第51頁（共51頁）2026年高考物理復習新題速遞之原子核與核技術一．選擇題（共10小題）1．2024年5月24日，《自然》雜志上發(fā)表了一項成果——首次利用放射性元素钷（Pm）制造出一種化學復合物（钷配位復合物）。钷可用某種粒子a照射釹（Nd）獲得：a+60146Nd→61147Pm+-10e；钷具有放射性，衰變?yōu)獒煟⊿m）并釋放粒子A．中子、電子 B．質子、電子 C．中子、正電子 D．電子、中子2．長城北京段考古成果發(fā)布，此次長城調查首次使用“碳14”技術判斷出該區(qū)域長城修建的年代。其核反應方程為614C→714NA．X為α粒子 B．X粒子是由原子核內部的質子轉化為中子產生的，具備一定的電離能力 C．100個碳14原子核經過5730年后一定還有50個未衰變 D．該核反應過程存在質量虧損3．下列四幅圖涉及到不同的物理知識，其中說法正確的是（）A．甲圖中，原子核D和E聚變成原子核F要吸收能量 B．乙圖中，若氫原子從n＝2能級躍遷到n＝1能級時輻射出A光，只要用波長小于A光波長的光照射，都能使氫原子從n＝1躍遷到n＝2 C．丙圖中，盧瑟福通過分析α粒子散射實驗結果，得出原子的核式結構模型 D．丁圖中，湯姆孫通過對陰極射線的研究揭示了原子核內還有復雜結構4．96242Cm是超钚元素鋦重要的同位素，最早由西博格等人于1944年人工制成。96242Cm的衰變方程為：96242A．a＝1，b＝3 B．a＝2，b＝4 C．a＝2，b＝3 D．a＝1，b＝45．利用放射性元素衰變可測定百年以來現代沉積物的絕對年代和沉積速率，這種測年法是一種高精度的地質年代測定技術。我國利用放射性元素衰變測定沉積物年齡的應用最早可追溯到20世紀60年代左右。其中鈾﹣釷測年法利用的衰變方程為92A．衰變方程中的X是2B．升高溫度可以加快92234C．92234U與D．92234U半衰期為T，若有4個92234U6．碘131是碘的一種放射性同位素，半衰期為8天。碘131發(fā)生β衰變時變成氙131，發(fā)出的β射線可用于治療甲狀腺疾病。下列說法正確的是（）A．β射線的實質是高速電子，說明碘131原子核內存在電子 B．β衰變的本質是原子核中一個中子轉變?yōu)橘|子，同時放出一個電子 C．經過16天，患者體內的碘131全部發(fā)生衰變 D．碘131原子核的比結合能比氙131原子核的比結合能大7．碳14是碳元素的一種具有放射性的同位素，被廣泛應用于化學、醫(yī)學、生物學及考古學等領域，某古生物化石中碳14在碳原子中所占的比例是現代生物中的116A．碳14比它的同位素碳12多兩個質子 B．碳14的比結合能大于它的同位素碳12 C．碳14發(fā)生β衰變的核反應方程為614CD．該古生物化石經歷了16個半衰期8．在過去漫長的40億年歲月里，大量來自太陽風的氦—3粒子得以持續(xù)不斷地抵達月球，并在月壤內“安營扎寨”。據科學家估算，月球表層10至50米深的土壤內，氦—3的儲量極為可觀，約有100萬噸之多。如果實現了氘與氦—3核聚變反應，月球上豐富的氦—3資源將為人類持續(xù)提供長達一萬年以上能源需求的燃料，這無疑為人類面臨的能源危機帶來了曙光，一個氦—3核和一個氘核聚變生成一個氦—4核和另外一個粒子X，X為（）A．中子 B．質子 C．電子 D．正電子9．2025年3月，國內首款碳14核電池原型機“燭龍一號”研制成功。該核電池工作原理是：碳14衰變?yōu)榈?4并釋放β粒子，半導體材料捕獲這些β粒子并轉化為電流。碳14的半衰期長達5730年，下列說法正確的是（）A．當環(huán)境溫度升高時，“燭龍一號”中碳14的半衰期會變長 B．經過5730年后，“燭龍一號”中的碳14將全部發(fā)生衰變 C．“燭龍一號”的使用壽命只有幾十年 D．碳14衰變過程中，質量數和電荷數都守恒10．氡（Rn﹣222）是一種室內空氣污染物，聯合國原子輻射效應科學委員會估計，人體受到來自天然的輻射中，氡及其子體的貢獻占54%。Rn﹣222常常存在于剛裝修好的房間中，因此剛裝修好的房子需要空置一段時間后方可入住。已知Rn﹣222的半衰期為3.8天，為使房間內的Rn﹣222放射性降低到初始值的0.1%，則大約需要多久方可入?。ǎ〢．20天 B．40天 C．60天 D．80天二．多選題（共8小題）（多選）11．下列說法正確的是（）A．盧瑟福的α粒子散射實驗說明了原子的核式結構模型 B．鈾核（92238U）衰變?yōu)殂U核（82206Pb）的過程中，要經過8次α衰變和10C．若使放射性物質的溫度升高，其半衰期將不變 D．玻爾在研究原子結構中引進了量子化的觀念，并指出氫原子從低能級躍遷到高能級要吸收光子（多選）12．歷史上，為了研究原子、原子核的性質，科學家們做了大量的實驗研究，下面四幅示意圖中說法正確的是（）A．盧瑟福根據圖①的α粒子散射實驗結果提出了原子核式結構模型 B．圖②表示的重核裂變的核反應方程為：92C．圖③中向左偏轉的是β射線，向右偏轉的是α射線，不偏轉的是γ射線 D．用圖④中一群處于n＝3能級的氫原子發(fā)出的光照射逸出功為3.34eV的鋅板，能發(fā)生光電效應（多選）13．原子核的比結合能（平均結合能）曲線如圖所示，下列說法正確的是（）A．12HB．56144Ba核比C．24He核比D．兩個12H核結合（多選）14．614C呼氣試驗可用于檢測胃部有無感染幽門螺桿菌，通過檢測呼出的CO2是否具有放射性即可診斷。已知614C發(fā)生A．X的核電荷數為7 B．β射線的穿透能力比γ射線的穿透能力強 C．614C的結合能大于D．衰變中產生的電子是6（多選）15．在磁感應強度為B的勻強磁場中，一個靜止的放射性原子核(ZAX)發(fā)生了一次α衰變。放射出的α粒子(24He)在與磁場垂直的平面內做圓周運動，其軌道半徑為A．新核Y在磁場中做圓周運動的半徑為RYB．α粒子的圓周運動可以等效成一個環(huán)形電流，且電流大小為I=C．若衰變過程中釋放的核能都轉化為α粒子和新核的動能，則衰變過程中的質量虧損為Δm=D．發(fā)生衰變后產生的α粒子與新核Y在磁場中的運動軌跡正確的是圖丙（多選）16．月球儲藏了大量可控核聚變理想燃料氦(23A．該反應屬于α衰變 B．Y是質子 C．23He的比結合能小于D．該反應中生成物的總質量大于反應物的總質量（多選）17．一個原子核47Be俘獲一個電子-10e，可生成一個新原子核A．原子核X是3B．核反應前后總質子數不變 C．核反應前后總中子數不變 D．核反應前后總質量數不變（多選）18．2025年6月，我國秦山核電基地宣布成功實現醫(yī)用同位素镥﹣177的量產，標志著該領域的重大突破。镥﹣177衰變方程為71177Lu→72177Hf+X，已知71177Lu的半衰期為6.7天，單個71177LuA．粒子X為α粒子 B．71177Lu的比結合能小于C．單個71177LuD．1mol的71177Lu經過13.4三．解答題（共2小題）19．2022年10月19日下午，中國新一代“人造太陽”裝置（HL﹣2M等離子體電流突破100萬安培（1兆安）），創(chuàng)造了中國可控核聚變裝置運行新紀錄，標志著我國核聚變研發(fā)距離聚變點火邁進重要一步，躋身國際第一方陣，技術水平居國際前列?！叭嗽焯枴敝饕菍㈦司圩兎磻尫诺哪芰坑脕戆l(fā)電。已知氘（12H）核的質量為2.0136u，中子的質量為1.0087u，23He核的質量為3.0150u。兩個速率相等的氘核對心碰撞聚變成23He（1）寫出該核反應方程。（2）該核反應釋放的核能為多少（結果保留三位有效數字）。（3）若兩個氘核以相同的動能Ek＝0.35MeV正碰而發(fā)生核聚變，同時釋放出一對向相反方向運動的光子，每個光子的能量為0.5MeV，求生成的220．氡（86222Rn）是一種天然的放射性元素，氡核發(fā)生衰變后變成釙核（84218Po），氡的衰變規(guī)律如圖所示。已知86222Rn核質量為m1＝222.0175u，84218Po核質量為m2＝218.0089u（1）寫出衰變方程；（2）原子核86222Rn衰變?yōu)椋?）假設一塊礦石中含有4kg的86222Rn，經過19

2026年高考物理復習新題速遞之原子核與核技術（2025年10月）參考答案與試題解析一．選擇題（共10小題）題號12345678910答案ADCBABCBDB二．多選題（共8小題）題號1112131415161718答案ACDADCDADACBCADBC一．選擇題（共10小題）1．2024年5月24日，《自然》雜志上發(fā)表了一項成果——首次利用放射性元素钷（Pm）制造出一種化學復合物（钷配位復合物）。钷可用某種粒子a照射釹（Nd）獲得：a+60146Nd→61147Pm+-10e；钷具有放射性，衰變?yōu)獒煟⊿m）并釋放粒子A．中子、電子 B．質子、電子 C．中子、正電子 D．電子、中子【考點】核反應前后質量數、質子數、中子數、核子數等參數的關系．【專題】定量思想；推理法；衰變和半衰期專題；推理論證能力．【答案】A【分析】根據質量數守恒和電荷數守恒判斷反應方程?！窘獯稹拷猓焊鶕朔磻^程電荷數和質量數守恒可知：粒子a、b分別為中子、電子。故A正確，BCD錯誤。故選：A?！军c評】解決本題的關鍵知道在核反應過程中電荷數守恒、質量數守恒，屬于基本知識的考查。2．長城北京段考古成果發(fā)布，此次長城調查首次使用“碳14”技術判斷出該區(qū)域長城修建的年代。其核反應方程為614C→714NA．X為α粒子 B．X粒子是由原子核內部的質子轉化為中子產生的，具備一定的電離能力 C．100個碳14原子核經過5730年后一定還有50個未衰變 D．該核反應過程存在質量虧損【考點】質能方程的內容和表達式；核反應前后質量數、質子數、中子數、核子數等參數的關系；原子核的半衰期及影響因素．【專題】定量思想；推理法；衰變和半衰期專題；推理論證能力．【答案】D【分析】根據β衰變的實質結合質量數守恒和電荷數守恒判斷；β粒子電離本領比γ光子強；半衰期是放射性元素的原子核有半數發(fā)生衰變所需的時間具有統(tǒng)計規(guī)律；結合質能方程分析?！窘獯稹拷猓篈．核反應方程為614C→714N+X，根據質量數守恒和電荷數守恒可得X的質量數為0，電荷數為﹣1B．β粒子是由原子核內部的中子產生的，即01nC．半衰期是針對大量放射性元素的原子核的統(tǒng)計規(guī)律，對少量放射性元素的原子核不適用，故C錯誤；D．衰變過程放出能量，根據質能方程可知衰變過程存在質量虧損，故D正確。故選：D。【點評】本題考查學生對半衰期的理解與應用能力，需要學生熟知核反應方程的書寫規(guī)則和半衰期的概念，體現了物理觀念這一核心素養(yǎng)，注意半衰期的適用條件。3．下列四幅圖涉及到不同的物理知識，其中說法正確的是（）A．甲圖中，原子核D和E聚變成原子核F要吸收能量 B．乙圖中，若氫原子從n＝2能級躍遷到n＝1能級時輻射出A光，只要用波長小于A光波長的光照射，都能使氫原子從n＝1躍遷到n＝2 C．丙圖中，盧瑟福通過分析α粒子散射實驗結果，得出原子的核式結構模型 D．丁圖中，湯姆孫通過對陰極射線的研究揭示了原子核內還有復雜結構【考點】輕核的聚變及反應條件；陰極射線與陰極射線管的應用；盧瑟福α粒子散射實驗；分析能級躍遷過程中的能量變化（吸收或釋放能量）．【專題】定性思想；歸納法；原子的能級結構專題；重核的裂變和輕核的聚變專題；理解能力．【答案】C【分析】核子的平均質量減小，發(fā)生質量虧損；根據發(fā)生能級躍遷的條件分析；盧瑟福根據α粒子散射實驗結果，得出原子的核式結構模型；湯姆孫通過對陰極射線的研究揭示了原子有一定結構。【解答】解：A.甲圖中，原子核D和E聚變成原子核F要吸收能量，核子的平均質量減小，發(fā)生質量虧損，所以在該反應過程要放出能量，故A錯誤；B.根據能級間躍遷輻射的光子能量等于兩能級間的能級差，若氫原子從n＝2能級躍遷到n＝1能級時輻射出A光，只有用波長等于A光波長的光照射，才能使氫原子從n＝1躍遷到n＝2，故B錯誤；C.丙圖中，盧瑟福通過分析α粒子散射實驗結果，得出原子的核式結構模型，故C正確；D.天然放射現象的發(fā)現揭示了原子核內還有復雜結構，丁圖中，湯姆孫通過對陰極射線的研究揭示了原子有一定結構，故D錯誤。故選：C?！军c評】掌握原子物理部分的物理學史是解題的基礎。4．96242Cm是超钚元素鋦重要的同位素，最早由西博格等人于1944年人工制成。96242Cm的衰變方程為：96242CmA．a＝1，b＝3 B．a＝2，b＝4 C．a＝2，b＝3 D．a＝1，b＝4【考點】核反應前后質量數、質子數、中子數、核子數等參數的關系．【專題】定量思想；推理法；衰變和半衰期專題；推理論證能力．【答案】B【分析】根據質量數和電荷數守恒進行分析解答。【解答】解：根據質量數和電荷數守恒，有96242Cm→94238Pu+24He，為α粒子，則a＝2故選：B?！军c評】考查核反應方程的書寫規(guī)則，明確質量數和電荷數守恒思想，注意不是質量守恒，基礎題。5．利用放射性元素衰變可測定百年以來現代沉積物的絕對年代和沉積速率，這種測年法是一種高精度的地質年代測定技術。我國利用放射性元素衰變測定沉積物年齡的應用最早可追溯到20世紀60年代左右。其中鈾﹣釷測年法利用的衰變方程為92A．衰變方程中的X是2B．升高溫度可以加快92234C．92234U與D．92234U半衰期為T，若有4個92234U【考點】原子核的半衰期及影響因素；核反應前后質量數、質子數、中子數、核子數等參數的關系．【專題】定性思想；推理法；衰變和半衰期專題；推理論證能力．【答案】A【分析】根據核反應方程的書寫規(guī)則和半衰期以及質量虧損等知識進行分析解答?！窘獯稹拷猓篈．根據電荷數和質量數守恒，可知X是24HeB．半衰期不受溫度的影響，只由原子核自身決定，故B錯誤；C．質量虧損是衰變前鈾核質量與衰變后釷核、α粒子總質量的差值，而非僅鈾與釷的質量差，故C錯誤；D．半衰期是大量放射性元素的原子核有半數發(fā)生衰變所需的時間，不能分析幾個原子核的衰變情況，故D錯誤。故選：A?！军c評】考查核反應方程的書寫規(guī)則和半衰期以及質量虧損等知識，會根據題意進行準確分析解答。6．碘131是碘的一種放射性同位素，半衰期為8天。碘131發(fā)生β衰變時變成氙131，發(fā)出的β射線可用于治療甲狀腺疾病。下列說法正確的是（）A．β射線的實質是高速電子，說明碘131原子核內存在電子 B．β衰變的本質是原子核中一個中子轉變?yōu)橘|子，同時放出一個電子 C．經過16天，患者體內的碘131全部發(fā)生衰變 D．碘131原子核的比結合能比氙131原子核的比結合能大【考點】結合能與比結合能的概念及物理意義；β衰變的特點、本質及方程；半衰期的相關計算．【專題】定量思想；歸納法；衰變和半衰期專題；理解能力．【答案】B【分析】根據β衰變的本質是一個中子轉化為一個質子，同時產生一個電子分析；根據半衰期的定義計算；衰變是朝著比結合能大的方向進行的。【解答】解：AB、碘131原子核內存在質子和中子，β衰變的本質是一個中子轉化為一個質子，同時產生一個電子，電子釋放出去即為β粒子。所以β衰變后原子序數增加1，碘131變成氙131，故A錯誤，B正確；C、碘131半衰期為8天，說明每經過一個半衰期有半數核子發(fā)生衰變，經過16天，兩個半衰期，原來的碘131剩下(12)2=D、衰變是朝著比結合能大的方向進行的，所以氙131原子核的比結合能比碘131原子核的比結合能大，故D錯誤。故選：B。【點評】知道β衰變的本質，以及涉及到半衰期問題的計算是解題的基礎。7．碳14是碳元素的一種具有放射性的同位素，被廣泛應用于化學、醫(yī)學、生物學及考古學等領域，某古生物化石中碳14在碳原子中所占的比例是現代生物中的116A．碳14比它的同位素碳12多兩個質子 B．碳14的比結合能大于它的同位素碳12 C．碳14發(fā)生β衰變的核反應方程為614CD．該古生物化石經歷了16個半衰期【考點】半衰期的相關計算；α衰變的特點、本質及方程；β衰變的特點、本質及方程．【專題】定量思想；推理法；衰變和半衰期專題；理解能力．【答案】C【分析】根據電荷數和質量數守恒、比結合能關系、半衰期的定義分析?！窘獯稹拷猓篈、碳14比它的同位素碳12多兩個中子，質子數相同，故A錯誤；B、碳12比碳14更穩(wěn)定，所以碳12比碳14的比結合能大，故B錯誤；C、根據電荷數和質量數守恒可知，碳14發(fā)生β衰變的核反應方程為614C故C正確；D、古生物化石中碳14在碳原子中所占的比例是現代生物中的116，可知古生物化石已經經過了4個半衰期，故D故選：C。【點評】本題考查對核反應方程、比結合能和半衰期的理解。8．在過去漫長的40億年歲月里，大量來自太陽風的氦—3粒子得以持續(xù)不斷地抵達月球，并在月壤內“安營扎寨”。據科學家估算，月球表層10至50米深的土壤內，氦—3的儲量極為可觀，約有100萬噸之多。如果實現了氘與氦—3核聚變反應，月球上豐富的氦—3資源將為人類持續(xù)提供長達一萬年以上能源需求的燃料，這無疑為人類面臨的能源危機帶來了曙光，一個氦—3核和一個氘核聚變生成一個氦—4核和另外一個粒子X，X為（）A．中子 B．質子 C．電子 D．正電子【考點】核反應方程式的書寫或判斷核反應方程式中的粒子．【專題】定性思想；推理法；衰變和半衰期專題；推理論證能力．【答案】B【分析】根據質量數和電荷數守恒進行分析解答?！窘獯稹拷猓焊鶕朔磻昂鬂M足質量數和核電荷數守恒，可知23He+12H→故選：B。【點評】考查質量數和電荷數守恒，會根據題意進行準確分析解答。9．2025年3月，國內首款碳14核電池原型機“燭龍一號”研制成功。該核電池工作原理是：碳14衰變?yōu)榈?4并釋放β粒子，半導體材料捕獲這些β粒子并轉化為電流。碳14的半衰期長達5730年，下列說法正確的是（）A．當環(huán)境溫度升高時，“燭龍一號”中碳14的半衰期會變長 B．經過5730年后，“燭龍一號”中的碳14將全部發(fā)生衰變 C．“燭龍一號”的使用壽命只有幾十年 D．碳14衰變過程中，質量數和電荷數都守恒【考點】半衰期的相關計算．【專題】定量思想；推理法；衰變和半衰期專題；推理論證能力．【答案】D【分析】根據半衰期的概念和理解，質量數和電荷數守恒知識進行分析解答。【解答】解：A.放射性元素的半衰期是由原子核自身因素決定，與溫度等外界條件無關，故A錯誤；B.根據半衰期的理解，經過5730年后，“燭龍一號”中的碳14只有一半發(fā)生衰變，故B錯誤；C.碳14的半衰期長達5730年，因此理論上“燭龍一號”使用壽命也長達幾千年，故C錯誤；D.原子核衰變的過程中，質量數守恒，電荷數也守恒，故D正確。故選：D。【點評】本題考查原子核的衰變，半衰期問題，關鍵是理解半衰期的內容，難度較低。10．氡（Rn﹣222）是一種室內空氣污染物，聯合國原子輻射效應科學委員會估計，人體受到來自天然的輻射中，氡及其子體的貢獻占54%。Rn﹣222常常存在于剛裝修好的房間中，因此剛裝修好的房子需要空置一段時間后方可入住。已知Rn﹣222的半衰期為3.8天，為使房間內的Rn﹣222放射性降低到初始值的0.1%，則大約需要多久方可入?。ǎ〢．20天 B．40天 C．60天 D．80天【考點】半衰期的相關計算．【專題】定量思想；推理法；衰變和半衰期專題；推理論證能力．【答案】B【分析】根據半衰期的計算公式進行分析解答。【解答】解：根據半衰期公式mm0=(12)tτ，代入數據可知tτ=log0.50.001=lo故選：B?！军c評】考查半衰期的應用，理解放射性元素的半衰期和射線危害，難度較低。二．多選題（共8小題）（多選）11．下列說法正確的是（）A．盧瑟福的α粒子散射實驗說明了原子的核式結構模型 B．鈾核（92238U）衰變?yōu)殂U核（82206Pb）的過程中，要經過8次α衰變和10C．若使放射性物質的溫度升高，其半衰期將不變 D．玻爾在研究原子結構中引進了量子化的觀念，并指出氫原子從低能級躍遷到高能級要吸收光子【考點】原子核的半衰期及影響因素；盧瑟福α粒子散射實驗；α衰變的特點、本質及方程；計算α和β衰變的次數．【專題】定量思想；推理法；衰變和半衰期專題；推理論證能力．【答案】ACD【分析】根據盧瑟福用α粒子轟擊原子而產生散射的實驗，提出了原子核式結構模型；玻爾在研究原子結構中引進了量子化的觀念，成功解釋了氫光譜；半衰期與溫度無關；根據電荷數守恒與質量數守恒判定經過α衰變和β衰變的次數?！窘獯稹拷猓篈.盧瑟福用α粒子轟擊原子而產生散射的實驗，在分析實驗結果的基礎上，他提出了原子核式結構模型，故A正確；B.發(fā)生α衰變是放出24He，β衰變是放出電子-10e，設發(fā)生了x次α衰變和y次β衰變，則根據質量數和電荷數守恒有2x﹣y+82＝92，4x+206＝238，得x＝8，y＝6，故衰變過程中共有8次αC.半衰期由放射性元素本身的特點決定，與溫度無關，故C正確；D.玻爾認為，圍繞原子核運動的電子軌道半徑只能是某些分離的數值，原子在不同軌道對應不同狀態(tài)，具有不同的能量，這就是量子化的概念；根據玻爾的躍遷假設，氫原子從低能級躍遷到高能級要吸收光子，故D正確。故選：ACD?！军c評】本題考查物理學史，是常識性問題，對于物理學上重大發(fā)現、發(fā)明、著名理論要加強記憶，這也是考試內容之一。（多選）12．歷史上，為了研究原子、原子核的性質，科學家們做了大量的實驗研究，下面四幅示意圖中說法正確的是（）A．盧瑟福根據圖①的α粒子散射實驗結果提出了原子核式結構模型 B．圖②表示的重核裂變的核反應方程為：92C．圖③中向左偏轉的是β射線，向右偏轉的是α射線，不偏轉的是γ射線 D．用圖④中一群處于n＝3能級的氫原子發(fā)出的光照射逸出功為3.34eV的鋅板，能發(fā)生光電效應【考點】核裂變的反應方程；盧瑟福α粒子散射實驗；原子能級躍遷與光電效應的結合；α、β、γ射線的本質及特點．【專題】定量思想；推理法；衰變和半衰期專題；推理論證能力．【答案】AD【分析】根據盧瑟福α粒子散射實驗、質量數和電荷數守恒以及各種射線在磁場中的偏轉和光電效應的條件進行分析解答?！窘獯稹拷猓篈.盧瑟福根據α粒子散射實驗結果，少數α粒子發(fā)生了大角度偏轉，提出了原子核式結構模型，故A正確；B.根據重核裂變的核反應方程92235UC.根據左手定則可知，圖③中向左偏轉的是α射線，向右偏轉的是β射線，不偏轉的是γ射線，故C錯誤；D.一群處于n＝3能級的氫原子發(fā)出的光的光子能量的最大值為﹣1.51eV﹣（﹣13.6eV）＝12.09eV＞3.34eV，可知，能使逸出功為3.34eV的鋅板發(fā)生光電效應，故D正確。故選：AD?！军c評】考查盧瑟福α粒子散射實驗、質量數和電荷數守恒以及各種射線在磁場中的偏轉和光電效應的條件，會根據題意進行準確分析解答。（多選）13．原子核的比結合能（平均結合能）曲線如圖所示，下列說法正確的是（）A．12HB．56144Ba核比C．24He核比D．兩個12H核結合【考點】比結合能隨質量數變化的曲線；結合能與比結合能的概念及物理意義．【專題】定量思想；方程法；重核的裂變和輕核的聚變專題；理解能力．【答案】CD【分析】根據原子核的比結合能相關知識，通過比結合能曲線來判斷各選項的正誤。需要明確比結合能（平均結合能）、結合能的概念及關系，以及比結合能與原子核穩(wěn)定性的關系，還有核反應中能量的變化情況。【解答】解：A、根據題意分析可知，12H核的比結合能約為1MeV，12H核的結合能約為B、由圖像可知，56144Ba核比92235U的比結合能略大，但56144Ba與92235C、根據題意分析可知，比結合能越大，原子核越穩(wěn)定，由圖像可知，24He核比36Li核比結合能大，所以D、根據題意分析可知，兩個比結合能小的12H核結合成比結合能大的故選：CD?！军c評】本題關鍵在于理解比結合能（平均結合能）的概念，比結合能越大原子核越穩(wěn)定。對于核反應能量變化，可根據比結合能大小或質量虧損來判斷。（多選）14．614C呼氣試驗可用于檢測胃部有無感染幽門螺桿菌，通過檢測呼出的CO2是否具有放射性即可診斷。已知614C發(fā)生A．X的核電荷數為7 B．β射線的穿透能力比γ射線的穿透能力強 C．614C的結合能大于D．衰變中產生的電子是6【考點】結合能與比結合能的概念及物理意義；α、β、γ射線的本質及特點；β衰變的特點、本質及方程；半衰期的相關計算．【專題】定性思想；推理法；衰變和半衰期專題；理解能力．【答案】AD【分析】根據原子核的衰變相關知識，包括衰變方程的應用、射線性質、結合能以及衰變本質?！窘獯稹拷猓篈、根據核反應前后核電荷數守恒可知，衰變方程為則X的核電荷數為7，故A正確；B、β射線是高速電子流，γ射線是高頻電磁波（光子流），β射線的穿透能力比γ射線的穿透能力弱，故B錯誤；C、614C的結合能小于D、衰變中產生的電子是614C故選：AD。【點評】本題圍繞衰變展開，通過衰變方程的電荷數和質量數守恒確定新核，依據射線性質、結合能概念以及衰變本質對各選項進行判斷。（多選）15．在磁感應強度為B的勻強磁場中，一個靜止的放射性原子核(ZAX)發(fā)生了一次α衰變。放射出的α粒子(24He)在與磁場垂直的平面內做圓周運動，其軌道半徑為A．新核Y在磁場中做圓周運動的半徑為RYB．α粒子的圓周運動可以等效成一個環(huán)形電流，且電流大小為I=C．若衰變過程中釋放的核能都轉化為α粒子和新核的動能，則衰變過程中的質量虧損為Δm=D．發(fā)生衰變后產生的α粒子與新核Y在磁場中的運動軌跡正確的是圖丙【考點】愛因斯坦質能方程的應用；等效電流的計算；核反應（或粒子束）與磁場．【專題】定量思想；方程法；愛因斯坦的質能方程應用專題；推理論證能力．【答案】AC【分析】核反應過程質量數與核電荷數守恒，反應后核子在磁場中做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力，應用牛頓第二定律求出粒子軌道半徑，應用愛因斯坦質能方程分析答題?！窘獯稹拷猓篈D、由動量守恒可知衰變后產生的α粒子與新核Y運動方向相反，所以在磁場中運動的軌跡圓外切，根據qvB=可得R=由衰變過程中動量守恒可得Mv′＝mvα粒子的帶電量為2個單位，新核的帶電量為Z﹣2個單位，則RYR=2Z-2，可得RB、圓周運動的周期為T=2πmqB，環(huán)形電流為I=C、對α粒子由洛倫茲力提供向心力qvB=可得v=由質量關系可知衰變后新核Y質量為M=由衰變過程中動量守恒可得Mv′﹣mv＝0可知v′=系統(tǒng)增加的能量為ΔE=由質能方程可得ΔE＝Δmc2聯立解得衰變過程中的質量虧損為Δm=A(qBR故選：AC?！军c評】本題是原子核內容與磁場的綜合，首先是衰變問題，質量數與電荷數守恒；再就是衰變前后動量守恒，衰變后做勻速圓周運動，由牛頓第二定律就能求出半徑之比。（多選）16．月球儲藏了大量可控核聚變理想燃料氦(23A．該反應屬于α衰變 B．Y是質子 C．23He的比結合能小于D．該反應中生成物的總質量大于反應物的總質量【考點】結合能與比結合能的概念及物理意義；核反應前后質量數、質子數、中子數、核子數等參數的關系．【專題】定性思想；推理法；重核的裂變和輕核的聚變專題；推理論證能力．【答案】BC【分析】根據核反應過程中質量數守恒和電荷數守恒判斷生成的產物；核反應過程中質量虧損，釋放核能，反應后的生成物更加穩(wěn)定，比結合能更大?！窘獯稹拷猓篈B．根據核反應的質量數和電荷數守恒可知，Y的質量數和電荷數均為1，則為質子，則該反應不屬于α衰變，該反應屬于輕核聚變反應，故A錯誤，B正確；C．反應放出能量，反應后的生成物更加穩(wěn)定，比結合能更大，則23He的比結合能小于D．該反應放出核能，反應存在質量虧損，則生成物的總質量小于反應物的總質量，選項D錯誤。故選：BC?！军c評】本題關鍵掌握輕核聚變的特點，知道反應過程中理解質量數守恒和電荷數守恒，比結合能的概念。（多選）17．一個原子核47Be俘獲一個電子-10e，可生成一個新原子核A．原子核X是3B．核反應前后總質子數不變 C．核反應前后總中子數不變 D．核反應前后總質量數不變【考點】原子核的內部構成．【專題】定量思想；推理法；衰變和半衰期專題；推理論證能力．【答案】AD【分析】根據質量數守恒和電荷數守恒分析判斷?！窘獯稹拷猓篈、根據核反應質量數守恒、電荷數守恒有7+0＝a4+（﹣1）＝b解得a＝7b＝3可知原子核X的質量數為7，電荷數為3，即原子核X是37LiBC、由核反應方程以及核反應質量數守恒、電荷數守恒可知，核反應前后總質子數減少了1，中子數增加了1，故BC錯誤；D、核反應前后質量數守恒，所以總質量數不變，故D正確。故選：AD。【點評】熟練掌握在核反應中質量數守恒和電荷數守恒是解題的基礎，難度不大。（多選）18．2025年6月，我國秦山核電基地宣布成功實現醫(yī)用同位素镥﹣177的量產，標志著該領域的重大突破。镥﹣177衰變方程為71177Lu→72177Hf+X，已知71177Lu的半衰期為6.7天，單個71177Lu、A．粒子X為α粒子 B．71177Lu的比結合能小于C．單個71177LuD．1mol的71177Lu經過13.4【考點】愛因斯坦質能方程的應用；β衰變的特點、本質及方程；半衰期的相關計算；結合能與比結合能的概念及物理意義．【專題】定量思想；方程法；衰變和半衰期專題；愛因斯坦的質能方程應用專題；推理論證能力．【答案】BC【分析】根據釋放的粒子分析衰變的種類；結合能越大，原子核越穩(wěn)定；由質能方程求解此衰變釋放的能量；根據半衰期與剩余質量的關系分析?！窘獯稹拷猓篈．核反應方程應滿足質量數守恒和電荷數守恒，所以可求得粒子X的質量數A＝177﹣177＝0，電荷數Z＝71﹣72＝﹣1，則X為-10B．X是電子，則此衰變?yōu)樗プ?，β衰變會放出熱量，所以生成的新原子?2177Hf比反應物71177Lu的結合能大，兩個原子核的質量數相同，所以C．根據質能方程可知，釋放的能量為E＝Δm?c2=(m0-D．71177Lu的半衰期為6.7天，若有1mol的71177Lu，經過故選：BC。【點評】本題考查衰變過程的分析，注意守恒量的應用，在核反應中，質量數、核電荷數守恒；在衰變過程中，動量守恒、能量守恒。三．解答題（共2小題）19．2022年10月19日下午，中國新一代“人造太陽”裝置（HL﹣2M等離子體電流突破100萬安培（1兆安）），創(chuàng)造了中國可控核聚變裝置運行新紀錄，標志著我國核聚變研發(fā)距離聚變點火邁進重要一步，躋身國際第一方陣，技術水平居國際前列?！叭嗽焯枴敝饕菍㈦司圩兎磻尫诺哪芰坑脕戆l(fā)電。已知氘（12H）核的質量為2.0136u，中子的質量為1.0087u，23He核的質量為3.0150u。兩個速率相等的氘核對心碰撞聚變成23He并放出一個中子，已知質量虧損為（1）寫出該核反應方程。（2）該核反應釋放的核能為多少（結果保留三位有效數字）。（3）若兩個氘核以相同的動能Ek＝0.35MeV正碰而發(fā)生核聚變，同時釋放出一對向相反方向運動的光子，每個光子的能量為0.5MeV，求生成的2【考點】愛因斯坦質能方程的應用．【專題】定量思想；推理法；愛因斯坦的質能方程應用專題；推理論證能力．【答案】（1）核反應方程為1（2）該核反應釋放的核能為3.26MeV。（3）生成的23He【分析】（1）根據質量數和電荷數守恒進行分析解答。（2）根據質量虧損的公式列式進行分析解答。（3）根據動量守恒以及能量的轉化和守恒定律進行分析解答?！窘獯稹拷猓海?）根據質量數和電荷數守恒，該核反應方程式為1（2）該核反應的質量虧損Δm＝（2×2.0136﹣1.0087﹣3.0150）u＝0.0035u，該核反應釋放的核能ΔE＝0.0035×931.5MeV≈3.26MeV。（3）兩個氘核正碰而發(fā)生核聚變過程，滿足動量守恒，設中子的質量為m，中子的速度大小為v1，核的質量為3m，23He核的速度大小為v2，一個光子能量E0＝0.5MeV由于碰撞前的總動量為零，動量大小滿足mv1＝3mv2，根據能量守恒得12mv12+12×3m答：（1）核反應方程為1（2）該核反應釋放的核能為3.26MeV。（3）生成的23He【點評】考查核反應方程的書寫規(guī)則，質能方程以及動量守恒、能量的轉化和守恒定律，會根據題意進行準確分析解答。20．氡（86222Rn）是一種天然的放射性元素，氡核發(fā)生衰變后變成釙核（84218Po），氡的衰變規(guī)律如圖所示。已知86222Rn核質量為m1＝222.0175u，84218Po核質量為m2＝218.0089u（1）寫出衰變方程；（2）原子核86222Rn衰變?yōu)椋?）假設一塊礦石中含有4kg的86222Rn，經過19【考點】核反應前后存在質量虧損及其計算；α衰變的特點、本質及方程；半衰期的相關計算．【專題】定量思想；推理法；衰變和半衰期專題；推理論證能力．【答案】（1）衰變方程為86（2）釋放的能量為5.589MeV；（3）經過19天后，還剩0.125kg【分析】（1）根據質量數和電荷數守恒可得衰變方程；（2）求出衰變過程的質量虧損，根據原子質量單位1u相當于931.5MeV的能量求解釋放的能量；（3）根據圖像求解半衰期，根據半衰期計算剩余的質量?！窘獯稹拷猓海?）根據質量數和電荷數守恒可得衰變方程為（2）上述衰變過程的質量虧損為Δm＝m1﹣（m2+mα）＝0.006u釋放的能量為ΔE＝Δm×931.5MeV，解得ΔE＝5.589MeV（3）由圖可知，86222Rn的半衰期為剩余的質量為m答：（1）衰變方程為86（2）釋放的能量為5.589MeV；（3）經過19天后，還剩0.125kg【點評】本題考查α衰變的本質、半衰期公式等內容，要熟悉課本知識，能解釋生活中的問題。

考點卡片1．等效電流的計算【知識點的認識】電子繞原子核的運動可以看成等效電流。電流大小的表達式為I=推導：設電子繞核運動的半徑為r，速度為v。則電子運動的周期為T=2πrv，電子的電荷量為e，相當于每隔周期T就會有電荷量為e的電荷經過某一截面，根據電流的定義式，I=q【命題方向】電子繞核運動可等效為一環(huán)形電流，設氫原子的電子以速率v在半徑為r的軌道上繞核旋轉，用e表示電子的電量，其等效電流為（）A、2πrevB、ev2πrC、分析：電子繞核運動可等效為一環(huán)形電流，電子運動周期T=2πrv，根據電流的定義式解答：電子繞核運動可等效為一環(huán)形電流，電子運動周期T=2根據電流的定義式I=qI=故選：B。點評：本題是利用電流強度的定義式求解電流，這是經常用到的思路．【解題思路點撥】環(huán)形電流的公式推導也可以從電流的定義式I=qt出發(fā)，先確認電荷量及對應的時間2．陰極射線與陰極射線管的應用【知識點的認識】1.陰極射線：科學家在研究稀薄氣體放電時發(fā)現，由陰極發(fā)出的，能使玻璃管壁發(fā)出熒光的射線。2.電子的發(fā)現：①湯姆孫的探究方法a.讓陰極射線分別通過電場和磁場，根據現象，證明它是帶電的粒子流并求出了這種粒子的比荷。b.換用不同的陰極做實驗，所得比荷的數值都相同，是氫離子比荷的近兩千倍。c.湯姆孫研究的新現象：如光電效應、熱離子發(fā)射效應和β射線等。發(fā)現不論陰極射線、熱離子流、光電流還是β射線，它們都包含電子。3.陰極射線管：用來觀測氣體放電的裝置。原理圖如下：由陰極K發(fā)出的帶電粒子通過縫隙A、B形成一束細細的射線。它穿過兩片平行的金屬板D1、D2之間的空間，到達右端帶有標尺的熒光屏上。根據射線產生的熒光的位置（如P1，P2，P3，…），可以研究射線的徑跡。圖中產生陰極射線的機理是：管中殘存氣體分子中的正負電荷在強電場的作用下被“拉開”（即氣體分子被電離），正電荷（即正離子）在電場加速下撞擊陰極，于是陰極釋放更多粒子流，形成了陰極射線。1897年，J.J.湯姆孫根據陰極射線在電場和磁場中的偏轉情況斷定，它的本質是帶負電的粒子流，并求出了這種粒子的比荷。他進一步發(fā)現，用不同材料的陰極做實驗，所得比荷的數值都是相同的。這說明不同物質都能發(fā)射這種帶電粒子，它是構成各種物質的共有成分?！久}方向】1897年，物理學家湯姆孫正式測定了電子的比荷，說明了原子內部具有復雜結構。因此，湯姆孫的實驗是物理學發(fā)展史上最著名的經典實驗之一。在實驗中湯姆孫采用了如圖所示的氣體放電管，從K極出來的陰極射線經過電場加速后，水平射入長為L的D、G兩平行板間，若平行板D、G間未施加電場，在熒光屏F的中心O處將出現光點。若在D、G兩板間加上電場強度大小為E、方向豎直向下的勻強電場，陰極射線將向上偏轉，在D、G兩板之間區(qū)域再加上垂直于紙面、磁感應強度為B的勻強磁場（圖中未畫出），陰極射線產生的光點恰好又回到熒光屏中心O點；接著撤去電場保留磁場，陰極射線向下偏轉；離開磁場時速度偏轉角為θ。只考慮D、G兩板間電場和磁場對陰極射線的作用。下列說法正確的是（）A.通過上述實驗，可知陰極射線帶負電B.D、G兩板間所加勻強磁場的方向垂直紙面向外C.陰極射線進入D、G兩板間的初速度大小為vD.根據L、E、B和θ，求得陰極射線的比荷q分析：未加磁場前電子在加速電場中做勻加速直線運動，在偏轉電場中做類平拋運動，離開電場后做勻速直線運動；加磁場后，電子受到電場力和洛倫茲力平衡。解答：A、依題意，在D、G兩板間加上電場強度大小為E、方向豎直向下的勻強電場時，陰極射線向上偏轉，可知陰極射線受到的電場力方向豎直向上，由于電場力與場強方向相反，所以該射線帶負電，故A正確；B、根據題意可知，在D、G兩板之間區(qū)域再加上垂直于紙面、磁感應強度為B的勻強磁場，陰極射線產生的光點恰好又回到熒光屏中心O點，可知射線受到的洛倫茲力方向豎直向下，根據左手定則，可判斷在D、G兩板間勻強磁場的方向垂直紙面向里，故B錯誤；C、當射線在電、磁場中沿直線打在熒光屏中心O點時，由于豎直方向平衡滿足：Eq＝qvB，可得陰極射線進入D、G兩板間的初速度大小為：v=EBD、由題意，撤去電場保留磁場時，陰極射線向下偏轉；根據題意離開磁場時速度偏轉角為θ，由圖示的幾何知識可得：sin又因為：qvB而速度：v聯立以上式子，求得陰極射線的比荷：qm=Esinθ故選：AD。點評：本題考查電子在電場中的加速和偏轉，難度不大，計算量較大，解題時要細心?！窘忸}思路點撥】求解帶電粒子比荷的思路（1）帶電粒子在勻強電場中做類平拋運動，可利用運動的分解、運動學公式、牛頓運動定律列出相應的關系式。（2）帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動，要注意通過畫軌跡示意圖來確定圓心位置，利用幾何知識求其半徑。（3）帶電粒子通過相互垂直的勻強電磁場時，可使其做勻速直線運動，根據qE.一qoB可求其速度。3．盧瑟福α粒子散射實驗【知識點的認識】α粒子散射實驗1.α粒子從放射性物質中發(fā)射出來的快速運動的粒子，質量為氫原子質量的4倍、電子質量的7300倍。2.裝置如圖所示，整個裝置處于真空中。3.實驗結果：大量α粒子穿過金箔后，基本上仍沿原來的方向前進，但有少數α粒子（約占18000）發(fā)生了大角度偏轉，極少數偏轉的角度甚大于90°，也就是說，它們幾乎被“反彈”4.實驗意義：盧瑟福通過α粒子散射實驗，否定了湯姆孫的原子模型，建立了原子的核式模型?！久}方向】盧瑟福利用α粒子轟擊金箔的實驗研究原子結構，正確反映實驗結果的示意圖是（）A、B、C、D、分析：本題比較簡單，正確理解α粒子散射實驗的結果即可解答．解答：實驗結果是：離金原子核遠的α粒子偏轉角度小，離金原子核近的α粒子偏轉角度大，正對金原子核的α粒子被返回，故ABC錯誤，D正確。故選：D。點評：本題考查α粒子散射實驗的結果，對于類似基礎知識要熟練掌握．【解題思路點撥】1.α粒子散射實驗中，大量α粒子穿過金箔后，基本上仍沿原來的方向前進，但有少數α粒子（約占1/8000）發(fā)生了大角度偏轉，極少數偏轉的角度甚大于90°。2.盧瑟福通過α粒子散射實驗，否定了湯姆孫的原子模型，建立了原子的核式模型。4．分析能級躍遷過程中的能量變化（吸收或釋放能量）【知識點的認識】在發(fā)生躍遷時，如果核外電子由低能級向高能級躍遷，需要吸收能量，如果由高能級向低能級躍遷，需要釋放能量（以光子的形式）?！久}方向】氫原子從能級A躍遷到能級B，吸收頻率ν1的光子，從能級A躍遷到能級C釋放頻率ν2的光子，若ν2＞ν1則當它從能級C躍遷到能級B將放出還是吸收光子？對應光子的頻率為多少？分析：能級間躍遷吸收和輻射光子的能量等于兩能級間的能級差．解答：氫原子從能級A躍遷到能級B吸收光子，則B能級的能量大于A能級的能量，從能級A躍遷到能級C，釋放光子，則A能級的能量大于C能級的能量，可知B與C能級間的能量為hv1+hv2．則由C能級躍遷B能級吸收光子，有hv＝hv1+hv2，頻率為ν＝v1+v2．答：從能級C躍遷到能級B將吸收頻率為v2+v1的光子．點評：解決本題的關鍵知道能級間躍遷輻射或吸收光子能量與能級差的關系，即Em﹣En＝hv．【解題方法點撥】對原子躍遷條件的理解（1）原子從低能級向高能級躍遷，吸收一定能量的光子，當一個光子的能量滿足hν＝E末﹣E初時，才能被某一個原子吸收，使原子從低能級E初向高能級E末躍遷，而當光子能量hν大于或小于E末﹣E初時都不能被原子吸收．（2）原子從高能級向低能級躍遷，以光子的形式向外輻射能量，所輻射的光子能量恰等于發(fā)生躍遷時的兩能級間的能量差．（3）原子躍遷條件hν＝Em﹣En只適用于光子和原子作用而使原子在各定態(tài)之間躍遷的情況．對于光子和處于基態(tài)的氫原子作用而使氫原子電離時，只要入射光子的能量E≥13.6eV，氫原子就能吸收．對于實物粒子與原子作用使原子激發(fā)時，粒子能量大于能級差即可．5．原子能級躍遷與光電效應的結合【知識點的認識】原子從高能級向低能級躍遷時會輻射光子，如果用躍遷發(fā)射的光去照射金屬，可能會發(fā)生光電效應。本考點將能級躍遷與光電效應結合進行考查?！久}方向】如圖所示為氫原子的能級示意圖，一群氫原子處于n＝3的激發(fā)態(tài)，在向較低能級躍遷的過程中向外發(fā)出光子，用這些光照射逸出功為2.49eV的金屬鈉，下列說法正確的是（）A、這群氫原子能發(fā)出三種頻率不同的光，其中從n＝3躍遷到n＝2所發(fā)出的光波長最短B、這群氫原子能發(fā)出三種頻率不同的光，其中從n＝3躍遷到n＝1所發(fā)出的光頻率最高C、金屬鈉表面所發(fā)出的光電子的初動能最大值為11.11eVD、金屬鈉表面所發(fā)出的光電子的初動能最大值為9.60eV分析：根據玻爾理論分析氫原子發(fā)出的三種頻率不同的光的波長、頻率關系。從n＝3躍遷到n＝1所發(fā)出的光能量最大，產生金屬鈉表面所發(fā)出的光電子的初動能最大，根據愛因斯坦光電效應方程求出初動能的最大值。解答：A、B這群氫原子能發(fā)出三種頻率不同的光，根據玻爾理論ΔE＝Em﹣En（m＞n）得知，從n＝3躍遷到n＝1所發(fā)出的光能量最大，由E＝hγ＝hcλ得知，頻率最高，波長最短。故A錯誤，BC、D從n＝3躍遷到n＝1所發(fā)出的光能量最大，光照射逸出功為2.49eV的金屬鈉，所發(fā)出的光電子的初動能最大，根據愛因斯坦光電效應方程得，EK＝hγ﹣W＝（E3﹣E1）﹣W＝[﹣1.51﹣（﹣13.6）]﹣2.49＝9.60eV．故C錯誤，D正確。故選：BD。點評：本題是玻爾理論、光子的能量、愛因斯坦光電效應方程的綜合。基礎題。【解題思路點撥】原子能級躍遷與光電效應的結合常見的解題思路：1.根據E＝En﹣Em（En、Em是始末兩個能級且m＜n）計算躍遷過程釋放的光子能量；2.根據E＝hν計算光的頻率；3.根據ν與極限頻率的關系判斷能否發(fā)生光電效應；4.根據愛因斯坦光電效應方程Ek＝hν﹣W0計算光電子的最大初動能。6．α、β、γ射線的本質及特點【知識點的認識】1.α，β、γ射線的本質分別是高速氦核流、高速電子流和高速光子流。2.α，β、γ射線的區(qū)別如下表種類α射線β射線γ射線組成高速氦核流高速電子流光子流（高頻電磁波）帶電荷量2e﹣e0質量4mp靜止質量為零符號2-γ速度0.1c0.99cc貫穿本領最弱較強最強貫穿實例用紙能擋住穿透幾毫米的鋁板穿透幾厘米的鉛板對空氣的電離作用很強較弱很弱【解題思路點撥】一、射線本身的性質天然放射性元素放出的三種射線的穿透能力實驗結果如圖所示，由此可推知（）A、②來自于原子核外的電子B、①的電離作用最強，是一種電磁波C、③的電離作用較強，是一種電磁波D、③的電離作用最弱，是一種電磁波分析：α射線貫穿能力很弱，電離作用很強，一張紙就能把它擋住，α射線是高速氦核流；β射線能貫穿幾毫米厚的鋁板，電離作用較強，是原子核中的一個中子轉化成一個質子，同時釋放出β射線；γ射線穿透本領最強，甚至能穿透幾厘米厚的鉛板，是原子核發(fā)生衰變時釋放的能量以γ光子的形式輻射出來的。解答：A、天然放射性元素放出的三種射線都是原子核發(fā)生衰變造成的，β射線能貫穿幾毫米厚的鋁板，電離作用較強，故②是β射線。β射線是原子核中的一個中子轉化成一個質子，同時釋放出一個高速電子，該電子即β射線，故β射線來自原子核，故A錯誤。B、α射線貫穿能力很弱，電離作用很強，一張紙就能把它擋住，故①是α射線。α射線是高速氦核流，是實物粒子，不是電磁波。故B錯誤。CD、γ射線穿透本領最強，甚至能穿透幾厘米厚的鉛板，故③是γ射線，但γ射線電離本領很弱，它是一種光子，是一種電磁波。故C錯誤，D正確。故選：D。點評：本題考查天然放射性元素放出的三種射線的穿透能力比較，熟悉課本基本知識就能順利解決此類問題，故要加強基礎知識的積累。多記。二、結合磁場考查射線的性質如圖所示，放射性元素鐳放出α、β、γ三種射線，它們分別進入勻強電場和勻強磁場中，下列說法正確的是（）A、①表示γ射線的運動徑跡，③表示α射線的運動徑跡B、②表示β射線的運動徑跡，③表示α射線的運動徑跡C、④表示α射線的運動徑跡，⑤表示γ射線的運動徑跡D、⑤表示β射線的運動徑跡，⑥表示α射線的運動徑跡分析：根據α、β、γ三種射線的帶電性質和本質以及帶電粒子在電場中受力特點可正確判斷。本題應抓?。孩偃N射線的成分主要是指所帶電性：α射線是高速氦核流帶正電，β射線是高速電子流，帶負電，γ射線是γ光子，是中性的。②洛倫茲力方向的判定，左手定則：張開左手，拇指與四指垂直，讓磁感線穿入手心，四指的方向是正電荷運動的方向，拇指的指向就是洛倫茲力的方向。解答：AB、α射線實質為氦核，帶正電，β射線為電子流，帶負電，γ射線為高頻電磁波，根據電荷所受電場力特點可知：①為β射線，②為γ射線，③為α射線，故AB錯誤；CD、α射線是高速氦核流，一個α粒子帶兩個正電荷。根據左手定則，α射線受到的洛倫茲力向左，故④是α射線；β射線是高速電子流，帶負電荷。根據左手定則，β射線受到的洛倫茲力向右，故⑥是β射線；γ射線是γ光子，是中性的，故在磁場中不受磁場的作用力，軌跡不會發(fā)生偏轉。故⑤是γ射線。故C正確，D錯誤。故選：C。點評：熟練掌握α、β兩種衰變實質以及衰變方程的書寫，同時明確α、β、γ三種射線性質及應用，本題綜合性較強，主要考查兩個方面的問題：①三種射線的成分主要是所帶電性。②洛倫茲力的方向的判定。只有基礎扎實，此類題目才能順利解決，故要重視基礎知識的學習。【解題思路點撥】1.α，β射線的本質都是實物粒子，γ射線的本質是光子。2.α射線是α衰變時產生的，β射線是β衰變時產生的，產生α射線和β射線時會伴生γ射線。7．原子核的內部構成【知識點的認識】1.定義：原子核是由質子和中子組成的。2.發(fā)現過程：1919年，盧瑟福用鐳放射出的α粒子轟擊氮原子核，從氮原子核中打出了一種新的粒子。根據這種粒子在電場和磁場中的偏轉，測出了它的質量和電荷量，原來它就是氫原子核，叫作質子（proton），用p表示。以后，人們用同樣的方法從氟、鈉、鋁等原子核中都打出了質子，由此斷定，質子是原子核的組成部分。質子帶正電荷，電荷量與一個電子的電荷量相等。質子的質量為mP＝1.672621898×10﹣27kg但經過研究發(fā)現絕大多數原子核的質量與電荷量之比都大于質子的相應比值。盧瑟福猜想，原子核內可能還存在著另一種粒子，它的質量與質子相同，但是不帶電，他把這種粒子叫作中子（neutron）。1932年，盧瑟福的學生查德威克通過實驗證實了這個猜想。中子不帶電，用n表示。中子的質量是mn＝1.674927471x10﹣27kg。3.核子的概念：質子和中子除了是否帶電的差異以及質量上的微小差別外，其余性質十分相似，而且，都是原子核的組成成分，所以統(tǒng)稱為核子（nucleon）。【命題方向】從原子核中能放出α、β、γ射線，關于原子核的組成，以下說法中正確的是（）A、原子核中，有質子、中子，還有α粒子B、原子核中，有質子、中子，還有β粒子C、原子核中，有質子、中子，還有γ粒子D、原子核中，只有質子和中子分析：在β衰變中，核內的一個中子轉變?yōu)橘|子，同時釋放一個電子．α粒子是由2個質子和2個中子組成．解答：原子核中，只有質子和中子。在β衰變中，核內的一個中子轉變?yōu)橘|子，同時釋放一個電子。故選項D正確。故選：D。點評：該題考查原子核的組成，屬于基礎題目，只是在β衰變中放射出電子是該題中的迷惑項，要理解在β衰變中，核內的一個中子轉變?yōu)橘|子，同時釋放一個電子．【解題思路點撥】要了解原子核的內部結構及發(fā)現過程。1.原子核是由質子和中子組成的。2.盧瑟發(fā)現了質子，查德威克發(fā)現了中子。3.質子和中子統(tǒng)稱核子。8．核反應前后質量數、質子數、中子數、核子數等參數的關系【知識點的認識】1.核反應前后質量數守恒，電荷數（核電荷數）守恒。2.各參數之間的關系如下：質量數＝質子數+中子數＝核子數核電荷數＝質子數＝原子序數＝核外電子數【命題方向】某原子核的衰變過程是A→βB→αC，符號→β表示放出一個A、核C比核B的中子數少2B、核C比核A的質量數少5C、原子核為A的中性原子的電子數比原子核為B的中性原子的電子數多1D、核C比核A的質子數少1分析：發(fā)生一次α衰變，電荷數少2，質量數少4，發(fā)生一次β衰變，電荷數多1，質量數不變．解答：A、B到C，電荷數少2，質量數少4，因為電荷數等于質子數，質量數等于質子數加上中子數，所以核C比核B中子數少2．故A正確。B、A到B，質量數不變，B到C質量數少4，則核C比核A質量數少4．故B錯誤。C、中性原子的電子數等于質子數，核B比核A電荷數多1，則核A的中性原子的電子數比核B中性原子的電子數少1．故C錯誤。D、A到B電荷數多1，B到C電荷數少2，則A到C電荷數少1，則核C比核A質子數少1．故D正確。故選：AD。點評：解決本題的關鍵知道α衰變和β衰變的實質，以及知道質量數等于質子數加中子數，質子數等于電荷數．【解題思路點撥】核反應前的質量數之和等于核反應后的質量數之和；核反應前的電荷數之和等于核反應后的電荷數之和。9．α衰變的特點、本質及方程【知識點的認識】1.衰變的定義：原子核自發(fā)地放α粒子或β粒子，由于核電荷數變了，它在元素周期表中的位置就變了，變成另一種原子核。我們把這種變化稱為原子核的衰變。2.α衰變的定義：原子核釋放出一個α粒子變成一個新的原子核的過程。3.α衰變的本質：原子核內部兩個質子和兩個中子結合在一起從從內射出。4.α衰變的特點：發(fā)生α衰變后，原子核的質量數減4，電荷數減2。5.α衰變的方程（舉例）：6.α衰變前的質量數等于衰變后的質量數之和，衰變前的電荷數等于衰變后的電荷數之和，所以α衰變時電荷數和質量數都守恒?！久}方向】下列衰變中，屬于α衰變的是（）A、B、C、D、分析：α衰變生成氦原子核，β衰變生成電子，據此判斷即可找出屬于α衰變．解答；AB是β衰變，生成粒子為負電子；C是α衰變，生成粒子為氦原子核；D是核反應生成正電子。故C正確。故選：C。點評：本題比較簡單，只要記住衰變生成的是何種粒子即可解決此類問題．【解題思路點撥】1.α衰變的本質是原子核釋放出一個α粒子變成新核的過程，衰變過程遵循質量數守恒和電荷數守恒。2.α衰變前后，質量數減4，核電荷數減2。3.α衰變釋放的高速粒子流就是α射線。4.放射性的原子核在發(fā)生α衰變、β衰變時產生的新核處于高能級，這時它要向低能級躍遷，并放出γ光子。因此，γ射線經常是伴隨α射線和β射線產生的。當放射性物質連續(xù)衰變時，原子核中有的發(fā)生α衰變，有的發(fā)生β衰變，同時伴隨著γ射線輻射。這時，放射性物質發(fā)出的射線中就會同時具有α、β、γ三種射線。10．β衰變的特點、本質及方程【知識點的認識】1.衰變的定義：原子核自發(fā)地放α粒子或β粒子，由于核電荷數變了，它在元素周期表中的位置就變了，變成另一種原子核。我們把這種變化稱為原子核的衰變。2.β衰變的定義：原子核釋放出一個β粒子變成一個新的原子核的過程。3.β衰變的本質：原子核內部的一個中子轉化成一個質子和一個β粒子（電子），并將β粒子射出。4.β衰變的特點：發(fā)生β衰變后，原子核的質量數不變，電荷數加1。5.β衰變的方程（舉例）：6.β衰變前的質量數等于衰變后的質量數之和，衰變前的電荷數等于衰變后的電荷數之和，所以β衰變時電荷數和質量數都守恒?！久}方向】一個放射性原子核，發(fā)生一次β衰變，則它的（）A、質子數減少一個，中子數不變B、質子數增加一個，中子數不變C、質子數減少一個，中子數減少一個D、質子數增加一個，中子數增加一個分析：根據β衰變的特點以及衰變過程中質量數和電荷數守恒即可正確解答本題．解答：β衰變實質上是原子核內的一個中子變?yōu)橐粋€質子，同時釋放出一個電子的過程，因此發(fā)生一次β衰變，質子數增加一個，中子數減少一個，故ABD錯誤，C正確。故選：C。點評：本題屬于基礎簡單題目，考查了β衰變的特點，對于基礎知識，平時不能放松，要加強基礎知識的理解和應用．【解題思路點撥】1.β衰變的本質是原子核內的一個中子轉化成一個質子和一個電子，并將電子射出的過程，衰變過程遵循質量數守恒和電荷數守恒。2.β衰變前后，質量數不變，核電荷數加1。3.β衰變釋放的高速粒子流就是β射線。4.放射性的原子核在發(fā)生α衰變、β衰變時產生的新核處于高能級，這時它要向低能級躍遷，并放出γ光子。因此，γ射線經常是伴隨α射線和β射線產生的。當放射性物質連續(xù)衰變時，原子核中有的發(fā)生α衰變，有的發(fā)生β衰變，同時伴隨著γ射線輻射。這時，放射性物質發(fā)出的射線中就會同時具有α、β、γ三種射線。11．計算α和β衰變的次數【知識點的認識】1.每發(fā)生一次α衰變，質量數減4，電荷數減2；每發(fā)生一次β衰變，質量數不變，電荷數加2.如果只發(fā)生α衰變，則根據質量數之差除以4或電荷數之差除以2即可求出衰變次數。如果只發(fā)生β衰變，則根據電荷數之差即可求出衰變次數。3.如果同時存在α衰變和β衰變，先根據質量數之差求出α衰變的次數，再根據α衰變和β衰變引起的電荷數變化求出β衰變的次數。【命題方向】某放射性元素的原子核發(fā)生兩次α衰變和六次β衰變，關于它的原子核的變化，下列說法中正確的是（）A、中子數減小10B、質子數減小2C、質子數增加2D、核子數減小10分析：明確α衰變和β衰變的實質，根據衰變過程中質量數和電荷數守恒可正確解答。解答：設該原子核的質量數（核子數）為m，電荷數（質子數）為n，衰變后的質量數為x，電荷數為y，則有：m＝x+8；n＝﹣6+4+y由此可知衰變后核子數減小8，質子數增加2，中子數減小10，故BD錯誤，AC正確。故選：AC。點評：本題考查了衰變過程中的質量數和電荷數守恒的應用，同時要明確質量數、電荷數、中子數之間關系。【解題思路點撥】1．原子核衰變規(guī)律衰變類型α衰變β衰變衰變方程ZAX→ZZAX→Z衰變實質2個質子和2個中子結合成一個整體射出一個中子轉化為一個質子和一個電子211H+201n→1衰變規(guī)律電荷數守恒、質量數守恒、動量守恒2.確定衰變次數的方法（1）設放射性元素ZAX經過n次α衰變和m次β衰變后，變成穩(wěn)定的新元素Z′A′Y，則表示該核反應的方程為ZA根據電荷數守恒和質量數守恒可列方程A＝A′+4n，Z＝Z′+2n﹣m（2）確定衰變次數，因為β衰變對質量數無影響，先由質量數的改變確定α衰變的次數，然后再根據β衰變規(guī)律確定β衰變的次數．12．原子核的半衰期及影響因素【知識點的認識】1.半衰期的定義：放射性元素的原子核有半數發(fā)生衰變所需的時間，叫作這種元素的半衰期。2.氡的半衰期：氡222經過α衰變成為釙218。如圖，橫坐標表示時間，縱坐標表示任意時刻氡的質量m與t＝0時的質量m0的比值。如果隔一段時間測量一次剩余氡的數量就會發(fā)現，每過3.8d就有一半的氡發(fā)生了衰變。也就是說，經過第一個3.8d，剩有一半的氡；經過第二個3.8d，剩有的氡；再經過3.8d，剩有的氡……因此，我們可以用“半衰期”來表示放射性元素衰變的快慢。放射性元素的原子核有半數發(fā)生衰變3.半衰期的影響因素：放射性元素衰變的快慢是由核內部自身的因素決定的，跟原子所處的化學狀態(tài)和外部條件沒有關系。例如，一種放射性元素，不管它是以單質的形式存在，還是與其他元素形成化合物，或者對它施加壓力、提高溫度，都不能改變它的半衰期。這是因為壓力、溫度或與其他元素的化合等，都不會影響原子核的結構。4.半衰期的統(tǒng)計性意義：①不同的放射性元素，半衰期不同，甚至差別非常大例如，氡222衰變?yōu)獒?18的半衰期是3.8d，鐳226衰變?yōu)殡?22的半衰期是1620年，鈾238衰變?yōu)殁Q234的半衰期競長達4.5x109年。②以氡核為例，對于一個特定的氡原子，我們只知道它發(fā)生衰變的概率，而不知道它將何時發(fā)生衰變。一個特定的氡核可能在下1s就衰變，也可能在10min之內衰變，也可能在200萬年之后再衰變。然而，量子理論可以對大量原子核的行為作出統(tǒng)計預測。例如，對于大量氡核，可以準確地預言在1s后、10min后，或200萬年后，各會剩下百分之幾沒有衰變。放射性元素的半衰期，描述的就是這樣的統(tǒng)計規(guī)律?！久}方向】放射性同位素熱電發(fā)生器（簡稱RTG）是利用钚238（94238Pu）發(fā)生α衰變產生的熱能轉化為電能的裝置，“好奇號”就是人類建造的首輛利用RTG的火星車，已知钚238的半衰期為A、一定量的钚238經過176年后，钚238的衰變將停止B、在惡劣的火星環(huán)境下，钚238的半衰期將變短C、钚238衰變后產生的新原子核的比結合能比反應核大D、钚238衰變后產生的新原子核內有234個中子分析：放射性元素的半衰期由原子核內部本身因數決定，與所處環(huán)境無關。钚238衰變存在質量虧損，會釋放能量，則新核的比結合能比反應核大。钚238發(fā)生α衰變后，質量數減少4，核電荷數減少2。解答：A、一定量的钚238經過176＝2×88年后，還有(12)2=14B、放射性元素的半衰期由原子核內部本身因數決定，與所處環(huán)境無關，即在惡劣的火星環(huán)境下，钚238的半衰期不變，故B錯誤；C、钚238衰變存在質量虧損，會釋放能量，則新核的比結合能比反應核大，故C正確；D、钚238發(fā)生α衰變后，質量數減少4，核電荷數減少2，則新原子核的質量數為238﹣4＝234，核電荷數即質子數為94﹣2＝92，新核的中子數為234﹣92＝142，故D錯誤。故選：C。點評：本題解題關鍵是放射性元素的半衰期由原子核內部本身因數決定，與所處環(huán)境無關，α衰變存在質量虧損，會釋放能量，則新核的比結合能比反應核大?！窘忸}思路點撥】1.半衰期是放射性元素衰變一半所用的時間，是一種統(tǒng)計規(guī)律，對少數原子核的衰變沒有意義。2.半衰期只與元素自身的性質有關，與物體的狀態(tài)、外部的溫度、壓強等都沒有關系。13．半衰期的相關計算【知識點的認識】初始物質的量、剩余物質的量，半衰期，衰變時間之間存在這樣的關系：m＝m0(12)tT或①可以根據這個公式計算剩余的剩余物質的量或初始物質的量。：.②可以根據這個公式計算衰變的年份或半衰期。【命題方向】一塊含釷（90232Th）的礦石質量為M，其中釷元素的質量為m。釷經過一系列衰變后最終生成物為鉛（82208A、鉛核比釷核少8個質子和16個中子B、共經過6次α衰變和4次β衰變C、經過2T時間后，該礦石所含的釷元素的原子核有m4D、若有4個釷原子核，則經過2T天就只剩下一個分析：根據90232Th和82208Pb的質子數和質量數可判斷鉛與釷的質子數和中子數的差別，以及判斷釷轉變?yōu)殂U共發(fā)生多少次半衰期為一半的原子發(fā)生衰變所用的時間，根據這個關系可判斷有多少釷發(fā)生衰變和能剩下多少釷。解答：A：鉛核比釷核少質子數為：90﹣82＝8個，少中子數為：232﹣208﹣8＝16個，故A正確。B：設發(fā)生x次α衰變和y次β衰變，共生成：x24He和y-10e，則：90﹣2x+y＝82①232﹣4x＝208②，由①②解得：x＝6，y＝8；故共經過6次α衰變和4C：由半衰期公式：m'=m(12)tT得：m′＝mD：放射性元素的半衰期與元素所處的物理和化學狀態(tài)無關，它是一個統(tǒng)計規(guī)律，只對大量的原子核才適用，故D錯誤。故選：AB。點評：本題為α衰變和β衰變以及半衰期的基本應用，明確半衰期與元素所處的物理和化學狀態(tài)無關，它是一個統(tǒng)計規(guī)律，只對大量的原子核才適用即可?！窘忸}思路點撥】1.α衰變的具體應用①考古研究：利用放射性同位素碳14，可以判定出土木質文物的產生年代。②醫(yī)學應用：α射線的電離作用很強，可用于消除有害靜電，也可用于醫(yī)療上的滅菌消毒。③環(huán)境監(jiān)測：土壤、地下巖石和建筑物材料中都含有少量的鐳，鐳衰變產生的α粒子可用于環(huán)境監(jiān)測。2.β衰變的具體應用①醫(yī)學應用：β射線的貫穿能力強，可用于金屬探傷和治療惡性腫瘤。②生物工程：各種射線均可使DNA發(fā)生突變，可用于生物工程和基因工程。③示蹤原子：在工業(yè)上，檢查輸油管道上的漏油位置；在農業(yè)上，探測農作物在不同季節(jié)對元素的需求。3.放射性同位素的應用①醫(yī)學診斷：用于控制病變組織的擴大，檢查人體對某元素的吸收情況，確定腫瘤的部位和范圍。②農業(yè)和工業(yè)：在農業(yè)上，探測農作物在不同季節(jié)對元素的需求；在工業(yè)上，檢查輸油管道上的漏油位置。③生物研究：用于研究農作物化肥需求情況，診斷甲狀腺疾病的類型，研究生物大分子結構及其功能。14．核反應（或粒子束）與磁場【知識點的認識】1.本考點針對的是原子核在磁場中衰變成兩個新核的問題。2.動量方面：根據動量守恒定律，衰變后的兩個粒子的定量大小相等，方向相反。3.帶電粒子在磁場中的軌跡：根據Bqv=mv2r所以“大核”的半徑小，“小核”的半徑大。再根據電荷性質判斷軌跡的方向。【命題方向】如圖所示，兩個相切的圓表示一個靜止的原子核發(fā)生某種衰變后，釋放出來的粒子和反沖核在磁場中運動的軌跡，可以判斷（）A、原子核發(fā)生β衰變B、原子核發(fā)生α衰變C、大圓是釋放粒子的運動軌跡，小圓是新核的運動軌跡D、大圓是新核的運動軌跡，小圓是釋放粒子的運動軌跡分析：靜止的原子核發(fā)生衰變，根據動量守恒可知，發(fā)生衰變后的粒子的運動的方向相反，在根據粒子在磁場中運動的軌跡可以判斷粒子的電荷的性質；衰變后的粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力可得半徑公式，結合軌跡圖分析．解答：AB、原子核發(fā)生衰變，粒子的速度方向相反，由圖可知粒子的運動的軌跡在同一側，很據左手定則可以得知，衰變后的粒子帶的電性相反，所以釋放的粒子應該是電子，所以原子核發(fā)生的應該是β衰變；故A正確，B錯誤；CD、衰變后，粒子做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力，故：qvB＝mv解得：R=靜止的原子核發(fā)生衰變，根據動量守恒可知，衰變前后，動量守恒，故兩個粒子的動量mv相等，磁感應強度也相等，故q越大，軌道半徑越?。还蚀髨A是釋放粒子的運動軌跡，小圓是新核的運動軌跡；故C正確，D錯誤；故選：AC。點評：根據粒子的速度的方向相反和兩個粒子的運動的軌跡由左手定則可以分析判斷粒子的帶電的情況．【解題思路點撥】當衰變問題和磁場結合在一起的解題思路如下：1.根據帶電粒子在磁場中運動的軌跡半徑判斷出粒子的“大小”2.根據粒子的繞向判斷粒子的性質3.確認衰變類型。15．核反應方程式的書寫或判斷核反應方程式中的粒子【知識點的認識】一、核反應方程式的書寫（1）熟記常見基本粒子的符號，是正確書寫核反應方程的基礎。如質子（11H）、中子（01n）、α粒子（24He）、β粒子（e﹣）、正電子（e+）、氘核（（2）掌握核反應方程遵守的規(guī)律，是正確書寫核反應方程或判斷某個核反應方程是否正確的依據，由于核反應不可逆，所以書寫核反應方程式時只能用“→”表示反應方向.（3）核反應過程中質量數守恒，電荷數守恒.二、判斷核反應方程式中的粒子根據核反應方程中質量數守恒和電荷數守恒判斷核反應方程中的粒子【命題方向】一、核反應方程式的書寫下列核反應方程正確的是（）A、1122Na+24He→B、1327AI+23He→C、92235U+01n?56D、1430Si+11H→分析：根據核反應過程中電荷數、質量數守恒，對各選項逐項分析即可。解答：A、左邊質量數22+4＝26，右邊質量數26+1＝27，質量數不守恒，故A錯誤；B、左邊質量數27+3＝30，右邊質量數30+1＝31，故質量數不守恒，故B錯誤；C、核裂變是不可逆的，不能用“?”，即該核反應方程書寫形式不正確，故C錯