2021-2025年高考物理真题知识点分类汇编之原子核与核技术（二）

第46页（共46页）2021-2025年高考物理真题知识点分类汇编之原子核与核技术（二）一．选择题（共16小题）1．（2024•全国）常见的守恒律有：甲.质量守恒、乙.力学能守恒、丙.动量守恒、丁.电荷守恒、戊.质能守恒。在原子核反应的过程中，遵守上列哪些守恒定律？（）A．仅有甲、丙 B．仅有甲、丙、丁 C．仅有乙、丙、丁 D．仅有丙、丁、戊 E．仅有乙、丁、戊2．（2024•甘肃）2024年2月，我国科学家在兰州重离子加速器国家大科学装置上成功合成了新核素76160Os，核反应方程如下：48A．质子 B．中子 C．电子 D．α粒子3．（2024•广西）近期，我国科研人员首次合成了新核素锇﹣160（76160Os）和钨﹣156（74156W）。若锇﹣160经过1次α衰变，钨﹣156经过1A．电荷数 B．中子数 C．质量数 D．质子数4．（2024•湖北）硼中子俘获疗法是目前治疗癌症最先进的手段之一。510B+01n→3aXA．a＝7，b＝1 B．a＝7，b＝2 C．a＝6，b＝1 D．a＝6，b＝25．（2024•江苏）用粒子轰击氮核从原子核中打出了质子，该实验的核反应方程式是x+714A．正电子10e BC．氘核12H6．（2023•浙江）“玉兔二号”装有核电池，不惧漫长寒冷的月夜，核电池将94238Pu衰变释放的核能一部分转换成电能。94238Pu的衰变方程为94238PuA．衰变方程中的X等于233 B．24He的穿透能力比γC．94238Pu比92D．月夜的寒冷导致942387．（2023•湖南）2023年4月13日，中国“人造太阳”反应堆中科院环流器装置（EAST）创下新纪录，实现403秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行，为可控核聚变的最终实现又向前迈出了重要的一步，下列关于核反应的说法正确的是（）A．相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变释放的核能更多 B．氘氚核聚变的核反应方程为12H+13H→C．核聚变的核反应燃料主要是铀235 D．核聚变反应过程中没有质量亏损8．（2023•广东）理论认为，大质量恒星塌缩成黑洞的过程，受核反应612C+Y→A．Y是β粒子，β射线穿透能力比γ射线强 B．Y是β粒子，β射线电离能力比γ射线强 C．Y是α粒子，α射线穿透能力比γ射线强 D．Y是α粒子，α射线电离能力比γ射线强9．（2023•甲卷）在下列两个核反应方程中X+714N→Y+37X和Y代表两种不同的原子核，以Z和A分别表示X的电荷数和质量数，则（）A．Z＝1，A＝1 B．Z＝1，A＝2 C．Z＝2，A＝3 D．Z＝2，A＝410．（2023•北京）下列核反应方程中括号内的粒子为中子的是（）A．92235U+01n→B．92238U→90C．714N+24HeD．614C→11．（2023•浙江）宇宙射线进入地球大气层与大气作用会产生中子，中子与大气中的氮14会产生以下核反应：714N+01n→614C+11HA．614C发生β衰变的产物是B．β衰变辐射出的电子来自于碳原子的核外电子 C．近年来由于地球的温室效应，引起614CD．若测得一古木样品的614C含量为活体植物的1412．（2023•海南）钍元素衰变时会放出β粒子，其中β粒子是（）A．中子 B．质子 C．电子 D．光子13．（2023•重庆）原子核92235U可以经过多次α和β衰变成为稳定的原子核A．87223FrB．83213BiC．88225RaD．8421814．（2023•天津）关于太阳上进行的核聚变，下列说法正确的是（）A．核聚变需要在高温下进行 B．核聚变中电荷不守恒 C．太阳质量不变 D．太阳上进行的核反应为92235U+01n→15．（2023•乙卷）2022年10月，全球众多天文设施观测到迄今最亮伽马射线暴，其中我国的“慧眼”卫星、“极目”空间望远镜等装置在该事件观测中作出重要贡献。由观测结果推断，该伽马射线暴在1分钟内释放的能量量级为1048J。假设释放的能量来自于物质质量的减少，则每秒钟平均减少的质量量级为（光速为3×108m/s）（）A．1019kg B．1024kg C．1029kg D．1034kg16．（2022•甲卷）两种放射性元素的半衰期分别为t0和2t0，在t＝0时刻这两种元素的原子核总数为N，在t＝2t0时刻，尚未衰变的原子核总数为N3，则在t＝4t0A．N12 B．N9 C．N8 二．多选题（共1小题）（多选）17．（2024•天津）中国钍基熔盐堆即将建成小型实验堆，为我国能源安全和可持续发展提供有力支持。反应堆中涉及的核反应方程有：①X+90232A．方程①中X是中子 B．方程②中90233ThC．受反应堆高温影响，90233D．方程②释放电子，说明电子是原子核的组成部分三．填空题（共2小题）18．（2023•福建）福建福清核电站采用我国完全自主研发的“华龙一号”反应堆技术，建设了安全级别世界最高的机组。机组利用235U核裂变释放的能量发电，典型的核反应方程为01n+92235U→Z141Ba+36AKr+301n，则A＝；Z19．（2023•上海）能量为8eV的光子的波长为，下一代超高精度原子钟的工作原理依据核反应方程92238U→90234Th+。（已知：h＝6.63×10﹣34J•s，1eV＝1.6×10四．解答题（共1小题）20．（2024•上海）氢元素是宇宙中最简单的元素，有三种同位素。科学家利用电磁场操控并筛选这三种同位素，使其应用于核研究中。（1）原子核之间由于相互作用会产生新核，这一过程具有多种形式。①质量较小的原子核结合成质量较大原子核的过程称为。A.链式反应B.衰变C.核聚变D.核裂变②11H核的质量为m1，12H核的质量为m2，它们通过核反应形成一个质量为m3的氦原子核（23He），此过程释放的能量为（2）某回旋加速器的示意图如图1所示。磁感应强度大小为B的匀强磁场仅分布于两个相同且正对的半圆形中空金属盒D1、D2内，且与金属盒表面垂直。交变电源通过Ⅰ、Ⅱ分别与D1、D2相连，仅在D1、D2缝隙间的狭窄区域产生交变电场。初动能为零的带电粒子自缝隙中靠近D2的圆心O处经缝隙间的电场加速后，以垂直磁场的速度进入D1。①粒子在D1、D2运动过程中，洛伦兹力对粒子做功为W、冲量为I，则。A.W＝0，I＝0B.W≠0，I＝0C.W≠0，I≠0D.W＝0，I≠0②11H核和13H核自图1中O处同时释放，Ⅰ、Ⅱ间电势差绝对值始终为U，电场方向做周期性变化，11H核在每次经过缝隙间时均被加速（假设粒子通过缝隙的时间和粒子间相互作用可忽略）。11H核完成3次加速时的动能与此时A.1：3B.1：9C.1：1D.9：1E.3：1（3）如图2，静电选择器由两块相互绝缘、半径很大的同心圆弧形电极组成。电极间所加电压为U。由于两电极间距d很小，可近似认为两电极半径均为r（r≫d），且电极间的电场强度大小处处相等，方向沿径向垂直于电极。①电极间电场强度大小为；②由11H核、12H核和a.出射的粒子具有相同的。A.速度B.动能C.动量D.比荷b.对上述a中的选择做出解释。（论证）

2021-2025年高考物理真题知识点分类汇编之原子核与核技术（二）参考答案与试题解析一．选择题（共16小题）题号1234567891011答案DBCBBCADDAD题号1213141516答案CAACC二．多选题（共1小题）题号17答案AB一．选择题（共16小题）1．（2024•全国）常见的守恒律有：甲.质量守恒、乙.力学能守恒、丙.动量守恒、丁.电荷守恒、戊.质能守恒。在原子核反应的过程中，遵守上列哪些守恒定律？（）A．仅有甲、丙 B．仅有甲、丙、丁 C．仅有乙、丙、丁 D．仅有丙、丁、戊 E．仅有乙、丁、戊【考点】爱因斯坦质能方程的应用；机械能守恒定律的内容和条件；动量守恒定律的内容、条件和判断．【专题】信息给予题；定性思想；推理法；机械能守恒定律应用专题；动量定理应用专题；爱因斯坦的质能方程应用专题；理解能力．【答案】D【分析】根据常见能守恒的条件结合核反应的含义分析作答。【解答】解：在核反应过程中会发生质量亏损，因此质量不守恒；核反应过程中核能发生了变化，因此力学能（机械能）不守恒；核反应过程遵循电荷数守恒、动量守恒；核反应过程质量和能量的关系遵循爱因斯坦质能方程，满足质能守恒。综上分析，故ABCE错误，D正确。故选：D。【点评】本题主要考查了核反应和常见的守恒律的理解和运用。2．（2024•甘肃）2024年2月，我国科学家在兰州重离子加速器国家大科学装置上成功合成了新核素76160Os，核反应方程如下：48A．质子 B．中子 C．电子 D．α粒子【考点】核反应方程式的书写或判断核反应方程式中的粒子．【专题】定量思想；推理法；重核的裂变和轻核的聚变专题；推理论证能力．【答案】B【分析】本题根据质量数守恒和电荷数守恒分析求解。【解答】解：根据质量数守恒和电荷数守恒，有：X的质量数为：（106+58﹣160）÷4＝1，电荷数为：（48+28﹣76）÷4＝0，故X是中子01n，故ACD故选：B。【点评】本题考查了核反应方程，理解反应前后质量数和电荷数守恒是解决此类问题的关键。3．（2024•广西）近期，我国科研人员首次合成了新核素锇﹣160（76160Os）和钨﹣156（74156W）。若锇﹣160经过1次α衰变，钨﹣156经过1A．电荷数 B．中子数 C．质量数 D．质子数【考点】α衰变的特点、本质及方程．【专题】信息给予题；定量思想；推理法；衰变和半衰期专题；理解能力．【答案】C【分析】根据质量数守恒和核电荷守恒求解衰变方程，然后作答。【解答】解：核反应过程遵循质量数守恒和电荷数守恒锇﹣160（76160Os钨﹣156（74156W因此两种元素衰变后有相同的质量数，故ABD错误，C正确。故选：C。【点评】本题主要考查了α衰变和β衰变，核反应过程遵循质量数守恒和电荷数守恒，知道两种衰变质量数和电荷数的变化是解题的关键。4．（2024•湖北）硼中子俘获疗法是目前治疗癌症最先进的手段之一。510B+01n→3aXA．a＝7，b＝1 B．a＝7，b＝2 C．a＝6，b＝1 D．a＝6，b＝2【考点】核反应方程式的书写或判断核反应方程式中的粒子．【专题】定量思想；控制变量法；重核的裂变和轻核的聚变专题；理解能力．【答案】B【分析】明确核反应中质量数和电荷数守恒，根据质量数和电荷数守恒列式。【解答】解：根据反应前和发应后的质量数和电荷数守恒有10+1＝a+45+0＝3+b解得a＝7b＝2故B正确，ACD错误。故选：B。【点评】本题考查对核反应的掌握，要求明确在核反应方程中质量数和电荷数均是守恒的。5．（2024•江苏）用粒子轰击氮核从原子核中打出了质子，该实验的核反应方程式是x+714A．正电子10e BC．氘核12H【考点】核反应方程式的书写或判断核反应方程式中的粒子．【专题】定量思想；推理法；重核的裂变和轻核的聚变专题；推理论证能力．【答案】B【分析】核反应前后质量数守恒和电荷数守恒，由此得出粒子x的质量数和电荷数。【解答】解：设粒子x的电荷数为m，质量数为n，则根据核反应前后质量数守恒和电荷数守恒的特点可知：m+7＝1+6；n+14＝1+14解得：m＝0，n＝1，则粒子x为中子01n，故B故选：B。【点评】本题主要考查了原子核的人工转变，理解核反应前后质量数守恒和电荷数守恒的特点即可完成分析。6．（2023•浙江）“玉兔二号”装有核电池，不惧漫长寒冷的月夜，核电池将94238Pu衰变释放的核能一部分转换成电能。94238Pu的衰变方程为94238PuA．衰变方程中的X等于233 B．24He的穿透能力比γC．94238Pu比92D．月夜的寒冷导致94238【考点】结合能（比结合）与核能的相关判断和计算；α、β、γ射线的本质及特点；α衰变的特点、本质及方程．【专题】定量思想；推理法；衰变和半衰期专题；理解能力．【答案】C【分析】根据质量数守恒分析核反应方程；γ射线是高频电磁波，有极强的穿透性；半衰期的大小反映衰变的快慢，与所处的物理环境无关；衰变过程比结合能增大。【解答】解：A、由质量数守恒得：X＝238﹣4＝234故A错误；B、24He的穿透能力比γ射线弱，故C、94238Pu衰变过程释放能量，比结合能增大，即94238Pu比D、半衰期的大小反映衰变的快慢，与所处的物理环境无关，故D错误。故选：C。【点评】本题考查了原子核衰变、半衰期、比结合能等知识点。对于这部分知识很多是属于记忆部分的，因此需要注意平时的记忆与积累。7．（2023•湖南）2023年4月13日，中国“人造太阳”反应堆中科院环流器装置（EAST）创下新纪录，实现403秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行，为可控核聚变的最终实现又向前迈出了重要的一步，下列关于核反应的说法正确的是（）A．相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变释放的核能更多 B．氘氚核聚变的核反应方程为12H+13H→C．核聚变的核反应燃料主要是铀235 D．核聚变反应过程中没有质量亏损【考点】轻核聚变的应用；爱因斯坦质能方程的应用．【专题】定性思想；推理法；重核的裂变和轻核的聚变专题；理解能力．【答案】A【分析】轻核聚变过程和重核裂变过程均发生质量亏损，放出能量，相同质量的核燃料，轻核聚变的质量亏损比重核裂变的质量亏损大；根据核聚变过程质量数守恒，电荷数守恒列出核反应方程；核裂变的核反应燃料主要是铀235，核聚变的核反应燃料为轻核。【解答】解：A、相同质量的核燃料，轻核聚变的质量亏损比重核裂变的质量亏损大，释放的核能更多，故A正确；B、氘氚核聚变过程，质量数守恒，电荷数守恒，则氘氚核聚变的核反应方程为：12H+13H→2C、铀235是重核，核裂变的核反应燃料主要是铀235，故C错误；D、核聚变反应过程中发生质量亏损，故D错误。故选：A。【点评】本题考查核聚变和核裂变，知道核聚变和核裂变过程均发生质量亏损，放出能量，知道核反应过程中质量数守恒、电荷数守恒。8．（2023•广东）理论认为，大质量恒星塌缩成黑洞的过程，受核反应612C+Y→A．Y是β粒子，β射线穿透能力比γ射线强 B．Y是β粒子，β射线电离能力比γ射线强 C．Y是α粒子，α射线穿透能力比γ射线强 D．Y是α粒子，α射线电离能力比γ射线强【考点】α、β、γ射线的本质及特点．【专题】定量思想；推理法；衰变和半衰期专题；推理论证能力．【答案】D【分析】根据核反应的质量数和电荷数守恒的特点得出Y的类型，结合射线的不同特点和题目选项即可完成分析。【解答】解：核反应前后质量数守恒和电荷数守恒，由此可得：Y的质子数为：8﹣6＝2Y的质量数为：16﹣12＝4即Y是α粒子，而α射线的电离能力比γ射线强，故D正确，ABC错误；故选：D。【点评】本题主要考查了核反应的相关应用，理解核反应前后的质量数和电荷数守恒的特点，结合射线的特点即可完成解答。9．（2023•甲卷）在下列两个核反应方程中X+714N→Y+37X和Y代表两种不同的原子核，以Z和A分别表示X的电荷数和质量数，则（）A．Z＝1，A＝1 B．Z＝1，A＝2 C．Z＝2，A＝3 D．Z＝2，A＝4【考点】核反应方程式的书写或判断核反应方程式中的粒子．【专题】定量思想；推理法；方程法；重核的裂变和轻核的聚变专题；推理论证能力．【答案】D【分析】由核反应方程结合反应中质量数和电荷数守恒列方程组进行求解。【解答】解：由题中的两个核反应方程X+714N→Y+37两方程可简化为：37Li+714N由质量数和电荷数守恒可得：14+7＝A+177+3＝Z+8解得：Z＝2，A＝4，故D正确，ABC错误。故选：D。【点评】本题考查了核反应中核子的质量数和电荷数守恒，进而用来判断参与反应的物质的电荷数和质量数。10．（2023•北京）下列核反应方程中括号内的粒子为中子的是（）A．92235U+01n→B．92238U→90C．714N+24HeD．614C→【考点】轻核的聚变及反应条件；核反应方程式的书写或判断核反应方程式中的粒子；重核的裂变及反应条件．【专题】定量思想；寻找守恒量法；重核的裂变和轻核的聚变专题；推理论证能力．【答案】A【分析】根据核反应方程中电荷数守恒、质量数守恒，可分别列等式，联立等式，可求括号内粒子的电荷数、质量数，根据中子的电荷数、质量数，进而判断粒子是否为中子。【解答】解：A、核反应方程中括号内的粒子，电荷数为：Z＝92+0﹣56﹣36＝0；质量数A＝235+1﹣144﹣89＝3；中子的电荷数等于0，质量数等于1，故粒子为301n，故B、核反应方程中括号内的粒子，电荷数为：Z＝92﹣90＝2；质量数A＝238﹣234＝4；中子的电荷数等于0，质量数等于1，故粒子不是中子，故B错误；C、核反应方程中括号内的粒子，电荷数为：Z＝7+2﹣8＝1；质量数A＝14+4﹣17＝1；中子的电荷数等于0，质量数等于1，故粒子不是中子，故C错误；D、核反应方程中括号内的粒子，电荷数为：Z＝6﹣7＝﹣1；质量数A＝14﹣14＝0；中子的电荷数等于0，质量数等于1，故粒子不是中子，故D错误。故选：A。【点评】解答本题，关键要明确核反应中电荷数守恒、质量数守恒，列出等式即可分析判断。11．（2023•浙江）宇宙射线进入地球大气层与大气作用会产生中子，中子与大气中的氮14会产生以下核反应：714N+01n→614C+11HA．614C发生β衰变的产物是B．β衰变辐射出的电子来自于碳原子的核外电子 C．近年来由于地球的温室效应，引起614CD．若测得一古木样品的614C含量为活体植物的14【考点】半衰期的相关计算；β衰变的特点、本质及方程；原子核的半衰期及影响因素．【专题】定量思想；方程法；衰变和半衰期专题；推理论证能力．【答案】D【分析】根据核反应方程书写规律：电荷数守恒和质量数守恒；半衰期由原子核本身决定，与外界因素无关；根据剩余质量与半衰期的关系判断；根据β衰变的本质判断【解答】解：A、614C能自发进行β衰变，根据质量数守恒与电荷数守恒可知，其衰变方程为：614CB、β衰变产生的电子是β衰变过程中中子转化为一个质子同时放出一个电子形成的，故B错误；C、半衰期是放射性物质固有属性，由原子核自身的因素决定，与原子所处的化学状态和外部条件无关，温度变化不能改变碳14的半衰期，故C错误；D、测得一古木样品的614C含量为活体植物的14，根据m=m0(12)n，可知经过了两个半衰期，所以该古木距今约为：N故选：D。【点评】本题考查学生对半衰期的理解与应用能力，需要学生熟知核反应方程的书写规则和半衰期的概念，体现了物理观念这一核心素养，注意半衰期的适用条件，及影响因素。12．（2023•海南）钍元素衰变时会放出β粒子，其中β粒子是（）A．中子 B．质子 C．电子 D．光子【考点】α衰变的特点、本质及方程；α、β、γ射线的本质及特点．【专题】定性思想；推理法；衰变和半衰期专题；理解能力．【答案】C【分析】β粒子是电子，由此即可正确解答。【解答】解：放射性元素衰变时放出的三种射线α、β、γ，其中β粒子是电子。故C正确，ABD错误。故选：C。【点评】本题考查了原子核衰变的生成物，特别要知道β粒子是电子，β衰变的实质是因为一个中子转化成质子而释放出的电子。13．（2023•重庆）原子核92235U可以经过多次α和β衰变成为稳定的原子核A．87223FrB．83213BiC．88225RaD．84218【考点】β衰变的特点、本质及方程．【专题】定量思想；推理法；衰变和半衰期专题；推理论证能力．【答案】A【分析】理解原子核衰变前后质量数和电荷数守恒的特点，结合β衰变的特点和题目选项完成分析。【解答】解：原子核衰变前后质量数和电荷数守恒，且能改变质量数的只有α衰变，因为发生一次α衰变质量数少4，92235U衰变成为稳定的82207Pb，质量数减少了28，可知经过7次α衰变，期间生成新核的质量数为231、227、223、219、215、211，发生β衰变的原子核的质量数应为上述之一，四个选项中只有A选项的原子核87223Fr的质量数符合，其发生β故选：A。【点评】本题主要考查了原子核的衰变问题，理解衰变前后质量数和电荷数守恒的特点，结合β衰变的特点即可完成分析。14．（2023•天津）关于太阳上进行的核聚变，下列说法正确的是（）A．核聚变需要在高温下进行 B．核聚变中电荷不守恒 C．太阳质量不变 D．太阳上进行的核反应为92235U+01n→【考点】轻核的聚变及反应条件；核聚变的反应方程．【专题】信息给予题；定量思想；推理法；爱因斯坦的质能方程应用专题；重核的裂变和轻核的聚变专题；理解能力．【答案】A【分析】A.聚变反应也叫热核反应；B.核反应遵循质量数和电荷数守恒，据此分析作答；C.根据爱因斯坦质能方程ΔE＝Δmc2分析作答；D.太阳核反应属于聚变反应。【解答】解：A.因为高温时才能使得原子核的热运动剧烈，使得它们间的距离缩短，才能发生聚变，故聚变反应也叫热核反应，故A正确；B.核反应遵循质量数和电荷数守恒，因此核聚变中电荷是守恒的，故B错误；C.因为太阳一直在发生核聚变，需要放出大量能量，根据爱因斯坦质能方程ΔE＝Δmc2可知，太阳质量减小，故C错误；D.太阳核反应属于聚变反应，而92235U+01n→56144Ba故选：A。【点评】本题主要是考查了核聚变；知道核反应过程中遵循质量数守恒、电荷数守恒；理解爱因斯坦质能方程。15．（2023•乙卷）2022年10月，全球众多天文设施观测到迄今最亮伽马射线暴，其中我国的“慧眼”卫星、“极目”空间望远镜等装置在该事件观测中作出重要贡献。由观测结果推断，该伽马射线暴在1分钟内释放的能量量级为1048J。假设释放的能量来自于物质质量的减少，则每秒钟平均减少的质量量级为（光速为3×108m/s）（）A．1019kg B．1024kg C．1029kg D．1034kg【考点】爱因斯坦质能方程的应用．【专题】定量思想；推理法；原子的能级结构专题；理解能力．【答案】C【分析】根据质量亏损方程列式求解即可。【解答】解：根据ΔE＝Δmc2，可得每分钟平均减少的质量量级为Δm=ΔEc2=11min＝60s则每秒钟平均减少的质量量级为Δm′=Δm60=10故ABD错误，C正确。故选：C。【点评】本题考查质量亏损方程，解题关键是掌握质量亏损方程，注意求解的是每秒钟平均减少的质量量级。16．（2022•甲卷）两种放射性元素的半衰期分别为t0和2t0，在t＝0时刻这两种元素的原子核总数为N，在t＝2t0时刻，尚未衰变的原子核总数为N3，则在t＝4t0A．N12 B．N9 C．N8 【考点】α衰变的特点、本质及方程．【专题】定量思想；推理法；衰变和半衰期专题；推理论证能力．【答案】C【分析】半衰期指大量原子核发生半数衰变所用的时间，根据两元素半衰期和经过时间计算未衰变原子核总数。【解答】解：设两种放射性元素的原子核数分别为N1、N2，对应的半衰期分别为t0、2t0，则N1+N2＝N经过t＝2t0后，尚未衰变的原子核总数N3解得：N1=23N，N2设经过t＝4t0后，尚未衰变的原子核总数为X，则X=(联立解得：X=N故C正确，ABD错误；故选：C。【点评】本题考查原子核衰变，理解半衰期概念是解题关键，本题有两种元素同时衰变，注意分开计算两种元素未衰变原子数。二．多选题（共1小题）（多选）17．（2024•天津）中国钍基熔盐堆即将建成小型实验堆，为我国能源安全和可持续发展提供有力支持。反应堆中涉及的核反应方程有：①X+90232A．方程①中X是中子 B．方程②中90233ThC．受反应堆高温影响，90233D．方程②释放电子，说明电子是原子核的组成部分【考点】原子核的半衰期及影响因素；核反应前后质量数、质子数、中子数、核子数等参数的关系；β衰变的特点、本质及方程．【专题】定量思想；推理法；重核的裂变和轻核的聚变专题；推理论证能力．【答案】AB【分析】AB.根据电荷数守恒和质量数守恒规律进行分析判断，结合反应产物分析衰变类型；C.根据放射性元素的半衰期的决定因素进行分析解答；D.根据β衰变的原理进行分析解释。【解答】解：A．根据反应过程满足质量数和电荷数守恒可知，方程①中X是中子01nB．方程②中放出的粒子是电子，则90233Th发生了C．半衰期只由原子核自身决定，与外界因素无关，也不会受反应堆高温影响，故90233TD．方程②释放电子，但该电子是由于原子核的中子转化为质子释放出来的，并不能说明电子是原子核的组成部分，故D错误。故选：AB。【点评】考查核反应方程的书写规则以及放射性元素半衰期等知识，会根据题意进行准确分析解答。三．填空题（共2小题）18．（2023•福建）福建福清核电站采用我国完全自主研发的“华龙一号”反应堆技术，建设了安全级别世界最高的机组。机组利用235U核裂变释放的能量发电，典型的核反应方程为01n+92235U→Z141Ba+36AKr+301n，则A＝92；Z＝【考点】重核的裂变及反应条件；爱因斯坦质能方程的应用．【专题】计算题；定量思想；推理法；爱因斯坦的质能方程应用专题；推理论证能力．【答案】92；56；9×1013。【分析】本题利用核反应的质量数和电荷数守恒求得质量数和电荷数，再根据质能方程求解释放的能量。【解答】解：根据核反应的质量数和电荷数守恒可知：0+92＝Z+36+3×0，1+235＝141+A+3×1；解得：A＝92，Z＝56根据质能方程ΔE＝Δmc2可得释放的能量ΔE＝0.001kg×（3×108）2J＝9×1013J。故答案为：92；56；9×1013。【点评】本题考查了质量亏损、核反应方程等基础知识点，熟悉基础方程并学会质能方程相关计算，难度不大。19．（2023•上海）能量为8eV的光子的波长为1.55×10﹣7m，下一代超高精度原子钟的工作原理依据核反应方程92238U→90234Th+42He。（已知：h＝6.63×10﹣34J•s，1eV＝1.6【考点】α衰变的特点、本质及方程．【专题】信息给予题；定量思想；推理法；原子的能级结构专题；理解能力．【答案】1.55×10﹣7m；42【分析】根据光子能量公式求光子的波长；根据质量数和核电荷守恒完成核反应方程。【解答】解：光子能量E光子的波长λ根据质量数和核电荷守恒，核反应方程为23892U→故答案为：1.55×10﹣7m；42【点评】注意：要将光子能量电子伏特换算成焦耳；根据质量数和核电荷守恒书写核反应方程，要求熟记常见微粒的代表符号。四．解答题（共1小题）20．（2024•上海）氢元素是宇宙中最简单的元素，有三种同位素。科学家利用电磁场操控并筛选这三种同位素，使其应用于核研究中。（1）原子核之间由于相互作用会产生新核，这一过程具有多种形式。①质量较小的原子核结合成质量较大原子核的过程称为C。A.链式反应B.衰变C.核聚变D.核裂变②11H核的质量为m1，12H核的质量为m2，它们通过核反应形成一个质量为m3的氦原子核（23He），此过程释放的能量为（m1+m2﹣m3）c（2）某回旋加速器的示意图如图1所示。磁感应强度大小为B的匀强磁场仅分布于两个相同且正对的半圆形中空金属盒D1、D2内，且与金属盒表面垂直。交变电源通过Ⅰ、Ⅱ分别与D1、D2相连，仅在D1、D2缝隙间的狭窄区域产生交变电场。初动能为零的带电粒子自缝隙中靠近D2的圆心O处经缝隙间的电场加速后，以垂直磁场的速度进入D1。①粒子在D1、D2运动过程中，洛伦兹力对粒子做功为W、冲量为I，则D。A.W＝0，I＝0B.W≠0，I＝0C.W≠0，I≠0D.W＝0，I≠0②11H核和13H核自图1中O处同时释放，Ⅰ、Ⅱ间电势差绝对值始终为U，电场方向做周期性变化，11H核在每次经过缝隙间时均被加速（假设粒子通过缝隙的时间和粒子间相互作用可忽略）。11H核完成3次加速时的动能与此时A.1：3B.1：9C.1：1D.9：1E.3：1（3）如图2，静电选择器由两块相互绝缘、半径很大的同心圆弧形电极组成。电极间所加电压为U。由于两电极间距d很小，可近似认为两电极半径均为r（r≫d），且电极间的电场强度大小处处相等，方向沿径向垂直于电极。①电极间电场强度大小为Ud②由11H核、12H核和a.出射的粒子具有相同的B。A.速度B.动能C.动量D.比荷b.对上述a中的选择做出解释。（论证）【考点】轻核的聚变及反应条件；带电粒子在匀强电场中做类平抛运动；洛伦兹力的概念；回旋加速器；爱因斯坦质能方程的应用．【专题】定量思想；推理法；带电粒子在复合场中的运动专题；爱因斯坦的质能方程应用专题；重核的裂变和轻核的聚变专题；推理论证能力．【答案】（1）①C；②（m1+m2﹣m3）c2；（2）①D；②E；（3）①Ud；②a.B；b.【分析】（1）①质量较小的原子核结合成质量较大原子核的过程是轻核聚变反应。②先求得核反应的质量亏损，再根据爱因斯坦质能方程求解此过程释放的能量。（2）①洛伦兹力始终对粒子不做功。根据冲量的定义动量是否为零。②根据动能定理求解11H核完成3次加速时的动能。根据两粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期关系，分析相同时间13H（3）①电极间电场可近似为匀强电场，根据电势差与电场强度的关系解答；②a、能沿圆弧路径从选择器出射的粒子在选择器中做匀速圆周运动，根据电场力提供向心力得到满足的条件，据此条件分析解答；b.根据a的解答进行论证。【解答】解：（1）①质量较小的原子核结合成质量较大原子核的过程称为核聚变，故C正确，ABD错误。②此核反应质量亏损为：Δm＝m1+m2﹣m3根据爱因斯坦质能方程可得，此过程释放的能量为：E＝Δmc2＝（m1+m2﹣m3）c2（2）①洛伦兹力的方向始终与粒子速度方向垂直，对粒子不做功，即W＝0。根据冲量的定义：I＝Ft，故洛伦兹力的冲量I≠0，故D正确，ABC错误。②设11H核的质量为m，电荷量为e，则13H核的质量为根据动能定理可知，11H核每完成一次加速获得的动能为：ΔEk＝eU，则11H核完成3次加速时的动能为：Ek1＝3Δ因11H核在每次经过缝隙间时均被加速，故11H核在磁场中匀速圆周运动的周期T111H核在磁场中匀速圆周运动的周期为：T13H核在磁场中匀速圆周运动的周期为：T2=可知11H核完成3次加速时，13H核只完成了一次加速，根据动能定理可得此时1311H核完成3次加速时的动能与此时13H核的动能之比为Ek1：Ek2＝3：1，故（3）①电极间电场可近似为匀强电场，根据电势差与电场强度的关系可得，电极间电场强度大小为E=U②a、能沿圆弧路径从选择器出射的粒子在选择器中做匀速圆周运动，电场力提供向心力，则有：qE＝mv因11H核、12H核和13H核的电荷量q相同，由上式可知出射的粒子具有相同的mvb.对上述a中的选择做出的解释见a的解答。故答案为：（1）①C；②（m1+m2﹣m3）c2；（2）①D；②E；（3）①Ud；②a.B；b.【点评】本题考查了轻核聚变、质量亏损与爱因斯坦质能方程的应用、粒子在电磁场中运动问题，题目较简单。掌握回旋加速器的工作原理。

考点卡片1．机械能守恒定律的内容和条件【知识点的认识】1.推导如图所示，物体沿光滑曲面滑下。物体在某一时刻处在高度为h1的位置A，这时它的速度是v1。经过一段时间后，物体下落到高度为h2的另一位置B，这时它的速度是v2。用W表示这一过程中重力做的功由动能定理可得W=又W＝mgh1﹣mgh2，可得mgh1﹣mgh2=1移项后得12mv22+mgh2=2.内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以互相转化，而总的机械能保持不变。3.表达式（1）守恒式：Ek1+EP1＝Ek2+EP2意义：系统任一时刻的机械能均是相等的（2）转化式：ΔEk＝﹣ΔEP意义：系统动能的增加量等于势能的减少量（3）转移式：ΔEA＝﹣ΔEB意义：系统内一部分物体机械能的增加量等于其余部分机械能的减少量4.条件只有重力或系统内弹力做功，只有重力或系统内弹力做功的说法包括三种情况：（1）只受到重力。（2）除重力或系统内弹力外还受到其他力的作用，但其他力不做功。（3）除重力或系统内弹力外还受到其他力的作用，其他力所做总功为零【命题方向】关于机械能守恒定律的适用条件，下列说法中正确的是（）A、只有重力或弹力做功时，机械能守恒B、当有其他外力作用时，只要合外力为零，机械能守恒C、当除重力外还有其他外力作用时，只要其他力的合外力的功为零，机械能守恒D、炮弹在空中飞行不计阻力时，仅受重力作用，所以爆炸前后机械能守恒分析：判断物体的机械能是否守恒必须分析物体受到的力，分析各力做功情况，看是否只有重力（或弹簧的弹力）做功：只有重力（或弹簧的弹力）做功机械能守恒；如果除重力做功外还有其他力做功，则机械能不守恒．解答：A、只有弹力做功时，但弹力不一定是类似弹簧类的弹力，物体的机械能不一定守恒。如光滑的水平面上用一细绳拉着一物体加速运动时，绳的拉力（属于弹力）做正功，物体的机械能增加。故A选项错。B、其他力的合外力为零，但其他力做功不一定为零，如竖直方向上匀速运动的物体，物体的机械能不守恒，故B选项错。C、当除重力外还有其他外力作用时，只要其他力的合外力的功为零，即只有重力做功，符合机械能守恒定律得条件，则物体的机械能守恒，故C选项对。D、炮弹在空中飞行不计阻力时，仅受重力作用，但是炮弹爆炸前后内能转化为机械能，所以爆炸前后机械能不守恒，故D选项错。故选：C。点评：本题的关键要明确掌握机械能守恒的条件：只有重力（或弹簧的弹力）做功机械能守恒，然后依次分析判断所给的选项中的说法是否正确．【解题思路点拨】1.对机械能守恒条件的理解机械能守恒的条件是只有重力或弹力做功，可分如下三层理解。（1）物体只受重力作用：如在不考虑空气阻力的情况下的各种抛体运动（自由落体、竖直上抛、平抛、斜抛等）。（2）物体受其他力，但其他力不做功，只有重力或弹力做功，例如：①物体沿光滑的曲面下滑，受重力、曲面的支持力的作用，但曲面的支持力对物体不做功；②在光滑水平面上的小球运动中碰到弹簧，把弹簧压缩后又被弹簧弹回来。（3）系统中除重力和弹力之外，还有其他力做功，但其他力做功的总和为零，系统机械能没有转化为其他形式的能，物体的机械能不变，这不属于真正的守恒，但也可以当作守恒来处理。2．动量守恒定律的内容、条件和判断【知识点的认识】1．内容：如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为零，这个系统的总动量保持不变，这就是动量守恒定律．2．表达式：（1）p＝p′，系统相互作用前总动量p等于相互作用后的总动量p′．（2）m1v1+m2v2＝m1v1′+m2v2′，相互作用的两个物体组成的系统，作用前的动量和等于作用后的动量和．（3）△p1＝﹣△p2，相互作用的两个物体动量的增量等大反向．（4）△p＝0，系统总动量的增量为零．3．动量守恒定律的适用条件（1）不受外力或所受外力的合力为零．不能认为系统内每个物体所受的合外力都为零，更不能认为系统处于平衡状态．（2）近似适用条件：系统内各物体间相互作用的内力远大于它所受到的外力．（3）如果系统在某一方向上所受外力的合力为零，则在这一方向上动量守恒．【命题方向】例子：如图所示，A、B两物体的质量比mA：mB＝3：2，它们原来静止在平板车C上，A、B间有一根被压缩了的弹簧，A、B与平板车上表面间动摩擦因数相同，地面光滑．当弹簧突然释放后，则有（）A．A、B系统动量守恒B．A、B、C系统动量守恒C．小车向左运动D．小车向右运动分析：在整个过程中三个物体组成的系统合外力为零，系统的动量守恒．分析小车的受力情况，判断其运动情况．解答：A、B，由题意，地面光滑，所以A、B和弹簧、小车组成的系统受合外力为零，所以系统的动量守恒．在弹簧释放的过程中，由于mA：mB＝3：2，A、B所受的摩擦力大小不等，所以A、B组成的系统合外力不为零，动量不守恒．故A错误．B正确；C、D由于A、B两木块的质量之比为m1：m2＝3：2，由摩擦力公式f＝μN＝μmg知，A对小车向左的滑动摩擦力大于B对小车向右的滑动摩擦力，在A、B相对小车停止运动之前，小车的合力所受的合外力向左，会向左运动，故C正确，D错误．故选：BC．点评：本题关键掌握系统动量守恒定律的适用条件：合外力为零，并能通过分析受力，判断是否系统的动量是否守恒，题目较为简单！【解题方法点拨】系统动量守恒的判定方法（l）分析动量守恒时研究对象是系统，分清外力与内力。（2）研究系统受到的外力矢量和。（3）外力矢量和为零，则系统动量守恒；若外力在某一方向上合力为零，则在该方向上系统动量守恒。（4）系统动量严格守恒的情况很少，在分析具体问题时要注意把实际过程理想化。3．带电粒子在匀强电场中做类平抛运动【知识点的认识】1.带电粒子垂直射入匀强电场的运动类似于物体的平抛运动，可以利用运动的合成与分解知识分析。规律为：初速度方向：vx＝v0，x＝v0t静电力方向：vy＝at，y=2.分析带电粒子在匀强电场中的偏转问题也可以利用动能定理，即qEΔy＝ΔEk。3.两个特殊推论：（1）粒子从偏转电场中射出时，其速度方向的反向延长线与初速度方向的延长线交于一点，此点为初速度方向位移的中点，如图所示。（2）位移方向与初速度方向间夹角α（图中未画出）的正切为速度偏转角θ正切的12，即tanα=12【命题方向】一束电子流在经U＝5000V的加速电压加速后，在距两极板等距离处垂直进入平行板间的匀强电场，如图所示，若两板间距离d＝1.0cm，板长l＝5.0cm，电子恰好从平行板边缘飞出，求：（电子的比荷eme=1.76×10（1）电子进入极板时的速度v0（2）两极板间的电压．分析：（1）由动能定理可求得进入极板的速度．（2）由竖直向做匀加速运动，水平向做匀速运动，由竖直向的距离可求得所加电压值．解答：（1）由动能定理：Uq=1得v0=2qUm（2）进入偏转电场，所加电压为U′电子在平行于板面的方向上做匀速运动：l＝v0t…②在垂直于板面的方向做匀加速直线运动，加速度为：a=偏距：y=能飞出的条件为：y=d由①②③④⑤可得：U′=2答：（1）电子进入极板时的速度为4.2×107m/s；（2）两极板间的电压为400V点评：本题考查带电粒子在电场中的偏转，在列式计算时应注意不要提前代入数值，应将公式简化后再计算，这样可以减少计算量．【解题思路点拨】带电粒子在电场中运动问题的处理方法带电粒子在电场中运动的问题实质上是力学问题的延续，从受力角度看，带电粒子与一般物体相比多受到一个静电力；从处理方法上看，仍可利用力学中的规律分析，如选用平衡条件、牛顿运动定律、动能定理、功能关系，能量守恒等。4．洛伦兹力的概念【知识点的认识】1.定义：洛伦兹力是指磁场对运动电荷的作用力。2.特点：（1）洛伦兹力是电荷在磁场中受到的力，但是电荷在磁场中却不一定总是受到洛伦兹力。只有当电荷在磁场中运动，且运动方向不与磁场平行时，才会受到洛伦兹力的作用。（2）洛伦兹力总是垂直于电荷的运动方向和磁场方向。【命题方向】下列说法中正确的有（）A、只要带电粒子在磁场中运动，就会受到洛伦兹力的作用B、带电粒子在空间定向运动，其周围空间一定形成磁场C、带电粒子垂直射入磁场中，必会受到洛伦兹力的作用D、洛伦兹力总是不做功分析：当带电粒子的速度方向与磁场方向不平行时，会受到洛伦兹力，洛伦兹力的方向与速度方向垂直，所以洛伦兹力不做功．解答：A、当带电粒子的速度方向与磁场方向平行，不受洛伦兹力。故A错误。B、带电粒子定向移动，形成电流，电流的周围存在磁场。故B正确。C、带电粒子的速度方向与磁场不平行，会受到洛伦兹力。故C正确。D、洛伦兹力的方向与速度方向垂直，所以洛伦兹力不做功。故D正确。故选：BCD。点评：解决本题的关键知道带电粒子的速度方向与磁场方向平行时，不受洛伦兹力．以及知道电流的周围存在磁场．【解题思路点拨】电荷在磁场中受到洛伦兹力的条件是：（1）电荷要运动；（2）电荷的运动方向与磁场方向不平行。5．回旋加速器【知识点的认识】1.回旋加速器示意图如下：2.回旋加速器的原理：用磁场控制轨道、用电场进行加速。D1和D2是两个中空的半圆金属盒，它们之间有一定的电势差U，盒内部空间由于静电平衡无电场，电压U在两盒之间的缝隙处产生加速电场。盒中心A处的粒子源产生的带电粒子，在两盒之间被电场加速。两个半圆盒处于与盒面垂直的匀强磁场中，磁场使粒子做匀速圆周运动，从而使粒子在缝隙处被加速后再回到缝隙处再被加速。两盒间的交变电势差一次一次地改变正负，保证粒子每次都能被加速。【命题方向】回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图为回旋加速器的示意图。D1、D2是两个中空的铝制半圆形金属扁盒，在两个D形盒正中间开有一条狭缝，两个D形盒接在高频交流电源上。在D1盒中心A处有粒子源，产生的带正电粒子在两盒之间被电场加速后进入D2盒中。两个D形盒处于与盒面垂直的匀强磁场中，带电粒子在磁场力的作用下做匀速圆周运动，经过半个圆周后，再次到达两盒间的狭缝，控制交流电源电压的周期，保证带电粒子经过狭缝时再次被加速。如此，粒子在做圆周运动的过程中一次一次地经过狭缝，一次一次地被加速，速度越来越大，运动半径也越来越大，最后到达D形盒的边缘，沿切线方向以最大速度被导出。已知带电粒子的电荷量为q，质量为m，加速时狭缝间电压大小恒为U，磁场的磁感应强度为B，D形盒的半径为R，狭缝之间的距离为d。设从粒子源产生的带电粒子的初速度为零，不计粒子受到的重力，求：（1）带电粒子能被加速的最大动能Ek；（2）带电粒子在D2盒中第n个半圆的半径；（3）若带电粒子束从回旋加速器输出时形成的等效电流为I，求从回旋加速器输出的带电粒子的平均功率P。分析：（1）根据qvB＝mv2R知，当R最大时，速度最大，求出最大速度，根据EK=1（2）粒子被加速一次所获得的能量为qU，求出第n次加速后的动能EKn=12mvn2（3）根据电流的定义式I=Qt和Q＝Nq以及P解答：（1）粒子在D形盒内做圆周运动，轨道半径达到最大时被引出，具有最大动能。设此时的速度为v，有：qvB＝mv2R可得粒子的最大动能Ek=12mv（2）粒子被加速一次所获得的能量为qU，粒子在D2盒中被第2n﹣1次加速后的动能为EKn=12mvn2=q因此第n个半圆的半径Rn=1（3）带电粒子质量为m，电荷量为q，带电粒子离开加速器时速度大小为v，由牛顿第二定律知：qvB＝mv2R带电粒子运动的回旋周期为：T=2由回旋加速器工作原理可知，交变电源的频率与带电粒子回旋频率相同，由周期T与频率f的关系可得：f=1设在t时间内离开加速器的带电粒子数为N，则带电粒子束从回旋加速器输出时的平均功率P＝N12输出时带电粒子束的等效电流为：I=Nqt由上述各式得P=答：（1）带电粒子能被加速的最大动能q2（2）带电粒子在D2盒中第n个半圆的半径1Bq（3）若带电粒子束从回旋加速器输出时形成的等效电流为I，求从回旋加速器输出的带电粒子的平均功率B2点评：解决本题的关键知道回旋加速器利用磁场偏转和电场加速实现加速粒子，粒子在磁场中运动的周期和交流电的周期相等，注意第3问题，建立正确的物理模型是解题的关键。【解题思路点拨】明确回旋加速器的构造和工作原理。它是由加速电场和偏转磁场对接而成，在电场中加速后进入磁场，进而在磁场中作半圆运动，在加速电场中用动能定理qU=12mv2-12mv06．α、β、γ射线的本质及特点【知识点的认识】1.α，β、γ射线的本质分别是高速氦核流、高速电子流和高速光子流。2.α，β、γ射线的区别如下表种类α射线β射线γ射线组成高速氦核流高速电子流光子流（高频电磁波）带电荷量2e﹣e0质量4mp静止质量为零符号2-γ速度0.1c0.99cc贯穿本领最弱较强最强贯穿实例用纸能挡住穿透几毫米的铝板穿透几厘米的铅板对空气的电离作用很强较弱很弱【解题思路点拨】一、射线本身的性质天然放射性元素放出的三种射线的穿透能力实验结果如图所示，由此可推知（）A、②来自于原子核外的电子B、①的电离作用最强，是一种电磁波C、③的电离作用较强，是一种电磁波D、③的电离作用最弱，是一种电磁波分析：α射线贯穿能力很弱，电离作用很强，一张纸就能把它挡住，α射线是高速氦核流；β射线能贯穿几毫米厚的铝板，电离作用较强，是原子核中的一个中子转化成一个质子，同时释放出β射线；γ射线穿透本领最强，甚至能穿透几厘米厚的铅板，是原子核发生衰变时释放的能量以γ光子的形式辐射出来的。解答：A、天然放射性元素放出的三种射线都是原子核发生衰变造成的，β射线能贯穿几毫米厚的铝板，电离作用较强，故②是β射线。β射线是原子核中的一个中子转化成一个质子，同时释放出一个高速电子，该电子即β射线，故β射线来自原子核，故A错误。B、α射线贯穿能力很弱，电离作用很强，一张纸就能把它挡住，故①是α射线。α射线是高速氦核流，是实物粒子，不是电磁波。故B错误。CD、γ射线穿透本领最强，甚至能穿透几厘米厚的铅板，故③是γ射线，但γ射线电离本领很弱，它是一种光子，是一种电磁波。故C错误，D正确。故选：D。点评：本题考查天然放射性元素放出的三种射线的穿透能力比较，熟悉课本基本知识就能顺利解决此类问题，故要加强基础知识的积累。多记。二、结合磁场考查射线的性质如图所示，放射性元素镭放出α、β、γ三种射线，它们分别进入匀强电场和匀强磁场中，下列说法正确的是（）A、①表示γ射线的运动径迹，③表示α射线的运动径迹B、②表示β射线的运动径迹，③表示α射线的运动径迹C、④表示α射线的运动径迹，⑤表示γ射线的运动径迹D、⑤表示β射线的运动径迹，⑥表示α射线的运动径迹分析：根据α、β、γ三种射线的带电性质和本质以及带电粒子在电场中受力特点可正确判断。本题应抓住：①三种射线的成分主要是指所带电性：α射线是高速氦核流带正电，β射线是高速电子流，带负电，γ射线是γ光子，是中性的。②洛伦兹力方向的判定，左手定则：张开左手，拇指与四指垂直，让磁感线穿入手心，四指的方向是正电荷运动的方向，拇指的指向就是洛伦兹力的方向。解答：AB、α射线实质为氦核，带正电，β射线为电子流，带负电，γ射线为高频电磁波，根据电荷所受电场力特点可知：①为β射线，②为γ射线，③为α射线，故AB错误；CD、α射线是高速氦核流，一个α粒子带两个正电荷。根据左手定则，α射线受到的洛伦兹力向左，故④是α射线；β射线是高速电子流，带负电荷。根据左手定则，β射线受到的洛伦兹力向右，故⑥是β射线；γ射线是γ光子，是中性的，故在磁场中不受磁场的作用力，轨迹不会发生偏转。故⑤是γ射线。故C正确，D错误。故选：C。点评：熟练掌握α、β两种衰变实质以及衰变方程的书写，同时明确α、β、γ三种射线性质及应用，本题综合性较强，主要考查两个方面的问题：①三种射线的成分主要是所带电性。②洛伦兹力的方向的判定。只有基础扎实，此类题目才能顺利解决，故要重视基础知识的学习。【解题思路点拨】1.α，β射线的本质都是实物粒子，γ射线的本质是光子。2.α射线是α衰变时产生的，β射线是β衰变时产生的，产生α射线和β射线时会伴生γ射线。7．核反应前后质量数、质子数、中子数、核子数等参数的关系【知识点的认识】1.核反应前后质量数守恒，电荷数（核电荷数）守恒。2.各参数之间的关系如下：质量数＝质子数+中子数＝核子数核电荷数＝质子数＝原子序数＝核外电子数【命题方向】某原子核的衰变过程是A→βB→αC，符号→β表示放出一个A、核C比核B的中子数少2B、核C比核A的质量数少5C、原子核为A的中性原子的电子数比原子核为B的中性原子的电子数多1D、核C比核A的质子数少1分析：发生一次α衰变，电荷数少2，质量数少4，发生一次β衰变，电荷数多1，质量数不变．解答：A、B到C，电荷数少2，质量数少4，因为电荷数等于质子数，质量数等于质子数加上中子数，所以核C比核B中子数少2．故A正确。B、A到B，质量数不变，B到C质量数少4，则核C比核A质量数少4．故B错误。C、中性原子的电子数等于质子数，核B比核A电荷数多1，则核A的中性原子的电子数比核B中性原子的电子数少1．故C错误。D、A到B电荷数多1，B到C电荷数少2，则A到C电荷数少1，则核C比核A质子数少1．故D正确。故选：AD。点评：解决本题的关键知道α衰变和β衰变的实质，以及知道质量数等于质子数加中子数，质子数等于电荷数．【解题思路点拨】核反应前的质量数之和等于核反应后的质量数之和；核反应前的电荷数之和等于核反应后的电荷数之和。8．α衰变的特点、本质及方程【知识点的认识】1.衰变的定义：原子核自发地放α粒子或β粒子，由于核电荷数变了，它在元素周期表中的位置就变了，变成另一种原子核。我们把这种变化称为原子核的衰变。2.α衰变的定义：原子核释放出一个α粒子变成一个新的原子核的过程。3.α衰变的本质：原子核内部两个质子和两个中子结合在一起从从内射出。4.α衰变的特点：发生α衰变后，原子核的质量数减4，电荷数减2。5.α衰变的方程（举例）：6.α衰变前的质量数等于衰变后的质量数之和，衰变前的电荷数等于衰变后的电荷数之和，所以α衰变时电荷数和质量数都守恒。【命题方向】下列衰变中，属于α衰变的是（）A、B、C、D、分析：α衰变生成氦原子核，β衰变生成电子，据此判断即可找出属于α衰变．解答；AB是β衰变，生成粒子为负电子；C是α衰变，生成粒子为氦原子核；D是核反应生成正电子。故C正确。故选：C。点评：本题比较简单，只要记住衰变生成的是何种粒子即可解决此类问题．【解题思路点拨】1.α衰变的本质是原子核释放出一个α粒子变成新核的过程，衰变过程遵循质量数守恒和电荷数守恒。2.α衰变前后，质量数减4，核电荷数减2。3.α衰变释放的高速粒子流就是α射线。4.放射性的原子核在发生α衰变、β衰变时产生的新核处于高能级，这时它要向低能级跃迁，并放出γ光子。因此，γ射线经常是伴随α射线和β射线产生的。当放射性物质连续衰变时，原子核中有的发生α衰变，有的发生β衰变，同时伴随着γ射线辐射。这时，放射性物质发出的射线中就会同时具有α、β、γ三种射线。9．β衰变的特点、本质及方程【知识点的认识】1.衰变的定义：原子核自发地放α粒子或β粒子，由于核电荷数变了，它在元素周期表中的位置就变了，变成另一种原子核。我们把这种变化称为原子核的衰变。2.β衰变的定义：原子核释放出一个β粒子变成一个新的原子核的过程。3.β衰变的本质：原子核内部的一个中子转化成一个质子和一个β粒子（电子），并将β粒子射出。4.β衰变的特点：发生β衰变后，原子核的质量数不变，电荷数加1。5.β衰变的方程（举例）：6.β衰变前的质量数等于衰变后的质量数之和，衰变前的电荷数等于衰变后的电荷数之和，所以β衰变时电荷数和质量数都守恒。【命题方向】一个放射性原子核，发生一次β衰变，则它的（）A、质子数减少一个，中子数不变B、质子数增加一个，中子数不变C、质子数减少一个，中子数减少一个D、质子数增加一个，中子数增加一个分析：根据β衰变的特点以及衰变过程中质量数和电荷数守恒即可正确解答本题．解答：β衰变实质上是原子核内的一个中子变为一个质子，同时释放出一个电子的过程，因此发生一次β衰变，质子数增加一个，中子数减少一个，故ABD错误，C正确。故选：C。点评：本题属于基础简单题目，考查了β衰变的特点，对于基础知识，平时不能放松，要加强基础知识的理解和应用．【解题思路点拨】1.β衰变的本质是原子核内的一个中子转化成一个质子和一个电子，并将电子射出的过程，衰变过程遵循质量数守恒和电荷数守恒。2.β衰变前后，质量数不变，核电荷数加1。3.β衰变释放的高速粒子流就是β射线。4.放射性的原子核在发生α衰变、β衰变时产生的新核处于高能级，这时它要向低能级跃迁，并放出γ光子。因此，γ射线经常是伴随α射线和β射线产生的。当放射性物质连续衰变时，原子核中有的发生α衰变，有的发生β衰变，同时伴随着γ射线辐射。这时，放射性物质发出的射线中就会同时具有α、β、γ三种射线。10．原子核的半衰期及影响因素【知识点的认识】1.半衰期的定义：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间，叫作这种元素的半衰期。2.氡的半衰期：氡222经过α衰变成为钋218。如图，横坐标表示时间，纵坐标表示任意时刻氡的质量m与t＝0时的质量m0的比值。如果隔一段时间测量一次剩余氡的数量就会发现，每过3.8d就有一半的氡发生了衰变。也就是说，经过第一个3.8d，剩有一半的氡；经过第二个3.8d，剩有的氡；再经过3.8d，剩有的氡……因此，我们可以用“半衰期”来表示放射性元素衰变的快慢。放射性元素的原子核有半数发生衰变3.半衰期的影响因素：放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系。例如，一种放射性元素，不管它是以单质的形式存在，还是与其他元素形成化合物，或者对它施加压力、提高温度，都不能改变它的半衰期。这是因为压力、温度或与其他元素的化合等，都不会影响原子核的结构。4.半衰期的统计性意义：①不同的放射性元素，半衰期不同，甚至差别非常大例如，氡222衰变为钋218的半衰期是3.8d，镭226衰变为氡222的半衰期是1620年，铀238衰变为钍234的半衰期竞长达4.5x109年。②以氡核为例，对于一个特定的氡原子，我们只知道它发生衰变的概率，而不知道它将何时发生衰变。一个特定的氡核可能在下1s就衰变，也可能在10min之内衰变，也可能在200万年之后再衰变。然而，量子理论可以对大量原子核的行为作出统计预测。例如，对于大量氡核，可以准确地预言在1s后、10min后，或200万年后，各会剩下百分之几没有衰变。放射性元素的半衰期，描述的就是这样的统计规律。【命题方向】放射性同位素热电发生器（简称RTG）是利用钚238（94238Pu）发生α衰变产生的热能转化为电能的装置，“好奇号”就是人类建造的首辆利用RTG的火星车，已知钚238的半衰期为A、一定量的钚238经过176年后，钚238的衰变将停止B、在恶劣的火星环境下，钚238的半衰期将变短C、钚238衰变后产生的新原子核的比结合能比反应核大D、钚238衰变后产生的新原子核内有234个中子分析：放射性元素的半衰期由原子核内部本身因数决定，与所处环境无关。钚238衰变存在质量亏损，会释放能量，则新核的比结合能比反应核大。钚238发生α衰变后，质量数减少4，核电荷数减少2。解答：A、一定量的钚238经过176＝2×88年后，还有(12)2=14B、放射性元素的半衰期由原子核内部本身因数决定，与所处环境无关，即在恶劣的火星环境下，钚238的半衰期不变，故B错误；C、钚238衰变存在质量亏损，会释放能量，则新核的比结合能比反应核大，故C正确；D、钚238发生α衰变后，质量数减少4，核电荷数减少2，则新原子核的质量数为238﹣4＝234，核电荷数即质子数为94﹣2＝92，新核的中子数为234﹣92＝142，故D错误。故选：C。点评：本题解题关键是放射性元素的半衰期由原子核内部本身因数决定，与所处环境无关，α衰变存在质量亏损，会释放能量，则新核的比结合能比反应核大。【解题思路点拨】1.半衰期是放射性元素衰变一半所用的时间，是一种统计规律，对少数原子核的衰变没有意义。2.半衰期只与元素自身的性质有关，与物体的状态、外部的温度、压强等都没有关系。11．半衰期的相关计算【知识点的认识】初始物质的量、剩余物质的量，半衰期，衰变时间之间存在这样的关系：m＝m0(12)tT或①可以根据这个公式计算剩余的剩余物质的量或初始物质的量。：.②可以根据这个公式计算衰变的年份或半衰期。【命题方向】一块含钍（90232Th）的矿石质量为M，其中钍元素的质量为m。钍经过一系列衰变后最终生成物为铅（82208A、铅核比钍核少8个质子和16个中子B、共经过6次α衰变和4次β衰变C、经过2T时间后，该矿石所含的钍元素的原子核有m4D、若有4个钍原子核，则经过2T天就只剩下一个分析：根据90232Th和82208Pb的质子数和质量数可判断铅与钍的质子数和中子数的差别，以及判断钍转变为铅共发生多少次半衰期为一半的原子发生衰变所用的时间，根据这个关系可判断有多少钍发生衰变和能剩下多少钍。解答：A：铅核比钍核少质子数为：90﹣82＝8个，少中子数为：232﹣208﹣8＝16个，故A正确。B：设发生x次α衰变和y次β衰变，共生成：x24He和y-10e，则：90﹣2x+y＝82①232﹣4x＝208②，由①②解得：x＝6，y＝8；故共经过6次α衰变和4C：由半衰期公式：m'=m(12)tT得：m′＝D：放射性元素的半衰期与元素所处的物理和化学状态无关，它是一个统计规律，只对大量的原子核才适用，故D错误。故选：AB。点评：本题为α衰变和β衰变以及半衰期的基本应用，明确半衰期与元素所处的物理和化学状态无关，它是一个统计规律，只对大量的原子核才适用即可。【解题思路点拨】1.α衰变的具体应用①考古研究：利用放射性同位素碳14，可以判定出土木质文物的产生年代。②医学应用：α射线的电离作用很强，可用于消除有害静电，也可用于医疗上的灭菌消毒。③环境监测：土壤、地下岩石和建筑物材料中都含有少量的镭，镭衰变产生的α粒子可用于环境监测。2.β衰变的具体应用①医学应用：β射线的贯穿能力强，可用于金属探伤和治疗恶性肿瘤。②生物工程：各种射线均可使DNA发生突变，可用于生物工程和基因工程。③示踪原子：在工业上，检查输油管道上的漏油位置；在农业上，探测农作物在不同季节对元素的需求。3.放射性同位素的应用①医学诊断：用于控制病变组织的扩大，检查人体对某元素的吸收情况，确定肿瘤的部位和范围。②农业和工业：在农业上，探测农作物在不同季节对元素的需求；在工业上，检查输油管道上的漏油位置。③生物研究：用于研究农作物化肥需求情况，诊断甲状腺疾病的类型，研究生物大分子结构及其功能。12．核反应方程式的书写或判断核反应方程式中的粒子【知识点的认识】一、核反应方程式的书写（1）熟记常见基本粒子的符号，是正确书写核反应方程的基础。如质子（11H）、中子（01n）、α粒子（24He）、β粒子（e﹣）、正电子（e+）、氘核（（2）掌握核反应方程遵守的规律，是正确书写核反应方程或判断某个核反应方程是否正确的依据，由于核反应不可逆，所以书写核反应方程式时只能用“→”表示反应方向.（3）核反应过程中质量数守恒，电荷数守恒.二、判断核反应方程式中的粒子根据核反应方程中质量数守恒和电荷数守恒判断核反应方程中的粒子【命题方向】一、核反应方程式的书写下列核反应方程正确的是（）A、1122Na+24He→B、1327AI+23He→C、92235U+01n⇌56D、1430Si+11H→分析：根据核反应过程中电荷数、质量数守恒，对各选项逐项分析即可。解答：A、左边质量数22+4＝26，右边质量数26+1＝27，质量数不守恒，故A错误；B、左边质量数27+3＝30，右边质量数30+1＝31，故质量数不守恒，故B错误；C、核裂变是不可逆的，不能用“⇌”，即该核反应方程书写形式不正确，故C错误；D、左边质量数30+1＝31，右边质量数30+1＝31，故质量数守恒，左边电荷数14+1＝15，右边电荷数15+0＝15，故电荷数守恒，故D正确。故选：D。点评：解答本题的关键是知道反应过程中电荷数、质量数守恒。二、判断核反应方程式中的粒子下列核反应或核衰变方程中，符号“X”表示中子的是（）A、B、C、D、分析：根据质量数和电荷数守恒求出每个反应中的X的电荷数以及质量数，即可判断X的种类．解答：根据质量数和电荷数守恒可知：A、A中的X电荷数为﹣1，质量数为0，因此X为电子，故A错误；B、B中的X电荷数为1，质量数为1，因此X为质子，故B错误；C、C中的X电荷数为0，质量数为1，因此X为中子，故C正确；D、D中的X电荷数为0，质量数为1，因此X为中子，故D正确。故选：CD。点评：本题比较简单，考查了核反应方程中的质量数和电荷数守恒的应用．【解题思路点拨】1.要积累常见的粒子符号的写法。这是书写核反应方程式的基础。2.核反应方程不同于化学反应方程，书写的时候一律用箭头代替等号，也不需要注明反应条件。3.所有的核反应都遵循质量数守恒和电荷数守恒。13．结合能（比结合）与核能的相关判断和计算【知识点的认识】1.原子核的结合能＝核子的比结合能×核子数。2.核反应中反应前系统内所有原子核的总结合能与反应后生成的所有新核的总结合能之差，就是该核反应所释放（或吸收）的核能。即核能＝反应物的总结核能﹣生成物的总结核能如果结果为正，表明核反应吸收能量，如果结果为负，表明核反应释放能量。【命题方向】两个氘核以相等的动能Ek对心碰撞发生核聚变。核反应方程为12H+12H→23He+01A、核反应后氦核与中子的动量相同B、该核反应释放的核能E＝3E2﹣4E1C、核反应后氦核的动能为ED、氦核的比结合能为E2=分析：A.对心碰撞前后动量守恒，动量是矢量；B.理解比结合能与结合能之间的关系；C.据题意核反应释放的核能E全部转化为动能与动量守恒可得；D.理解比结合能与结合能之间的关系解答：A．两个氘核以相等的动能Ek对心碰撞，根据动量守恒定律知，反应前后的总动量都为零，即氦核和中子的动量大小相等，方向相反，故A错误；B．由比结合能的概念可知，等于结合能除以核子数，该核反应释放的核能为：E＝3E2﹣4E1，故B正确；C．释放的核能以及反应前氘核的总动能之和转化为反应后氦核和中子的总动能，则反应后氦核和中子的总动能为，Ek总＝2Ek+E根据动量守恒知，氦核和中子的动量大小相等，方向相反，由Ek=p22m，知氦核和中子的动能之比为1：D．结合能是自由分散的核子结合成原子核所释放的能量，并不是该反应放出的能量为E，所以氦核的比结合能不为E3，故D故选：BC。点评：对心正碰前后要遵循动量守恒，也要注意动量是矢量；理解结合能与比结合能的概念。【解题思路点拨】对“核能＝反应物的总结核能﹣生成物的总结核能”的理解：核反应过程可以看作先将反应物全部分解成孤立的核子，再组合成生成物的过程。反应物分解成核子时吸收能量，核子组成生成物时释放能量，如果吸收的能量大于放出的能量，则核反应为吸热反应；如果吸收的能量小于放出的能量，则核反应为放热反应。14．爱因斯坦质能方程的应用【知识点的认识】1．爱因斯坦质能方程为E＝mc2，若核反应中的质量亏损为△m，释放的核能△E＝△mc2．【命题方向】题型一：核能的计算假设两个氘核在一直线上相碰发生聚变反应生成氦的同位素和中子，已知氘核的质量是2.0136u，中子的质量是1.0087u，氦核同位素的质量是3.0150u．（1）聚变的核反应方程式是212H→23He+01n（2）若氚核和氦核发生聚变生成锂核，反应方程式为13H+24He→37Li，已知各核子比结合能分别为EH＝1.112MeV、EHe＝7.075MeV、ELi＝分析：1、先求出核反应中质量亏损，再由爱因斯坦质能方程，求出核反应中释放的核能；2、反应释放的核能△E＝E反应前﹣E反应后解答：（1）聚变的核反应方程：212H→2核反应过程中的质量亏损为△m＝2mD﹣（mHe+mn）＝0.0035u释放的核能为△E＝△mc2＝0.0035uc2＝3.26MeV（2）核反应过程中释放的核能：△E＝5.603MeV×7﹣1.112MeV×3+7.075MeV×4＝7.585Mev故答案为：212H→23He+0点评：本题考查应用质能方程研究核反应中质量亏损的能力．另外要知道核反应向平均结合能增大的方向进行，要释放能量．【解题方法点拨】（1）核能的计算方法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＝△m×931.5MeV计算．因1原子质量单位（u）相当于931.5MeV的能量，所以计算时△m的单位是“u”，△E的单位是“MeV”．③根据核子比结合能来计算核能原子核的结合能＝核子比结合能×核子数．（2）利用质能方程计算核能时，不能用质量数代替质量进行计算．15．重核的裂变及反应条件【知识点的认识】1.定义：重核在中子轰击下分裂成中等质量的原子核并释放出核能的反应叫作核裂变。2.条件：①重元素：只有一些质量非常