選Do

【例2】花崗巖、磚砂、水泥及深層地下水等物質(zhì)會(huì)釋放氨氣。氨氣被吸入人體后會(huì)形成內(nèi)

照射，對(duì)人體的危害僅次于吸煙。氨的同位素中對(duì)人體危害最大的是氫（含Rn）及其衰變產(chǎn)

物，氫信2Rn）的衰變鏈為：瞪而^^poq^pb-^Biq^pb，其中氫

（皆Rn）的半衰期為3.8天。關(guān)于氫（瞪Rn）的衰變，下列說法正確的是（）

A.將抽取的深層地下水煮沸后，氨會(huì)更快地衰變掉

B.衰變④過程只發(fā)生了。衰變

C.每經(jīng)過3.8天，將有半數(shù)的氫（瞪Rn）衰變?yōu)殂U（$Pb）

D.一個(gè)氫核（普Rn）每經(jīng)過一個(gè)衰變鏈，共發(fā)生了3次夕衰變、2次月衰變

【答案】D

【詳解】A.半衰期不隨外界溫度、壓強(qiáng)變化，由原子核自身決定，A錯(cuò)誤；

B.由衰變方程;：Bi-Pb+；He+1e可知衰變④過程除了發(fā)生了a衰變，還發(fā)生了B衰變，

B錯(cuò)誤；

C.每經(jīng)過3.8天，將有半數(shù)的氫僚Rn)衰變?yōu)榈腜o,衰變?yōu)閮?chǔ)Pb)的更少，C錯(cuò)誤；

D.氨核比鉛核少12個(gè)核子，由于月衰變時(shí)質(zhì)量數(shù)不變，由此可確定c衰變的次數(shù)，即222

-210=4〃

得〃=3可得力衰變?yōu)閤=82—(86—3x2)=2,D正確。故選D。

二、核反應(yīng)方程與核能的計(jì)算

L核反應(yīng)的四種類型

類型可控性核反應(yīng)方程典例

a衰變自發(fā)贊UT鏟Th+知e

衰變

B哀變自發(fā)籍Th一矛Pa+^e

尹N+知e-，0+汨(盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子)

,He+汨-汽+](查德威克發(fā)現(xiàn)中子)

人工轉(zhuǎn)變?nèi)斯た刂?/p>

日A1+擔(dān)eWgP+7

(約里奧-居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性同位素)

得PTZSi+:e

重核比較容易進(jìn)債U+/n—鎮(zhèn)Ba+患Kr+3M

裂變行人工控制毅U+演一掙Xe+翡Sr+10/n

輕核聚變很難控制汨+汨一彳He+如

2.核反應(yīng)方程的書寫

⑴熟記常見粒子的符號(hào)是正確書寫核反應(yīng)方程的基礎(chǔ)。如質(zhì)子(汨)、中子(仙)、a粒子(jHe)、

B粒子(°F)、正電子(肥)、笊核(汨卜氤核(汨)等。

(2)掌握核反應(yīng)方程遵循的規(guī)律是正確書寫核反應(yīng)方程或判斷某個(gè)核反應(yīng)方程是否正確的依

據(jù)。由于核反應(yīng)不可逆，因此書寫核反應(yīng)方程式時(shí)只能用“一”表示反應(yīng)方向。

(3)核反應(yīng)過程中質(zhì)量數(shù)守恒,電荷數(shù)守恒。

3.核能的計(jì)算方法

(l)根據(jù)△￡=A加c2計(jì)算,計(jì)算時(shí)A加的單位是“kg”,c的單位是“m/s”,A￡的單位是“J”。

⑵根據(jù)A￡=AMX93L5MeV/u計(jì)算。因1原子質(zhì)量單位(1u)相當(dāng)于931.5MeV,所以計(jì)算時(shí)A”?

的單位是“u”,A￡的單位是“MeV”。

(3)根據(jù)核子比結(jié)合能來計(jì)算核能

原子核的結(jié)合能=核子比結(jié)合能x核子數(shù)。

4.對(duì)質(zhì)能方程的理解

(1)一定的能量和一定的質(zhì)量相聯(lián)系，物體的總能量和它的質(zhì)量成正比，即E=mc2o

方程的含義:物體具有的能量與它的質(zhì)量之間存在簡(jiǎn)單的正比關(guān)系，物體的能量增大,質(zhì)量也

增大;物體的能量減少,質(zhì)量也減少。

（2）核子在結(jié)合成原子核時(shí)出現(xiàn)質(zhì)量虧損Am,其能量也要相應(yīng)減少，即A￡=A〃2C2。

（3）原子核分解成核子時(shí)要吸收一定的能量，相應(yīng)的質(zhì)量增加Aw?,吸收的能量為AE=△機(jī)C?。

【例3】一個(gè)中子;n被空U捕獲后生成嗡Xe和;;Sr的過程中釋放出她的核能。已知真空中

的光速為。，則下列有關(guān)敘述正確的是（）

A.該反應(yīng)屬于原子核的裂變B.常U沒有放射性

C.該反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損為與D.2技u的比結(jié)合能為黑AF

c235

【答案】A

【詳解】A.由質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒可得，核反應(yīng)方程為:n+皆U-野Xe+；；Sr+10；1n

該反應(yīng)屬于原子核的裂變，故A正確；

B.原子序數(shù)大于83的所有天然存在的元素都具有放射性，噂U有放射性，故B錯(cuò)誤；

C.已知真空中光速為c,根據(jù)△￡=4/2可得反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損為△"7=故c錯(cuò)誤;

C

A77

D.■u的結(jié)合能并不是它衰變時(shí)放出的能量A￡,所以■U的比結(jié)合能不是急，故D錯(cuò)

誤。故選A。

【例4】位于合肥市科學(xué)島上的東方超環(huán)（EAST）（俗稱"人造小太陽”）是中國(guó)科學(xué)院等離

子體物理研究所自主設(shè)計(jì)、研制并擁有完全知識(shí)產(chǎn)權(quán)的磁約束核聚變實(shí)驗(yàn)裝置，是世界上第

一個(gè)非圓截面全超導(dǎo)托卡馬克。該裝置主要是將笊核聚變反應(yīng)釋放的能量用來發(fā)電。笊核聚

變反應(yīng)方程田+；H玲汨e+；n。假設(shè)兩個(gè)笊核以相同大小的速度沿同一直線相向碰撞，聚變

反應(yīng)釋放的能量全部轉(zhuǎn)化為兩個(gè)新核的動(dòng)能，分別用機(jī)“、mHe、m”,表示:H、汨e、的

質(zhì)量，用c表示光速，則下列說法正確的是（）

A.反應(yīng)后中子與氮核的動(dòng)能之比為*

mn

m

B.反應(yīng)后中子和氮核的速度大小之比為j

WHe

C.該聚變反應(yīng)中釋放的核能為（2/"〃一機(jī)/一"2"）c2

D.笊核汨聚變成氨核汨e的過程中，核子的平均質(zhì)量減小

【答案】ACD

【詳解】AB.由于反應(yīng)前兩個(gè)笊核速度方向相反，所以系統(tǒng)初動(dòng)量為零，核反應(yīng)過程中內(nèi)

力遠(yuǎn)大于外力，動(dòng)量守恒，所以生成的氨核與中子的合動(dòng)量也為零，設(shè)反應(yīng)后中子和氫核的

速度大小分別為V?和VHe,則

12

一T￥LV

y777FGnn相

加H『He=mnVn解得j=*所以反應(yīng)后中子與氫核的動(dòng)能之比為*=/——=3故A

%e%/e1媼％

正確，B錯(cuò)誤；

C.根據(jù)質(zhì)能方程可得該聚變反應(yīng)中釋放的核能為￡=而。2=（2加H-劭-％）,2故C正確；

D.笊核汨聚變成氫核汨e的過程中，核子數(shù)守恒，但由于釋放了核能，所以存在質(zhì)量虧損，

則反應(yīng)后核子的平均質(zhì)量減小，故D正確。故選ACD。

【多維度分層專練】

1.稀土是我國(guó)重要的礦產(chǎn)資源，稀土儲(chǔ)量和稀土產(chǎn)品年出口量均居世界第一位。我國(guó)稀土

礦體大致分為三類：一類是氟碳鈾礦；二類是獨(dú)居石；三類是離子吸附型礦。各類稀土礦不

同程度地伴有天然放射性核素社系和軸系，其中包含如下核反應(yīng)方程：

①鏟Thf喘Ra+x；②第Raf2；；Ac+Y。下列說法正確的是（）

A.Ra的比結(jié)合能比Ac的比結(jié)合能大

B.X的穿透能力比Y的穿透能力強(qiáng)

C.Y是Ra核中的一個(gè)中子轉(zhuǎn)化成一個(gè)質(zhì)子時(shí)產(chǎn)生的

D.①②兩個(gè)核反應(yīng)都屬于核裂變反應(yīng)

【答案】C

【詳解】BD.由核反應(yīng)方程滿足質(zhì)量數(shù)、核電荷數(shù)守恒可知，X為a粒子，Y為B粒子，X的

穿透能力較弱，①為a衰變，②為。衰變，故BD錯(cuò)誤；

A.由②是P衰變，衰變過程要釋放能量，生成物Ac比反應(yīng)物Ra更加穩(wěn)定，所以生成物的

比結(jié)合能比反應(yīng)物的比結(jié)合能大，故A錯(cuò)誤；

C.。衰變的實(shí)質(zhì)是原子核中的一個(gè)中子轉(zhuǎn)化成一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子，故C正確。故選C。

2.心臟起搏器使用"氤電池”供電，是利用了病核（：H）發(fā)生.衰變過程釋放的能量，衰變

方程為;HfX+_：e,已知能核的半衰期為12.5年。氤核與其同位素笊核（；H）在一定條

件下可以發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)方程為;H+；Hf；He+；n。下列說法正確的是（）

A.新核X是笊核（；H）

B.瓶核（：H）發(fā)生￡衰變時(shí)，質(zhì)量和電荷數(shù)都守恒

C.若有質(zhì)量為100g的旅核，經(jīng)過25年后，剩余氤核的質(zhì)量為25g

D.；He+；n是核聚變方程，核電站利用該核反應(yīng)獲得核能

【答案】C

【詳解】A.根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，可知新核X是;H,故A錯(cuò)誤；

B.窟核（：H）發(fā)生￡衰變時(shí)，質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)都守恒，但質(zhì)量不守恒，故B錯(cuò)誤；

t_25_

C.根據(jù)加=加。［g］可得機(jī)=100x（；］g=25g故C正確；

D.核反應(yīng)方程式；H+；HHe+\n,屬于核聚變（或熱核反應(yīng)）,核電站利用核裂變獲得核

能，故D錯(cuò)誤。

故選Co

3.我國(guó)設(shè)計(jì)的“玉兔號(hào)”月球車上應(yīng)用了缽238小型核能電池。已知杯（2；：Pu）在衰變的過

程中放出一個(gè)電子，生成新原子核銷（Am）。若杯（若Pu）的比結(jié)合能為Ei,銅（Am）

的比結(jié)合能為E2下列說法正確的是（）

A.衰變方程為噂Pu=2j；Am+J；e

B.原子核鋸（Am）有145個(gè)中子

C.衰變過程中釋放的核能為238（￡-&）

D.月球晝夜溫差大會(huì)影響杯238的半衰期

【答案】C

【詳解】A.核反應(yīng)不是化學(xué)反應(yīng)，不能用故A錯(cuò)誤；

B.根據(jù)核電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒可知衰變方程為2；：Pu-＞黑Am+%,所以原子核銷（Am）

有95個(gè)質(zhì)子，143個(gè)中子，故B錯(cuò)誤；

C.4為杯l；：Pu）的比結(jié)合能，外為銷（Am）的比結(jié)合能，衰變過程中釋放的核能為

238（馬-巴），故C正確；

D.杯238的半衰期由原子核本身因素決定，與月球晝夜溫差無關(guān)，故D錯(cuò)誤。故選C。

4.我國(guó)“華龍一號(hào)"是當(dāng)前核電市場(chǎng)接受度最高的三代核電機(jī)型之一，其全面建成有力支撐

了我國(guó)由核電大國(guó)向核電強(qiáng)國(guó)跨越。核反應(yīng)堆是利用中子轟擊重核發(fā)生裂變反應(yīng)，釋放出大

量核能。?U+；1n-野Ba+案Kr+aX是反應(yīng)堆中發(fā)生的許多核反應(yīng)中的一種,X是某種粒子,

a是X粒子的個(gè)數(shù)，用加八〃血、加燈分別表示：’U、：？Ba、■Kr核的質(zhì)量，加工表示X粒子

的質(zhì)量，c為真空中的光速，以下說法正確的是（）

A.^5U的結(jié)合能小于;：Ba與北Kr的結(jié)合能之和

B.X為中子，0=2

c.的比結(jié)合能比;？Ba的大

D.上述核反應(yīng)中放出的核能小￡=（%u一加加—mKL3mx}c2

【答案】A

【詳解】A.核裂變要釋放能量，則核裂變產(chǎn)物1Ba與的結(jié)合能之和一定大于原來重核

■U的結(jié)合能，A正確；

B.由電荷數(shù)守恒知X的電荷數(shù)為0,故X為中子，由質(zhì)量數(shù)守恒知a=3,B錯(cuò)誤;

C.核裂變過程釋放能量，比結(jié)合能變大，則的比結(jié)合能比［Ba的小，C錯(cuò)誤；

D.由題意知，核反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損△"?="也一"加一加9一2加X由質(zhì)能方程可知，釋放的

核能

=（mu~mBa~mKr~2mx）c2,D錯(cuò)誤。故選A。

5.2019年1月3日，“玉兔二號(hào)"月球車與"嫦娥四號(hào)"著陸器分離，實(shí)現(xiàn)月球背面著陸?！坝?/p>

兔二號(hào)"搭載了一塊核電池，利用MPU衰變?yōu)槌釋放能量，可在月夜期間提供一定的電能。

己知嗡Pu的質(zhì)量為叫“，的質(zhì)量為加u，真空中的光速為。，下列說法正確的是（）

A.q：pu發(fā)生B衰變后產(chǎn)生的新核為第u

B.?：Pu衰變?yōu)?U,中子數(shù)減少2

C.溫度升高時(shí)，2；：Pu的衰變會(huì)加快

D.M；Pu衰變?yōu)榭誙釋放的能量為（叫“-加Jc2

【答案】B

【詳解】A.嘴pu衰變?yōu)?u,根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒與電荷數(shù)守恒可知衰變方程為2；：Pu>

+；He

則發(fā)生的是a衰變，其質(zhì)量數(shù)減少4,核電荷數(shù)減少2,則中子數(shù)減少2,A錯(cuò)誤；

B.嗡Pu衰變?yōu)?U,其中子數(shù)減少2,質(zhì)量數(shù)減少4,核電荷數(shù)減少2,B正確；

C.半衰期與外界因素?zé)o關(guān)，即溫度升高時(shí)，2；：Pu的衰變快慢不變，C錯(cuò)誤；

D.核反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損為,-/，-砥核反應(yīng)過程中釋放的能量

D錯(cuò)誤。故選B。

6.幽門螺桿菌很容易誘發(fā)胃腸疾病，臨床上常用的檢測(cè)方法之一是做碳14（'：C）呼氣試

驗(yàn)。被檢者口服含［C的膠囊后休息等待一段時(shí)間，再用吹氣管向二氧化碳吸收劑中吹氣，

通過分析呼氣中標(biāo)記的cc>2的含量即可判斷胃中幽門螺桿菌的存在情況。［C的半衰期是

5730年，而且大部分是齊衰變，其衰變方程為VCfX+'e。則下列說法正確的是（）

A.新核X比fC少了一個(gè)中子

B.被檢者發(fā)燒時(shí)會(huì)促使力衰變加快，導(dǎo)致檢測(cè)不準(zhǔn)

C.若有2個(gè);14c原子，則經(jīng)過5730年后就一定會(huì)有1個(gè)14c發(fā)生衰變

D.衰變產(chǎn)生的尸粒子可能是來自于藥物化學(xué)反應(yīng)中得失的電子

【答案】A

【詳解】A.由電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒得，新核X比：C多一個(gè)質(zhì)子，質(zhì)量數(shù)不變，即X比（C

少了一個(gè)中子，A正確；

B.尸衰變快慢與原子核內(nèi)部因素有關(guān)，與外部條件無關(guān)，B錯(cuò)誤；

C.半衰期表示的是微觀世界原子核的概率行為，并不能表示某個(gè)原子經(jīng)過半衰期一定會(huì)發(fā)

生衰變，C錯(cuò)誤；

D.。衰變的實(shí)質(zhì)是原子核的一個(gè)中子變成質(zhì)子的同時(shí)釋放一個(gè)電子，這個(gè)過程是無法通過

化學(xué)反應(yīng)得到的，D錯(cuò)誤。故選A。

7.硼中子俘獲治療是近年來腫瘤治療領(lǐng)域新興的精準(zhǔn)診療手段。先給患者注射一種含硼

（；°B）的藥物，藥物和體內(nèi)的腫瘤細(xì)胞有強(qiáng)親和力，能夠迅速特異性的聚集在腫瘤細(xì)胞內(nèi)，

給腫瘤細(xì)胞貼上一個(gè)“壞人"的標(biāo)記。再用超熱中子束對(duì)腫瘤部位進(jìn)行照射，腫瘤細(xì)胞內(nèi)的硼

俘獲中子后，生成X,X衰變后生成高殺傷力的Y粒子、；Li和，射線，保證精準(zhǔn)殺死腫瘤

細(xì)胞的同時(shí)不損傷正常組織。下列說法正確的是（）

A.X是;°B的放射性同位素

B.Y為用粒子

C.可以通過改變溫度控制X的衰變速度

D.一個(gè)Y粒子和一個(gè);Li的質(zhì)量之和等于一個(gè)X的質(zhì)量

【答案】A

【詳解】A.硼俘獲中子后，生成X,X的質(zhì)子數(shù)與硼相同，質(zhì)量數(shù)多1,是硼的同位素，由

于X會(huì)衰變，具有放射性，A正確。

B.X衰變后產(chǎn)生高殺傷力的粒子Y和；Li,根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，Y為a粒子，B

錯(cuò)誤；

C.放射性同位素衰變的快慢是由原子核內(nèi)部自身決定的，與外界的物理和化學(xué)狀態(tài)無關(guān)，

因此，改變溫度不能控制X的衰變速度，c錯(cuò)誤；

D.根據(jù)質(zhì)量數(shù)及電荷數(shù)守恒，可寫出相關(guān)核反應(yīng)方程為;°B+；n-：X；：Xf；Li+；Y一個(gè)

Y粒子和一個(gè);Li的質(zhì)量數(shù)之和等于一個(gè)X的質(zhì)量數(shù)，但是由于反應(yīng)放出能量，則有質(zhì)量虧

損，即一個(gè)Y粒子和一個(gè);Li的質(zhì)量之和小于一個(gè)X的質(zhì)量，D錯(cuò)誤。故選A。

8.核反應(yīng)堆常用的核燃料是甯U或％Pu,在自然界并不存在，可以利用核反應(yīng)堆中

產(chǎn)生的中子打擊％U生成。已知嗡PU具有放射性，發(fā)生衰變生成氣U并釋放y光子，設(shè)喟Pu

衰變前處于靜止?fàn)顟B(tài)，忽略＞光子動(dòng)量，下列說法正確的是（）

A.2整Pu核中有94個(gè)中子

B.衰變過程有質(zhì)量虧損，但衰變前后質(zhì)量數(shù)守恒

C.2；：Pu衰變?yōu)?^U的過程為或衰變

D.生成物空1；與；He的動(dòng)能之比為4：235

【答案】BD

【詳解】A.2j；Pu核中有94個(gè)質(zhì)子，中子數(shù)為239—94=145故A錯(cuò)誤；

B.衰變過程有能量放出，故有質(zhì)量虧損，原子核衰變時(shí)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都守恒，故B正確；

C.根據(jù)原子核衰變時(shí)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都守恒，可得aPu衰變?yōu)楫a(chǎn)生;He,故為a衰變,

故C錯(cuò)誤；

D.據(jù)動(dòng)量守恒定律有根據(jù)動(dòng)能與動(dòng)量的關(guān)系可得及=區(qū)則端5=*=水故D

2m0kHe加u/J，

正確。故選BD。

9.2021年12月中國(guó)科學(xué)院等離子體物理研究所發(fā)布了一條核聚變領(lǐng)域的突破性消息：EAST

全超導(dǎo)托卡馬克裝置（東方超環(huán)）實(shí)現(xiàn)了1056秒的長(zhǎng)脈沖高參數(shù)等離子體運(yùn)行，這是目前

世界上托卡馬克裝置高溫等離子體運(yùn)行的最長(zhǎng)時(shí)間。在聚變反應(yīng)中，一個(gè)笊核（汨）和一

個(gè)氤核（：H）結(jié)合為一個(gè)氨核（；He）,并放出一個(gè)X粒子，同時(shí)釋放能量，關(guān)于核聚變

下列說法正確的是（）

A.X粒子是中子

B.高溫劇烈的熱運(yùn)動(dòng)使原子核有足夠的動(dòng)能克服庫侖斥力發(fā)生聚變

C.氤核的比結(jié)合能大于氨核的比結(jié)合能

D.若該裝置每秒釋放的能量為4x10'J,則每秒?yún)⑴c反應(yīng)的笊核和能核質(zhì)量約為4.4x10"kg

【答案】AB

【詳解】A.根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知X的質(zhì)量數(shù)為1,電荷數(shù)為0,即X為中子,

A正確；

B.熱核反應(yīng)時(shí)要將輕核加熱到很高的溫度，使它們具有足夠的動(dòng)能來克服庫侖斥力，故B

正確；

C.氤核的比結(jié)合能小于氫核的比結(jié)合能，C錯(cuò)誤；

E4x108j

D.由質(zhì)能方程得核聚變每秒損失的質(zhì)量約為A麗=7=港疔"4.4x10kg則每秒?yún)⑴c反

應(yīng)的笊核和瓶核質(zhì)量大于4.4x10-9kg,D錯(cuò)誤。故選AB。

10.在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一個(gè)原來靜止的原子核，由于衰變放射出某種粒子，結(jié)果得到一張兩個(gè)

相切圓1和2的徑跡照片，如圖所示。已知兩個(gè)相切圓的半徑分別為海、/2,則下列說法正

確的是（）

A.原子核可能發(fā)生a衰變，也可能發(fā)生B衰變

B.徑跡1、2可能都是衰變后粒子順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)形成的

C.若衰變方程是聲Uf；/Th+；He,則衰變后新核和射出的粒子的動(dòng)能之比為117:2

D.若衰變方程是聲Uf記Th+；He,則不4=1:45

【答案】BD

【詳解】A.原子核衰變過程系統(tǒng)動(dòng)量守恒，由動(dòng)量守恒定律可知，衰變生成的兩粒子動(dòng)量

方向相反，粒子速度方向相反，由左手定則知：若生成的兩粒子電性相反則在磁場(chǎng)中的軌跡

為內(nèi)切圓，若電性相同則在磁場(chǎng)中的軌跡為外切圓，所以為電性相同的粒子，可能發(fā)生的是

a衰變，但不是￡衰變，A錯(cuò)誤；

B.核反應(yīng)過程系統(tǒng)動(dòng)量守恒，原子核原來靜止，初動(dòng)量為零，由動(dòng)量守恒定律可知，原子

核衰變后生成的兩核動(dòng)量p大小相等、方向相反，粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力

提供向心力，由牛頓第二定律得q—葉解得嗑由于小5都相同，則粒子電荷

量q越大，其軌道半徑廠越小，由于新核的電荷量大于a粒子的電荷量，則新核的軌道半徑

小于a粒子的軌道半徑，則徑跡1為放出新核的運(yùn)動(dòng)軌跡，徑跡2為a粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，因a

粒子和新核都帶正電，貝！la粒子和新核都沿順時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)，故B正確；

2

C.根據(jù)動(dòng)量守恒定律知，新核Th和a粒子的動(dòng)量大小相等，則動(dòng)能紇=2所以新核和射

2m

出的a粒子的動(dòng)能之比等于質(zhì)量之反比，為2：117,C錯(cuò)誤；

D.根據(jù)〃=「mv=￡D解得不弓=2:90=1:45,D正確。故選BD。

qBqB

11.現(xiàn)有兩動(dòng)能均為瓦=O.35MeV的汨在一條直線上相向運(yùn)動(dòng)，兩個(gè)汨發(fā)生對(duì)撞后能發(fā)生

核反應(yīng)，得到汨e和新粒子，且在核反應(yīng)過程中釋放的能量完全轉(zhuǎn)化為；He和新粒子的動(dòng)能。

已知汨的質(zhì)量為2Q141U,汨e的質(zhì)量為3.0160U,新粒子的質(zhì)量為：L0087U,核反應(yīng)時(shí)質(zhì)

量虧損lu釋放的核能約為931MeV。下列說法正確的是(如果涉及計(jì)算，結(jié)果保留整數(shù))

()

A.核反應(yīng)方程為；H+：H￡He+；H

B.核反應(yīng)前后不滿足能量守恒定律

C.新粒子的動(dòng)能約為3MeV

D.汨e的動(dòng)能約為IMeV

【答案】CD

【詳解】A.由核反應(yīng)過程中的質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知核反應(yīng)方程為

:H+；HTHe+\n,則新粒子為中子［n,