2021-2025年高考物理真题知识点分类汇编之原子核与核技术（一）

第43页（共43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（一）一．选择题（共16小题）1．（2025•湖北）PET（正电子发射断层成像）是核医学科重要的影像学诊断工具，其检查原理是将含放射性同位素（如918F）的物质注入人体参与人体代谢，从而达到诊断的目的。918F的衰变方程为918F→A．X为8B．该反应为核聚变反应 C．1克918F经110分钟剩下0.5D．该反应产生的02．（2025•云南）2025年3月，我国科学家研制的碳14核电池原型机“烛龙一号”发布，标志着我国在核能技术领域与微型核电池领域取得突破。碳14的衰变方程为614C→A．X为电子，是在核内中子转化为质子的过程中产生的 B．X为电子，是在核内质子转化为中子的过程中产生的 C．X为质子，是由核内中子转化而来的 D．X为中子，是由核内质子转化而来的3．（2025•北京）自然界中物质是常见的，反物质并不常见。反物质由反粒子构成，它是科学研究的前沿领域之一。目前发现的反粒子有正电子、反质子等；反氢原子由正电子和反质子组成。粒子与其对应的反粒子质量相等，电荷等量异种。粒子和其反粒子碰撞会湮灭。反粒子参与的物理过程也遵守电荷守恒、能量守恒和动量守恒。下列说法正确的是（）A．已知氢原子的基态能量为﹣13.6eV，则反氢原子的基态能量也为﹣13.6eV B．一个中子可以转化为一个质子和一个正电子 C．一对正负电子等速率对撞，湮灭为一个光子 D．反氘核和反氘核的核聚变反应吸收能量4．（2025•湖南）关于原子核衰变，下列说法正确的是（）A．原子核衰变后生成新核并释放能量，新核总质量等于原核质量 B．大量某放射性元素的原子核有半数发生衰变所需时间，为该元素的半衰期 C．放射性元素的半衰期随环境温度升高而变长 D．采用化学方法可以有效改变放射性元素的半衰期5．（2025•安徽）2025年4月，位于我国甘肃省武威市的钍基熔盐实验堆实现连续稳定运行，标志着人类在第四代核电技术上迈出关键一步。该技术利用钍核（90232Th）俘获x个中子（01nA．x＝1，y＝1 B．x＝1，y＝2 C．x＝2，y＝1 D．x＝2，y＝26．（2025•海南）核反应方程中92235UA．24He B．11H C7．（2025•河南）由于宇宙射线的作用，在地球大气层产生有铍的两种放射性同位素47Be和410Be。测定不同高度大气中单位体积内二者的原子个数比，可以研究大气环境的变化。已知47Be和410Be的半衰期分别约为53天和139万年。在大气层某高度采集的样品中，研究人员发现4A．1：4 B．1：2 C．3：4 D．1：18．（2024•海南）人工核反应1430SiA．中子 B．质子 C．电子 D．α粒子9．（2024•山东）2024年是中国航天大年，神舟十八号、嫦娥六号等已陆续飞天，部分航天器装载了具有抗干扰性强的核电池。已知3890Sr衰变为3990Y的半衰期约为29年；94238PuA．3890Sr衰变为39B．94238Pu衰变为92C．50年后，剩余的3890Sr数目大于D．87年后，剩余的3890Sr10．（2024•河北）锂是新能源汽车、储能和信息通信等新兴产业的关键材料。研究表明，锂元素主要来自宇宙线高能粒子与星际物质的原子核产生的散裂反应，其中一种核反应方程为612CA．01n B．-10e C．111．（2024•浙江）发现中子的核反应方程为24He+49Be→X+A．核反应方程中的X为6B．衰变方程中的Y为2C．中子01nD．钚238的衰变吸收能量12．（2024•浙江）已知氘核质量为2.0141u，氚核质量为3.0161u，氦核质量为4.0026u，中子质量为1.0087u，阿伏加德罗常数NA取6.0×1023mol﹣1，氘核摩尔质量为2g•mol﹣1，1u相当于931.5MeV。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1B．氘核的比结合能比氦核的大 C．氘核与氚核的间距达到10﹣10m就能发生核聚变 D．4g氘完全参与聚变释放出能量的数量级为1025MeV13．（2024•广东）我国正在建设的大科学装置——“强流重离子加速器”，其科学目标之一是探寻神秘的“119号”元素。科学家尝试使用核反应Y+95243Am→A．Y为2658Fe，A＝299 B．Y为2658Fe，C．Y为2454Cr，A＝295 D．Y为2454Cr14．（2024•北京）已知钍234的半衰期是24天，1g钍234经过48天后，剩余钍234的质量为（）A．0g B．0.25g C．0.5g D．0.75g15．（2024•福建）2024年我国研发出一款安全性高、稳定发电时间长的新微型原子能电池。该电池将2863Ni衰变释放的能量转化为电能，衰变方程为2863Ni→2963Cu+XA．24He B．-10e 16．（2024•甲卷）氘核可通过一系列聚变反应释放能量，总的反应效果可用612H→2A．x＝1，y＝2 B．x＝1，y＝3 C．x＝2，y＝2 D．x＝3，y＝1二．多选题（共2小题）（多选）17．（2025•福建）核反应方程为12H+13HA．该反应有质量亏损 B．该反应为核裂变 C．01nD．24（多选）18．（2025•选择性）某理论研究认为，42100Mo原子核可能发生双β衰变，衰变方程为42100Mo→44ARu+y-10A．A＝100 B．y＝2 C．γ1的频率比γ2的大 D．γ1的波长比γ2的大三．解答题（共2小题）19．（2025•上海）量子力学（QuantumMechanics），为物理学理论，是研究物质世界微观粒子运动规律的物理学分支，主要研究原子、分子、凝聚态物质，以及原子核和基本粒子的结构、性质的基础理论。它与相对论一起构成现代物理学的理论基础。量子力学不仅是现代物理学的基础理论之一，而且在化学等学科和许多近代技术中得到广泛应用。19世纪末，人们发现旧有的经典理论无法解释微观系统，于是经由物理学家的努力，在20世纪初创立量子力学，解释了这些现象。量子力学从根本上改变人类对物质结构及其相互作用的理解。除了广义相对论描写的引力以外，迄今所有基本相互作用均可以在量子力学的框架内描述（量子场论）。（1）太阳内部发生的反应是核聚变，即氢原子核在高温高压条件下聚合成氦原子核并释放能量的过程；其核反应方程为411H→X+2A．H核B．He核C．Li核D．Be核（2）（多选）若复色光的频率ν＝5.50×1014Hz～6.50×1014Hz，用复色光照射下面金属，可发生光电效应的可能是（）金属的极限频率金属锌钙钠钾铷频率/1014Hz8.077.735.535.445.15选项ABCDE（3）氢原子核外电子以半径r绕核做匀速圆周运动，若电子质量为m，元电荷为e，静电力常数为k，则电子动量大小是。（4）一群氢原子处于量子数n＝4的激发态，这些氢原子能够自发地跃迁到n＝2的较低能量状态，R为里伯德常量，c是真空中的光速；则在此过程中（）。A．吸收光子，νB．放出光子，νC．吸收光子，νD．放出光子，ν20．（2025•浙江）同位素614C相对含量的测量在考古学中有重要应用，其测量系统如图1所示。将少量古木样品碳化、电离后，产生的离子经过静电分析仪ESA﹣Ⅰ、磁体﹣Ⅰ和高电压清除器，让只含有三种碳同位素612C、613C、614C的C3+离子束（初速度可忽略不计）进入磁体﹣Ⅱ。磁体﹣Ⅱ由电势差为U的加速电极P，磁感应强度为B、半径为R的四分之一圆弧细管道和离子接收器F构成。通过调节U，可分离612C、613C、614C三种同位素，其中612C、613C的（1）写出中子与714N发生核反应生成614C，以及614C（2）根据图2写出612C的C3+离子所对应的U值，并求磁感应强度B的大小（计算结果保留两位有效数字。已知R＝0.2m，原子质量单位u＝1.66×10﹣27kg，元电荷e＝1.6×10﹣19（3）如图1所示，ESA﹣Ⅱ可简化为间距d＝5cm两平行极板，在下极板开有间距L＝10cm的两小孔，仅允许入射角φ＝45°的614C离子通过。求两极板之间的电势差U（4）对古木样品，测得614C与612C离子数之比值为4×10﹣13；采用同样办法，测得活木头中614C与612C的比值为1.2×10﹣12，由于它与外部环境不断进行碳交换，该比例长期保持稳定。试计算古木被砍伐距今的时间（已知614C的半衰期约为

2021-2025年高考物理真题知识点分类汇编之原子核与核技术（一）参考答案与试题解析一．选择题（共16小题）题号1234567891011答案CAABBCBADDA题号1213141516答案DCBBC二．多选题（共2小题）题号1718答案ACABC一．选择题（共16小题）1．（2025•湖北）PET（正电子发射断层成像）是核医学科重要的影像学诊断工具，其检查原理是将含放射性同位素（如918F）的物质注入人体参与人体代谢，从而达到诊断的目的。918F的衰变方程为918F→A．X为8B．该反应为核聚变反应 C．1克918F经110分钟剩下0.5D．该反应产生的0【考点】半衰期的相关计算；β衰变的特点、本质及方程．【专题】定量思想；归纳法；衰变和半衰期专题；理解能力．【答案】C【分析】根据核反应中质量数守恒和电荷数守恒计算；根据释放物分析；根据半衰期的意义计算；00v【解答】解：A、设X的质量数为a，电荷数为b，根据核反应过程中质量数守恒及电荷数守恒，可得a＝18，b＝8，X为188O，故AB、该反应释放出了正电子，所以应该为正β衰变，不是核聚变，故B错误；C、1g918F经过一个半衰期，质量变为原来的12，所以还剩下D、00v的电荷数为0故选：C。【点评】本题考查了对衰变的认识，知道在核反应中质量数守恒和电荷数守恒，知道半衰期的物理意义是解题的基础。2．（2025•云南）2025年3月，我国科学家研制的碳14核电池原型机“烛龙一号”发布，标志着我国在核能技术领域与微型核电池领域取得突破。碳14的衰变方程为614C→A．X为电子，是在核内中子转化为质子的过程中产生的 B．X为电子，是在核内质子转化为中子的过程中产生的 C．X为质子，是由核内中子转化而来的 D．X为中子，是由核内质子转化而来的【考点】β衰变的特点、本质及方程．【专题】应用题；学科综合题；定量思想；推理法；衰变和半衰期专题；分析综合能力．【答案】A【分析】设元素X的质量数为A，核电荷数为Z，核反应遵循质量数和核电荷数守恒，据此求解作答；根据β衰变的实质分析作答。【解答】解：设元素X的质量数为A，核电荷数为Z，核反应遵循质量数和核电荷数守恒；质量数守恒14＝14+A解得A＝0电荷数守恒6＝7+Z解得Z＝﹣1因此X为电子，发生的是β衰变；核反应方程为为14X为电子，是在核内中子转化为质子的过程中产生的，核反应方程为1故A正确，BCD错误。故选：A。【点评】本题主要考查了β衰变，明确核反应遵循质量数和核电荷数守恒，明确β衰变的实质是解题的关键。3．（2025•北京）自然界中物质是常见的，反物质并不常见。反物质由反粒子构成，它是科学研究的前沿领域之一。目前发现的反粒子有正电子、反质子等；反氢原子由正电子和反质子组成。粒子与其对应的反粒子质量相等，电荷等量异种。粒子和其反粒子碰撞会湮灭。反粒子参与的物理过程也遵守电荷守恒、能量守恒和动量守恒。下列说法正确的是（）A．已知氢原子的基态能量为﹣13.6eV，则反氢原子的基态能量也为﹣13.6eV B．一个中子可以转化为一个质子和一个正电子 C．一对正负电子等速率对撞，湮灭为一个光子 D．反氘核和反氘核的核聚变反应吸收能量【考点】轻核聚变的应用；光子与光子的能量；玻尔原子理论的基本假设．【专题】定量思想；归纳法；原子的能级结构专题；重核的裂变和轻核的聚变专题；理解能力．【答案】A【分析】氢原子和反氢原子一样，系统所具有的能量都是负值，据此分析即可；根据电荷守恒定律分析；根据动量守恒定律分析；核聚变反应发生质量亏损。【解答】解：A、已知氢原子的基态能量为﹣13.6eV，则反氢原子的基态能量也为﹣13.6eV，故A正确；B、根据电荷守恒定律可知，一个中子可以转化为一个质子和一个电子，故B错误；C、根据动量守恒定律可知，一对正负电子等速率对撞，湮灭为2个光子才能保证合动量为零，故C错误；D、反氘核和反氘核的核聚变反应发生质量亏损，要释放能量，故D错误。故选：A。【点评】知道反粒子参与的物理过程也遵守电荷守恒、能量守恒和动量守恒是解题的基础。4．（2025•湖南）关于原子核衰变，下列说法正确的是（）A．原子核衰变后生成新核并释放能量，新核总质量等于原核质量 B．大量某放射性元素的原子核有半数发生衰变所需时间，为该元素的半衰期 C．放射性元素的半衰期随环境温度升高而变长 D．采用化学方法可以有效改变放射性元素的半衰期【考点】原子核的半衰期及影响因素．【专题】定性思想；推理法；衰变和半衰期专题；推理论证能力．【答案】B【分析】半衰期是大量放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间，反映衰变快慢的物理量，半衰期由核内部本身的因素决定，跟原子所处的物理或化学状态无关。【解答】解：A、原子核衰变时释放能量，根据质能方程，总质量会减少，新核总质量小于原核质量，故A错误；B、半衰期定义为大量放射性原子核半数发生衰变所需的时间，题干中强调“大量”，符合定义，故B正确；CD、半衰期由原子核内部结构决定，半衰期与温度无关，不受化学方法影响，因化学变化不改变原子核性质，故CD错误；故选：B。【点评】本题考查了半衰期的基本概念，知道半衰期与原子所处的物理环境和化学状态无关，注意半衰期具有统计规律，对大量的原子核适用。5．（2025•安徽）2025年4月，位于我国甘肃省武威市的钍基熔盐实验堆实现连续稳定运行，标志着人类在第四代核电技术上迈出关键一步。该技术利用钍核（90232Th）俘获x个中子（01A．x＝1，y＝1 B．x＝1，y＝2 C．x＝2，y＝1 D．x＝2，y＝2【考点】β衰变的特点、本质及方程；核反应前后质量数、质子数、中子数、核子数等参数的关系．【专题】比较思想；推理法；衰变和半衰期专题；理解能力．【答案】B【分析】钍核每俘获1个中子质量数增加1，每发生一次β衰败，电荷数增加1，根据质量数和电荷数进行分析。【解答】解：根据题意可知，钍核每俘获1个中子质量数增加1，电荷数不变，每发生一次β衰败，质量数不变，电荷数增加1；钍核（90232Th）变成铀核（92233U），质量数加1，则俘获1个中子，电荷数加2，则发生2次β衰败，即x＝1，y故选：B。【点评】本题主要是考查原子核的衰变，关键是弄清楚衰变前后质量数守恒、电荷数守恒。6．（2025•海南）核反应方程中92235UA．24He B．11H C【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】应用题；信息给予题；定量思想；推理法；重核的裂变和轻核的聚变专题；理解能力．【答案】C【分析】核反应遵循质量数和电荷数守恒，据此求解作答。【解答】解：核反应遵循质量数和电荷数守恒，设X的质量数为A，电荷数为Z；根据质量数守恒235+A＝144+89+3×1解得A＝1根据核电荷数守恒92+Z＝56+36+3×0解得Z＝0因此元素X是01n，故ABD故选：C。【点评】本题主要考查了重核裂变，对应核反应方程的书写要抓住质量数和电荷数守恒；注意质量数守恒，不是质量守恒，实际上核反应过程中质量发生了亏损。7．（2025•河南）由于宇宙射线的作用，在地球大气层产生有铍的两种放射性同位素47Be和410Be。测定不同高度大气中单位体积内二者的原子个数比，可以研究大气环境的变化。已知47Be和410Be的半衰期分别约为53天和139万年。在大气层某高度采集的样品中，研究人员发现4A．1：4 B．1：2 C．3：4 D．1：1【考点】半衰期的相关计算．【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】B【分析】根据题意进行条件设置，结合半衰期的计算公式列式解答。【解答】解：设采集时该高度的大气中47Be和410Be各有N1和N2个，根据半衰期公式，NN0=(12)tτ，经过106天（47Be的两个半衰期），47Be的个数为N1′=14N1，410Be的个数N2′≈N2，满足N1′+N2′=34（N1故选：B。【点评】考查半衰期的计算问题，会根据题意进行准确分析解答。8．（2024•海南）人工核反应1430SiA．中子 B．质子 C．电子 D．α粒子【考点】人工核反应．【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】A【分析】根据核反应方程的书写规则进行分析求解。【解答】解：根据核反应方程满足电荷数守恒和质量数守恒可知，X的电荷数为14+1﹣15＝0，质量数为30+1﹣30＝1，为01n，是中子，故A故选：A。【点评】考查核反应方程的书写规则，会根据题意进行准确分析和解答。9．（2024•山东）2024年是中国航天大年，神舟十八号、嫦娥六号等已陆续飞天，部分航天器装载了具有抗干扰性强的核电池。已知3890Sr衰变为3990Y的半衰期约为29年；94238PuA．3890Sr衰变为39B．94238Pu衰变为92C．50年后，剩余的3890Sr数目大于D．87年后，剩余的3890Sr【考点】结合能与比结合能的概念及物理意义；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；衰变和半衰期专题；理解能力．【答案】D【分析】AB.原子核衰变遵循质量数和电荷数守恒书写衰变方程，然后作答；CD.根据元素的半衰期公式求解作答。【解答】解：A.核反应遵循质量数和电荷数守恒，9038Sr的衰变方程为9038Sr→B.23894Pu的衰变方程为23894Pu→CD.因3890Sr衰变为3990Y的半衰期小于衰变为92234U的半衰期，故相同故选：D。【点评】本题考查了原子核的衰变和半衰期的理解和运用；原子核衰变遵循质量数和电荷数守恒，元素的半衰期是统计规律，只对大量原子核有意义。10．（2024•河北）锂是新能源汽车、储能和信息通信等新兴产业的关键材料。研究表明，锂元素主要来自宇宙线高能粒子与星际物质的原子核产生的散裂反应，其中一种核反应方程为612C+A．01n B．-10e C．1【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】D【分析】核反应过程中，质量数与核电荷数守恒，由质量数和核电荷数守恒可以求出X是何粒子；【解答】解：由核电荷数守恒可知6+1﹣3﹣2×1＝2由质量数守恒可知12+1﹣7﹣2×1＝4故X为24He，故D故选：D。【点评】写核反应方程式时要注意：核反应过程中，质量数与核电荷数守恒，难度不大，属于基础题。11．（2024•浙江）发现中子的核反应方程为24He+49Be→X+A．核反应方程中的X为6B．衰变方程中的Y为2C．中子01nD．钚238的衰变吸收能量【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】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】A【分析】根据质量数和电荷数守恒进行分析；原子核的衰变发生质量亏损，因此要释放能量。【解答】解：A.设X的质量数为A、电荷数为Z；根据质量数守恒4+9＝A+1，解得A＝12根据电荷数守恒2+4＝Z+0，解得Z＝6因此X为612CB.同理，Y对应的质量数为4，电荷数为2，因此Y为24HeC.中子的质量数为1，故C错误；D.衰变过程要释放能量，故D错误。故选：A。【点评】本题主要考查了核反应过程中的质量数和核电荷数守恒，知道是原子核的衰变要释放能量。12．（2024•浙江）已知氘核质量为2.0141u，氚核质量为3.0161u，氦核质量为4.0026u，中子质量为1.0087u，阿伏加德罗常数NA取6.0×1023mol﹣1，氘核摩尔质量为2g•mol﹣1，1u相当于931.5MeV。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1B．氘核的比结合能比氦核的大 C．氘核与氚核的间距达到10﹣10m就能发生核聚变 D．4g氘完全参与聚变释放出能量的数量级为1025MeV【考点】轻核的聚变及反应条件；结合能与比结合能的概念及物理意义；爱因斯坦质能方程的应用．【专题】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；分析综合能力．【答案】D【分析】A、根据核反应过程质量数和电荷数守恒分析；B、根据氘核的比结合能比氦核的小分析；C、根据轻核的距离要到达10﹣15m以内发生轻核聚变分析；D、根据质能方程可得一个氘核参与核聚变释放的能量，计算出氘核的个数则可得结论。【解答】解：A、核反应过程质量数和电荷数守恒，可知核反应方程式为：12HB、氘核的比结合能比氦核的小，故B错误；C、氘核与氚核发生核聚变，它们间的距离达到10﹣15m以内才可以发生核聚变，故C错误；D、一个氘核与一个氚核聚变反应过程，质量亏损为：Δm＝2.0141u+3.0161u﹣4.0026u﹣1.0087u＝0.0189u聚变反应释放的能量：ΔE＝Δm×931.5MeV＝0.0189u×931.5MeV≈17.6MeV4g氘含有氘核的个数：N4g氘完全参与聚变释放出能量：E＝N•ΔE＝1.2×1024×17.6MeV≈2.11×1025MeV，数量级为1025MeV，故D正确。故选：D。【点评】本题考查了轻核聚变、质能方程，解题的关键是知道核反应过程质量数和电荷数守恒，熟练掌握质能方程。13．（2024•广东）我国正在建设的大科学装置——“强流重离子加速器”，其科学目标之一是探寻神秘的“119号”元素。科学家尝试使用核反应Y+95243Am→A．Y为2658Fe，A＝299 B．Y为2658Fe，C．Y为2454Cr，A＝295 D．Y为2454Cr【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】C【分析】根据电荷数守恒得出Y的类型，再结合质量数守恒得出A的数值。【解答】解：核反应前后质量数守恒和电荷数守恒，设Y原子核的电荷数为y，质量数为A，则根据电荷数守恒可得：y+95＝119解得：y＝24即Y为245454+243＝A+2解得：A＝295，故C正确，ABD错误；故选：C。【点评】本题主要考查了人工核转变的相关应用，掌握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。14．（2024•北京）已知钍234的半衰期是24天，1g钍234经过48天后，剩余钍234的质量为（）A．0g B．0.25g C．0.5g D．0.75g【考点】半衰期的相关计算．【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】B【分析】根据半衰期的公式列式代入数据解答。【解答】解：根据半衰期的公式，1g钍234经过48天后，剩余质量m＝m0•（12)4824=1×14g故选：B。【点评】考查放射性元素的半衰期问题，会根据题意进行相关的分析和计算。15．（2024•福建）2024年我国研发出一款安全性高、稳定发电时间长的新微型原子能电池。该电池将2863Ni衰变释放的能量转化为电能，衰变方程为2863Ni→2963Cu+XA．24He B．-10e 【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；衰变和半衰期专题；推理论证能力．【答案】B【分析】根据核反应方程的书写规则导出粒子X的性质。【解答】解：根据核反应方程满足质量数和电荷数守恒的规则，核反应方程式为2863Ni→2963Cu+故选：B。【点评】考查核反应方程的书写规则，会根据题意进行准确分析解答。16．（2024•甲卷）氘核可通过一系列聚变反应释放能量，总的反应效果可用612H→2A．x＝1，y＝2 B．x＝1，y＝3 C．x＝2，y＝2 D．x＝3，y＝1【考点】轻核的聚变及反应条件．【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】C【分析】根据质量数守恒和电荷数守恒判断x和y数值；【解答】解：根据电荷数守恒和质量数守恒可知6×2＝2×4+x+y6＝2×2+y解得y＝2x＝2故C正确，ABD错误。故选：C。【点评】本题考查核反应遵循的规律，知道核反应过程中的守恒关系是解题关键。二．多选题（共2小题）（多选）17．（2025•福建）核反应方程为12H+13HA．该反应有质量亏损 B．该反应为核裂变 C．01nD．24【考点】核聚变的反应方程；爱因斯坦质能方程的应用．【专题】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；推理论证能力．【答案】AC【分析】释放核能的反应存在质量亏损；根据核反应方程判断该反应的类型；核反应过程满足动量守恒定律，根据动能与动量的大小关系确定反应后24He【解答】解：A、由核反应方程可知该核反应过程释放了17.6MeV的能量，根据爱因斯坦质能方程可知，该反应有质量亏损，故A正确；B、由核反应方程可知，该反应为核聚变，故B错误；CD、核反应过程动量守恒，由题意可知，氘核与氚核动量大小相等，方向相反，则反应前总动量为零，故反应后总动量也为零，即氦原子核24He根据动能Ek=12mv2，动量p＝mv，可得动能与动量的大小关系为：E根据24He与01n的质量数，可知可得反应后24He和0已知反应释放的17.6MeV的能量几乎转化为24He24He01n故C正确，D错误。故选：AC。【点评】本题考查了轻核聚变，要知道释放核能的反应存在质量亏损，核反应过程满足动量守恒定律。（多选）18．（2025•选择性）某理论研究认为，42100Mo原子核可能发生双β衰变，衰变方程为42100Mo→44ARu+y-10A．A＝100 B．y＝2 C．γ1的频率比γ2的大 D．γ1的波长比γ2的大【考点】β衰变的特点、本质及方程；核反应前后质量数、质子数、中子数、核子数等参数的关系．【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】ABC【分析】根据质量数和电荷数守恒、结合光子能量公式波速和频率的关系式进行分析解答。【解答】解：AB.根据质量数和电荷数守恒有42100Mo→44100Ru+2-10CD.因为γ1的光子能量大于γ2的光子能量，由E＝hν和c＝λν可知，γ1的频率大于γ2的频率，γ1的波长小于γ2的波长，故C正确，D错误。故选：ABC。【点评】考查质量数和电荷数守恒、结合光子能量公式波速和频率的关系式的应用，会根据题意进行准确分析解答。三．解答题（共2小题）19．（2025•上海）量子力学（QuantumMechanics），为物理学理论，是研究物质世界微观粒子运动规律的物理学分支，主要研究原子、分子、凝聚态物质，以及原子核和基本粒子的结构、性质的基础理论。它与相对论一起构成现代物理学的理论基础。量子力学不仅是现代物理学的基础理论之一，而且在化学等学科和许多近代技术中得到广泛应用。19世纪末，人们发现旧有的经典理论无法解释微观系统，于是经由物理学家的努力，在20世纪初创立量子力学，解释了这些现象。量子力学从根本上改变人类对物质结构及其相互作用的理解。除了广义相对论描写的引力以外，迄今所有基本相互作用均可以在量子力学的框架内描述（量子场论）。（1）太阳内部发生的反应是核聚变，即氢原子核在高温高压条件下聚合成氦原子核并释放能量的过程；其核反应方程为411H→X+2A．H核B．He核C．Li核D．Be核（2）（多选）若复色光的频率ν＝5.50×1014Hz～6.50×1014Hz，用复色光照射下面金属，可发生光电效应的可能是（CDE）金属的极限频率金属锌钙钠钾铷频率/1014Hz8.077.735.535.445.15选项ABCDE（3）氢原子核外电子以半径r绕核做匀速圆周运动，若电子质量为m，元电荷为e，静电力常数为k，则电子动量大小是kme2r（4）一群氢原子处于量子数n＝4的激发态，这些氢原子能够自发地跃迁到n＝2的较低能量状态，R为里伯德常量，c是真空中的光速；则在此过程中（D）。A．吸收光子，νB．放出光子，νC．吸收光子，νD．放出光子，ν【考点】核聚变的反应方程；光电效应的条件和判断能否发生光电效应；氢原子光谱及巴耳末公式．【专题】定量思想；推理法；光电效应专题；原子的能级结构专题；重核的裂变和轻核的聚变专题；理解能力．【答案】（1）B；（2）CDE；（3）kme2r；（4【分析】（1）根据核反应遵循质量数与电荷数守恒分析判断；（2）根据发生光电效应的条件分析解答；（3）电子绕氢原子核做匀速圆周运动，根据库仑力提供向心力求得电子的线速度大小，根据动量的定义求得电子的动量大小；（4）氢原子从高能级向低能级跃迁时会放出光子。根据里德伯公式，结合光速、频率、波长的关系解答。【解答】解：（1）根据核反应方程411H→X+210e，反应前氢核的质量数总和为4，电荷数总和为4。反应后两个正电子的质量数总和为0，电荷数总和为2。设X的质量数为A，电荷数为Z，则有：A+0＝4，Z+2＝4，解得：A＝4，Z＝2，故选：B。（2）复色光的频率ν＝5.50×1014Hz～6.50×1014Hz，当入射光的频率大于金属板的极限频率时，可发生光电效应，对比可知可发生光电效应的有钠、钾、铷，故选：CDE。（3）电子绕氢原子核做匀速圆周运动，由库仑力提供向心力得：ke2电子动量大小为：p（4）氢原子从高能级向低能级跃迁时会放出光子，光子的能量等于两个能级的能量差。根据里德伯公式：1λ=R(1氢原子从n＝4跃迁到n＝2，则有：m＝4，k＝2又有：ν联立可得：ν=Rc(12故选D。故答案为：（1）B；（2）CDE；（3）kme2r；（4【点评】本题考查了量子力学相关知识。掌握核聚变、核裂变遵循的规律，光电效应发生的条件，玻尔原子结构模型和原子能级跃迁的规律。20．（2025•浙江）同位素614C相对含量的测量在考古学中有重要应用，其测量系统如图1所示。将少量古木样品碳化、电离后，产生的离子经过静电分析仪ESA﹣Ⅰ、磁体﹣Ⅰ和高电压清除器，让只含有三种碳同位素612C、613C、614C的C3+离子束（初速度可忽略不计）进入磁体﹣Ⅱ。磁体﹣Ⅱ由电势差为U的加速电极P，磁感应强度为B、半径为R的四分之一圆弧细管道和离子接收器F构成。通过调节U，可分离612C、613C、614C三种同位素，其中612C、613C的（1）写出中子与714N发生核反应生成614C，以及614C（2）根据图2写出612C的C3+离子所对应的U值，并求磁感应强度B的大小（计算结果保留两位有效数字。已知R＝0.2m，原子质量单位u＝1.66×10﹣27kg，元电荷e＝1.6×10﹣19（3）如图1所示，ESA﹣Ⅱ可简化为间距d＝5cm两平行极板，在下极板开有间距L＝10cm的两小孔，仅允许入射角φ＝45°的614C离子通过。求两极板之间的电势差U（4）对古木样品，测得614C与612C离子数之比值为4×10﹣13；采用同样办法，测得活木头中614C与612C的比值为1.2×10﹣12，由于它与外部环境不断进行碳交换，该比例长期保持稳定。试计算古木被砍伐距今的时间（已知614C的半衰期约为【考点】核反应前后质量数、质子数、中子数、核子数等参数的关系；匀强电场中电势差与电场强度的关系．【专题】定量思想；推理法；带电粒子在复合场中的运动专题；衰变和半衰期专题；推理论证能力．【答案】（1）中子与氮核发生核反应生成程614C的核反应方程式为01n+717N→1（2）612C的C3+离子所对应的U值为1.94×106V，并求磁感应强度B的大小为（3）两极板之间的电势差为1.6×106V；（4）古木被砍伐距今的时间8957年。【分析】（1）根据质量数守恒和电荷数守恒写出核反应方程；（2）由动能定理分析带电粒子在电场中的加速运动，再由洛伦兹力提供向心力分析粒子在磁场中的运动；（3）根据类平抛规律分析求解；（4）根据半衰期的定义分析求解。【解答】解：（1）中子与714N发生核反应生成程6614C的发生β衰变生成714（2）在加速电场中，由动能定理得qU=12解得：v=磁场中，洛伦兹力提供向心力得：qvB=联立解得：v=qBRm，相比613C，612C的比荷更大，通过圆形管道所需要的电压更大，通过图2可知当电压为1.94×106V时，613C与612C的离子数百分比为100%，故由：U=qB2R2将m＝12u，q＝3e，U＝1.94×106V，R＝0.2m，代入解得B＝2.0T（3）由：v=qBRm，将m＝14u，q＝3e，B＝2.0T，R＝0.2m，代入解得614C由题意知，614C粒子在板间做类斜抛运动，水平方向有vx=2竖直方向有vy0=22v1，a=qU代入数据解得：U（4）古木中614C与612C比值是活木头中的13，说明经过衰变后6则有(解得n=则砍伐时间t=117×5700答：（1）中子与氮核发生核反应生成程614C的核反应方程式为01n+717N→1（2）612C的C3+离子所对应的U值为1.94×106V，并求磁感应强度B的大小为（3）两极板之间的电势差为1.6×106V；（4）古木被砍伐距今的时间8957年。【点评】本题考查了核反应方程式的写法，半衰期，粒子在复合场中的运动，是小型的综合题。

考点卡片1．匀强电场中电势差与电场强度的关系【知识点的认识】一、电势差与电场强度的关系式1．关系式：U＝Ed或者E=U2．适用条件：只有在匀强电场中才有这个关系。3．注意：式中d是指沿电场方向两点间的距离。4．方向关系：场强的方向就是电势降低最快的方向。由于电场线跟等势面垂直，只有沿电场线方向，单位长度上的电势差才最大，也就是说电势降落最快的方向为电场强度的方向。但电势降落的方向不一定是电场强度方向。二、对公式U＝Ed的理解1．从变形公式E=U2．公式中的d可理解为匀强电场中两点所在等势面之间的距离。3．对于非匀强电场，用公式E=Ud可以定性分析某些问题。例如等差等势面E越大处，现在举例来说明公式E=Ud在非匀强电场中的应用。如图所示，A、B、C是同一电场线上的三点，且AB=BC，由电场线的疏密程度可以看出EA＜EB＜EC，所以AB间的平均场强比BC间的小，即E→AB＜EBC，又因为UAB=AB•E→AB，UBC=BC•三、电场强度与电势差的比较物理量电势差U电场强度E定义（1）电场中任意两点的电势之差，UAB＝φA﹣φB（2）电荷在电场中两点间移动时，静电力所做的功跟电荷量的比值放入电场中某一点的电荷受到的静电力跟它的电荷量的比值定义式U=WE=F意义描述了电场的能的性质描述了电场的力的性质大小数值上等于单位正电荷从一点移到另一点时，静电力所做的功数值上等于单位电荷受到的力方向标量，无方向规定为正电荷在该点所受静电力的方向联系在匀强电场中有U＝Ed【命题方向】如图，在光滑绝缘的水平面上，有一静止在A点质量为m＝1×10﹣3kg、带正电q＝10﹣3C的小球，现加一水平方向的匀强电场使小球由A点运动到B点，已知A、B两点间距离为L＝0.1m，电势差为UAB＝20V．（1）判断匀强电场的场强方向；（2）求电场强度的大小；（3）求小球到达B点时的速率．分析：（1）带正电的小球加一水平方向的匀强电场使小球从静止由A点运动到B点，根据运动情况判断匀强电场的场强方向；（2）根据电势差与电场强度的关系求解电场强度的大小（3）根据动能定理求解小球到达B点时的速率解答：（1）带正电的小球加一水平方向的匀强电场使小球从静止由A点运动到B点，所以匀强电场的场强方向为由A指向B．（2）根据电势差与电场强度的关系得：UAB＝Ed＝0.1E＝20V所以E＝200V/m（3）根据动能定理研究小球由A点运动到B点，qU=v＝210m/s答：（1）匀强电场的场强方向为由A指向B．（2）电场强度的大小是200V/m；（3）小球到达B点时的速率是210m/s．点评：理解和掌握电场中各个物理量之间的关系，在具体题目中能熟练的应用．【解题方法点拨】U＝Ed关系的应用：公式U＝Ed中d是沿场强方向的两点间的距离或两等势面间的距离，而U是这两点间的电势差。这一定量关系只适用于匀强电场，变形后E=Ud，用它可求2．光电效应的条件和判断能否发生光电效应【知识点的认识】发生光电的条件是：入射光的频率大于金属的截止频率（或者说说入射光的光子的能量大于金属的逸出功）。【命题方向】现有a、b、c三束单色光，其波长关系为λa＞λb＞λc．用b光束照射某种金属时，恰能发生光电效应．若分别用a光束和c光束照射该金属，则可以断定（）A、a光束照射时，不能发生光电效应B、c光束照射时，不能发生光电效应C、a光束照射时，释放出的光电子数目最多D、c光束照射时，释放出的光电子的最大初动能最小分析：根据光电效应的条件：γ＞γ0，而λ=cγ，判断出a解答：AB、波长关系为λa＞λb＞λc，则γa＜γb＜γc．b光束照射某种金属时，恰能发生光电效应，根据光电效应的条件，a光照射不能发生光电效应，c光照射能发生光电效应。故A正确，B错误。C、放出的光电子数目与入射光的频率无关，由入射光的强度决定。故C错误。D、根据光电效应方程：Ekm=hcλ-W故选：A。点评：解决本题的关键掌握光电效应的条件，光电效应方程及单位时间内放出光电子的数目由入射光的强度决定．【解题思路点拨】只有当入射光的频率大于金属的截止频率时，才能发生光电效应，否则，就算光照再强也不可能发生。3．光子与光子的能量【知识点的认识】1.爱因斯坦认为电磁波本身的能量也是不连续的，即认为光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，频率为v的光的能量子为hν，其中，h为普朗克常量。这些能量子后来称为光子。2.光子的能量为：ɛ＝hν。【命题方向】根据爱因斯坦光子说，1个光子的能量等于（h为普朗克常量，c、λ为真空中的光速和波长）（）A、λhB、hλC、hλ分析：根据ɛ＝hν可以求一个光子的能量，而真空中的光速和波长、频率之间的关系为：c＝λν．解答：根据爱因斯坦光子说，1个光子的能量ɛ＝hν，其中ν为光子的频率，而光速c＝λν，故一个光子的能量E＝hcλ，故D故选：D。点评：掌握了单个光子的能量表达式和光速c与波长λ、频率γ的关系式即可顺利解决此类题目．【解题思路点拨】光子的能量大小为ɛ＝hν。4．氢原子光谱及巴耳末公式【知识点的认识】1.原子内部电子的运动是原子发光的原因，因此光谱分析是探索原子结构的一条重要途径。2.光谱的结果显示氢原子只能发出一系列特定波长的光（1）巴耳末系①1885年，瑞士科学家巴耳末对当时已知的氢原子在可见光区的四条谱线，即图中Hα、Hβ，Hγ，Hδ。谱线作了分析，发现这些谱线的波长入满足一个简单的公式，即1λ=R∞（122-1n2），（式中R是里德伯常量，R∞＝1.10×107m﹣1，这个公式称为巴耳末公式，式中的n只能取整数，它确定的这一组谱线称为巴耳末系。②巴耳末公式的意义：以简洁的形式反映了氢原子的线状光谱的特征。（2）其他线系除了巴耳末系，后来发现的氢光谱在红外和紫外光区的其他谱线也都满足与巴耳末公式类似的关系式。【命题方向】对于巴耳末公式1λA、此公式是巴耳末在研究氢光谱特征时发现的B、此公式中n可以取任意值，所以氢原子光谱是连续的C、此公式中n只能取整数，故氢原子光谱是线状谱D、此公式不但适用于氢原子光谱，还适用于其他原子光谱分析：此公式是巴耳末在可见光的14条谱线分析时发现的，式中的n只能取整数，不能连线取值，且从3，4，…开始取，只能适用于氢光谱，及红外与紫外区．解答：A、当在研究氢光谱特征时发现的巴耳末公式，公式1λ=R(1B、此公式中n不可以取任意值，只能取整数，且从3，4，…开始取，氢原子光谱是不连续的，故B错误；C、公式中n只能取整数，故氢原子光谱是线状谱，故C正确；D、公式只能适用于氢原子光谱，及氢光谱在红外与紫外区的其他谱线，故D错误；故选：AC。点评：考查巴耳末公式的发现、适用范围，及注意因n的取值，出现不连续值，同时理解此公式的局限性．【解题思路点拨】1.氢原子光谱的特点在氢原子光谱图中的可见光区内，由右向左，相邻谱线间的距离越来越小，表现出明显的规律性。2.巴耳末公式（1）巴耳末对氢原子光谱的谱线进行研究并得到了公式1λ=R∞（（2）公式中只能取n多3的整数，不能连续取值，波长是分立的值。3.其他谱线除了巴耳末系，氢原子光谱在红外和紫外光区的其他谱线，也都满足与巴耳末公式类似的关系式。4.对巴耳末公式的理解（1）巴耳末公式反映氢原子发光的规律特征，不能描述其他原子。（2）公式中n只能取整数，不能连续取值，因此波长也只是分立的值。（3）公式是在对可见光区的四条谱线分析总结出来的，在紫外区的谱线也适用。5．玻尔原子理论的基本假设【知识点的认识】玻尔原子理论的基本假设1.轨道量子化（1）原子中的电子库仑引力的作用下，绕原子核做圆周运动。（2）电子绕核运动的轨道是量子化的。（3）电子在这些轨道上绕核的转动是稳定的，不产生电磁辐射。2.定态（1）能级：电子在不同轨道上运动时，原子处于不同的状态，具有不同的能量，这些量子化的能量值叫作能级。（2）定态：原子中具有确定能量的稳定状态。（3）基态：能量最低的状态。（4）激发态：除基态之外的其他状态。3.频率条件：当电子从能量较高的定态轨道（其能量记为En）跃迁到能量较低的定态轨道（能量记为Em，m＜n）时，会放出能量为hν的光子（h是普朗克常量），这个光子的能量由前后两个能级的能量差决定，即hν＝En﹣Em，反之，当电子吸收光子时会从能量较低的定态轨道跃迁到能量较高的定态轨道，吸收的光子的能量同样由频率条件决定。【命题方向】根据玻尔理论，以下说法正确的是（）A、电子绕核运动有加速度，就要向外辐射电磁波B、处于定态的原子，其电子做变速运动，但它并不向外辐射能量C、原子内电子的可能轨道是不连续的D、原子能级跃迁时，辐射或吸收光子的能量取决于两个轨道的能量差分析：根据玻尔的氢原子理论，知轨道、原子的能量都是量子化的，吸收光子，能量增大，辐射光子，能量减小，能量取决于两个轨道的能量差，电子绕核运动，但它并不向外辐射能量．解答：A、氢原子具有的稳定能量状态称为定态，电子绕核运动，但它并不向外辐射能量。故A错误，B正确。C、氢原子轨道是量子化的，不连续。故C正确。D、氢原子在辐射光子时，能量减小，吸收光子，能量增加，能级间跃迁吸收的光子必须等于两能级间的能级差，才能被吸收发生跃迁。故D正确。故选：BCD。点评：解决本题的关键知道玻尔理论的内容，以及知道能级间跃迁所满足的规律．【解题思路点拨】对玻尔模型的理解1.轨道量子化（1）轨道半径只能够是一些不连续的.某些分立的数值。（2）氢原子的电子最小轨道半径r1＝0.053nm，其余轨道半径满足rn＝n2r1，式中n称为量子数，对应不同的轨道，只能取正整数。2.能量量子化（1）不同轨道对应不同的状态，在这些状态中，尽管电子做变速运动，却不辐射能量，因此这些状态是稳定的，原子在不同状态有不同的能量，所以原子的能量也是量子化的。（2）基态：原子最低的能量状态称为基态，对应的电子在离核最近的轨道上运动，氢原子基态能量E1＝﹣13.6eV。（3）激发态；除基态之外的其他能量状态称为激发态，对应的电子在离核较远的轨道上运动。氢原子各能级的关系为：En=1n2E1（E1＝﹣13.6eV，n＝1，23.跃迁原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能量差决定，即高能级En低能级Em。6．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。7．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。8．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。9．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。10．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。11．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。12．人工核反应【知识点的认识】1，定义：人工核反应是指通过人为的方式，利用射线（通常是用高速粒子）来轰击某些元素的原子核，使之发生核反应，这就叫“人工核反应”。2.当初卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，产生了氧的一种同位素——氧17和一个质子，即49Be+24He这是人类第一次实现的原子核的人工转变。3.其他人工核反应还有：查德威克发现质子的反应：24He+714N居里夫人发现正电子的反应：1327Al+24He1530P→14【命题方向】卢瑟福通过实验首次实现了原子核的人工转变，其核反应方程为：24He+714N→A、通过该实验发现了质子B、实验中是α粒子轰击氮核的C、原子核在人工转变的过程中，电荷数一定守恒D、原子核的人工转变是指物质自发地放出射线的现象分析：卢瑟福用α粒子轰击氮核首次实现了原子核的人工转变，并发现了质子，注意核反应方程质量数和电荷数是守恒的。解答：卢瑟福用α粒子轰击氮核首次实现了原子核的人工转变，并发现了质子，故AB正确；核反应方程质量数和电荷数是守恒的，故C正确；原子核的人工转变是指人利用高能粒子使原子核发生转变，故D错误；故选：D。点评：对于物理学发展历史上几个重要的核反应方程如质子发现、中子等核反应方程要熟练掌握并能了解当时的历史背景。【解题思路点拨】1.人工核反应的一个典型特征是用某种射线（高速粒子流）轰击某些元素的原子核从而引发核反应，所以核反应中一般会有某种射线，常见的是α射线。2.人工核反应的书写要遵循质量数守恒和电荷数守恒。13．结合能与比结合能的概念及物理意义【知识点的认识】1.结合能和比结合能的概念：结合能：原子核是核子凭借核力结合在一起构成的，要把它们分开，也需要能量，这就是原子核的结合能。这个能量也是核子结合成原子核而释放的能量。比结合能：组成原子核的核子越多，它的结合能越大。原子核的结合能与核子数之比，叫作比结合能，也叫作平均结合能。2.比结合能的物理意义：比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定。【命题方向】下列关于核力与结合能的说法中正确的是（）A、将原子核拆散成核子所吸收的能量与核子结合成原子核所放出的能量相同B、核力与万有引力性质相同C、核力只存在于相邻的核子之间D、核子数越多，原子核越稳定分析：根据爱因斯坦质能方程，分析将原子核拆散成核子所吸收的能量与核子结合成原子核所放出的能量关系．核力与万有引力性质不同．核力只存在于相邻的核子之间．比结合能越大，原子核越稳定．解答：A、将原子核拆散成核子与核子结合成原子核两个过程质量的变化相等，根据爱因斯坦质能方程得知，将原子核拆散成核子所吸收的能量与核子结合成原子核所放出的能量相同。故A正确。B、核力与万有引力性质不同，核力只存在于相邻之前，而万有引力存在于宇宙万物之间。故B错误。C、核力是短程力，作用范围在1.5×10﹣15m，原子核的半径数量级在10﹣15m，所以核力只存在于相邻的核子之间。故C正确。D、核子数越多，原子核不一定越稳定，应是比结合能越大，原子核越稳定。故D错误。故选：AC。点评：本题考查对核力、核能的理解．核力是自然界四种基本作用力之一，与万有引力性质、特点不同．【解题思路点拨】1.结合能和比结合能反映了原子核的能量特点。比结合能等于结合能除以核子数。2.比结合能越大，表明原子核越稳定。3.结合能是杷一个原子核中的核子分开成一个个孤立核子所需的最小能量，这个能量也是核子结合成原子核而释放的能量。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→23