2025高考物理备考教案含答案解析 第2讲 原子核

第十六章近代物理

第2讲原子核

课标要求核心考点五年考情核心素养对接

2023：广东T1,海南1.物理观念：了解原

T1,子核的结构和特

1.了解原子核的组成

浙江1月T9：点，能说明原子咳

和核力的性质，知道

2022：浙江6月T14；的衰变、裂变、聚

四种基本相互作用.原子核的衰变

2021：山东T1,广东变和放射现象；掌

能根据质廉数守恒和及半衰期

T1,河北T1,湖南T1,握核衰变、核反应

电荷守恒写出核反应

全国甲T17,等规律：更好地形

方程.

全国乙TI7,重:庆T2,成物质观念、运动

2.了解放射性和原子

上海T13与相互作用观念及

核衰变.知道半衰期

2023：北京T3,湖南能量观念.

及其统计意义解

TI,天津T3,上海2.科学思维：运月守

放射性同位素的应

T16,浙江6月T5,恒思想分析原子物

用，知道射线的危害

全国乙T16,全国甲理问题；通过推

与防护.

核反应方程与TI5:2022：湖北T1,辽理、类比思维认只

3.认识原子核的结合

核能的计算宁T2,上海T14,浙江1核力和结合能.

能，了解核裂变反应

月T14；2021：湖北3.科学态度与责任：

和核聚变反应.关注

TI,北京T1,海南T5,知道科学技术的应

核技术应用对人类生

浙江6月T14；2020：全用对人类生活和社

活和社会发展的影

国匚T19会发展的积极影

响.

响，但同时也会带

4.了解人类对物质结核反应与动曷

来一系列问题，人

构的探索历程.守恒的综合问2019：浙江4月T江

类必须尊重自然，

题

遵循自然规律.

高考主要考查天然放射现象、核反应和核能等.主要为选择题形式，可

能单独考查，也可能结合磁场等综合考查，涉及动量问题时有可能会以

命题分析预测

计算题形式出现.试题往往灵活多变，且常与最新时事相结合，考查对

相关知设的理解和应用.

巨iRW

r由质子用中子皿成

校电替故号于粮内歌子做.也等『快外电子收

曦幽敢等于帏内嗔子数q中r数之加

「＜＞衰变：MKIFM

电更——哀史1电f

「摩彳幡〃W数发生衰变所用的时内

LY发如离*电磁波

|■子修

CItftw；决定因if：由低次定."外界无关

L公式:（注；”为下口期的次数）

＜—sr限徒方程：£1

[HiiH

'---1L*・，青松到会.M幡■等

如以修合SS3S

1.原子核的组成

原子核是由111质子和中子组成的,原子核的电荷数等于核内的121质子数.原子核的

符号为冰、其中Z为原子核的电荷数，反映了原子核的带电荷量即9=及；A为原子核

的质量数，即质子数与中子数之和，反映了原子核的质量大小，，”=Au（u为原子质量单

位），中子数N=A-Z.

2.天然放射现象

放射性元素131自发地发出射线的现象,首先由14]贝克勒尔发现.天然放射现象的发

现，说明51原子核具有复杂的结构.

3.三种射线的比较

C射线0射线Y射线

光子流

组成高速氮核流高速电子流

（高频电磁波）

带电荷最2e~e0

mp

质量4叫静止质量为零

1836

0

符号⑹6Hee

-iY

速度可达0.1c可达0.99cC

垂直进入电场

或磁场的偏转偏转偏转17】不偏转

情况

穿透能力最弱较强最强

对空气的电离

很强较弱最弱

作用

4.原子核的衰变

a衰变：:X-=:Y+：He本质：2}H+2jn->^He

P衰变：；X-z：iY+_；e本质：:n-；H+_；e

原子核衰变规律：质量数和电荷数都守恒.

笳・当放射性物质连续发生衰变时，原子核中有的发生a衰变，有的发生P衰变，同时放

出⑻丫射线.

5.半衰期

££

公式N『N熊0）亍，小余=加率0）1/表示衰变时间，7表示半衰期.

影响由核内部自身的因素决定，与原子所处外部条件和化学状态无关，不同元素的半

因素衰期不同.

适用半衰期是大量原子核衰变的统计规律，只对大量原子核有意义，对少数原子核没

条件有意义.

6.放射性同位素的应用与防护

（I）放射性同位素：有［91天然放射性同位素和110］人工放射性同位素两类,同种

元素的放射性同位素的化学性质相同.

（2）应用：消除静电、工业探伤、作为示踪原子等.

（3）防护：防止放射性对人体组织的伤害.

知识活用一一谈一

n居家装修中经常用到的花岗岩都不同程度地含有放射性元素（含铀、针.等），会释放出

a、B、Y射线，这些射线如果过量会导致细胞发生癌变及呼吸道方面的疾病.根据有关放射

性知识判断下列说法的正误.

（1）a射线是发生a衰变时产生的，新核与原来的原子核相比，中子数减少了4.

（X）

（2）0射线是发生B衰变时产生的，新核与原来的原子核相比，质量数减少了I.

（X）

（3）丫射线是发生丫衰变时产生的，新核与原来的原子核相比，中子数减少了1.

（X）

<4）在a、。、丫三种射线中，丫射线的穿透能力最强、电离能力最弱.（Y）

（5）p衰变中的电子来源于原子核外电子.（X）

（6）发生0衰变时，新核的电荷数不变.（X）

（7）如果现在有100个某放射性元素的原子核，那么经过一个半衰期后还剩50个.

(X)

命题点1原子核的衰变

1.[2（）21全国甲]如图，一个原子核X经图中所示的一系列a、。衰变后，生成稳定的原子核

Y,在此过程中放射出电子的总个数为（A）

冲子数

{2io8488

92质子数

A.6B.8

C.10D.14

206

解析根据图像可得其原子核分别为卷8x、丫，则经历a衰变8次，p衰变6次，放

出6个电子，A正确.

方法点拨

确定衰变次数的方法

设未知量:根据电荷数守恒、质量数守

联立

设a衰变的恒列方程,有:X+

方程.

次数为x.Bx；Hc+y「e,由质量数守—►

得出

衰变的次数恒•有/1-4x=。，由电苻数

结果

为y守恒，有Z-2K+»=C

命题点2半衰期的理解与应用

2.[2022全国甲]两种放射性元素的半衰期分别为，。和2的在f=0时刻这两种元素的原子核

总数为N,在/=2力时刻，尚未衰变的原子核总数为匕则在，=4山时刻，尚未衰变的原子

核总数为（C）

AN

•石B.-

A9

V'8

解析

遍08包

■IHiV卜'''r

「”F1」、中］

a”JOFT*J,J

「，■”/If噎M

r»4fe*r,

七」

、一「—：.cH•-------

命题拓展

命题情境不变，设问拓展

［2024武汉部分校调研］2023年8月24日，日本政府启动了福岛核污染水排海计划.核污染

水中含有60余种放射性物质，这将对全球海洋环境和人类健康造成难以估最的影响.关于

放射性元素的半衰期，下列说法正确的是（C）

A.放射性元素的原子核经过两个半衰期后，将完全衰变殆尽

B.放射性元素的原子核经过一个半衰期后，数目一定减为原来的一半

C.同种放射性元素在不同叱学状态下其半衰期不变

D.将核污染水升温加压后,可以缩短放射性元素的半衰期

解析半衰期指的是放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间，其描述的是一种统

计规律，对大量的原子核适用，对少量的原子核不适用，由于B选项中没有明确放射性元

素的原子核是否是大量的，所以其经过一个半衰期后，数目不一定减为原来的一半，B错

误：大量的放射性元素的原子核发生衰变时，其经过两个半衰期后数目应减为原来的工【点

4

按：大量的原子核经过n个半哀期后数日应减为原来的士】，不会完全衰变殆尽，A错

误；由于半衰期只与原子核的内部因素有关，与其所处的物理环境和化学状态无关，故同

种放射性元素在不同化学状态下其半衰期不变，将核污杂水升温加压后，放射性元素的半

衰期也不变，C正确，D缙误.

考点2核反应方程与核能的计算

K;也m，材谈层

1.核反应的四种类型

类型可控性核反应方程举例

4

a衰变自发器8U一铭4Th+He

衰变

P衰变自发铭4Th一浆Pa+基

41

人工转变人工控制为4+2依7?0+产（卢瑟福发现质子）

41

2

:Be+2He^C+on（查德威克发现中子）

41

-Al+?He-猾P+°n

普P-羽Si+；e（约里奥一居里夫妇发现放射性同位素）

的5u+：n-4rBa+

反应时可

以通过核翡Kr+3M

重核裂变应用：核电站、原子弹

反应堆控豺5U+1TgSr+

制

|J6Xe+10jn

目前实验

中通过激

汨+：H->

轻核聚变光或者超]应用：人造太阳、氢弹

4He+n

强磁场进2/0

行控制

2.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（；H）、中子

Qn）、a粒子«He）、0粒子（・Je）、正电子（褪）、笊核（：H）、福:核（汨）等.

（2）掌握核反应方程遵循的规律：质量数守恒，111］电荷数守恒.

（3）由于核反应不可逆，所以书写核反应方程式时只能用“一”表示反应方向.

3.核力和核能

（1）核力：核力是“21短程力，作用范围只有约10一%力；每个核子只跟它邻近的核子

间有核力作用.

（2）结合能：核子结合为原子核时131原放的能量或原子核分解为核子时1141吸收

的能量，原子核的结合能与原子核大小有关，原子核越大，结合能”5］越大.

（3）比结合能：原子核的结合能与［161核子数之比不同原子核的比结合能不同,原子

核的比结合能越大，表示原子核中核子结合得越117］牢固，原子核越［181稳定.自然

界中最稳定的原子核是"91铁原了•核.

（4）核反应中如果放出能量，生成物的原子核的总的结合能会1201大于反应物的原子

核的总的结合能，结合能的增量等于放出的能量.

（5）爱因斯坦质能方程：E=mc1,△£=加〃c2,核反应中如果放出能量，则反应前后质量有

亏损，放出的能量与质量亏损成正比.

知识活用

:在火星上太阳能电池板发电作用有限，因此科学家用放射性材料PUO?作为发电能源为火

星车供电.PllCh中的PU元素是星PU.

（I）写出歌叩11发生a衰变的核反应方程；

（2）时8pu的半衰期是87.7年，大约要经过多少年才会有87.5%的原子核发生衰变？

答案（1）就8pu一品4u+夕He（2）263.1年

解析（1）由于纪8Pli发生的是a衰变，故其衰变方程为

4

4

律PUT0U+2He.

（2）由题意可知经过时间，后，尚未衰变的原子核是原来的12.5%,根据半衰期的定义，

有〃尸〃?（）（?”=（）/25/〃（），解得〃=3,即要经过三个半衰期，故其时间为/=3义87.7年=

263.1年.

一太阳内部核反应的主要模式之一是质子一质子循环，循环的结果可表示为4；HT：He+

2?e+2『已知出和2He的质量分另IJ为mp=1.0078u和%=4.0026u,lu=931.5MeV/,c

为光速.在4个出转变成1个£He的过程中，释放的能量约为多少？（结果保留一位小

数）

答案26.6MeV

解析因电子质量远小于质子质量，计算中可忽略不计，核反应质量亏损△帆=4叫1一九,=

4X1.0078u-4.0026u=0.0286u,释放的能量4E=0md=0.0286X931.5MeV=26.6

MeV.

4.核能的计算方法

A£=△〃后单位是kg,c单位是m/s,AE单位是J

AE=AwX931.5MeVA〃?单位是u,△£：单位是MeV

根据核子比结合能计算原子核的结合能=核子比结合能X核子数

比结合能是原了核的结合能与核了数之比，也叫平均结合能.

提醒

结合能大，比结合能不一定大，比结合能越大，原子核越稳定

命题点1核反应方程的类型判断

3.[2023重庆]原子核能$U可以经过多次a和。衰变成为稳定的原子核给,p〉在该过程

中，可能发生的P衰变是（A）

A箭Fi孩Ra+B.^3Bi->|；3Po+°_产

C.ii5Ra->y5Ac+°_〔eD.律Po一戡At+'e

MYJa衰变一>新核质量数少4,电,荷数少2

解析一次

（0衰变一新核质量数不变，电荷数多1

则新核质量数相比卷5u减少是因为发生a衰变，故新核质量数相比的5U的减少数应为4

的整数倍

新核质量数相比给'U的减少数选项正误

耕Fr12（是4的整数倍）A对

833Bi22（不是4的整数倍）B错

05Ra10（不是4的整数倍）C错

律P。17（不是4的整数倍）D错

命题点2质量亏损及核能计算

4J202I海南］1932年，考克饶夫和瓦尔顿用质子加速器进行人工核蜕变实验，验证了质能

关系的正确性.在实验中，锂原子核俘获一个质子后成为不稳定的被原子核，随后又蜕变为

两个原子核，核反应方程为犯+出-＞；Be-2X.已知；H、：Li、X的质量分别为〃?产

I.00728U、m2=7.01601〃、〃73=4.OO15IU,光在真空中的传播速度为C,则在该核反应中

（B）

A.质量亏损A/〃=4.02178u

B.释放的核能AE=（如+旗―2g）C2

C.被原子核内的中子数是5

D.X表示的是京原子核

解析核反应过程的质量亏损+2/〃3=0.02（）27u,A错误；核反应过程释放的

核能为AE=Awe2=（77?14-m2~2my）（r,B正确；由质量敷守恒和电荷数守恒可知钺原子核

的质量数为8,核电荷数为4,中子数为4,故钺原子核蜕变为质量数为4,核电荷数为2

的两个粒子，故X为a粒子，C、D项错误.

5J2023浙江6月］“玉兔二号”装有核电池，不惧漫长寒冷的月夜.核电池将觥8pu衰变释

放的核能一部分转换成电能.零Pu的衰变方程为/8PUYU+彳He,则（C）

A.衰变方程中的X等于233

B.gHe的穿透能力比y射线强

C.贫8pu比的比结合能小

D.月夜的寒冷导致觥'Pci的半衰期变大

解析由于核反应遵循质量数守恒、电荷数守恒，则X应为234,A错：a射线的穿透能

力比丫射线的穿透能力弱，B错；比结合能越大，原子核越麴定，则23；2u的比结合能比

232Pu的比结合能大，C对：放射性元素的半袤期与物理状态以及化学状态均无关，所以

月夜寒冷的天气中232Pu的半袤期不会发生变化，D错.

考点3核反应与动量守恒的综合问题

静止核"上」坡连为也迎

「食攵L电i野力守，

出校小的为新修的筑易卜

堂及大的为。喊BN干的幅I1-

两圆外切，a粒子做匀速圆周

a衰变?XTnY+维

'00运动的轨迹半径大.

两圆内切，p粒子做匀速圆周

。衰变把-tiY+°_1e

运动的帆迹半径大.

知识活用

口已知某种核电池的电能由丈8pu衰变释放的能量提供，该衰变方程形式上可表示为

4

算PUT次+?He.某次由静止就8pu衰变释放的能量为区射出的a粒子的动能是后，假

定舒8pu衰变释放的能量全部转化为新核和。粒子的动能.则A=」^,Z=92,E

6.某静止的原子核发生核反应且放出能量Q,其核反应方程为%X-＞：Y+%Z,假设释放

的能量全都转化为新核Y和Z的动能，测得其中Z的速度大小为口.下列说法正确的是

（A）

A.Y和Z的结合能之和一定大于X的结合能

B.Y原子核的动能是Z原子核的动能的g倍

C.Y原子核和Z原子核的质量之和比X原子核的质量大号（c为光速）

D.Y原子核的速度大小为夕

解析因该核反应放出能量，则Y和Z的结合能之和一定大于X的结合能，A正确；根据

动量守恒定律有。mOVY=F〃?O%则Y原子核的速度大小为VY=，，Y原子核的动能与Z原

子核的动能之比等=闻驾=£,B、D错误；核反应放出能量，有质量亏损，则Y原子核

EkZ2Fm°UD

和Z原子核的质量之和比X原子核的质量小bm=*c为光速），C错误.

7.在磁感应强度为8的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核发生了一次a衰变.放射出的

a粒子（$He）在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R.以

〃?、。/分别表示a粒子的质量和电荷量.

（1）放射性原子核用《X表示，新核的元素符号用Y表示，写出该a衰变的核反应方程.

（2）a粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，求圆周运动的周期和环形电流大小.

（3）设该衰变过程释放的核能都转化为a粒子和新核的动能，新核的质量为M,真空中的

光速为c，求衰变过程的质量亏损△丸

4q2B（3）：M+7n）（q8R）

答案（1）He

⑵翳2nm2mMc2

4

解析（1）二;Y+?He.

（2）设a粒子的速度大小为%由夕阳="?，丁=警，得a粒子在磁场中运动周期7=

2117n

~qB~

环形电流大小/=g=".

T2nm

（3）由（阴="彳,得产嘿

设衰变后新核Y的速度大小为力,系统动量守恒，有

MM—"?i，=0,解得喈

MM

由丽/二加/+夕加

倍bm=-----;-

2mMe2

热点12核技术在社会生活中的应用

了解核技术应用对人类生活和社会发展的影响.如秦山核电站、医学治疗、利用半衰期测定

年份较近的湖泊沉积物的形成年份等.这些素材是未来高考命题的热点素材之一.

jEsaaa^

1.［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）

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.笊京核聚变的核反应方程为汨+；H一［He+'e

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

解析相同质量的核燃料，轻核聚变要比重核裂变质量亏损更多，根据爱因斯坦质能方程

可知，轻核聚变释放的核能更多，A对，D错；根据核反应过程中质量数守恒和也荷数守

恒可知，氏质核聚变的产物之一为中子，而不是电子，B错；铀235为核裂变的主要燃

料，C错.

2.[2023浙江1月]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：尹N+/C+：H,产生的去4c能自发进行p衰变，其半衰期为

5730年，利用碳14的衰变规律可推断古木的年代.下列说法正确的是（D）

A74c发生P衰变的产物是罗N

B.p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，引起注c的半衰期发生微小变化

D.若测得一古木样品的『C含量为活体植物的3则该古木距今约为11460年

解析由题意可知能自发进行p衰变，则其核反应方程为产c-0_]e+；N,所以产物

为罗N,A错误：p衰变辐射出的电子是核内的中子转变成质子的同时向外释放的，B错

误：的半衰期不受外界因素的影响，与环境的压强、温度等无关，因此温室效应不会

引起股（2的半衰期发生变化，C错误：若测得一古木样品的14c含量为活体植物的：，由

m=m0-（1）n可知n=2,则经过了两个半衰期，即11460年，D正确.

3.[7：3件3治Z2O21北京]硼（B）中子俘获治疗是3前最先进的癌症治疗手段之一.治

疗时先给病人注射一种含硼的药物，随后用中子照射，硼俘获中子后，产生高杀伤力的a

粒子和锂（Li）离子.这个核反应的方程是（A）

A.1°B+ATB+2HeB.$B+jHe->14N+Jn

C.尹N+，HeT7O+：HD.；，N+Jn^14C+

解析由3n表示中子、夕He表示a粒子，以及核反应方程的质量数守恒和电荷数守恒可

知，A正确.

4.["r三Z2O22浙江1月/多选]2021年12月15日秦山核电站迎来了安全发电30周

年，核电站累计发电约6.9X10“kW.h,相当于减排二氧化碳六亿多吨.为了提高能源利用

率，核电站还将利用冷却水给周围居民供热.下列说法正确的是（CD）

A.秦山核电站利用的是核聚变释放的能量

B.秦山核电站发电使原子咳亏损的质量约为27.6kg

C.核电站反应堆中需要用镉棒控制链式反应的速度

D.反应堆中存在|pU+演一婢Ba+鸵Kr+33n的核反应

解析秦山核电站利用的是重核裂变释放的能量，故A错误；如果不考虑核能与电能的转

化效率，则根据爱因斯坦质能方程E=mc2可以推算出，原子核亏损的质量约为m=§=

C*

69xlf^^xl°6kg=27.6kg,但核能转化为电能的效率不可能达到100%,所以质量亏损应

✓X1U

该超过27.6kg,故B错误；福吸收中子的能力强，因此在核电站反应堆中需要用锅棒调节

中子的数目，从而控制链式反应的速度，故C正确；反应堆利用铀235的裂变，生成多个

核和中子，且产物有随机的两分裂、三分裂，即存在狰U*：n->Jt4Ba+黑Kr+3；n的核

反应，故D正确.

5J2024鄂东南省级示范高中联考］现代核电站主要是通过可控链式裂变反应来实现核能的

和平利用的，铠$U是核裂变的主要燃料之一.铀核裂变的产物是多样的，一种典型的铀核

裂变是生成钢和氟，同时放出3个中子，核反应方程是比$U十X-四4Ba+器Kr+33n.关于

该核反应，下列说法正确的是(D)

A.X是质子，质子是卢瑟福通过实验最先发现的

235U144B

9256a弱Kr相比，痣5u核子数最多，结合能最大，最稳定

C至$u有放射性，经过一个半衰期，1000个盆$U只剩下500个未衰变

D.该核反应中，X的速度不能太快，否则铀核不能“捉”住它，不能发生核裂变

解析X为Jn,是中子，中子是查德威克发现的，A错误：与墓,Ba、笠Kr相比，:：U

的核子数最多，结合能最大，而比结合能越大，原子核越稳定，在原子核的衰变反应中生

成物比反应物稳定，所以卷5u最不稳定，B错误；半衰期描述的是统计规律，不适用于

少量原子核，C错误.

1.［Z2O23北京］下列核反应方程中括号内的粒子为中子的是(A)

A.$羿U+Jn->^Ba+塞Kr十（）

B.卷8u->锯4Th+（）

C.尹N+'He-PO+（）

D.记C->/N+（）

235U+

解析A为重核裂变的典型核反应方程,92Jn-U4Ba+器Kr+（3。），A对；B

为典型的a衰变，卷8UT茅4。+('He),B错；C为卢瑟福用a粒子轰击N核发现质

子的方程，/N+犯。一记0+(}H),C错：D为p衰变，24c一/N+(°_1e),D

错.

2.［咳轻变一核文,栏@)23天津］关于太阳上进行的核聚变,下列说法正确的是

(A)

A.核聚变需要在高温卜进行

B.核聚变中电荷不守恒

C.太阳质量不变

54

D.太阳上进行的核反应为^U+on^UBa+fiKr+3jn

解析因为高温时原子核的热运动剧烈，使得一部分原子核具有足够的动能，可以克服库

仑斥力，碰撞时十分接近，发生核聚变，故核聚变也叫热核反应，需要在高温下进行，A

正确：由于核反应过程遵循质量数守恒以及电荷数守恒，因此核聚变中电荷数是守恒的，

即电荷也是守恒的，B错误；辂核聚变释放出巨大的能量，由爱因斯坦质能方程可知核聚

变存在质量亏损，所以太阳进行核聚变时，其质量减小，C错误；太阳上进行的是核聚

变，而债U十:11一镇8。+%Kr+3扣是重核的裂变反应，故D错误.

3.1Z2O21广东］科学家发现银河系中存在大量的放射性同位素铝26.铝26的半衰期为

72万年，其衰变方程为符Al-笠Mg+Y.下列说法正确的是（C）

A.Y是基核

B.Y是质子

C.再经过72万年，现有的铝26衰变一半

D.再经过144万年，现有的铝26全部衰变

解析由质量数守恒与电荷数守恒可知，核反应方程居A1-笠Mg+Y中的Y是?c,即

正电子，A、B均错误；由铝26的半衰期为72万年可知，再经过72万年，现有的铝26

原子核有一半发生衰变，然后再经过72万年（即经过144万年），现有的铝26原子核还

有四分之一未发生衰变，而不是全部发生衰变，C正确，D错误.

4.［工Z2022湖北］上世纪四十年代初，我国科学家王沧昌先生首先提出证明中微子

存在的实验方案：如果静止原子核：Be俘获核外K层电子e,可生成一个新原子核X,并

放出中微子Ve，即ZRe+T%TX+卜，根据核反应后原子核X的动能和动量，可以间接测

量中微子的能量和动量，进而确定中微子的存在.下列说法正确的是（A）

A.原子核X是£i

B.核反应前后的总质子数不变

C.核反应前后总质量数不同

D.中微了7c的电荷量与电子的相同

解析根据电荷数守恒和质量数守恒可知，原子核X是；Li,A正确；反应前总质子数为

4,反应后总质子数为3,核反应前后的总质子数变化，B错误；核反应前后总质量数为为

7,所以C错误：中微子ve的电荷量为零，与池子的不可，D错误.

54干上已殳.,二」:/浙江高考/多选］静止在匀强磁场中的原子核X发生a衰变后

变成新原子核Y.已知核X的质量数为4电荷数为Z,咳X、核Y和a粒子的质量分别为

机x、〃?Y和〃?a，a粒子在磁场中运动的半径为R.则（AC）

A.衰变方程可表示为|He

B.核Y的结合能为（mx-my—w«）c

C.核Y在磁场中运动的半径为六

D.核Y的动能为DY="w""xfYfMc2

?nY+ma

4

解析衰变过程中质量数和电荷数均守恒，故该袤变方程为夕X-丈1Y+zHe,故A正

确：结合能是把核子分开而需要的能量，而。取一，〃丫一，儿）c2是衰变过程中释放的能量，故

B错误；衰变过程中满足动量守恒定律，即有0=机丫15一，儿总，又粒子在磁场中做圆周运

动的半径厂=%，故核丫与〃将子在磁场中做圆周运动的半径之比空=女==故ry=

qBraQVZ-2

尹，C正确；衰变过程中根据能量守恒定律，若释放的核能全部转化为动能，则反丫+反〃

Z—2

=（WX-WY-W«）C2,而等="=如，联合上述二式可得,反丫=皿的等』£,若释放的

Eka%吟mY+ma

核能不完全转化为动能，则无法计算，故D错误.

心“础盘划设不归

1.[2024福建宇德一中模拟]核能是一种重要的能展来源，我国目前正式投入运营的核电站

利用的核反应是（A）

A.重核裂变，核燃料为铀

B.重核聚变，核燃烧为铀

C.轻核裂变，核燃烧为笊

D.轻核聚变，核燃料为笊

解析我国目前运营的核电站是利用重核裂变获得能量的，核燃料为轴，故A正确，8、

C、D错误.

2.[2023广东]理论认为，大质量恒星塌缩成黑洞的过程，受核反应铲C+Y-蓝。的影

响，下列说法正确的是（D）

A.Y是p粒子，0射线穿透能力比y射线强

B.Y是B粒子，0射线电离能力比y射线强

C.Y是a粒子，a射线穿透能力比丫射线强

D.Y是a粒子，a射线电离能力比丫射线强

解析

质股数守恒।12+人=16—A=<

I~I-I

,JC+；Y70

1~F-1

电荷数守t*6+z=8-z=2->Y为jHe,即a粒子，A、B缙

a射线与丫射线的比较如耒所示

射线种类穿透能力电•离能力

a射线弱（能被纸张挡住）强

Y射线强（能穿透几厘米厚的铅板）几乎为零

一D对，C错

3.下列核反应方程，表述正确的是（D）

A.汨+汨一狙e+囚是a衰变

B.之?：Th，3：PQ十：e是核裂变

1417

C.7N+lHe->8O+汨是核聚变

2314

D.加+Jn^^6Ba+鸵Kr+3H是核裂变

解析2]H+3严一42匹+小为轻核的聚变，故A错误；23；0Th-23；产+。一]e为

41

B衰变，故B错误；14N+He-170+H为原子核的人工转变，故C错误；

72b1

]8S

小-1”馆十口十310n为重核的裂变，故D正确•

23?U+UDO«5C

4.在下列两个核反应方程中

X+/N—Y+?O

Y+^Li->2X

X和Y代表两种不同的原子核，以Z和4分别表示X的电荷数和质量数，则（D）

A.Z=1,A=\B.Z=1,A=2

C.Z=2,A=3D.Z=2,A=4

解析

A14▲174+14=&+17

，X+?N-史Y+gO

Z+7=Zi+8

*Y+；LiT2CXAi+7=2A

Zi+3=2Z

光速解法通过第二个核反应方程可知，2力>7,所以力>3.5,排除A、B、C项，快速选

出D项.

5.[2024湖北“宜荆荆恩”起点考试]宇宙射线撞击空气中的氮原子能产生碳14原子.碳14

具有放射性，衰变方式为。衰变，半衰期为5730年.关于一个碳14原子的衰变，以下说法

正确的是（D）

A.碳14衰变时放出的p射线是电磁波

B.只有在温度很高时这个碳14原子才会衰变

C.碳14以化合物形式存在时，半衰期会发生改变

D.经过5730年，这个碳14原子不一定会衰变

解析根据题意可知，该衰变方程为铲c一/N+'e,P射线为电子，A错误；P衰变对

温度没有要求，B错误；半袤期与原子所处的化学状态和外部条件无关，仅由核内部自身

因素决定，C错误：半衰期是统计学规律，适用于大量原子核的衰变，对少数原子核不成

立，D正确.

6。-—Z2024福建泉州质检］“玉兔二号”是我国研制的月面巡视探测器,在月球

上已经工作了4年多.若其上装核电池，将大大延长工作时间.核电池将阖8pu衰变释放的核

能的一部分转化成电能，^8pu的衰变方程为$，u+X,已知赏8PLi的质量为

ni\,各“U的质量为m2，X的质量为〃?3，光速为c，则（D）

A.衰变方程中的X为胃He

B.衰变方程中的X为中子

C.该衰变过程释放的核能为（/〃I+/〃2+，〃3）C2

D.该衰变过程释放的核能为（〃?|一切2一加3）C2

解析

质fit数守恒.238=234+A=>A=4]

々PL^U+^X

电荷数守恒：94=92+Z=>Z=2

X为，He,A、B错

AE=AWC2=>AE=（〃h一〃!2一小3）/,C错，D对

7.Q023全国乙］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I分钟内释放的能量量级为1047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3X10sm/s）（C）

A.1019kgB.1024kg

C.1029kgD.IO^kg

解析根据爱因斯坦质能方程结合题意知，每秒钟平均减少的质量为△〃?=

不湍=kg=就三kg61.85X1029kg,则每秒钟平均减少的质量量级为1029kg，C正

确.

8.［多选］原子核的比结合能曲线如图所示.根据该曲线，卜列判断正确的有（BC）

A.2He核的结合能约为14MeV

B.［He核比扎i核更稳定

C.两个核结合成eHe核时释放能量

D.235%u核的平均结合能比器Kr核的大

解析由题图可知，胃He核的比结合能为7MeV,因此它的结合能为7MeVx4=28MeV,

A错误；比结合能越大，表明原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，结合题图可知

B正确；两个比结合能小的核结合成比结合能大的夕He时，会释放能量，C正确；由

题图可知,卷5u核的比结合能（即平均结合能）比鸵Kr核的小,D错误.

IE能力捺—关

9.放射性元素铠2Th经过多次。衰变和。衰变，最终变成稳定的晶8pb,则关于此衰变过

程，下列说法正确的是（C）

A.a衰变的次数为4次

B.p衰变的次数为6次

C.衰变过程中产生的a粒子比（3粒子在空气中传播得近

D.某次衰变中，会同时放中,个a粒子和。粒子

解析设此衰变过程经过,〃次a衰变和〃次。衰变，则衰变方程为23京Th>2*Pb+

〃？[He+〃根据质量数守恒和电荷数守恒可得232=208+4m、90=82+2m+n-（-

1）,解得加=6、〃=4,可知该袤变过程经过6次a衰变和4次。衰变，AB错误.a粒子

的实质是高速运动的氯原子核，p粒子的实质是高速运动的电子，二者相比较，p粒子的速

度更大，贯穿本领更强，所以衰变产生的a粒子比p粒子在空气中传播得近，C正确.一次

衰变只能释放一个a粒子或一个0粒子，D错误.

1。4多选]'雷蒙德•戴维斯因研究中微了（»）获诺贝尔物理学奖.中微子穿过贮满615t四氯

乙烯（C2cL）的巨桶时，可以将氯核转变成氨核，其核反应方程式为Ve+若0-羽所+

°产\知为C1核的质量为36.95658U,裕Ar核的质量为36.95691U,°式的质量为

O.OOO55u,lu相当于931.5MeV.根据以上信息，下列判断正确的是（BCD）

A.中微子就是中子

B.中微子的质量数和电荷数均为零

C.反应前后质量数守恒

D.参与上述反应的中微了•的最小能量约为0.82MeV

解析由核反应过程中，反应前、后的质量数守恒、电荷数守恒可知，中微子的质量数为

零、电荷数为零，而中子一的质量数为1,A错误，B、C正确.反应前、后能量守恒，当

此反应恰不释放能量时，对应参与反应的