微練56　原子核-2026版大一輪高中物理（解析版）

微練56原子核梯級Ⅰ基礎(chǔ)練1.(2024·北京卷)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(B)A.0g B.0.25gC.0.5g D.0.75g解析1g釷234經(jīng)過48天后，剩余質(zhì)量m=(12）τtm0=0.25g2.(2025·南昌模擬)幽門螺桿菌在胃中產(chǎn)生的尿素酶，可將用614C標記的尿素分解為氨和碳614C標記的CO2，通過分析呼氣中標記的CO2的含量即可判斷胃中幽門螺桿菌的存在。已知614C半衰期為5730年，A.改變胃內(nèi)酸堿度可以改變614CB.改變胃部溫度可以改變614C.含614C的化合物和單質(zhì)D.100個614C經(jīng)過5730年有解析放射性元素的半衰期與外部因素(溫度、環(huán)境、酸堿性)無關(guān)，與所處的化學狀態(tài)(單質(zhì)或化合物)無關(guān)，A、B兩項錯誤，C項正確；半衰期是大量原子核衰變的統(tǒng)計規(guī)律，對少數(shù)原子核的衰變不適用，D項錯誤。3.工業(yè)部門可以使用放射性同位素發(fā)出的射線來測厚度。某軋鋼廠的熱軋機上安裝的射線測厚裝置如圖所示，讓γ射線穿過鋼板，探測器探測到的γ射線強度與鋼板的厚度有關(guān)，將射線強度的信號輸入計算機，可對鋼板的厚度進行自動控制。下列說法正確的是(A)A.若鋼板變厚，則探測到γ射線變?nèi)魾.若鋼板內(nèi)部有裂縫，則探測到γ射線變?nèi)魿.該裝置主要利用γ射線的電離能力D.若僅把γ射線換為α射線，該裝置仍正常運行解析若鋼板變厚，則對γ射線的阻礙變強，探測到γ射線變?nèi)?，A項正確；若鋼板內(nèi)部有裂縫，則對γ射線的阻礙變?nèi)?，探測到γ射線變強，B項錯誤；該裝置主要利用γ射線的穿透能力，C項錯誤；該裝置主要利用γ射線的穿透能力，而α射線的穿透能力很弱，若僅把γ射線換為α射線，該裝置不能正常運行，D項錯誤。4.(2024·全國甲卷)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612H424He+x01n+y11p+43.15MeV表示，式中x、A.x=1，y=2 B.x=1，y=3C.x=2，y=2 D.x=3，y=1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+y，6=2×2+y，解得x=2，y=2，C項正確。5.(2024·江蘇卷)用粒子轟擊氮核從原子核中打出了質(zhì)子，該實驗的核反應(yīng)方程式是X+714N11H+817O，粒子X為(DA.正電子10e B.中子01nC.氘核12H D.氦核解析根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒可知X的質(zhì)量數(shù)為m=17+1-14=4，根據(jù)電荷守恒可知X的電荷數(shù)為n=8+1-7=2，可知X為氦核24He，6.(2024·浙江卷)發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程為24He+49BeX+01n，“玉兔二號”巡視器的核電池中钚-238的衰變方程為94238Pu92234U+YA.核反應(yīng)方程中的X為612CB.衰變方程中的Y為23HeC.中子01D.钚238的衰變吸收能量解析根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知X為612C，Y為24He，A項正確，B項錯誤；中子的質(zhì)量數(shù)為1，C項錯誤；衰變過程中質(zhì)量虧損，7.(2025·九江模擬)我國玲龍一號(ACP100)是全球首個陸上商用模塊化小型核反應(yīng)堆，被稱為“核能移動充電寶”，可以作為我國將來的核動力航母的動力和電能來源。下列說法正確的是(C)A.玲龍一號核反應(yīng)堆的核燃料是取自海水中的氘B.玲龍一號原理是利用輕核的聚變釋放核能C.玲龍一號是利用重核裂變釋放的核能來發(fā)電D.玲龍一號是利用比結(jié)合能大的核變成比結(jié)合能小的核來獲得核能解析玲龍一號是利用重核的裂變釋放的核能來發(fā)電，用中子轟擊鈾核裂變成中等質(zhì)量的核，同時放出幾個中子，A、B兩項錯誤，C項正確；中等質(zhì)量的核比結(jié)合能大，則玲龍一號是利用比結(jié)合能小的核變成比結(jié)合能大的核來獲得核能，D項錯誤。梯級Ⅱ能力練8.(多選)如圖所示是原子核的平均結(jié)合能(也稱比結(jié)合能)與質(zhì)量數(shù)的關(guān)系圖像，通過該圖像可以得出一些原子核的平均結(jié)合能，如816O的核子平均結(jié)合能約為8MeV，24He的核子平均結(jié)合能約為7MeV，A.隨著原子質(zhì)量數(shù)的增加，原子核的平均結(jié)合能增大B.2656Fe核的平均結(jié)合能最大C.把816O分成8個質(zhì)子和8個中子比把816O分成4個2D.把816O分成4個24H解析由題圖可知，隨著原子質(zhì)量數(shù)的增加，原子核的平均結(jié)合能有先增大后減小的趨勢，A項錯誤；由題圖可知，2656Fe核的平均結(jié)合能最大，原子核最穩(wěn)定，B項正確；把816O分成8個質(zhì)子和8個中子需要提供的能量約為ΔE1=16×8MeV=128MeV，將質(zhì)子和中子結(jié)合成一個24He所放出的能量約為ΔE2=4×7MeV=28MeV，則816O將分為4個24He需要提供的能量約為ΔE3=ΔE1-4×ΔE2=(128-4×28)MeV=16MeV，故要多提供的能量為ΔE1-ΔE3=(128-16)MeV=112MeV，C9.(2025·德州模擬)2023年12月14日，我國宣布新一代人造太陽“中國環(huán)流三號”面向全球開放﹐邀請全世界科學家來中國集智攻關(guān)，共同追逐“人造太陽”能源夢想。“人造太陽”物理本質(zhì)就是核聚變，其發(fā)生核聚變的原理和太陽發(fā)光發(fā)熱的原理很相似﹐核反應(yīng)方程為12H+13H24He+X+17.6MeV。下列說法正確的是A.X是質(zhì)子B.該反應(yīng)為鏈式反應(yīng)C.24He的比結(jié)合能比D.24He的結(jié)合能為17解析根據(jù)質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)守恒，可得X的質(zhì)量數(shù)為2+3-4=1，電荷數(shù)為1+1-2=0，則X是中子，A項錯誤；該反應(yīng)是輕核聚變，不是鏈式反應(yīng)，B項錯誤；該核反應(yīng)釋放核能，表明生成核比反應(yīng)核更加穩(wěn)定，即24He的比結(jié)合能比12H的大，C項正確；結(jié)合能指單個自由發(fā)散的核子結(jié)合成原子核釋放的能量，而17.6MeV是12H與13H發(fā)生聚變反應(yīng)釋放的核能，24He的結(jié)合能大于10.(2024·山東卷)2024年是中國航天大年，神舟十八號、嫦娥六號等已陸續(xù)飛天，部分航天器裝載了具有抗干擾性強的核電池。已知3890Sr衰變?yōu)?990Y的半衰期約為29年；94238Pu衰變?yōu)?2234U的半衰期約87年?，F(xiàn)用相同數(shù)目的38A.3890Sr衰變?yōu)?9B.94238Pu衰變?yōu)?2C.50年后，剩余的3890SrD.87年后，剩余的3890Srr解析根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知3890Sr衰變?yōu)?990Y時產(chǎn)生電子，即β粒子，A項錯誤；94238Pu衰變?yōu)?2234U時產(chǎn)生24He，即α粒子，B項錯誤；根據(jù)題意可知94238Pu的半衰期大于3890Sr的半衰期，現(xiàn)用相同數(shù)目的3890Sr和94238P11.(2025·莆田模擬)山東海陽核電站一期工程建設(shè)了兩臺125萬千瓦的AP1000三代核電機組。如果鈾235在中子的轟擊下裂變?yōu)?890Sr和54136Xe，質(zhì)量mU=235.0439u，mn=1.0087u，mSr=89.9077u，mXe=135(1)寫出裂變方程；(2)求出一個鈾核裂變放出的能量；(3)若鈾礦石的濃度為3%，一期工程投產(chǎn)發(fā)電后，一年將消耗多少噸鈾礦石?(阿伏加德羅常數(shù)NA=6.02×1023mol-1，1u相當于931.5MeV，1eV=1.6×10-19J)解析(1)根據(jù)核裂變規(guī)律可得92235U+01n3890Sr+54(2)裂變過程的質(zhì)量虧損為Δm=mU+mn-mXe-mSr-10mn=0.1507u，釋放的能量為ΔE=Δmc2=0.1507×931.5MeV≈140.4MeV。(3)核電站一年的發(fā)電量為E=Pt=2×125×107×365×24×60×60J=7.884×1016J，由E=NΔE=m·3%MNAΔE得m=EM3%·代入數(shù)據(jù)解得m≈45.7t。答案(1)92235U+01n3890S(2)140.4MeV(3)45.7t梯級Ⅲ創(chuàng)新練12.(2025·吉安模擬)如圖為太陽內(nèi)部的一種輕核聚變的示意圖，此反應(yīng)需要超高溫；另一種核反應(yīng)是幾個氦核24He在高溫高壓的作用下變成一個612C，此核反應(yīng)是放熱反應(yīng)。已知24He的比結(jié)合能為E1，612C的比結(jié)合能為E2A.圖像所對應(yīng)的核反應(yīng)方程式為12H+12H2B.另外一種核反應(yīng)的方程式為224HeC.612C的