2026年高考物理复习新题速递之原子核与核技术

第51页（共51页）2026年高考物理复习新题速递之原子核与核技术一．选择题（共10小题）1．2024年5月24日，《自然》杂志上发表了一项成果——首次利用放射性元素钷（Pm）制造出一种化学复合物（钷配位复合物）。钷可用某种粒子a照射钕（Nd）获得：a+60146Nd→61147Pm+-10e；钷具有放射性，衰变为钐（Sm）并释放粒子A．中子、电子 B．质子、电子 C．中子、正电子 D．电子、中子2．长城北京段考古成果发布，此次长城调查首次使用“碳14”技术判断出该区域长城修建的年代。其核反应方程为614C→714NA．X为α粒子 B．X粒子是由原子核内部的质子转化为中子产生的，具备一定的电离能力 C．100个碳14原子核经过5730年后一定还有50个未衰变 D．该核反应过程存在质量亏损3．下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是（）A．甲图中，原子核D和E聚变成原子核F要吸收能量 B．乙图中，若氢原子从n＝2能级跃迁到n＝1能级时辐射出A光，只要用波长小于A光波长的光照射，都能使氢原子从n＝1跃迁到n＝2 C．丙图中，卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，得出原子的核式结构模型 D．丁图中，汤姆孙通过对阴极射线的研究揭示了原子核内还有复杂结构4．96242Cm是超钚元素锔重要的同位素，最早由西博格等人于1944年人工制成。96242Cm的衰变方程为：96242A．a＝1，b＝3 B．a＝2，b＝4 C．a＝2，b＝3 D．a＝1，b＝45．利用放射性元素衰变可测定百年以来现代沉积物的绝对年代和沉积速率，这种测年法是一种高精度的地质年代测定技术。我国利用放射性元素衰变测定沉积物年龄的应用最早可追溯到20世纪60年代左右。其中铀﹣钍测年法利用的衰变方程为92A．衰变方程中的X是2B．升高温度可以加快92234C．92234U与D．92234U半衰期为T，若有4个92234U6．碘131是碘的一种放射性同位素，半衰期为8天。碘131发生β衰变时变成氙131，发出的β射线可用于治疗甲状腺疾病。下列说法正确的是（）A．β射线的实质是高速电子，说明碘131原子核内存在电子 B．β衰变的本质是原子核中一个中子转变为质子，同时放出一个电子 C．经过16天，患者体内的碘131全部发生衰变 D．碘131原子核的比结合能比氙131原子核的比结合能大7．碳14是碳元素的一种具有放射性的同位素，被广泛应用于化学、医学、生物学及考古学等领域，某古生物化石中碳14在碳原子中所占的比例是现代生物中的116A．碳14比它的同位素碳12多两个质子 B．碳14的比结合能大于它的同位素碳12 C．碳14发生β衰变的核反应方程为614CD．该古生物化石经历了16个半衰期8．在过去漫长的40亿年岁月里，大量来自太阳风的氦—3粒子得以持续不断地抵达月球，并在月壤内“安营扎寨”。据科学家估算，月球表层10至50米深的土壤内，氦—3的储量极为可观，约有100万吨之多。如果实现了氘与氦—3核聚变反应，月球上丰富的氦—3资源将为人类持续提供长达一万年以上能源需求的燃料，这无疑为人类面临的能源危机带来了曙光，一个氦—3核和一个氘核聚变生成一个氦—4核和另外一个粒子X，X为（）A．中子 B．质子 C．电子 D．正电子9．2025年3月，国内首款碳14核电池原型机“烛龙一号”研制成功。该核电池工作原理是：碳14衰变为氮14并释放β粒子，半导体材料捕获这些β粒子并转化为电流。碳14的半衰期长达5730年，下列说法正确的是（）A．当环境温度升高时，“烛龙一号”中碳14的半衰期会变长 B．经过5730年后，“烛龙一号”中的碳14将全部发生衰变 C．“烛龙一号”的使用寿命只有几十年 D．碳14衰变过程中，质量数和电荷数都守恒10．氡（Rn﹣222）是一种室内空气污染物，联合国原子辐射效应科学委员会估计，人体受到来自天然的辐射中，氡及其子体的贡献占54%。Rn﹣222常常存在于刚装修好的房间中，因此刚装修好的房子需要空置一段时间后方可入住。已知Rn﹣222的半衰期为3.8天，为使房间内的Rn﹣222放射性降低到初始值的0.1%，则大约需要多久方可入住（）A．20天 B．40天 C．60天 D．80天二．多选题（共8小题）（多选）11．下列说法正确的是（）A．卢瑟福的α粒子散射实验说明了原子的核式结构模型 B．铀核（92238U）衰变为铅核（82206Pb）的过程中，要经过8次α衰变和10C．若使放射性物质的温度升高，其半衰期将不变 D．玻尔在研究原子结构中引进了量子化的观念，并指出氢原子从低能级跃迁到高能级要吸收光子（多选）12．历史上，为了研究原子、原子核的性质，科学家们做了大量的实验研究，下面四幅示意图中说法正确的是（）A．卢瑟福根据图①的α粒子散射实验结果提出了原子核式结构模型 B．图②表示的重核裂变的核反应方程为：92C．图③中向左偏转的是β射线，向右偏转的是α射线，不偏转的是γ射线 D．用图④中一群处于n＝3能级的氢原子发出的光照射逸出功为3.34eV的锌板，能发生光电效应（多选）13．原子核的比结合能（平均结合能）曲线如图所示，下列说法正确的是（）A．12HB．56144Ba核比C．24He核比D．两个12H核结合（多选）14．614C呼气试验可用于检测胃部有无感染幽门螺杆菌，通过检测呼出的CO2是否具有放射性即可诊断。已知614C发生A．X的核电荷数为7 B．β射线的穿透能力比γ射线的穿透能力强 C．614C的结合能大于D．衰变中产生的电子是6（多选）15．在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核(ZAX)发生了一次α衰变。放射出的α粒子(24He)在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为A．新核Y在磁场中做圆周运动的半径为RYB．α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，且电流大小为I=C．若衰变过程中释放的核能都转化为α粒子和新核的动能，则衰变过程中的质量亏损为Δm=D．发生衰变后产生的α粒子与新核Y在磁场中的运动轨迹正确的是图丙（多选）16．月球储藏了大量可控核聚变理想燃料氦(23A．该反应属于α衰变 B．Y是质子 C．23He的比结合能小于D．该反应中生成物的总质量大于反应物的总质量（多选）17．一个原子核47Be俘获一个电子-10e，可生成一个新原子核A．原子核X是3B．核反应前后总质子数不变 C．核反应前后总中子数不变 D．核反应前后总质量数不变（多选）18．2025年6月，我国秦山核电基地宣布成功实现医用同位素镥﹣177的量产，标志着该领域的重大突破。镥﹣177衰变方程为71177Lu→72177Hf+X，已知71177Lu的半衰期为6.7天，单个71177LuA．粒子X为α粒子 B．71177Lu的比结合能小于C．单个71177LuD．1mol的71177Lu经过13.4三．解答题（共2小题）19．2022年10月19日下午，中国新一代“人造太阳”装置（HL﹣2M等离子体电流突破100万安培（1兆安）），创造了中国可控核聚变装置运行新纪录，标志着我国核聚变研发距离聚变点火迈进重要一步，跻身国际第一方阵，技术水平居国际前列。“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电。已知氘（12H）核的质量为2.0136u，中子的质量为1.0087u，23He核的质量为3.0150u。两个速率相等的氘核对心碰撞聚变成23He（1）写出该核反应方程。（2）该核反应释放的核能为多少（结果保留三位有效数字）。（3）若两个氘核以相同的动能Ek＝0.35MeV正碰而发生核聚变，同时释放出一对向相反方向运动的光子，每个光子的能量为0.5MeV，求生成的220．氡（86222Rn）是一种天然的放射性元素，氡核发生衰变后变成钋核（84218Po），氡的衰变规律如图所示。已知86222Rn核质量为m1＝222.0175u，84218Po核质量为m2＝218.0089u（1）写出衰变方程；（2）原子核86222Rn衰变为（3）假设一块矿石中含有4kg的86222Rn，经过19

2026年高考物理复习新题速递之原子核与核技术（2025年10月）参考答案与试题解析一．选择题（共10小题）题号12345678910答案ADCBABCBDB二．多选题（共8小题）题号1112131415161718答案ACDADCDADACBCADBC一．选择题（共10小题）1．2024年5月24日，《自然》杂志上发表了一项成果——首次利用放射性元素钷（Pm）制造出一种化学复合物（钷配位复合物）。钷可用某种粒子a照射钕（Nd）获得：a+60146Nd→61147Pm+-10e；钷具有放射性，衰变为钐（Sm）并释放粒子A．中子、电子 B．质子、电子 C．中子、正电子 D．电子、中子【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．【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】根据质量数守恒和电荷数守恒判断反应方程。【解答】解：根据核反应过程电荷数和质量数守恒可知：粒子a、b分别为中子、电子。故A正确，BCD错误。故选：A。【点评】解决本题的关键知道在核反应过程中电荷数守恒、质量数守恒，属于基本知识的考查。2．长城北京段考古成果发布，此次长城调查首次使用“碳14”技术判断出该区域长城修建的年代。其核反应方程为614C→714NA．X为α粒子 B．X粒子是由原子核内部的质子转化为中子产生的，具备一定的电离能力 C．100个碳14原子核经过5730年后一定还有50个未衰变 D．该核反应过程存在质量亏损【考点】质能方程的内容和表达式；核反应前后质量数、质子数、中子数、核子数等参数的关系；原子核的半衰期及影响因素．【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β衰变的实质结合质量数守恒和电荷数守恒判断；β粒子电离本领比γ光子强；半衰期是放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间具有统计规律；结合质能方程分析。【解答】解：A．核反应方程为614C→714N+X，根据质量数守恒和电荷数守恒可得X的质量数为0，电荷数为﹣1B．β粒子是由原子核内部的中子产生的，即01nC．半衰期是针对大量放射性元素的原子核的统计规律，对少量放射性元素的原子核不适用，故C错误；D．衰变过程放出能量，根据质能方程可知衰变过程存在质量亏损，故D正确。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。3．下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是（）A．甲图中，原子核D和E聚变成原子核F要吸收能量 B．乙图中，若氢原子从n＝2能级跃迁到n＝1能级时辐射出A光，只要用波长小于A光波长的光照射，都能使氢原子从n＝1跃迁到n＝2 C．丙图中，卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，得出原子的核式结构模型 D．丁图中，汤姆孙通过对阴极射线的研究揭示了原子核内还有复杂结构【考点】轻核的聚变及反应条件；阴极射线与阴极射线管的应用；卢瑟福α粒子散射实验；分析能级跃迁过程中的能量变化（吸收或释放能量）．【专题】定性思想；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】C【分析】核子的平均质量减小，发生质量亏损；根据发生能级跃迁的条件分析；卢瑟福根据α粒子散射实验结果，得出原子的核式结构模型；汤姆孙通过对阴极射线的研究揭示了原子有一定结构。【解答】解：A.甲图中，原子核D和E聚变成原子核F要吸收能量，核子的平均质量减小，发生质量亏损，所以在该反应过程要放出能量，故A错误；B.根据能级间跃迁辐射的光子能量等于两能级间的能级差，若氢原子从n＝2能级跃迁到n＝1能级时辐射出A光，只有用波长等于A光波长的光照射，才能使氢原子从n＝1跃迁到n＝2，故B错误；C.丙图中，卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，得出原子的核式结构模型，故C正确；D.天然放射现象的发现揭示了原子核内还有复杂结构，丁图中，汤姆孙通过对阴极射线的研究揭示了原子有一定结构，故D错误。故选：C。【点评】掌握原子物理部分的物理学史是解题的基础。4．96242Cm是超钚元素锔重要的同位素，最早由西博格等人于1944年人工制成。96242Cm的衰变方程为：96242CmA．a＝1，b＝3 B．a＝2，b＝4 C．a＝2，b＝3 D．a＝1，b＝4【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．【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】根据质量数和电荷数守恒进行分析解答。【解答】解：根据质量数和电荷数守恒，有96242Cm→94238Pu+24He，为α粒子，则a＝2故选：B。【点评】考查核反应方程的书写规则，明确质量数和电荷数守恒思想，注意不是质量守恒，基础题。5．利用放射性元素衰变可测定百年以来现代沉积物的绝对年代和沉积速率，这种测年法是一种高精度的地质年代测定技术。我国利用放射性元素衰变测定沉积物年龄的应用最早可追溯到20世纪60年代左右。其中铀﹣钍测年法利用的衰变方程为92A．衰变方程中的X是2B．升高温度可以加快92234C．92234U与D．92234U半衰期为T，若有4个92234U【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．【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】A【分析】根据核反应方程的书写规则和半衰期以及质量亏损等知识进行分析解答。【解答】解：A．根据电荷数和质量数守恒，可知X是24HeB．半衰期不受温度的影响，只由原子核自身决定，故B错误；C．质量亏损是衰变前铀核质量与衰变后钍核、α粒子总质量的差值，而非仅铀与钍的质量差，故C错误；D．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，不能分析几个原子核的衰变情况，故D错误。故选：A。【点评】考查核反应方程的书写规则和半衰期以及质量亏损等知识，会根据题意进行准确分析解答。6．碘131是碘的一种放射性同位素，半衰期为8天。碘131发生β衰变时变成氙131，发出的β射线可用于治疗甲状腺疾病。下列说法正确的是（）A．β射线的实质是高速电子，说明碘131原子核内存在电子 B．β衰变的本质是原子核中一个中子转变为质子，同时放出一个电子 C．经过16天，患者体内的碘131全部发生衰变 D．碘131原子核的比结合能比氙131原子核的比结合能大【考点】结合能与比结合能的概念及物理意义；β衰变的特点、本质及方程；半衰期的相关计算．【专题】定量思想；归纳法；衰变和半衰期专题；理解能力．【答案】B【分析】根据β衰变的本质是一个中子转化为一个质子，同时产生一个电子分析；根据半衰期的定义计算；衰变是朝着比结合能大的方向进行的。【解答】解：AB、碘131原子核内存在质子和中子，β衰变的本质是一个中子转化为一个质子，同时产生一个电子，电子释放出去即为β粒子。所以β衰变后原子序数增加1，碘131变成氙131，故A错误，B正确；C、碘131半衰期为8天，说明每经过一个半衰期有半数核子发生衰变，经过16天，两个半衰期，原来的碘131剩下(12)2=D、衰变是朝着比结合能大的方向进行的，所以氙131原子核的比结合能比碘131原子核的比结合能大，故D错误。故选：B。【点评】知道β衰变的本质，以及涉及到半衰期问题的计算是解题的基础。7．碳14是碳元素的一种具有放射性的同位素，被广泛应用于化学、医学、生物学及考古学等领域，某古生物化石中碳14在碳原子中所占的比例是现代生物中的116A．碳14比它的同位素碳12多两个质子 B．碳14的比结合能大于它的同位素碳12 C．碳14发生β衰变的核反应方程为614CD．该古生物化石经历了16个半衰期【考点】半衰期的相关计算；α衰变的特点、本质及方程；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；理解能力．【答案】C【分析】根据电荷数和质量数守恒、比结合能关系、半衰期的定义分析。【解答】解：A、碳14比它的同位素碳12多两个中子，质子数相同，故A错误；B、碳12比碳14更稳定，所以碳12比碳14的比结合能大，故B错误；C、根据电荷数和质量数守恒可知，碳14发生β衰变的核反应方程为614C故C正确；D、古生物化石中碳14在碳原子中所占的比例是现代生物中的116，可知古生物化石已经经过了4个半衰期，故D故选：C。【点评】本题考查对核反应方程、比结合能和半衰期的理解。8．在过去漫长的40亿年岁月里，大量来自太阳风的氦—3粒子得以持续不断地抵达月球，并在月壤内“安营扎寨”。据科学家估算，月球表层10至50米深的土壤内，氦—3的储量极为可观，约有100万吨之多。如果实现了氘与氦—3核聚变反应，月球上丰富的氦—3资源将为人类持续提供长达一万年以上能源需求的燃料，这无疑为人类面临的能源危机带来了曙光，一个氦—3核和一个氘核聚变生成一个氦—4核和另外一个粒子X，X为（）A．中子 B．质子 C．电子 D．正电子【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】根据质量数和电荷数守恒进行分析解答。【解答】解：根据核反应前后满足质量数和核电荷数守恒，可知23He+12H→故选：B。【点评】考查质量数和电荷数守恒，会根据题意进行准确分析解答。9．2025年3月，国内首款碳14核电池原型机“烛龙一号”研制成功。该核电池工作原理是：碳14衰变为氮14并释放β粒子，半导体材料捕获这些β粒子并转化为电流。碳14的半衰期长达5730年，下列说法正确的是（）A．当环境温度升高时，“烛龙一号”中碳14的半衰期会变长 B．经过5730年后，“烛龙一号”中的碳14将全部发生衰变 C．“烛龙一号”的使用寿命只有几十年 D．碳14衰变过程中，质量数和电荷数都守恒【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】D【分析】根据半衰期的概念和理解，质量数和电荷数守恒知识进行分析解答。【解答】解：A.放射性元素的半衰期是由原子核自身因素决定，与温度等外界条件无关，故A错误；B.根据半衰期的理解，经过5730年后，“烛龙一号”中的碳14只有一半发生衰变，故B错误；C.碳14的半衰期长达5730年，因此理论上“烛龙一号”使用寿命也长达几千年，故C错误；D.原子核衰变的过程中，质量数守恒，电荷数也守恒，故D正确。故选：D。【点评】本题考查原子核的衰变，半衰期问题，关键是理解半衰期的内容，难度较低。10．氡（Rn﹣222）是一种室内空气污染物，联合国原子辐射效应科学委员会估计，人体受到来自天然的辐射中，氡及其子体的贡献占54%。Rn﹣222常常存在于刚装修好的房间中，因此刚装修好的房子需要空置一段时间后方可入住。已知Rn﹣222的半衰期为3.8天，为使房间内的Rn﹣222放射性降低到初始值的0.1%，则大约需要多久方可入住（）A．20天 B．40天 C．60天 D．80天【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】根据半衰期的计算公式进行分析解答。【解答】解：根据半衰期公式mm0=(12)tτ，代入数据可知tτ=log0.50.001=lo故选：B。【点评】考查半衰期的应用，理解放射性元素的半衰期和射线危害，难度较低。二．多选题（共8小题）（多选）11．下列说法正确的是（）A．卢瑟福的α粒子散射实验说明了原子的核式结构模型 B．铀核（92238U）衰变为铅核（82206Pb）的过程中，要经过8次α衰变和10C．若使放射性物质的温度升高，其半衰期将不变 D．玻尔在研究原子结构中引进了量子化的观念，并指出氢原子从低能级跃迁到高能级要吸收光子【考点】原子核的半衰期及影响因素；卢瑟福α粒子散射实验；α衰变的特点、本质及方程；计算α和β衰变的次数．【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】ACD【分析】根据卢瑟福用α粒子轰击原子而产生散射的实验，提出了原子核式结构模型；玻尔在研究原子结构中引进了量子化的观念，成功解释了氢光谱；半衰期与温度无关；根据电荷数守恒与质量数守恒判定经过α衰变和β衰变的次数。【解答】解：A.卢瑟福用α粒子轰击原子而产生散射的实验，在分析实验结果的基础上，他提出了原子核式结构模型，故A正确；B.发生α衰变是放出24He，β衰变是放出电子-10e，设发生了x次α衰变和y次β衰变，则根据质量数和电荷数守恒有2x﹣y+82＝92，4x+206＝238，得x＝8，y＝6，故衰变过程中共有8次αC.半衰期由放射性元素本身的特点决定，与温度无关，故C正确；D.玻尔认为，围绕原子核运动的电子轨道半径只能是某些分离的数值，原子在不同轨道对应不同状态，具有不同的能量，这就是量子化的概念；根据玻尔的跃迁假设，氢原子从低能级跃迁到高能级要吸收光子，故D正确。故选：ACD。【点评】本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一。（多选）12．历史上，为了研究原子、原子核的性质，科学家们做了大量的实验研究，下面四幅示意图中说法正确的是（）A．卢瑟福根据图①的α粒子散射实验结果提出了原子核式结构模型 B．图②表示的重核裂变的核反应方程为：92C．图③中向左偏转的是β射线，向右偏转的是α射线，不偏转的是γ射线 D．用图④中一群处于n＝3能级的氢原子发出的光照射逸出功为3.34eV的锌板，能发生光电效应【考点】核裂变的反应方程；卢瑟福α粒子散射实验；原子能级跃迁与光电效应的结合；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】AD【分析】根据卢瑟福α粒子散射实验、质量数和电荷数守恒以及各种射线在磁场中的偏转和光电效应的条件进行分析解答。【解答】解：A.卢瑟福根据α粒子散射实验结果，少数α粒子发生了大角度偏转，提出了原子核式结构模型，故A正确；B.根据重核裂变的核反应方程92235UC.根据左手定则可知，图③中向左偏转的是α射线，向右偏转的是β射线，不偏转的是γ射线，故C错误；D.一群处于n＝3能级的氢原子发出的光的光子能量的最大值为﹣1.51eV﹣（﹣13.6eV）＝12.09eV＞3.34eV，可知，能使逸出功为3.34eV的锌板发生光电效应，故D正确。故选：AD。【点评】考查卢瑟福α粒子散射实验、质量数和电荷数守恒以及各种射线在磁场中的偏转和光电效应的条件，会根据题意进行准确分析解答。（多选）13．原子核的比结合能（平均结合能）曲线如图所示，下列说法正确的是（）A．12HB．56144Ba核比C．24He核比D．两个12H核结合【考点】比结合能随质量数变化的曲线；结合能与比结合能的概念及物理意义．【专题】定量思想；方程法；重核的裂变和轻核的聚变专题；理解能力．【答案】CD【分析】根据原子核的比结合能相关知识，通过比结合能曲线来判断各选项的正误。需要明确比结合能（平均结合能）、结合能的概念及关系，以及比结合能与原子核稳定性的关系，还有核反应中能量的变化情况。【解答】解：A、根据题意分析可知，12H核的比结合能约为1MeV，12H核的结合能约为B、由图像可知，56144Ba核比92235U的比结合能略大，但56144Ba与92235C、根据题意分析可知，比结合能越大，原子核越稳定，由图像可知，24He核比36Li核比结合能大，所以D、根据题意分析可知，两个比结合能小的12H核结合成比结合能大的故选：CD。【点评】本题关键在于理解比结合能（平均结合能）的概念，比结合能越大原子核越稳定。对于核反应能量变化，可根据比结合能大小或质量亏损来判断。（多选）14．614C呼气试验可用于检测胃部有无感染幽门螺杆菌，通过检测呼出的CO2是否具有放射性即可诊断。已知614C发生A．X的核电荷数为7 B．β射线的穿透能力比γ射线的穿透能力强 C．614C的结合能大于D．衰变中产生的电子是6【考点】结合能与比结合能的概念及物理意义；α、β、γ射线的本质及特点；β衰变的特点、本质及方程；半衰期的相关计算．【专题】定性思想；推理法；衰变和半衰期专题；理解能力．【答案】AD【分析】根据原子核的衰变相关知识，包括衰变方程的应用、射线性质、结合能以及衰变本质。【解答】解：A、根据核反应前后核电荷数守恒可知，衰变方程为则X的核电荷数为7，故A正确；B、β射线是高速电子流，γ射线是高频电磁波（光子流），β射线的穿透能力比γ射线的穿透能力弱，故B错误；C、614C的结合能小于D、衰变中产生的电子是614C故选：AD。【点评】本题围绕衰变展开，通过衰变方程的电荷数和质量数守恒确定新核，依据射线性质、结合能概念以及衰变本质对各选项进行判断。（多选）15．在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核(ZAX)发生了一次α衰变。放射出的α粒子(24He)在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为A．新核Y在磁场中做圆周运动的半径为RYB．α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，且电流大小为I=C．若衰变过程中释放的核能都转化为α粒子和新核的动能，则衰变过程中的质量亏损为Δm=D．发生衰变后产生的α粒子与新核Y在磁场中的运动轨迹正确的是图丙【考点】爱因斯坦质能方程的应用；等效电流的计算；核反应（或粒子束）与磁场．【专题】定量思想；方程法；爱因斯坦的质能方程应用专题；推理论证能力．【答案】AC【分析】核反应过程质量数与核电荷数守恒，反应后核子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，应用牛顿第二定律求出粒子轨道半径，应用爱因斯坦质能方程分析答题。【解答】解：AD、由动量守恒可知衰变后产生的α粒子与新核Y运动方向相反，所以在磁场中运动的轨迹圆外切，根据qvB=可得R=由衰变过程中动量守恒可得Mv′＝mvα粒子的带电量为2个单位，新核的带电量为Z﹣2个单位，则RYR=2Z-2，可得RB、圆周运动的周期为T=2πmqB，环形电流为I=C、对α粒子由洛伦兹力提供向心力qvB=可得v=由质量关系可知衰变后新核Y质量为M=由衰变过程中动量守恒可得Mv′﹣mv＝0可知v′=系统增加的能量为ΔE=由质能方程可得ΔE＝Δmc2联立解得衰变过程中的质量亏损为Δm=A(qBR故选：AC。【点评】本题是原子核内容与磁场的综合，首先是衰变问题，质量数与电荷数守恒；再就是衰变前后动量守恒，衰变后做匀速圆周运动，由牛顿第二定律就能求出半径之比。（多选）16．月球储藏了大量可控核聚变理想燃料氦(23A．该反应属于α衰变 B．Y是质子 C．23He的比结合能小于D．该反应中生成物的总质量大于反应物的总质量【考点】结合能与比结合能的概念及物理意义；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】定性思想；推理法；重核的裂变和轻核的聚变专题；推理论证能力．【答案】BC【分析】根据核反应过程中质量数守恒和电荷数守恒判断生成的产物；核反应过程中质量亏损，释放核能，反应后的生成物更加稳定，比结合能更大。【解答】解：AB．根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，Y的质量数和电荷数均为1，则为质子，则该反应不属于α衰变，该反应属于轻核聚变反应，故A错误，B正确；C．反应放出能量，反应后的生成物更加稳定，比结合能更大，则23He的比结合能小于D．该反应放出核能，反应存在质量亏损，则生成物的总质量小于反应物的总质量，选项D错误。故选：BC。【点评】本题关键掌握轻核聚变的特点，知道反应过程中理解质量数守恒和电荷数守恒，比结合能的概念。（多选）17．一个原子核47Be俘获一个电子-10e，可生成一个新原子核A．原子核X是3B．核反应前后总质子数不变 C．核反应前后总中子数不变 D．核反应前后总质量数不变【考点】原子核的内部构成．【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】AD【分析】根据质量数守恒和电荷数守恒分析判断。【解答】解：A、根据核反应质量数守恒、电荷数守恒有7+0＝a4+（﹣1）＝b解得a＝7b＝3可知原子核X的质量数为7，电荷数为3，即原子核X是37LiBC、由核反应方程以及核反应质量数守恒、电荷数守恒可知，核反应前后总质子数减少了1，中子数增加了1，故BC错误；D、核反应前后质量数守恒，所以总质量数不变，故D正确。故选：AD。【点评】熟练掌握在核反应中质量数守恒和电荷数守恒是解题的基础，难度不大。（多选）18．2025年6月，我国秦山核电基地宣布成功实现医用同位素镥﹣177的量产，标志着该领域的重大突破。镥﹣177衰变方程为71177Lu→72177Hf+X，已知71177Lu的半衰期为6.7天，单个71177Lu、A．粒子X为α粒子 B．71177Lu的比结合能小于C．单个71177LuD．1mol的71177Lu经过13.4【考点】爱因斯坦质能方程的应用；β衰变的特点、本质及方程；半衰期的相关计算；结合能与比结合能的概念及物理意义．【专题】定量思想；方程法；衰变和半衰期专题；爱因斯坦的质能方程应用专题；推理论证能力．【答案】BC【分析】根据释放的粒子分析衰变的种类；结合能越大，原子核越稳定；由质能方程求解此衰变释放的能量；根据半衰期与剩余质量的关系分析。【解答】解：A．核反应方程应满足质量数守恒和电荷数守恒，所以可求得粒子X的质量数A＝177﹣177＝0，电荷数Z＝71﹣72＝﹣1，则X为-10B．X是电子，则此衰变为衰变，β衰变会放出热量，所以生成的新原子核72177Hf比反应物71177Lu的结合能大，两个原子核的质量数相同，所以C．根据质能方程可知，释放的能量为E＝Δm•c2=(m0-D．71177Lu的半衰期为6.7天，若有1mol的71177Lu，经过故选：BC。【点评】本题考查衰变过程的分析，注意守恒量的应用，在核反应中，质量数、核电荷数守恒；在衰变过程中，动量守恒、能量守恒。三．解答题（共2小题）19．2022年10月19日下午，中国新一代“人造太阳”装置（HL﹣2M等离子体电流突破100万安培（1兆安）），创造了中国可控核聚变装置运行新纪录，标志着我国核聚变研发距离聚变点火迈进重要一步，跻身国际第一方阵，技术水平居国际前列。“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电。已知氘（12H）核的质量为2.0136u，中子的质量为1.0087u，23He核的质量为3.0150u。两个速率相等的氘核对心碰撞聚变成23He并放出一个中子，已知质量亏损为（1）写出该核反应方程。（2）该核反应释放的核能为多少（结果保留三位有效数字）。（3）若两个氘核以相同的动能Ek＝0.35MeV正碰而发生核聚变，同时释放出一对向相反方向运动的光子，每个光子的能量为0.5MeV，求生成的2【考点】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；推理论证能力．【答案】（1）核反应方程为1（2）该核反应释放的核能为3.26MeV。（3）生成的23He【分析】（1）根据质量数和电荷数守恒进行分析解答。（2）根据质量亏损的公式列式进行分析解答。（3）根据动量守恒以及能量的转化和守恒定律进行分析解答。【解答】解：（1）根据质量数和电荷数守恒，该核反应方程式为1（2）该核反应的质量亏损Δm＝（2×2.0136﹣1.0087﹣3.0150）u＝0.0035u，该核反应释放的核能ΔE＝0.0035×931.5MeV≈3.26MeV。（3）两个氘核正碰而发生核聚变过程，满足动量守恒，设中子的质量为m，中子的速度大小为v1，核的质量为3m，23He核的速度大小为v2，一个光子能量E0＝0.5MeV由于碰撞前的总动量为零，动量大小满足mv1＝3mv2，根据能量守恒得12mv12+12×3m答：（1）核反应方程为1（2）该核反应释放的核能为3.26MeV。（3）生成的23He【点评】考查核反应方程的书写规则，质能方程以及动量守恒、能量的转化和守恒定律，会根据题意进行准确分析解答。20．氡（86222Rn）是一种天然的放射性元素，氡核发生衰变后变成钋核（84218Po），氡的衰变规律如图所示。已知86222Rn核质量为m1＝222.0175u，84218Po核质量为m2＝218.0089u（1）写出衰变方程；（2）原子核86222Rn衰变为（3）假设一块矿石中含有4kg的86222Rn，经过19【考点】核反应前后存在质量亏损及其计算；α衰变的特点、本质及方程；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】（1）衰变方程为86（2）释放的能量为5.589MeV；（3）经过19天后，还剩0.125kg【分析】（1）根据质量数和电荷数守恒可得衰变方程；（2）求出衰变过程的质量亏损，根据原子质量单位1u相当于931.5MeV的能量求解释放的能量；（3）根据图像求解半衰期，根据半衰期计算剩余的质量。【解答】解：（1）根据质量数和电荷数守恒可得衰变方程为（2）上述衰变过程的质量亏损为Δm＝m1﹣（m2+mα）＝0.006u释放的能量为ΔE＝Δm×931.5MeV，解得ΔE＝5.589MeV（3）由图可知，86222Rn的半衰期为剩余的质量为m答：（1）衰变方程为86（2）释放的能量为5.589MeV；（3）经过19天后，还剩0.125kg【点评】本题考查α衰变的本质、半衰期公式等内容，要熟悉课本知识，能解释生活中的问题。

考点卡片1．等效电流的计算【知识点的认识】电子绕原子核的运动可以看成等效电流。电流大小的表达式为I=推导：设电子绕核运动的半径为r，速度为v。则电子运动的周期为T=2πrv，电子的电荷量为e，相当于每隔周期T就会有电荷量为e的电荷经过某一截面，根据电流的定义式，I=q【命题方向】电子绕核运动可等效为一环形电流，设氢原子的电子以速率v在半径为r的轨道上绕核旋转，用e表示电子的电量，其等效电流为（）A、2πrevB、ev2πrC、分析：电子绕核运动可等效为一环形电流，电子运动周期T=2πrv，根据电流的定义式解答：电子绕核运动可等效为一环形电流，电子运动周期T=2根据电流的定义式I=qI=故选：B。点评：本题是利用电流强度的定义式求解电流，这是经常用到的思路．【解题思路点拨】环形电流的公式推导也可以从电流的定义式I=qt出发，先确认电荷量及对应的时间2．阴极射线与阴极射线管的应用【知识点的认识】1.阴极射线：科学家在研究稀薄气体放电时发现，由阴极发出的，能使玻璃管壁发出荧光的射线。2.电子的发现：①汤姆孙的探究方法a.让阴极射线分别通过电场和磁场，根据现象，证明它是带电的粒子流并求出了这种粒子的比荷。b.换用不同的阴极做实验，所得比荷的数值都相同，是氢离子比荷的近两千倍。c.汤姆孙研究的新现象：如光电效应、热离子发射效应和β射线等。发现不论阴极射线、热离子流、光电流还是β射线，它们都包含电子。3.阴极射线管：用来观测气体放电的装置。原理图如下：由阴极K发出的带电粒子通过缝隙A、B形成一束细细的射线。它穿过两片平行的金属板D1、D2之间的空间，到达右端带有标尺的荧光屏上。根据射线产生的荧光的位置（如P1，P2，P3，…），可以研究射线的径迹。图中产生阴极射线的机理是：管中残存气体分子中的正负电荷在强电场的作用下被“拉开”（即气体分子被电离），正电荷（即正离子）在电场加速下撞击阴极，于是阴极释放更多粒子流，形成了阴极射线。1897年，J.J.汤姆孙根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况断定，它的本质是带负电的粒子流，并求出了这种粒子的比荷。他进一步发现，用不同材料的阴极做实验，所得比荷的数值都是相同的。这说明不同物质都能发射这种带电粒子，它是构成各种物质的共有成分。【命题方向】1897年，物理学家汤姆孙正式测定了电子的比荷，说明了原子内部具有复杂结构。因此，汤姆孙的实验是物理学发展史上最著名的经典实验之一。在实验中汤姆孙采用了如图所示的气体放电管，从K极出来的阴极射线经过电场加速后，水平射入长为L的D、G两平行板间，若平行板D、G间未施加电场，在荧光屏F的中心O处将出现光点。若在D、G两板间加上电场强度大小为E、方向竖直向下的匀强电场，阴极射线将向上偏转，在D、G两板之间区域再加上垂直于纸面、磁感应强度为B的匀强磁场（图中未画出），阴极射线产生的光点恰好又回到荧光屏中心O点；接着撤去电场保留磁场，阴极射线向下偏转；离开磁场时速度偏转角为θ。只考虑D、G两板间电场和磁场对阴极射线的作用。下列说法正确的是（）A.通过上述实验，可知阴极射线带负电B.D、G两板间所加匀强磁场的方向垂直纸面向外C.阴极射线进入D、G两板间的初速度大小为vD.根据L、E、B和θ，求得阴极射线的比荷q分析：未加磁场前电子在加速电场中做匀加速直线运动，在偏转电场中做类平抛运动，离开电场后做匀速直线运动；加磁场后，电子受到电场力和洛伦兹力平衡。解答：A、依题意，在D、G两板间加上电场强度大小为E、方向竖直向下的匀强电场时，阴极射线向上偏转，可知阴极射线受到的电场力方向竖直向上，由于电场力与场强方向相反，所以该射线带负电，故A正确；B、根据题意可知，在D、G两板之间区域再加上垂直于纸面、磁感应强度为B的匀强磁场，阴极射线产生的光点恰好又回到荧光屏中心O点，可知射线受到的洛伦兹力方向竖直向下，根据左手定则，可判断在D、G两板间匀强磁场的方向垂直纸面向里，故B错误；C、当射线在电、磁场中沿直线打在荧光屏中心O点时，由于竖直方向平衡满足：Eq＝qvB，可得阴极射线进入D、G两板间的初速度大小为：v=EBD、由题意，撤去电场保留磁场时，阴极射线向下偏转；根据题意离开磁场时速度偏转角为θ，由图示的几何知识可得：sin又因为：qvB而速度：v联立以上式子，求得阴极射线的比荷：qm=Esinθ故选：AD。点评：本题考查电子在电场中的加速和偏转，难度不大，计算量较大，解题时要细心。【解题思路点拨】求解带电粒子比荷的思路（1）带电粒子在匀强电场中做类平抛运动，可利用运动的分解、运动学公式、牛顿运动定律列出相应的关系式。（2）带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，要注意通过画轨迹示意图来确定圆心位置，利用几何知识求其半径。（3）带电粒子通过相互垂直的匀强电磁场时，可使其做匀速直线运动，根据qE.一qoB可求其速度。3．卢瑟福α粒子散射实验【知识点的认识】α粒子散射实验1.α粒子从放射性物质中发射出来的快速运动的粒子，质量为氢原子质量的4倍、电子质量的7300倍。2.装置如图所示，整个装置处于真空中。3.实验结果：大量α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但有少数α粒子（约占18000）发生了大角度偏转，极少数偏转的角度甚大于90°，也就是说，它们几乎被“反弹”4.实验意义：卢瑟福通过α粒子散射实验，否定了汤姆孙的原子模型，建立了原子的核式模型。【命题方向】卢瑟福利用α粒子轰击金箔的实验研究原子结构，正确反映实验结果的示意图是（）A、B、C、D、分析：本题比较简单，正确理解α粒子散射实验的结果即可解答．解答：实验结果是：离金原子核远的α粒子偏转角度小，离金原子核近的α粒子偏转角度大，正对金原子核的α粒子被返回，故ABC错误，D正确。故选：D。点评：本题考查α粒子散射实验的结果，对于类似基础知识要熟练掌握．【解题思路点拨】1.α粒子散射实验中，大量α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但有少数α粒子（约占1/8000）发生了大角度偏转，极少数偏转的角度甚大于90°。2.卢瑟福通过α粒子散射实验，否定了汤姆孙的原子模型，建立了原子的核式模型。4．分析能级跃迁过程中的能量变化（吸收或释放能量）【知识点的认识】在发生跃迁时，如果核外电子由低能级向高能级跃迁，需要吸收能量，如果由高能级向低能级跃迁，需要释放能量（以光子的形式）。【命题方向】氢原子从能级A跃迁到能级B，吸收频率ν1的光子，从能级A跃迁到能级C释放频率ν2的光子，若ν2＞ν1则当它从能级C跃迁到能级B将放出还是吸收光子？对应光子的频率为多少？分析：能级间跃迁吸收和辐射光子的能量等于两能级间的能级差．解答：氢原子从能级A跃迁到能级B吸收光子，则B能级的能量大于A能级的能量，从能级A跃迁到能级C，释放光子，则A能级的能量大于C能级的能量，可知B与C能级间的能量为hv1+hv2．则由C能级跃迁B能级吸收光子，有hv＝hv1+hv2，频率为ν＝v1+v2．答：从能级C跃迁到能级B将吸收频率为v2+v1的光子．点评：解决本题的关键知道能级间跃迁辐射或吸收光子能量与能级差的关系，即Em﹣En＝hv．【解题方法点拨】对原子跃迁条件的理解（1）原子从低能级向高能级跃迁，吸收一定能量的光子，当一个光子的能量满足hν＝E末﹣E初时，才能被某一个原子吸收，使原子从低能级E初向高能级E末跃迁，而当光子能量hν大于或小于E末﹣E初时都不能被原子吸收．（2）原子从高能级向低能级跃迁，以光子的形式向外辐射能量，所辐射的光子能量恰等于发生跃迁时的两能级间的能量差．（3）原子跃迁条件hν＝Em﹣En只适用于光子和原子作用而使原子在各定态之间跃迁的情况．对于光子和处于基态的氢原子作用而使氢原子电离时，只要入射光子的能量E≥13.6eV，氢原子就能吸收．对于实物粒子与原子作用使原子激发时，粒子能量大于能级差即可．5．原子能级跃迁与光电效应的结合【知识点的认识】原子从高能级向低能级跃迁时会辐射光子，如果用跃迁发射的光去照射金属，可能会发生光电效应。本考点将能级跃迁与光电效应结合进行考查。【命题方向】如图所示为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于n＝3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，用这些光照射逸出功为2.49eV的金属钠，下列说法正确的是（）A、这群氢原子能发出三种频率不同的光，其中从n＝3跃迁到n＝2所发出的光波长最短B、这群氢原子能发出三种频率不同的光，其中从n＝3跃迁到n＝1所发出的光频率最高C、金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为11.11eVD、金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为9.60eV分析：根据玻尔理论分析氢原子发出的三种频率不同的光的波长、频率关系。从n＝3跃迁到n＝1所发出的光能量最大，产生金属钠表面所发出的光电子的初动能最大，根据爱因斯坦光电效应方程求出初动能的最大值。解答：A、B这群氢原子能发出三种频率不同的光，根据玻尔理论ΔE＝Em﹣En（m＞n）得知，从n＝3跃迁到n＝1所发出的光能量最大，由E＝hγ＝hcλ得知，频率最高，波长最短。故A错误，BC、D从n＝3跃迁到n＝1所发出的光能量最大，光照射逸出功为2.49eV的金属钠，所发出的光电子的初动能最大，根据爱因斯坦光电效应方程得，EK＝hγ﹣W＝（E3﹣E1）﹣W＝[﹣1.51﹣（﹣13.6）]﹣2.49＝9.60eV．故C错误，D正确。故选：BD。点评：本题是玻尔理论、光子的能量、爱因斯坦光电效应方程的综合。基础题。【解题思路点拨】原子能级跃迁与光电效应的结合常见的解题思路：1.根据E＝En﹣Em（En、Em是始末两个能级且m＜n）计算跃迁过程释放的光子能量；2.根据E＝hν计算光的频率；3.根据ν与极限频率的关系判断能否发生光电效应；4.根据爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν﹣W0计算光电子的最大初动能。6．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．原子核的内部构成【知识点的认识】1.定义：原子核是由质子和中子组成的。2.发现过程：1919年，卢瑟福用镭放射出的α粒子轰击氮原子核，从氮原子核中打出了一种新的粒子。根据这种粒子在电场和磁场中的偏转，测出了它的质量和电荷量，原来它就是氢原子核，叫作质子（proton），用p表示。以后，人们用同样的方法从氟、钠、铝等原子核中都打出了质子，由此断定，质子是原子核的组成部分。质子带正电荷，电荷量与一个电子的电荷量相等。质子的质量为mP＝1.672621898×10﹣27kg但经过研究发现绝大多数原子核的质量与电荷量之比都大于质子的相应比值。卢瑟福猜想，原子核内可能还存在着另一种粒子，它的质量与质子相同，但是不带电，他把这种粒子叫作中子（neutron）。1932年，卢瑟福的学生查德威克通过实验证实了这个猜想。中子不带电，用n表示。中子的质量是mn＝1.674927471x10﹣27kg。3.核子的概念：质子和中子除了是否带电的差异以及质量上的微小差别外，其余性质十分相似，而且，都是原子核的组成成分，所以统称为核子（nucleon）。【命题方向】从原子核中能放出α、β、γ射线，关于原子核的组成，以下说法中正确的是（）A、原子核中，有质子、中子，还有α粒子B、原子核中，有质子、中子，还有β粒子C、原子核中，有质子、中子，还有γ粒子D、原子核中，只有质子和中子分析：在β衰变中，核内的一个中子转变为质子，同时释放一个电子．α粒子是由2个质子和2个中子组成．解答：原子核中，只有质子和中子。在β衰变中，核内的一个中子转变为质子，同时释放一个电子。故选项D正确。故选：D。点评：该题考查原子核的组成，属于基础题目，只是在β衰变中放射出电子是该题中的迷惑项，要理解在β衰变中，核内的一个中子转变为质子，同时释放一个电子．【解题思路点拨】要了解原子核的内部结构及发现过程。1.原子核是由质子和中子组成的。2.卢瑟发现了质子，查德威克发现了中子。3.质子和中子统称核子。8．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。9．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。10．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。11．计算α和β衰变的次数【知识点的认识】1.每发生一次α衰变，质量数减4，电荷数减2；每发生一次β衰变，质量数不变，电荷数加2.如果只发生α衰变，则根据质量数之差除以4或电荷数之差除以2即可求出衰变次数。如果只发生β衰变，则根据电荷数之差即可求出衰变次数。3.如果同时存在α衰变和β衰变，先根据质量数之差求出α衰变的次数，再根据α衰变和β衰变引起的电荷数变化求出β衰变的次数。【命题方向】某放射性元素的原子核发生两次α衰变和六次β衰变，关于它的原子核的变化，下列说法中正确的是（）A、中子数减小10B、质子数减小2C、质子数增加2D、核子数减小10分析：明确α衰变和β衰变的实质，根据衰变过程中质量数和电荷数守恒可正确解答。解答：设该原子核的质量数（核子数）为m，电荷数（质子数）为n，衰变后的质量数为x，电荷数为y，则有：m＝x+8；n＝﹣6+4+y由此可知衰变后核子数减小8，质子数增加2，中子数减小10，故BD错误，AC正确。故选：AC。点评：本题考查了衰变过程中的质量数和电荷数守恒的应用，同时要明确质量数、电荷数、中子数之间关系。【解题思路点拨】1．原子核衰变规律衰变类型α衰变β衰变衰变方程ZAX→ZZAX→Z衰变实质2个质子和2个中子结合成一个整体射出一个中子转化为一个质子和一个电子211H+201n→1衰变规律电荷数守恒、质量数守恒、动量守恒2.确定衰变次数的方法（1）设放射性元素ZAX经过n次α衰变和m次β衰变后，变成稳定的新元素Z′A′Y，则表示该核反应的方程为ZA根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程A＝A′+4n，Z＝Z′+2n﹣m（2）确定衰变次数，因为β衰变对质量数无影响，先由质量数的改变确定α衰变的次数，然后再根据β衰变规律确定β衰变的次数．12．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。13．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′＝mD：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。14．核反应（或粒子束）与磁场【知识点的认识】1.本考点针对的是原子核在磁场中衰变成两个新核的问题。2.动量方面：根据动量守恒定律，衰变后的两个粒子的定量大小相等，方向相反。3.带电粒子在磁场中的轨迹：根据Bqv=mv2r所以“大核”的半径小，“小核”的半径大。再根据电荷性质判断轨迹的方向。【命题方向】如图所示，两个相切的圆表示一个静止的原子核发生某种衰变后，释放出来的粒子和反冲核在磁场中运动的轨迹，可以判断（）A、原子核发生β衰变B、原子核发生α衰变C、大圆是释放粒子的运动轨迹，小圆是新核的运动轨迹D、大圆是新核的运动轨迹，小圆是释放粒子的运动轨迹分析：静止的原子核发生衰变，根据动量守恒可知，发生衰变后的粒子的运动的方向相反，在根据粒子在磁场中运动的轨迹可以判断粒子的电荷的性质；衰变后的粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力可得半径公式，结合轨迹图分析．解答：AB、原子核发生衰变，粒子的速度方向相反，由图可知粒子的运动的轨迹在同一侧，很据左手定则可以得知，衰变后的粒子带的电性相反，所以释放的粒子应该是电子，所以原子核发生的应该是β衰变；故A正确，B错误；CD、衰变后，粒子做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，故：qvB＝mv解得：R=静止的原子核发生衰变，根据动量守恒可知，衰变前后，动量守恒，故两个粒子的动量mv相等，磁感应强度也相等，故q越大，轨道半径越小；故大圆是释放粒子的运动轨迹，小圆是新核的运动轨迹；故C正确，D错误；故选：AC。点评：根据粒子的速度的方向相反和两个粒子的运动的轨迹由左手定则可以分析判断粒子的带电的情况．【解题思路点拨】当衰变问题和磁场结合在一起的解题思路如下：1.根据带电粒子在磁场中运动的轨迹半径判断出粒子的“大小”2.根据粒子的绕向判断粒子的性质3.确认衰变类型。15．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