课后限时集训(三十三) 核反应和核能
(建议用时：40分钟)
[基础对点练]
题组一：原子核的组成 放射性同位素
1．在轧制钢板时需要动态地监测钢板厚度，其检测装置由放射源、探测器等构成，如图所示。该装置中探测器接收到的是( )
A．X射线 C．β射线
B．α射线 D．γ射线
D [放射源发出的只有α、β、γ三种射线，故选项A错误。在α、β、γ三种射线中，只有γ射线能穿透钢板，故选项B、C错误，D正确。]
2．(多选)(2024·常州检测)放射性同位素被广泛应用，下列说法正确的是( ) A．放射性同位素的半衰期都比较短，对环境的危害较小 B．放射性同位素能够消除静电是因为其发出的γ射线 C．用放射性同位素参与化学反应可以起到示踪的作用 D．放射性同位素可以作为核燃料进行发电
AC [放射性同位素的半衰期都比较短，衰变得快，对环境的危害较小，A正确。α射线能使空气分子电离成导体，所以能够消除静电。γ射线的电离本领较小，B错误。根据放射性同位素的应用可知，用放射性同位素参与化学反应可以起到示踪的作用，C正确。放射性同位素大多是人工合成的同位素，成本高，存在量较少，不能作为核燃料进行发电，D错误。]
题组二：原子核的衰变、半衰期
3．放射性元素A经过2次α衰变和1次β衰变后生成一新元素B，则元素B在元素周期表中的位置较元素A的位置向前移动了( )
A．1位 C．3位
B．2位 D．4位
C [原子核经过一次α衰变，电荷数减小2，质量数减小4；经过一次β衰变，电荷数增加1，质量数不变。所以经过2次α衰变和1次β衰变，A元素电荷数减少2×2－1×1＝3，则生成的新元素B在元素周期表中的位置向前移3位，C正确。]
4．(多选)(2024·莆田检测)C发生放射性衰变成为N，半衰期约5 700年。已知植物存活期间，其体内C与C的比例不变；生命活动结束后，C的比例持续减少。现通过测量114
得知，某古木样品中C的比例正好是现代植物所制样品的。下列说法正确的是( )
2
A．该古木的年代距今约5 700年
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B．C、C、C具有相同的中子数 C．C衰变为N的过程中放出β射线 D．增加样品测量环境的压强将加速C的衰变
114
AC [古木样品中C的比例正好是现代植物所制样品的，可知时间正好是5 700年，A
2正确。C中子数为6,C中子数为7,C中子数为8，B错误。C与N相比，质量数一样而质子数少一个，可知发生的是β衰变，C正确。半衰期与外界环境无关，D错误。]
5．原子核 92U经放射性衰变①变为原子核 90Th，继而经放射性衰变②变为原子核 91Pa，再经放射性衰变③变为原子核 92U。放射性衰变①、②和③依次为( )
A．α衰变、β衰变和β衰变 B．β衰变、α衰变和β衰变 C．β衰变、β衰变和α衰变 D．α衰变、β衰变和α衰变
①234②234238234
A [ 92U――→ 90Th，质量数少4，电荷数少2，说明①为α衰变。 90Th――→ 91Pa，质子数③234234
加1，质量数不变，说明②为β衰变，中子转化成质子。 91Pa――→ 92U，质子数加1，质量数不变，说明③为β衰变，中子转化成质子。选项A正确。]
6．(2024·茂名检测)铝核13Al被α粒子击中后产生的反应生成物是磷15P，同时放出一种粒子，关于这种粒子，下列说法中正确的是( )
A．这种粒子在电场中可以被加速或发生偏转 B．这种粒子在磁场中一定不受磁场力作用 C．这种粒子在真空中的速度等于3×10 m/s D．在碳14核内有6个这种粒子
B [根据质量数和电荷数守恒可知放出的粒子质量数为1，电荷数为0，故该粒子为中子，中子不带电，不会在电场中加速或偏转，也不会受到磁场力作用，A错误，B正确。中子的速度小于光速，C错误。碳14核的电荷数为6，则质子数是6，中子数为14－6＝8，D错误。]
题组三：核反应与核能
7．(2024·唐山调研)在匀强磁场中，有一个原来静止的 6C原子核，它放出的粒子与反冲核的径迹是两个相内切的圆，圆的直径之比为7∶1，那么碳14的衰变方程应为( )
A． 6C→1e＋ 5B C. 6C→1H＋ 5B
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2
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B． 6C→2He＋ 4Be D. 6C→－1e＋ 7N
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D [静止的放射性原子核发生了衰变放出粒子后，新核的速度与粒子速度方向相反，放出的粒子与新核所受的洛伦兹力方向相同，根据左手定则判断出粒子与新核的电性相反，根据r＝，因粒子和新核的动量大小相等，可由半径之比7∶1确定电荷量之比为1∶7，即可
mvBq - 2 -
根据电荷数守恒及质量数守恒得出核反应方程式为D。]
8.(2024·天津高考)国家大科学工程——中国散裂中子源(CSNS)于2017年8月28日首次打靶成功，获得中子束流，可以为诸多领域的研究和工业应用提供先进的研究平台。下列核反应中放出的粒子为中子的是( )
A． 7N俘获一个α粒子，产生 8O并放出一个粒子 B．13Al俘获一个α粒子，产生15P并放出一个粒子 C. 5B俘获一个质子，产生4Be并放出一个粒子 D.3Li俘获一个质子，产生2He并放出一个粒子
B [本题考查核反应方程。由核反应过程中遵循质量数、电荷数均守恒的原则，可写出选项中的四个核反应方程。 7N＋2He→ 8O＋1H，选项A错误。13Al＋2He→15P＋0n，选项B正确。
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1
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B＋1H→4Be＋2He，选项C错误。3Li＋1H→2He＋2He，选项D错误。]
9．(2024·咸阳检测)首次用实验验证“爱因斯坦质能方程”的核反应方程是3Li＋1H→K2
7
1
4
1846134
He，已知mLi＝7.016 0 u，mH＝1.007 8 u，mHe＝4.002 6 u，则该核反应方程中的K值和质量亏损分别是( )
A．1和4.021 2 u B．1和2.005 6 u C．2和0.018 6 u D．2和1.997 0 u
C [根据核反应前后质量数和电荷数守恒可得7＋1＝K×4,3＋1＝K×2，可得K＝2；反应前的总质量m1＝mLi＋mH＝7.016 0 u＋1.007 8 u＝8.023 8 u，反应后的总质量m2＝2mHe＝2×4.002 6 u＝8.005 2 u，反应前后质量亏损Δm＝m1－m2＝8.023 8 u－8.005 2 u＝0.018 6 u，C正确。]
[考点综合练]
10.(多选)(2024·大连模拟)在足够大的匀强磁场中，静止的钠的同位素11Na发生衰变，沿与磁场垂直的方向释放出一个粒子后，变为一个新核，新核与放出粒子在磁场中运动的轨迹均为圆，如图所示，下列说法正确的是( )
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A．新核为12Mg
B．轨迹2是新核的径迹
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2024版高考物理一轮复习课后限时集训33核反应和核能含解析新人教版
