备战2019年高考物理 考点一遍过 考点58 放射性、核反应、核能（含解析）

放射性、核反应、核能一、原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰期、放射性同位素1原子核的组成：原子核是由质子和中子组成的，原子核的电荷数等于核内的质子数。2天然放射现象（1）天然放射现象元素自发地放出射线的现象，首先由贝克勒尔发现。天然放射现象的发现，说明原子核具有复杂的结构。（2）放射性和放射性元素物质发射某种看不见的射线的性质叫放射性。具有放射性的元素叫放射性元素。（3）三种射线：放射性元素放射出的射线共有三种，分别是射线、射线、射线。（4）放射性同位素的应用与防护放射性同位素：有天然放射性同位素和人工放射性同位素两类，放射性同位素的化学性质相同。应用：消除静电、工业探伤、作示踪原子等。防护：防止放射性对人体组织的伤害。3原子核的衰变（1）衰变：原子核放出粒子或粒子，变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变。（2）分类衰变： 衰变： （3）半衰期：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间。半衰期由原子核内部的因素决定，跟原子所处的物理、化学状态无关。二、核力、结合能、质量亏损1核力（1）定义：原子核内部，核子间所特有的相互作用力。 （2）特点：核力是强相互作用的一种表现；核力是短程力，作用范围在1.51015 m之内；每个核子只跟它的相邻核子间才有核力作用。2结合能核子结合为原子核时释放的能量或原子核分解为核子时吸收的能量，叫做原子核的结合能，亦称核能。3比结合能（1）定义：原子核的结合能与核子数之比，称做比结合能，也叫平均结合能。（2）特点：不同原子核的比结合能不同，原子核的比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定。4质能方程、质量亏损爱因斯坦质能方程E=mc2，原子核的质量必然比组成它的核子的质量和要小m，这就是质量亏损。由质量亏损可求出释放的核能E=mc2。三、裂变反应和聚变反应、裂变反应堆、核反应方程1重核裂变（1）定义：质量数较大的原子核受到高能粒子的轰击而分裂成几个质量数较小的原子核的过程。（2）典型的裂变反应方程：。（3）链式反应：由重核裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程。（4）临界体积和临界质量：裂变物质能够发生链式反应的最小体积及其相应的质量。（5）裂变的应用：原子弹、核反应堆。（6）反应堆构造：核燃料、减速剂、镉棒、防护层。2轻核聚变（1）定义：两轻核结合成质量较大的核的反应过程。轻核聚变反应必须在高温下进行，因此又叫热核反应。（2）典型的聚变反应方程： 四、原子核的衰变和原子核的人工转变1衰变规律及实质（1）两种衰变的比较衰变类型衰变衰变衰变方程衰变实质 2个质子和2个中子结合成一个整体射出中子转化为质子和电子衰变规律电荷数守恒、质量数守恒（2）射线：射线经常是伴随着衰变或衰变同时产生的。其实质是放射性原子核在发生衰变或衰变的过程中，产生的新核由于具有过多的能量（核处于激发态）而辐射出光子。2原子核的人工转变用高能粒子轰击靶核，产生另一种新核的反应过程。典型核反应：（1）卢瑟福发现质子的核反应方程为：。（2）查德威克发现中子的核反应方程为：。（3）居里夫妇发现放射性同位素和正电子的核反应方程为：。3确定衰变次数的方法（1）设放射性元素经过n次衰变和m次衰变后，变成稳定的新元素，则表示该核反应的方程为根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程A=A+4n，Z=Z+2nm（2）确定衰变次数，因为衰变对质量数无影响，先由质量数的改变确定衰变的次数，然后再根据衰变规律确定衰变的次数。4半衰期（1）公式：N余=N原()t/，m余=m原()t/式中N原、m原表示衰变前的放射性元素的原子数和质量，N余、m余表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子数和质量，t表示衰变时间，表示半衰期。（2）影响因素：放射性元素衰变的快慢是由原子核内部因素决定的，跟原子所处的物理状态（如温度、压强）或化学状态（如单质、化合物）无关。5书写核反应方程时应注意（1）必须遵守电荷数守恒、质量数守恒规律。（2）核反应方程中的箭头()表示核反应进行的方向，不能把箭头写成等号。（3）核反应类型及核反应方程的书写类型可控性核反应方程典例衰变衰变自发衰变自发人工转变人工控制（卢瑟福发现质子）（查德威克发现中子）约里奥居里夫妇发现放射性同位素，同时发现正电子重核裂变比较容易进行人工控制轻核聚变很难控制五、质量亏损及核能的计算1核能（1）核子在结合成原子核时出现质量亏损m，其能量也要相应减少，即E=mc2。（2）原子核分解成核子时要吸收一定的能量，相应的质量增加m，吸收的能量为E=mc2。2核能释放的两种途径的理解（1）使较重的核分裂成中等大小的核。（2）较小的核结合成中等大小的核，核子的比结合能都会增加，都可以释放能量。六、应用质能方程解题的流程图（1）根据E=mc2计算，计算时m的单位是“kg”，c的单位是“m/s”，E的单位是“J”。（2）根据E=m931.5 MeV计算。因1原子质量单位（u）相当于931.5 MeV的能量，所以计算时m的单位是“u”，E的单位是“MeV”。发生放射性衰变为，半衰期约为5 700年。已知植物存活其间，其体内与的比例不变；生命活动结束后，的比例持续减少。现通过测量得知，某古木样品中的比例正好是现代植物所制样品的二分之一。下列说法正确的是A该古木的年代距今约为5 700年B、具有相同的中子数C衰变为的过程中放出射线D增加样品测量环境的压强将加速的衰变【参考答案】AC【详细解析】因古木样品中的比例正好是现代植物所制样品的二分之一，则可知经过的时间为一个半衰期，即该古木的年代距今约为5 700年，选项A正确；、具有相同的质子数，由于质量数不同，故中子数不同，选项B错误；根据核反应方程可知，衰变为的过程中放出电子，即发出射线，选项C正确；外界环境不影响放射性元素的半衰期，选项D错误；故选AC。1（2018黄陵中学期中）核电池又叫“放射性同位素电池”，一个硬币大小的核电池可以让手机不充电使用5 000年。若将某种放射性元素制成核电池，带到火星上去工作已知火星上的温度、压强等环境因素与地球有很大差别，下列说法正确的有A该放射性元素到火星上之后，半衰期发生变化B该放射性元素到火星上之后，半衰期不变C若该放射性元素的半衰期为T年，经过2T年，该放射性元素还剩余75%D若该放射性元素的半衰期为T年，经过2T年，该放射性元素还剩余25%【答案】BD【解析】AB：放射性元素的半衰期是由原子核内部自身决定的，与外界的物理和化学状态无关。该放射性元素到火星上之后，半衰期不变。故A项错误，B项正确。CD：若该放射性元素的半衰期为T年，经过2T年，该放射性元素还剩余半数的半数即25%，故C项错误，D项正确。2关于天然放射性，下列说法正确的是A所有元素都可能发生衰变B放射性元素的半衰期与外界的温度无关C放射性元素与别的元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D、和三种射线中，射线的穿透能力最强【答案】BCD【解析】并不是所有的元素都能衰变，只有原子序号超过83的元素才都能发生衰变，选项A错。放射性元素的半衰期由原子核内部的结构决定，与外界温度无关，选项B对。放射性元素其放射性来自于原子核内部的，与其他元素形成化合物并没有改变其内部原子核结构所以仍具有放射性，选项C对。、和三种射线中，射线能量最高，穿透能力最强，选项D对。（2018泰安期末）大科学工程“人造太阳”主要是将氚核聚变反应释放的能量用来发电，氚核聚变反应方程是，已知的质量为2.013 6 u，的质量为3.015 0 u，的质量为1.008 7 u，l u=931 MeV/c。由上述反应方程和数据可知，该反应中的质量亏损为_u，释放出的能量为_MeV(结果保留2位有效数字)。【参考答案】0.0035 3.3【详细解析】“人造太阳”核聚变反应方程是，反应的质量亏损。该反应中释放的能量。1以下说法正确的是A当氢原子从n=3的状态跃迁到n=1的状态时，要吸收光子B蓝光照射到某金属板表面时能够产生光电效应，则换用强度较低的紫光照射也可发生C原子序数大于83的原子核都具有放射性D核反应：中X为中子，a=3【答案】BCD【解析】氢原子从n=3的状态跃迁到n=1的状态时，要辐射能量，A错；紫光的频率比蓝光大，因此蓝光照射到某金属板表面时能够产生光电效应，紫光也可以，B对；原子序数大于83的原子核都具有放射性，C对，根据核电荷数和质量数守恒可得D对，所以本题选择BCD。2一个静止的氡核放出一个粒子后衰变为钋核，同时放出能量为E=0.09 MeV的光子。假设放出的核能完全转变为钋核与粒子的动能，不计光子的动量。已知M氡=222.086 63 u、m=4.002 6 u、M钋=218.076 6 u，1 u相当于931.5 MeV的能量。（1）写出上述核反应方程；（2）求出发生上述核反应放出的能量；（3）确定钋核与粒子的动能。【答案】（1）RnPo+He+ （2）6.92 MeV （3）0.12 MeV 6.54 MeV【解析】（1）RnPo+He+（2）质量亏损m=222.086 63 u4.002 6 u218.076 6 u=0.007 43 uE=mc2=0.007 43931.5 MeV=6.92 MeV（3）设粒子、钋核的动能分别为Ek、Ek钋，动量分别为p、p钋，由能量守恒定律得：E=Ek+Ek钋+E不计光子的动量，由动量守恒定律得：0=p+p钋又，故Ek:Ek钋=218:4联立解得Ek钋=0.12 MeV，Ek=6.54 MeV用中子轰击锂核（），发生的核反应为：，式中n代表中子，X代表核反应产生的新核，同时释放出4.8 MeV的核能（l eV=1.6l0 J）。则新核中的中子数为_，核反应过程中的质量亏损为_kg（计算结果保留两位有效数字）。【参考答案】2 【详细解析】因为中子，根据质量数及电荷数守恒可知，新核X中的中子数为2；根据质能方程可知，核反应过程中的质量亏损为。1（2018湖北联考）下列说法正确的是A原子核的结合能是组成原子核的所有核子的能量总和B镭226衰变为氡222的半衰期为1620年，也就是说100个镭226核经过1620年的一定还剩下50个镭226没有发生衰变C在天然放射现象中放出的射线就是电子流，该电子是原子的内层电子受激发后辐射出来的D原子从低能级向高能级跃迁，不吸收光子也能实现【答案】D【解析】A原子核的结合能是组成原子核的核子结合成原子核时放出的能量，故A错误；B半衰期是统计规律，对少量原子核来讲是没有意义的，故B错误；C衰变中生成的电子是一个中子转化为一个质子同时生成一个电子，故C错误；D、原子从低能级向高能级跃迁需要获得能量，可以通过吸收光子或碰撞等形式获得，故D正确。故选D。2当前，发电站温室气体排放问题引起了越来越多的关注，相比煤炭等传统能源，核电能够大幅降低二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物和粉尘等物质的排放，已成为世界快速发展的电力工业。经广大科技工作者的不懈努力，我国的核电技术已进入世界的先进行列，世界各地现在正在兴建的核电反应堆达到57座，我国以20座名列第一。核电站的最核心部分是核反应堆，核反应堆中的燃料产生裂变，在短时间内释放出大量的核能可供人类利用。核反应堆中的镉棒起_作用，核反应方程应为。若其质量分别为mU=390.313 91027 kg，mn=1.674 91027 kg，mBa=234.001 61027 kg，mKr=152.604 71027 kg，核反应中释放的能量为E=_J。【答案】吸收中子控制核反应速度 3.221011【解析】控制中子数可以控制反应速度；m=mU+mnmBamKr3mn=0.357 81027 kg，E=mc2=3.221011 J。1关于放射性同位素，下列说法正确的是A放射性同位素与放射性元素一样，都具有一定的半衰期，衰变规律一样B放射性同位素衰变可以生成另一种新元素C放射性同位素只能是天然衰变时产生的，不能用人工方法测得D以上说法都不对2（2018攀枝花校级检测）在下列核反应的方程中，X是质子的是A B C D 3下列哪些应用是把放射性同位素作为示踪原子的A射线探伤仪B利用含有放射性碘131的油，检测地下输油管的漏油情况C利用钴60治疗肿瘤等疾病D把含有放射性元素的肥料施给农作物，用检测放射性的办法确定放射性元素在农作物内转移和分布情况，找出合理施肥的规律4（2018高考信息卷）下列说法正确的是ATh核发生一次衰变时，新核与原来的原子核相比，中子数减少了4B太阳辐射的能量最主要来自太阳内部的核裂变反应C若使放射性物质的温度升高，其半衰期可能变小D用14 eV的光子照射处于基态的氢原子，可使其电离5关于放射性元素，下列说法中正确的是A半衰期是指放射性元素样品质量减少一半所需的时间B当放射性元素的温度升高时，其半衰期不变C放射性元素的原子核每放出一个粒子，就减少一个质子，增加一个中子D、和三种射线中，射线的穿透能力和电离能力均最强6对放射性的应用，下列说法中正确的是A放射线能杀伤癌细胞或阻止癌细胞分裂，对人体的正常细胞不会有伤害作用B对放射性的废料，要装入特制的容器并埋入深地层进行处理C射线探伤仪中的放射源必须存放在特制的容器里，而不能随意放置D对可能产生放射性污染的场所或物品进行检测是很有必要的7（2018盐城期末）放射性的原子核A放出一个粒子后变成原子核B，原子核B放出一个粒子后变成原子核C，可以肯定的是原子核A比A原子核B多2个中子B原子核C多2个中子C原子核B少1个质子D原子核C少1个质子8关于放射性同位素的应用，下列说法中正确的是A作为示踪原子是利用了放射性同位素贯穿能力很强的性质B作为示踪原子是利用了放射性同位素放出的射线可被仪器探测到的特点C射线探伤利用了射线贯穿能力很强的性质D射线探伤利用了射线电离能力很强的性质9下列应用中把放射性同位素作为示踪原子的是A利用钻60治疗肿瘤等疾病B射线探伤C利用含有放射性碘131的油，检测地下输油管的漏油情况D把含有放射性同位素的肥料施给农作物用以检测其吸收养分的情况10（2018青铜峡一中期中）热核反应方程：，其中X表示某种粒子，则下列表述正确的AX是电子B该反应需要吸收17.6 MeV的能量才能发生C平均每个核子能释放的能量大于3.84 MeVD(mm)(mmX)11关于放射性元素原子核的衰变，下列叙述中哪些是正确的A射线是伴随射线或射线而发射出来的B半衰期的大小不随化学状态、温度等变化而变。C某核放出一个粒子或粒子后，都变成一种新元素的原子核。D若原来有某种放射性元素的原子核10个，则经一个半衰期后，一定有5个原子核发生了衰变12如果某放射性元素经过X次衰变和Y次衰变，变成一种新原子核，则这个新原子核的质子数比放射性元素原子核的质子数减少A2x+y Bx+yCxyD2xy13（2018安阳校级期中）关于电子的说法，正确的是A组成阴极射线的带电粒子是电子B衰变中的电子是原子核外电子C衰变说明原子核里有电子D玻尔理论认为，氢原子中电子的轨道半径是连续的14下列关于放射性元素衰变的描述，哪些是错误的A原子核放出电子后，它的质量数不变而电荷数却减少1B核衰变时放出的射线都是由带电粒子所组成的C半衰期表示放射性元素衰变的快慢，它和外界的温度、压强无关D衰变不改变元素在周期表上的位置15A、B两种放射性元素，它们的半衰期分别为tA=10天，tB=30天，经60天后，测得两种放射性元素的质量相等，那么它们原来的质量之比为A3:1B48:63C1:16D16:116（2018渭南校级质检）氘核（H）和氚核（H）的核反应方程如下：，设氘核的质量为m1，氚核的质量为m2，氦核的质量为m3，中子的质量为m4，则核反应过程中释放的能量为A(m1m2m3)c2B(m1m2m3m4)c2C(m1m2m4)c2D(m3m4m1m2)c217下列关于可以减缓放射性元素衰变的说法中，正确的是A把该元素放置在低温处B把该元素密封在很厚的铅盒子里C把该元素同其他的稳定元素结合成化合物D上述各种方法无法减缓放射性元素的衰变18设某放射性物质A的半衰期为T，另一种放射性物质B的半衰期为2T，在初始时刻，A的原子核数目为B的原子核数目的4倍，则A经过时间2T，A与B的原子核数目相同B经过时间2T，A的原子核数目大于B的原子核数目C经过时间3T，A的原子核数目大于B的原子核数目D经过时间4T，A与B的原子核数目相同19（2018内蒙古校级期中）放射性同位素发出的射线在科研、医疗、生产等诸多方面得到了广泛的应用，下列有关放射线应用的说法中正确的有A放射线改变了布料的性质使其不再因摩擦而生电，因此达到消除有害静电的目的B利用射线的贯穿性可以为金属探伤，也能进行人体的透视C用放射线照射作物种子能使其DNA发生变异，其结果一定是成为更优秀的品种D用射线治疗肿瘤时一定要严格控制剂量，以免对人体正常组织造成太大的危害20放射性同位素可做示踪原子，在医学上可以确定肿瘤位置等用途，今有四种不同的放射性同位素R、P、Q、S，它们的半衰期分别为半年、38天、15天和2天，则我们应选用的同位素应是ASBQCPDR21关于半衰期，以下说法正确的是A同种放射性元素在化合物中的半衰期比单质中长B升高温度可以使半衰期缩短C氡的半衰期为3.8天，若有四个氡原子核，经过7.6天就只剩下一个D氡的半衰期为3.8天，4克氡原子核，经过7.6天就只剩下1克22（2018景德镇校级期中）下列说法正确的是A结合能是由于核子结合成原子核而具有的能量B核子组成原子核过程中不存在质量亏损C中等大小的核的比结合能量大，相应原子核最稳定D氘核的比结合能为W，光速为c，则质子和中子结合成氘核过程中质量亏损为W/c223下列核反应或核衰变方程中，符号“X”表示中子的是A B+XC D 242006年3月23日央视报道，中科院离子物理所经过八年的艰苦奋斗努力，终于率先建成了世界上第一个全超导的托克马克试验装置并调试成功；这种装置被称为“人造太阳”（如图所示），它能够承受上亿摄氏度高温且能够控制等离子态的核子发生聚变并稳定持续的输出能量，就像太阳一样为人类提供无限清洁的能源。在下列核反应方程中有可能是该装置内部所进行的核反应的是A B C D 25（2018鸡泽校级月考）下列说法正确的是A卢瑟福粒子散射实验表明原子存在中子B外界温度越高，放射性元素的半衰期越短C核聚变反应方程HHHeA中，A表示质子DU原子核衰变为一个Pb原子核的过程中，发生6次衰变26一放射源放射出某种或多种射线，当用一张薄纸放在放射源的前面时，强度减为原来的，而当用1 cm厚的铝片放在放射源前时，射线的强度减小到几乎为零。由此可知，该放射源所射出的A仅是射线B仅是射线C是射线和射线D是射线和射线27在匀强磁场中，一个原来静止的原子核发生衰变，得到两条如图中所示的径迹，图中箭头表示衰变后粒子的运动方向。不计放出光子的能量，则下述说法中正确的是A发生的是衰变，b为粒子的径迹B发生的是衰变，b为粒子的径迹C磁场方向垂直纸面向外D磁场方向垂直纸面向内28（2018昌吉期末联考）关于核电站和核辐射，下列说法中正确的是A核反应堆发生的是轻核聚变反应B核反应堆发生的是重核裂变反应C放射性同位素的半衰期长短是由核内部本身决定，与外部条件无关D放射性同位素的半衰期长短与地震、风力等外部环境有关29三个原子核X、Y、Z，X核放出一个正电子后变为Y核，Y核与质子发生核反应后生成Z核并放出一个个氦（42He），则下面说法正确的是AX核比Z核多一个原子BX核比Z核少一个中子CX核的质量数比Z核质量数大3DX核与Z核的总电荷是Y核电荷的2倍30关于核反应，下列说法中正确的是A在核反应中，反应前后总质量不变B在核反应中，反应前后电荷数不变C在核反应中，质量会有改变，但质量数不变D因为核反应总是放能的，所以反应中一定有质量亏损31（2018汕头校级期中）下列说法正确的A是衰变方程B是核聚变反应方程C是核裂变反应方程D是原子核的人工转变方程32已知：、的质量分别为m1、m2、m3、m4，则关于核反应：+，下列说法正确的是A这是个核聚变的过程B这是个核裂变的过程C该过程中放出的能量为(m3+m4m1m2)c2D该过程中放出的能量为(m1+m2m3m4)c233某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论，其中的两个核反应方程为H+CN+Q1，H+NC+X+Q2方程中Q1、Q2表示释放的能量，相关的原子核质量见下表：以下推断正确的是AX是He，Q2Q1BX是He，Q2Q1CX是He，Q2Q1DX是He，Q22的能级跃迁到n=2的能级发出的光，它们在真空中的波长由长到短，可以判定A对应的前后能级之差最小B同一介质对的折射率最大C同一介质中的传播速度最大D用照射某一金属能发生光电效应，则也一定能42（2018天津卷）国家大科学过程中国散裂中子源（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俘获一个粒子，产生并放出一个粒子B俘获一个粒子，产生并放出一个粒子C俘获一个质子，产生并放出一个粒子D俘获一个质子，产生并放出一个粒子43（2018新课标全国III卷）1934年，约里奥居里夫妇用粒子轰击铝核，产生了第一个人工放射性核素X：。X的原子序数和质量数分别为A15和28B15和30C16和30D17和3144（2017天津卷）我国自主研发制造的国际热核聚变核心部件在国际上率先通过权威机构认证，这是我国对国际热核聚变项目的重大贡献。下列核反应方程中属于聚变反应的是A B C D 45（2017新课标全国卷）大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电。氘核聚变反应方程是。已知的质量为2.013 6 u，的质量为3.015 0 u，的质量为1.008 7 u，1 u=931 MeV/c2。氘核聚变反应中释放的核能约为A3.7 MeVB3.3 MeVC2.7 MeVD0.93 MeV46（2017江苏卷）原子核的比结合能曲线如图所示，根据该曲线，下列判断中正确的有A核的结合能约为14 MeVB核比核更稳定C两个核结合成核时释放能量D核中核子的平均结合能比核中的大47（2016江苏卷）贝克勒尔在120年前首先发现了天然放射现象，如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用。下列属于放射性衰变的是ABCD48（2016新课标全国卷）一静止的铝原子核俘获一速度为m/s的质子p后，变为处于激发态的硅原子核，下列说法正确的是A核反应方程为B核反应方程过程中系统动量守恒C核反应过程中系统能量不守恒D核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和E硅原子核速度的数量级为m/s，方向与质子初速度方向一致2B【解析】根据质量数和电荷数守恒，则，X的质量数为0，质子数为-1，X是电子，故A错误；根据质量数和电荷数守恒，则，X的质量数为1，质子数为1，X是质子，故B正确；根据质量数和电荷数守恒，则，X的质量数为4，质子数为2，X是氦核，故C错误；根据质量数和电荷数守恒，则，X的质量数为1，质子数为0，X是中子，故D错误。所以B正确，ACD错误。 14AB【解析】核反应方程遵循质量数守恒以及核电荷数守恒，电子带负电，质量数为零，所以当原子核放出电子后，它的质量数不变而电荷数却增加1，即，A错误，射线属于高速光子流，不带电，静止时质量为零，所以衰变不改变元素在周期表上的位置，故B错误，D正确，半衰期表示放射性元素衰变的快慢，它和外界的温度、压强无关，C正确。【名师点睛】核反应方程遵循质量数守恒以及核电荷数守恒，射线属于高速光子流，不带电，静止时质量为零，半衰期表示放射性元素衰变的快慢，它和外界的温度、压强无关。15D【解析】经过60天后A元素剩余的质量为，B元素剩余的质量为，故，所以，D正确。16B【解析】核反应过程中质量亏损：m=m1+m2m3m4，由爱因斯坦的质能方程可知，核反应释放的能量：E=mc2=(m1+m2m3m4)c2；故选B。17D【解析】放射性元素衰变的快慢由核内部自身的因素决定，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系。18BD【解析】由半衰期的公式可以计算出本题正确答案BD。20A【解析】根据题中信息可得，放射性同位素的衰变周期越短越好，所以A正确。21D【解析】考虑到放射性元素衰变的快慢是跟原子所处的物理状态或化学状态无关，又考虑到半衰期是一种统计规律，即给定的四个氡核是否马上衰变会受到各种偶然因素的支配。因此，正确答案只有D。22C【解析】原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量，故A错误；自由核子与自由核子结合成原子核时核力作正功，将放出能量，所以有质量亏损，选项B错误；中等大小的核的比结合能量大，相应原子核最稳定，选项C正确；氘核的比结合能为W，氘核中有2个核子，则结合能为2W，光速为c，则质子和中子结合成氘核过程中质量亏损为2W/c2，选项D错误；故选C。23AC【解析】由质量数守恒和电荷数守恒可知，A、C两项为中子，B项为质子，D项为电子。【名师点睛】核反应方程遵守核子数和核电荷数守恒的规律，属于简单题，应该熟练掌握。24B【解析】太阳内部主要的轻核的聚变，从而释放出巨大的能量，所以答案B正确。25D【解析】卢瑟福粒子散射实验确定了原子核核式结构理论，选项A错误；放射性元素的半衰期与外界因素无关，选项B错误；核聚变反应方程中A的电荷数为0，质量数为2+3-4=1，故A表示中子，选项C错误；原子核衰变为一个原子核的过程中设经过m次衰变，n次衰变，则有：4m=32，2m-n=10，解得：m=8，n=6选项D正确；故选D。26C【解析】三种射线中，射线贯穿本领最强，能穿透几厘米厚的铅板，本题中用1 cm厚的铝片即能挡住射线，说明射线中不含射线，用薄纸便可挡住部分射线，说明射线中含有贯穿本领较小的射线，同时有大部分射线穿过薄纸，说明含有射线。【名师点睛】本题要求学生能熟记各种射线的性质：、和三种射线中，带正电、带负电、不带电，且粒子的穿透力最弱，无法穿过铝箔。27AD【解析】从轨迹可以看出两粒子的运动方向不同，但受力方向相同，说明电流方向相同，即发生了衰变，在磁场中受力向上，由左手定则可判断出磁场方向垂直纸面向内，A、D选项正确。如果发生衰变时遵循动量守恒和能量守恒。【名师点睛】衰变属于天然放射现象，生成的新核和释放的氦核之间强大的作用力，使它们遵循了动量守恒定律，本题解题关键是动量守恒的应用，以及左手定则判断洛伦兹力。29CD【解析】设原子核X的质量数为x，电荷数为y，依题意写出核反应方程，根据质量数守恒和电荷数守恒，可得原子核Y的质量数为x，电荷数为y1，原子核Z的质量数为x3，电荷数为y2。由此可得X核的质子（y）比Z核的质子（y2）多2个，A错；由此可得X核的中子（xy）比Z核的中子（xy1）多1个，B错；X核的质量数（x）比Z核的质量数（x3）多3个，C对；X核与Z核的总电荷（2y2）是Y核电荷（y1）的2倍，D对。30BC【解析】核反应不都是放能的。31BD【解析】A选项中在质子的轰击下发生的核反应，属于人工转变，A错；C选项是衰变，不是裂变，C错。32AD【解析】由小原子核组成较大的原子核过程为核聚变，A对。该反应的质量亏损为(m1+m2)(m3+m4)故D对。33B【解析】由核反应过程中必须遵守的质量数守恒和核电荷数守恒知X是He。放出热量分别为Q1和Q2的两个核反应中质量亏损分别为0.002 1 u和0.005 3 u，故Q2Q1，选项B正确。 3410 大于【解析】受一个中子轰击后裂变成和两部分，根据根据电荷数和质量数守恒有：92=54+38，235+1=136+90+x1，解得x=10，所以中子个数为10。链式反应的条件：大于临界体积。35（1） （2）【解析】（1）根据电荷数守恒、质量数守恒，未知粒子的质量数为4，电荷数为2，为。（2）半衰期为2.610-16 s，经7.810-16 s，即3个半衰期，根据，经7.81016 s后所剩占开始时的。36不是 只有铀块的体积大于临界体积时，才发生链式反应【解析】不是任何铀块只要有中子进入都能发生上述反应，原因是只有铀块的体积大于临界体积时，才发生链式反应。37（1）4HHe+2e （2）24.78 MeV （3）4.2109 kg （4）4.5109年（3）由E=mc2得每秒太阳质量减少m= kg4.2109 kg（4）太阳的质量为21030 kg，太阳还能存在的时间为t= s1.41017 s即为4.5109年38（1） （2）(m1 m2m3)c2 （3）【解析】（1）（2）核衰变反应中的质量亏损m=m1 m2m3核衰变反应中释放出的核能E=mc2=(m1 m2m3)c2（3）系统动量守恒，钍核和粒子的动量大小相等，则：由题知：即所以钍核获得的动能： 39A【解析】设X为：，根据核反应的质量数守恒：，则：，电荷数守恒：，则，即X为：为质子，故选项A正确，BCD错误。40B【解析】知道光电效应方程；知道逸出功并结合两个公式求解。由光电效应方程式得：，得：，刚好发生光电效应的临界频率为，则，代入数据可得：，故B正确。42B【解析】根据质量数和电荷数守恒可知四个核反应方程分别为、，故只有B选项符合题意。【名师点睛】核反应过程中，质量数与核电荷数守恒，应用质量数与核电荷数守恒即可写出核反应方程式。43B【解析】根据核反应遵循的质量数守恒和电荷数守恒可知，X的电荷数为2+13=15，质量数为4+271=30，根据原子核的电荷数等于原子序数，可知X的原子序数为15，质量数为30，选项B正确。 25