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章末综合检测（五）　原子核与基本粒子
（满分：100分）
一、单项选择题（本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求）
1.在元素周期表中查到铅的原子序数为82，一个铅原子质量数为207，下列说法正确的是（　　）
A.核外有82个电子，核内有207个质子
B.核外有82个电子，核内有82个质子
C.核内有82个质子，207个中子
D.核内有125个核子
2.为了探究宇宙起源，科学家将利用阿尔法磁谱仪（AMS）在太空中寻找“反物质”，所谓“反物质”是由“反粒子”构成的。“反粒子”与其对应的正粒子具有相同的质量和相同的电荷量，但电荷的符号相反，则反氢原子是（　　）
A.由1个带正电荷的质子和1个带负荷的电子构成
B.由1个带负电荷的反质子和1个带正电荷的正电子构成
C.由1个带负电荷的反质子和1个带负电荷的电子构成
D.由1个不带电荷的中子和1个带正电荷的正电子构成
3.（2023·北京高考3题）下列核反应方程中括号内的粒子为中子的是（　　）
AUnBaKr＋（　　）
BUTh＋（　　）
CNHeO＋（　　）
DCN＋（　　）
4.（2022·湖北高考1题）上世纪四十年代初，我国科学家王淦昌先生首先提出证明中微子存在的实验方案：如果静止原子核Be俘获核外K层电子e，可生成一个新原子核X，并放出中微子νe，即eXνe。根据核反应后原子核X的动能和动量，可以间接测量中微子的能量和动量，进而确定中微子的存在。下列说法正确的是（　　）
A.原子核X是Li
B.核反应前后总质子数不变
C.核反应前后总质量数不同
D.中微子νe的电荷量与电子的相同
5.钚-238是钚的同位素。钚的半衰期为86.4年，它用作核电池的热源，也可用作空间核动力和飞船的电源。镎-237Np）吸收一个中子得到钚-238Pu），其核反应方程为NpnPu＋XPu衰变时只放出α射线，半衰期为88年，下列说法正确的是（　　）
A.X为电子
BPu的衰变方程为PuUHe
C.160个Pu原子核经过88年后剩余80个
D.外界温度降低Pu的半衰期变长
6.原子核的比结合能曲线如图所示。根据该曲线，下列判断正确的是（　　）
A.U核的结合能比Kr核的大
BU核比Kr核稳定
C.两个H核结合成He释放28 MeV能量
DLi核的结合能约为15 MeV
7.（2022·辽宁高考2题）2022年1月，中国锦屏深地实验室发表了首个核天体物理研究实验成果。表明我国核天体物理研究已经跻身国际先进行列。实验中所用核反应方程为XMgAl，已知XMg、Al 的质量分别为m1、m2、m3，真空中的光速为c，该反应中释放的能量为E。下列说法正确的是（　　）
A.X为氘核H B.X为氚核H
C.E＝（m1＋m2＋m3）c2 D.E＝（m1＋m2－m3）c2
8.（2024·浙江1月选考7题）已知氘核质量为2.014 1 u，氚核质量为3.016 1 u，氦核质量为4.002 6 u，中子质量为1.008 7 u，阿伏加德罗常数NA取6.0×1023 mol－1，氘核摩尔质量为2 g·mol－1，1 u相当于931.5 MeV。关于氘与氚聚变成氦，下列说法正确的是（　　）
A.核反应方程式为HHHen
B.氘核的比结合能比氦核的大
C.氘核与氚核的间距达到10－10 m就能发生核聚变
D.4 g氘完全参与聚变释放出能量的数量级为1025 MeV
　　
二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
9.下列说法正确的是（　　）
A.NHCHe是α衰变方程
BHHHe＋γ是核聚变反应方程
CUThHe是核裂变反应方程
DHeAlPn是原子核的人工转变方程
10.下列说法正确的是（　　）
A.某放射性元素的半衰期为3小时，4个该元素的原子核经过3小时之后变成2个
B.核反应中的质量亏损并非质量消失，而是减少的质量以能量形式辐射出去
C.氢原子吸收一个光子跃迁到激发态后，在向低能级跃迁时放出光子的频率不一定等于入射光的频率
D.铀核裂变的核反应方程为UBa＋Kr＋n
11.太阳内部发生的核反应主要是轻核的聚变，太阳中存在的主要元素是氢，氢核的聚变反应可以看作是4个氢核H）结合成1个氦核He）。表中列出了部分粒子的质量（1 u相当于931.5 MeV的能量），以下说法中正确的是（　　）
粒子名称 质子p α粒子 电子e 中子n
质量/u 1.007 3 4.001 5 0.000 55 1.008 7
A.核反应方程式为HHe＋e
B.核反应方程式为HHe＋e
C.4个氢核结合成1个氦核时的质量亏损约为0.026 6 u
D.聚变反应过程中释放的能量约为24.8 MeV
12.某放射性元素经过6天后，只剩下八分之一没有衰变。为估算某水库的库容，可取一瓶无毒的该放射性元素的水溶液，测得瓶内溶液每分钟衰变8×107次。现将这瓶溶液倒入水库，8天后在水库中取水样1.0 m3（可认为溶液已均匀分布），测得水样每分钟衰变20次，则（　　）
A.该无毒放射性元素半衰期为2天
B.该无毒放射性元素半衰期为3天
C.估算出水库中水的体积大约为2.5×105 m3
D.估算出水库中水的体积大约为4.5×106 m3
三、非选择题（本题共6小题，共60分）
13.（4分）100年前，卢瑟福用α粒子轰击氮核打出了质子。后来，人们用α粒子轰击Ni核也打出了质子He＋NiCuH＋X，该反应中的X是　　　　　（选填“电子”“正电子”或“中子”）。此后，对原子核反应的持续研究为核能利用提供了可能。目前人类获得核能的主要方式是　　　　　　　（选填“核衰变”“核裂变”或“核聚变”）。
14.（6分）能源危机是一个全球性的共同问题。科学家们正在积极探索核能的开发与和平利用，其中可控热核反应向人类展示了诱人的前景。热核反应比相同数量的重核发生裂变反应释放的能量要大好几倍，同时所造成的污染也要轻得多，而且可用于热核反应的氘H）在海水中的总含量非常丰富，所以一旦可控热核反应能够达到实用，便可解决人类所面临的能源危机问题。
（1）热核反应中的一种反应是1个氘核和1个氚核H）聚变为1个氦核He），请完成这个核反应方程式HHHe＋　　　＋能量。
（2）若氘核的质量为2.014 1 u，氚核的质量为3.016 1 u，中子的质量为1.008 7 u，氦核的质量为4.002 6 u。其中 u是原子质量单位，已知1 u相当于931 MeV的能量。求上述核反应过程中释放的能量。（保留3位有效数字）
15.（10分）一个锂核Li）受到一个质子的轰击，变成两个α粒子。已知质子的质量是1.672 6×10－27 kg，锂核的质量是11.650 5×10－27 kg，氦核的质量是 6.646 6×10－27 kg。
（1）写出上述核反应的方程；
（2）计算上述核反应释放出的能量。
16.（12分）已知氘核H）质量为2.013 6 u，中子n）质量为1.008 7 u，氦核He）质量为3.015 0 u，1 u 相当于931.5 MeV。
（1）写出两个氘核聚变成He的核反应方程；
（2）计算上述核反应中释放的核能（保留3位有效数字）；
（3）若两个氘核以相同的动能0.35 MeV做对心碰撞即可发生上述反应，且释放的核能全部转化为新核的动能，则反应后生成的氦核He）动能大小是多少？
17.（14分）一个静止在匀强磁场中的Ra（镭核），发生α衰变后转变为氡核（元素符号为Rn）。已知衰变中释放出的α粒子的速度方向跟匀强磁场的磁感线方向垂直。设镭核、氡核和α粒子的质量依次是m1、m2、m3，衰变释放的核能都转化为氡核和α粒子的动能，真空中的光速为c。
（1）写出衰变方程；
（2）求氡核和α粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的轨道半径的比值；
（3）求氡核的动能Ek。
18.（14分）氡是一种放射性气体，主要来源于不合格的水泥、墙砖、石材等建筑材料。呼吸时氡气会随气体进入肺部，氡衰变时放出α射线，这种射线像小“炸弹”一样轰击肺细胞，使肺细胞受损，从而引发肺癌、白血病等。若有一静止的氡核Rn发生α衰变，放出一个速度为v0、质量为m的α粒子和一个质量为M的反冲核钋Po，此过程动量守恒，其空中的光速为c，若氡核发生衰变时，释放的能量全部转化为α粒子和钋核的动能。
（1）写出衰变方程；
（2）求出反冲核钋的速度；（计算结果用题中字母表示）
（3）求出这一衰变过程中的质量亏损。（计算结果用题中字母表示）
章末综合检测（五）　原子核与基本粒子
1.B　在元素周期表中查到铅的原子序数为82，即一个铅原子中有82个质子，由于原子是电中性的，则核外电子有82个。根据核子数等于质量数等于质子数与中子数之和可知，铅原子核的中子数为207－82＝125。只有选项B正确。
2.B　反氢原子由1个带负电荷的反质子和1个带正电荷的正电子构成，故B正确。
3.A　根据电荷数守恒和质量数守恒知，A选项核反应方程为UnBaKr＋n，B选项核反应方程为ThHe，C选项核反应方程为NHeOH，D选项核反应方程为Ne，综上所述，选A。
4.A　根据质量数守恒和电荷数守恒，X的质量数为7，电荷数为3，可知原子核X是Li，A正确，C错误；核反应方程为BeeLiνe，则反应前的总质子数为4，反应后的总质子数为3，B错误；中微子不带电，则中微子νe的电荷量与电子的不相同，D错误。
5.A　根据电荷数守恒和质量数守恒可得，X为电子e，故A正确；根据电荷数守恒和质量数守恒可得Pu的衰变方程为PuUHe，故B错误；半衰期是对大量原子核衰变的统计规律，对于少量原子核衰变不适用，故C错误；放射性元素的半衰期与外界环境和温度无关，故D错误。
6.A　核子数越多，结合能越大，则U核的结合能比Kr核的大，A正确；比结合能越大，原子核越稳定，由图可知Kr核的比结合能比U核的大，则Kr核比U核稳定，B错误；由图可知He核的比结合能约为7 MeV，则He核的结合能约为4×7 MeV＝28 MeV，根据结合能定义可知，单个自由的核子结合成He核释放的能量为28 MeV，则两个H核结合成He释放的能量必定小于28 MeV，C错误；由图可知Li核的比结合能约为5 MeV，则Li核的结合能约为6×5 MeV＝30 MeV，D错误。
7.B　根据电荷数、质量数守恒，可知X为氚核H，故A错误，B正确；该反应中释放的能量不同于质量亏损释放的核能，还要考虑各原子核初始及反应结束具有的动能等，故C、D错误。
8.D　核反应方程式为HHHen，故A错误；氘核的比结合能比氦核的小，故B错误；氘核与氚核发生核聚变，要使它们间的距离达到10－15 m以内，故C错误；一个氘核与一个氚核聚变反应质量亏损Δm＝（2.014 1＋3.016 1－4.002 6－1.008 7）u＝0.018 9 u，聚变反应释放的能量是ΔE＝Δm·931.5 MeV≈17.6 MeV，4 g氘完全参与聚变释放出能量E＝×6×1023×ΔE≈2.11×1025 MeV，数量级为1025 MeV，故D正确。
9.BD　衰变是在没有粒子轰击的情况下，原子核自发地放出α粒子或β粒子的反应N在质子的轰击下发生的核反应属于人工转变，A错误HHHe＋γ是两个质量较轻的核结合成了质量较重的核，是核聚变反应，B正确UThHe是α衰变，裂变必须形成两个中等质量的核，C错误；用α粒子去轰击原子核，产生新原子核并放出一个粒子，这是原子核的人工转变，D正确。
10.BC　半衰期是统计学的概念，对大量的粒子才有意义，故A错误；根据爱因斯坦质能方程，可知核反应中的质量亏损并非质量消失，而是减少的质量以能量形式辐射出去，故B正确；能级跃迁发生在两个定态之间，氢原子吸收一个光子跃迁到激发态后，在向低能级跃迁时可能放出多种频率的光子，不一定等于入射光的频率，故C正确；铀核需要中子撞击才能发生核裂变，故D错误。
11.ACD　根据核反应过程中质量数守恒和电荷数守恒，可判断A正确，B错误；质量亏损Δm＝（4×1.007 3－4.001 5－2×0.000 55）u＝0.026 6 u，根据质能方程可知ΔE＝0.026 6×931.5 MeV≈24.8 MeV，C、D正确。
12.AC　放射性元素经过6天后，只剩下八分之一没有衰变，可知经过了3个半衰期，则该放射性元素的半衰期为2天，选项A正确，B错误；因1立方米的水经过8天，即4个半衰期后测得水样每分钟衰变20次，可知8天前1立方米的水每分钟衰变次数为n＝＝320次，则水库中水的体积V＝ m3＝2.5×105 m3，选项C正确，D错误。
13.中子　核裂变
解析：根据质量数守恒和电荷数守恒，核反应方程式为NiCuHX，即X是中子n；目前人类获得核能的主要方式是核裂变。
14.（1n　（2）17.6 MeV
解析：（1）根据核反过程质量数守恒和电荷数守恒，可得这个核反应方程式为HHHen。
（2）根据爱因斯坦质能方程计算得
ΔE＝Δm×931 MeV＝（2.014 1 u＋3.016 1 u－4.002 6 u－1.008 7 u）×931 MeV≈17.6 MeV。
15.（1LiHHe　（2）2.691×10－12 J
解析：（1）根据核反应方程满足质量数守恒和电荷数守恒，有LiHHe。
（2）核反应的质量亏损
Δm＝mLi＋mp－2mα＝（11.650 5×10－27＋1.672 6×10－27－2×6.646 6×10－27）kg＝2.99×10－29 kg
释放的能量ΔE＝Δm·c2＝2.99×10－29×（3×108）2 J＝2.691×10－12 J。
16.（1HHHen　（2）3.26 MeV　（3）0.99 MeV
解析：（1）核反应方程为HHHen。
（2）根据ΔE＝Δm×931.5 MeV
可知释放的核能
ΔE＝（2×2.013 6－3.015 0－1.008 7）×931.5 MeV＝3.26 MeV。
（3）碰撞的过程中满足动量守恒，
因此mHev1＋mnv2＝0
又根据能量守恒定律可知
mHe＋mn＝ΔE＋2Ek
整理得氦核He）动能大小为
mHe＝（ΔE＋2Ek）＝0.99 MeV。
17.（1RaRnHe　（2）
（3）
解析：（1）由质量数守恒和电荷数守恒得衰变方程为
RaRnHe。
（2）根据qvB＝m得r＝
两个粒子动量等大，由半径公式
r＝知r∝，得＝＝。
（3）由质能方程得ΔE＝（m1－m2－m3）c2
因为Ek＝，pRn＝pHe
可知两粒子的动能跟质量成反比，因此氡核的动能为Ek＝。
18.（1RnPoHe　（2）大小为，方向与α粒子速度方向相反　（3）
解析：（1）由质量数守恒和电荷数守恒可知，衰变方程为
RnPoHe。
（2）核反应过程动量守恒，以α粒子的速度方向为正方向，由动量守恒定律得mv0＋Mv＝0
解得v＝－，负号表示方向与α粒子速度方向相反。
（3）衰变过程产生的能量
ΔE＝m＋Mv2＝
由爱因斯坦质能方程得ΔE＝Δm·c2
解得Δm＝。
3 / 4(共40张PPT)
章末综合检测（五）原子核与基本粒子
（满分：100分）
一、单项选择题（本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一
个选项符合题目要求）
1. 在元素周期表中查到铅的原子序数为82，一个铅原子质量数为
207，下列说法正确的是（　　）
A. 核外有82个电子，核内有207个质子
B. 核外有82个电子，核内有82个质子
C. 核内有82个质子，207个中子
D. 核内有125个核子
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解析：　在元素周期表中查到铅的原子序数为82，即一个铅原子
中有82个质子，由于原子是电中性的，则核外电子有82个。根据核
子数等于质量数等于质子数与中子数之和可知，铅原子核的中子数
为207－82＝125。只有选项B正确。
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2. 为了探究宇宙起源，科学家将利用阿尔法磁谱仪（AMS）在太空
中寻找“反物质”，所谓“反物质”是由“反粒子”构成的。“反
粒子”与其对应的正粒子具有相同的质量和相同的电荷量，但电荷
的符号相反，则反氢原子是（　　）
A. 由1个带正电荷的质子和1个带负荷的电子构成
B. 由1个带负电荷的反质子和1个带正电荷的正电子构成
C. 由1个带负电荷的反质子和1个带负电荷的电子构成
D. 由1个不带电荷的中子和1个带正电荷的正电子构成
解析：　反氢原子由1个带负电荷的反质子和1个带正电荷的正电
子构成，故B正确。
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3. （2023·北京高考3题）下列核反应方程中括号内的粒子为中子的是
（　　）
解析：　根据电荷数守恒和质量数守恒知，A选项核反应方程为
UnBaKr＋n，B选项核反应方程为
UThHe，C选项核反应方程为NHeOH，
D选项核反应方程为Ne，综上所述，选A。
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4. （2022·湖北高考1题）上世纪四十年代初，我国科学家王淦昌先生
首先提出证明中微子存在的实验方案：如果静止原子核Be俘获核
外K层电子e，可生成一个新原子核X，并放出中微子νe，即Be
eXνe。根据核反应后原子核X的动能和动量，可以间接
测量中微子的能量和动量，进而确定中微子的存在。下列说法正确
的是（　　）
B. 核反应前后总质子数不变
C. 核反应前后总质量数不同
D. 中微子νe的电荷量与电子的相同
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解析：　根据质量数守恒和电荷数守恒，X的质量数为7，电荷数
为3，可知原子核X是Li，A正确，C错误；核反应方程为Be
eLiνe，则反应前的总质子数为4，反应后的总质子数为
3，B错误；中微子不带电，则中微子νe的电荷量与电子的不相同，
D错误。
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5. 钚-238是钚的同位素。钚的半衰期为86.4年，它用作核电池的热
源，也可用作空间核动力和飞船的电源。镎-237Np）吸收一
个中子得到钚-238Pu），其核反应方程为NpnPu
＋XPu衰变时只放出α射线，半衰期为88年，下列说法正确的
是（　　）
A. X为电子
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解析：　根据电荷数守恒和质量数守恒可得，X为电子e，故A
正确；根据电荷数守恒和质量数守恒可得Pu的衰变方程为
PuUHe，故B错误；半衰期是对大量原子核衰变的统计
规律，对于少量原子核衰变不适用，故C错误；放射性元素的半衰
期与外界环境和温度无关，故D错误。
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6. 原子核的比结合能曲线如图所示。根据该曲线，下列判断正确的是
（　　）
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解析：　核子数越多，结合能越大，则U核的结合能比Kr
核的大，A正确；比结合能越大，原子核越稳定，由图可知Kr核
的比结合能比U核的大，则Kr核比U核稳定，B错误；由
图可知He核的比结合能约为7 MeV，则He核的结合能约为4×7
MeV＝28 MeV，根据结合能定义可知，单个自由的核子结合成
He核释放的能量为28 MeV，则两个H核结合成He释放的能量
必定小于28 MeV，C错误；由图可知Li核的比结合能约为5
MeV，则Li核的结合能约为6×5 MeV＝30 MeV，D错误。
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7. （2022·辽宁高考2题）2022年1月，中国锦屏深地实验室发表了首
个核天体物理研究实验成果。表明我国核天体物理研究已经跻身国
际先进行列。实验中所用核反应方程为XMgAl，已知
XMg、Al 的质量分别为m1、m2、m3，真空中的光速为c，
该反应中释放的能量为E。下列说法正确的是（　　）
C. E＝（m1＋m2＋m3）c2
D. E＝（m1＋m2－m3）c2
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解析：　根据电荷数、质量数守恒，可知X为氚核H，故A错
误，B正确；该反应中释放的能量不同于质量亏损释放的核能，还
要考虑各原子核初始及反应结束具有的动能等，故C、D错误。
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8. （2024·浙江1月选考7题）已知氘核质量为2.014 1 u，氚核质量为
3.016 1 u，氦核质量为4.002 6 u，中子质量为1.008 7 u，阿伏加德
罗常数NA取6.0×1023 mol－1，氘核摩尔质量为2 g·mol－1，1 u相当
于931.5 MeV。关于氘与氚聚变成氦，下列说法正确的是（　　）
B. 氘核的比结合能比氦核的大
C. 氘核与氚核的间距达到10－10 m就能发生核聚变
D. 4 g氘完全参与聚变释放出能量的数量级为1025 MeV
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解析：　核反应方程式为HHHen，故A错误；氘
核的比结合能比氦核的小，故B错误；氘核与氚核发生核聚
变，要使它们间的距离达到10－15 m以内，故C错误；一个氘核
与一个氚核聚变反应质量亏损Δm＝（2.014 1＋3.016 1－
4.002 6－1.008 7）u＝0.018 9 u，聚变反应释放的能量是ΔE
＝Δm·931.5 MeV≈17.6 MeV，4 g氘完全参与聚变释放出能量
E＝×6×1023×ΔE≈2.11×1025 MeV，数量级为1025 MeV，
故D正确。
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二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个
选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的
得0分）
9. 下列说法正确的是（　　）
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解析：　衰变是在没有粒子轰击的情况下，原子核自发地放出α
粒子或β粒子的反应N在质子的轰击下发生的核反应属于人工
转变，A错误；HHe＋γ是两个质量较轻的核结合成了
质量较重的核，是核聚变反应，B正确UHe是α
衰变，裂变必须形成两个中等质量的核，C错误；用α粒子去轰击
原子核，产生新原子核并放出一个粒子，这是原子核的人工转变，
D正确。
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10. 下列说法正确的是（　　）
A. 某放射性元素的半衰期为3小时，4个该元素的原子核经过3小时之
后变成2个
B. 核反应中的质量亏损并非质量消失，而是减少的质量以能量形式
辐射出去
C. 氢原子吸收一个光子跃迁到激发态后，在向低能级跃迁时放出光
子的频率不一定等于入射光的频率
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解析：　半衰期是统计学的概念，对大量的粒子才有意义，故
A错误；根据爱因斯坦质能方程，可知核反应中的质量亏损并非
质量消失，而是减少的质量以能量形式辐射出去，故B正确；能
级跃迁发生在两个定态之间，氢原子吸收一个光子跃迁到激发态
后，在向低能级跃迁时可能放出多种频率的光子，不一定等于入
射光的频率，故C正确；铀核需要中子撞击才能发生核裂变，故D
错误。
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11. 太阳内部发生的核反应主要是轻核的聚变，太阳中存在的主要元
素是氢，氢核的聚变反应可以看作是4个氢核H）结合成1个氦
核He）。表中列出了部分粒子的质量（1 u相当于931.5 MeV
的能量），以下说法中正确的是（　　）
粒子名称 质子p α粒子 电子e 中子n
质量/u 1.007 3 4.001 5 0.000 55 1.008 7
C. 4个氢核结合成1个氦核时的质量亏损约为 0.026 6 u
D. 聚变反应过程中释放的能量约为24.8 MeV
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解析：　根据核反应过程中质量数守恒和电荷数守恒，可判
断A正确，B错误；质量亏损Δm＝（4×1.007 3－4.001 5－
2×0.000 55）u＝0.026 6 u，根据质能方程可知ΔE＝0.026
6×931.5 MeV≈24.8 MeV，C、D正确。
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12. 某放射性元素经过6天后，只剩下八分之一没有衰变。为估算某水
库的库容，可取一瓶无毒的该放射性元素的水溶液，测得瓶内溶
液每分钟衰变8×107次。现将这瓶溶液倒入水库，8天后在水库中
取水样1.0 m3（可认为溶液已均匀分布），测得水样每分钟衰变
20次，则（　　）
A. 该无毒放射性元素半衰期为2天
B. 该无毒放射性元素半衰期为3天
C. 估算出水库中水的体积大约为2.5×105 m3
D. 估算出水库中水的体积大约为4.5×106 m3
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解析：　放射性元素经过6天后，只剩下八分之一没有衰变，
可知经过了3个半衰期，则该放射性元素的半衰期为2天，选项A
正确，B错误；因1立方米的水经过8天，即4个半衰期后测得水样
每分钟衰变20次，可知8天前1立方米的水每分钟衰变次数为n＝
＝320次，则水库中水的体积 V＝ m3＝2.5×105 m3，选
项C正确，D错误。
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三、非选择题（本题共6小题，共60分）
13. （4分）100年前，卢瑟福用α粒子轰击氮核打出了质子。后来，人
们用α粒子轰击Ni核也打出了质子He＋NiCuH
＋X，该反应中的X是 （选填“电子”“正电子”或“中
子”）。此后，对原子核反应的持续研究为核能利用提供了可
能。目前人类获得核能的主要方式是 （选填“核衰
变”“核裂变”或“核聚变”）。
解析：根据质量数守恒和电荷数守恒，核反应方程式为He
NiCuHX，即X是中子n；目前人类获得核能的
主要方式是核裂变。
中子　
核裂变　
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14. （6分）能源危机是一个全球性的共同问题。科学家们正在积极探
索核能的开发与和平利用，其中可控热核反应向人类展示了诱人
的前景。热核反应比相同数量的重核发生裂变反应释放的能量要
大好几倍，同时所造成的污染也要轻得多，而且可用于热核反应
的氘H）在海水中的总含量非常丰富，所以一旦可控热核反应
能够达到实用，便可解决人类所面临的能源危机问题。
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解析：根据核反过程质量数守恒和电荷数守恒，可得这个核反应方程式为HHHen。
n　
（1）热核反应中的一种反应是1个氘核和1个氚核H）聚变为1
个氦核He），请完成这个核反应方程式
HHHe＋ ＋能量。
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（2）若氘核的质量为2.014 1 u，氚核的质量为3.016 1 u，中子的
质量为1.008 7 u，氦核的质量为4.002 6 u。其中 u是原子质
量单位，已知1 u相当于931 MeV的能量。求上述核反应过
程中释放的能量。（保留3位有效数字）
答案： 17.6 MeV
解析：根据爱因斯坦质能方程计算得
ΔE＝Δm×931 MeV＝（2.014 1 u＋3.016 1 u－4.002 6 u－
1.008 7 u）×931 MeV≈17.6 MeV。
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15. （10分）一个锂核Li）受到一个质子的轰击，变成两个α粒
子。已知质子的质量是1.672 6×10－27 kg，锂核的质量是11.650
5×10－27 kg，氦核的质量是 6.646 6×10－27 kg。
（1）写出上述核反应的方程；
答案：LiHHe　
解析：根据核反应方程满足质量数守恒和电荷数守
恒，有LiHHe。
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解析：核反应的质量亏损
Δm＝mLi＋mp－2mα＝（11.650 5×10－27＋1.672 6×10－27－
2×6.646 6×10－27）kg＝2.99×10－29 kg
释放的能量ΔE＝Δm·c2＝2.99×10－29×（3×108）2 J＝
2.691×10－12 J。
（2）计算上述核反应释放出的能量。
答案：2.691×10－12 J
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16. （12分）已知氘核H）质量为2.013 6 u，中子n）质量为
1.008 7 u，氦核He）质量为3.015 0 u，1 u 相当于931.5
MeV。
（1）写出两个氘核聚变成He的核反应方程；
答案：HHHen
解析：核反应方程为HHHen。
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（2）计算上述核反应中释放的核能（保留3位有效数字）；
答案： 3.26 MeV
解析： 根据ΔE＝Δm×931.5 MeV
可知释放的核能
ΔE＝（2×2.013 6－3.015 0－1.008 7）×931.5 MeV＝
3.26 MeV。
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（3）若两个氘核以相同的动能0.35 MeV做对心碰撞即可发生上
述反应，且释放的核能全部转化为新核的动能，则反应后生
成的氦核He）动能大小是多少？
答案： 0.99 MeV
解析：碰撞的过程中满足动量守恒，
因此mHev1＋mnv2＝0
又根据能量守恒定律可知
mHe＋mn＝ΔE＋2Ek
整理得氦核He）动能大小为
mHe＝（ΔE＋2Ek）＝0.99 MeV。
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17. （14分）一个静止在匀强磁场中的Ra（镭核），发生α衰变后
转变为氡核（元素符号为Rn）。已知衰变中释放出的α粒子的速
度方向跟匀强磁场的磁感线方向垂直。设镭核、氡核和α粒子的质
量依次是m1、m2、m3，衰变释放的核能都转化为氡核和α粒子的
动能，真空中的光速为c。
（1）写出衰变方程；
答案：RaRnHe
解析：由质量数守恒和电荷数守恒得衰变方程为
RaRnHe。
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答案： 　
（2）求氡核和α粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的轨道半径的
比值；
解析：根据qvB＝m得r＝
两个粒子动量等大，
由半径公式r＝知r∝，得＝＝。
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（3）求氡核的动能Ek。
答案：
解析：由质能方程得ΔE＝（m1－m2－m3）c2
因为Ek＝，pRn＝pHe
可知两粒子的动能跟质量成反比，因此氡核的动能为Ek＝
。
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18. （14分）氡是一种放射性气体，主要来源于不合格的水泥、墙
砖、石材等建筑材料。呼吸时氡气会随气体进入肺部，氡衰变时
放出α射线，这种射线像小“炸弹”一样轰击肺细胞，使肺细胞受
损，从而引发肺癌、白血病等。若有一静止的氡核Rn发生α衰
变，放出一个速度为v0、质量为m的α粒子和一个质量为M的反冲
核钋Po，此过程动量守恒，其空中的光速为c，若氡核发生衰
变时，释放的能量全部转化为α粒子和钋核的动能。
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（1）写出衰变方程；
答案：RnPoHe
解析：由质量数守恒和电荷数守恒可知，衰变方程为
RnPoHe。
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（2）求出反冲核钋的速度；（计算结果用题中字母表示）
解析：大小为，方向与α粒子速度方向相反
解析：核反应过程动量守恒，以α粒子的速度方向为正方向，
由动量守恒定律得mv0＋Mv＝0
解得v＝－，负号表示方向与α粒子速度方向相反。
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（3）求出这一衰变过程中的质量亏损。（计算结果用题中字
母表示）
解析：
解析：衰变过程产生的能量
ΔE＝m＋Mv2＝
由爱因斯坦质能方程得ΔE＝Δm·c2
解得Δm＝。
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谢谢观看!

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