2026年江西省人教版高三物理选修3-18第一章原子核物理综合测试卷

2026年江西省人教版高三物理选修3-18第一章原子核物理综合测试卷一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.在核反应方程²³⁵U→²²¹Ra+X中，X表示的粒子是什么？根据质量数守恒和电荷数守恒，X的符号及性质如何描述？该反应属于哪种类型的核反应？请详细说明判断依据，并分析该反应在实际应用中的主要价值。A.α粒子，氦核，衰变反应，用于治疗癌症B.β粒子，电子，裂变反应，用于发电C.α粒子，氦核，衰变反应，用于地质年代测定D.中子，中子，聚变反应，用于制造核武器解析：根据核反应方程质量数守恒（235=221+A）和电荷数守恒（92=88+Z），可得A=14，Z=4，因此X为氦核（α粒子）。该反应属于α衰变，是重核自发释放α粒子的过程。α衰变广泛应用于地质年代测定（如铀系测年法），因为其半衰期长且衰变规律稳定。选项A正确，其余选项中β粒子来自β衰变，裂变是重核分裂为轻核，中子参与聚变反应，均与题干反应不符。2.某放射性同位素镭-226的半衰期为1600年，现测得某样品中镭-226的质量为80克，经过3200年后，该样品中镭-226剩余多少克？请计算并说明半衰期在放射性测量中的核心作用，并举例说明半衰期如何影响同位素在医学成像中的应用。A.20克，半衰期用于确定放射性物质衰变速度，碘-131用于甲状腺扫描B.40克，半衰期用于计算物质年龄，碳-14用于考古C.10克，半衰期用于核废料处理，锶-90用于骨癌治疗D.5克，半衰期用于地质勘探，钾-40用于火山年代测定解析：经过两个半衰期（3200/1600=2），镭-226剩余质量为80×(1/2)²=20克。半衰期是放射性同位素衰变到初始量一半所需时间，是放射性测量的核心参数，决定了同位素的适用性。例如，碘-131半衰期8天，适合甲状腺动态扫描；碳-14半衰期5730年，用于考古。选项A正确，其余选项中镭-226半衰期与题干一致，但应用场景错误。3.在核反应堆中，中子减速剂的作用是什么？请比较石墨、重水和轻水作为减速剂的优缺点，并说明为何快中子反应堆通常选择快中子而非热中子？请结合核反应动力学解释该选择对核裂变效率的影响。A.增加中子数量，石墨吸中子能力强但慢化效率低，快中子裂变铀-233效率更高B.减少中子能量，重水慢化效果好但成本高，快中子适合钚-239裂变C.延迟中子释放，轻水成本低但慢化能力弱，快中子避免热中子俘获损失D.吸收多余中子，石墨防辐射强，快中子减少中子慢化步骤解析：中子减速剂通过弹性碰撞降低中子能量至热中子水平，提高裂变概率。石墨慢化效率高但吸收中子多，重水慢化好但成本高，轻水应用最广。快中子反应堆选择快中子是因为铀-233等燃料裂变截面随中子能量增加而增大，快中子裂变效率远高于热中子。核反应动力学表明，快中子避免热中子被非裂变材料俘获，提高增殖因子。选项A正确，其余选项中重水、轻水优缺点描述错误，快中子选择依据不完整。4.根据质能方程E=mc²，计算1千克铀-235完全裂变释放的能量，假设每个铀核裂变释放约200MeV，铀-235摩尔质量为0.235千克/摩尔，并说明该能量相当于多少吨标准煤燃烧释放的能量（标准煤热值29.3兆焦耳/千克）。请分析核能利用的经济性和环境性，并指出当前核能发展面临的主要挑战。A.3.2×10¹⁰焦耳，相当于100吨标准煤，经济性高但核废料处理困难B.8.4×10¹²焦耳，相当于2800吨标准煤，经济性低但无辐射污染C.1.6×10¹⁰焦耳，相当于53吨标准煤，经济性中等但依赖铀矿资源D.4.2×10¹¹焦耳，相当于1400吨标准煤，经济性高且无碳排放解析：1摩尔铀-235含6.02×10²³个原子，1千克铀-235为4.255×10²⁴个原子，总能量为4.255×10²⁴×200MeV×1.6×10⁻¹⁹焦耳/MeV≈1.34×10¹⁰焦耳。标准煤释放能量为1.34×10¹⁰焦耳/(29.3×10⁶焦耳/千克)≈457吨。核能经济性高但面临核废料处理、核扩散等挑战。选项A正确，其余选项中能量计算错误或经济性分析不全面。5.在卢瑟福α粒子散射实验中，为何少数α粒子发生大角度偏转？请解释核式结构模型的提出过程，并说明该实验对原子核半径测量的意义。请结合量子力学不确定性原理，分析为何无法直接观测原子核内部结构。A.因原子核带正电，少数α粒子穿过核外电子发生偏转，模型基于汤姆孙葡萄干布丁模型B.因原子核体积小，少数α粒子直接撞击原子核发生偏转，模型基于经典电磁理论C.因原子核质量大，少数α粒子被核外电子减速发生偏转，模型基于玻尔轨道理论D.因原子核带正电，少数α粒子穿过原子核内部发生偏转，模型基于量子场论解析：少数α粒子大角度偏转说明原子质量集中在极小区域，卢瑟福通过实验数据反推原子核半径约10⁻¹⁴米。核式结构模型推翻汤姆孙模型，提出原子核集中正电荷。量子力学不确定性原理表明，测量位置精度越高，动量不确定性越大，无法同时精确测量原子核内部细节。选项B正确，其余选项中模型或解释错误。6.β⁻衰变过程中，原子核的质量数和电荷数如何变化？请写出氚（³H）发生β⁻衰变的核反应方程，并解释为何β衰变会导致原子核在元素周期表中移动一位。请结合弱相互作用理论，说明β衰变中电子和反中微子的产生机制。A.质量数不变，电荷数增加1，³H→³He+e⁻+ν̅ₑ，因中子转变成质子B.质量数增加1，电荷数不变，³H→³He+e⁺+νₑ，因质子转变成中子C.质量数不变，电荷数减少1，³H→³He+e⁻+νₑ，因中子转变成质子D.质量数减少1，电荷数不变，³H→³He+e⁺+ν̅ₑ，因质子转变成中子解析：β⁻衰变中中子转变成质子，质量数不变，电荷数增加1。氚衰变方程为³H→³He+e⁻+ν̅ₑ。弱相互作用导致中子内部夸克变化（udd→ucd），产生电子和反中微子。原子核从氢（1）变为氦（2），元素周期表移动一位。选项A正确，其余选项中质量数、电荷数变化或粒子产生机制错误。7.在核聚变反应中，氘（²H）和氚（³H）结合生成氦-4并释放中子，核反应方程为²H+³H→⁴He+¹n。计算该反应的质量亏损（单位：千克），并说明质量亏损如何转化为能量。请结合核结合能曲线，解释为何氘氚聚变比重核裂变更具优势。A.0.03千克，质量亏损转化为光子能量，因轻核结合能密度高B.0.0006千克，质量亏损转化为中子动能，因聚变反应条件易实现C.0.001千克，质量亏损转化为化学能，因反应产物无放射性D.0.02千克，质量亏损转化为热能，因聚变反应速率快解析：反应前后质量差Δm=(2.014102+3.016049-4.002603-1.008665)×10⁻³千克≈0.00349千克。根据E=mc²，释放能量为3.49×10⁻³千克×(3×10⁸)²≈3.1×10¹⁶焦耳。核结合能曲线显示轻核（如氘）结合能/核子低，聚变释放能量效率高。选项A正确，其余选项中质量亏损计算或能量转化方式错误。8.在放射性示踪实验中，为何选择半衰期适中的同位素？请举例说明放射性同位素在农业领域的应用，并解释为何锶-⁹⁰（半衰期28.8年）在核废料处理中需长期监测。请结合生物半衰期概念，说明放射性污染的评估方法。A.因半衰期适中，衰变速度与实验进程匹配，如磷-³²用于植物营养研究，因半衰期14.3天适合短期实验B.因半衰期较长，衰变速度与实验进程匹配，如铯-¹³⁴用于土壤改良，因半衰期2.06年适合中期实验C.因半衰期极短，衰变速度与实验进程匹配，如氚用于种子辐射育种，因半衰期12.3年适合长期实验D.因半衰期极长，衰变速度与实验进程匹配，如钚-²³⁹用于地壳年龄测定，因半衰期24100年适合地质实验解析：半衰期适中（如磷-³²）使示踪效果持续且可控。锶-⁹⁰半衰期长，易在生物体积累，需长期监测。生物半衰期指放射性物质在生物体内减少一半所需时间，结合环境半衰期评估污染风险。选项A正确，其余选项中同位素选择或应用场景错误。9.在质子-中子模型中，原子核的稳定性主要由哪些因素决定？请解释为何重核（如铀-²³⁸）易发生自发裂变？请结合液滴模型，说明原子核表面张力对裂变能垒的影响，并举例说明中子诱发裂变在实际核反应堆中的应用。A.因质子数和中子数比例、核力与电磁力平衡，重核因中子过剩易裂变，液滴模型中表面张力降低裂变能垒B.因中子数和质子数比例、核力与库仑力平衡，重核因中子缺乏易裂变，液滴模型中表面张力增加裂变能垒C.因质子数和中子数比例、强相互作用，重核因质子过剩易裂变，液滴模型中表面张力无影响D.因中子数和质子数比例、弱相互作用，重核因中子过剩易裂变，液滴模型中表面张力增加裂变能垒解析：原子核稳定性取决于质子中子比（轻核中子/质子比≈1，重核≈1.5）和核力/电磁力平衡。重核中子易引发链式裂变。液滴模型将原子核视为液滴，表面张力形成裂变能垒，表面变形越大能垒越低。中子诱发裂变是核反应堆核心原理。选项A正确，其余选项中模型或解释错误。10.在粒子对产生过程中，高能光子如何转化为电子-正电子对？请解释康普顿效应与对产生过程的区别，并说明为何对产生需要更高能量（至少1.022MeV）？请结合量子场论，说明虚光子与实光子的区别，并举例说明对产生在宇宙射线探测中的应用。A.因光子能量足够克服电子-正电子质量，高能光子湮灭产生对，虚光子无动量传递B.因光子能量激发原子核，高能光子分裂产生对，实光子可被探测C.因光子能量激发介子，高能光子转化产生对，虚光子与实光子无区别D.因光子能量激发电子，高能光子散射产生对，虚光子可被观测解析：对产生需光子能量至少1.022MeV（2×0.511MeV），量子场论中虚光子湮灭产生对，实光子无此过程。康普顿效应是光子与电子散射，能量转移有限。对产生在宇宙射线中电子-正电子对湮灭产生γ射线，可用于高能物理实验。选项A正确，其余选项中能量要求或机制错误。二、填空题（本大题共10小题，每空2分，共20分）1.在核反应方程²³⁸U→²³⁴Th+X中，X表示的粒子是什么？该反应属于哪种类型的核反应？请解释该反应在地质年代测定中的应用原理。参考答案：X为⁴He（α粒子），属于α衰变反应。铀-238衰变链中子俘获和衰变最终形成稳定铅-206，通过测量铀-238和铅-206比例可推算地质年龄。2.某放射性同位素镭-²²⁶的半衰期为1600年，现测得某矿石样品中镭-²²⁶和氡-²²⁶（镭衰变产物）的比例为1:8，该矿石形成于多少年前？请说明该比例如何反映衰变过程。参考答案：氡-²²⁶半衰期约3.8天，可忽略。镭-²²⁶经历5个半衰期（8=2⁵），时间t=5×1600年=8000年。衰变过程遵循指数规律，比例反映衰变速率。3.在核反应堆中，慢化剂的作用是什么？请比较石墨、重水和轻水作为慢化剂的优缺点，并说明为何重水慢化效果好但成本高。参考答案：慢化剂降低中子能量至热中子水平。石墨慢化效率高但吸收中子多，重水慢化效果好（氢核质量与中子接近）但成本高，轻水成本低但慢化能力弱。4.根据质能方程E=mc²，计算1千克铀-235完全裂变释放的能量，假设每个铀核裂变释放约200MeV，铀-235摩尔质量为0.235千克/摩尔，并说明该能量相当于多少吨标准煤燃烧释放的能量（标准煤热值29.3兆焦耳/千克）。参考答案：能量=4.255×10²⁴×200MeV×1.6×10⁻¹⁹焦耳/MeV≈1.34×10¹⁰焦耳，相当于1.34×10¹⁰焦耳/(29.3×10⁶焦耳/千克)≈457吨标准煤。核能密度远高于化学能。5.在卢瑟福α粒子散射实验中，为何少数α粒子发生大角度偏转？请解释核式结构模型的提出过程，并说明该实验对原子核半径测量的意义。参考答案：少数α粒子大角度偏转因原子质量集中在极小区域，卢瑟福通过实验数据反推原子核半径约10⁻¹⁴米。核式结构模型推翻汤姆孙模型，奠定原子核物理学基础。6.β⁻衰变过程中，原子核的质量数和电荷数如何变化？请写出氚（³H）发生β⁻衰变的核反应方程，并解释为何β衰变会导致原子核在元素周期表中移动一位。参考答案：质量数不变，电荷数增加1。³H→³He+e⁻+ν̅ₑ。中子转变成质子，原子序数增加1，元素周期表移动一位。7.在核聚变反应中，氘（²H）和氚（³H）结合生成氦-4并释放中子，核反应方程为²H+³H→⁴He+¹n。计算该反应的质量亏损（单位：千克），并说明质量亏损如何转化为能量。参考答案：质量亏损Δm=(2.014102+3.016049-4.002603-1.008665)×10⁻³千克≈0.00349千克。根据E=mc²，释放能量为3.49×10⁻³千克×(3×10⁸)²≈3.1×10¹⁶焦耳。8.在放射性示踪实验中，为何选择半衰期适中的同位素？请举例说明放射性同位素在农业领域的应用，并解释为何锶-⁹⁰（半衰期28.8年）在核废料处理中需长期监测。参考答案：半衰期适中使示踪效果持续且可控。如磷-³²用于植物营养研究，半衰期14.3天适合短期实验。锶-⁹⁰半衰期长，易在生物体积累，需长期监测。9.在质子-中子模型中，原子核的稳定性主要由哪些因素决定？请解释为何重核（如铀-²³⁸）易发生自发裂变？参考答案：稳定性取决于质子中子比和核力/电磁力平衡。重核中子易引发链式裂变，因中子过剩导致核力不足以克服库仑排斥力。10.在粒子对产生过程中，高能光子如何转化为电子-正电子对？请解释康普顿效应与对产生过程的区别，并说明为何对产生需要更高能量（至少1.022MeV）？参考答案：高能光子湮灭产生电子-正电子对。康普顿效应是光子与电子散射，能量转移有限；对产生需光子能量至少1.022MeV（2×电子静止质量），量子场论中虚光子湮灭产生对。三、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分）1.在核反应方程中，质量数守恒和电荷数守恒是必须满足的条件。（正确）2.半衰期是放射性同位素衰变到初始量一半所需时间，与外界温度无关。（正确）3.在核反应堆中，控制棒的作用是吸收中子，调节反应速率。（正确）4.β⁺衰变中，原子核质量数增加1，电荷数减少1。（错误，质量数不变，电荷数增加1）5.氘氚聚变比重核裂变更具优势，因反应条件更易实现且产物无放射性。（错误，氘氚聚变需极高温度，产物氦-4仍有放射性）6.在卢瑟福α粒子散射实验中，多数α粒子发生大角度偏转，少数穿过原子核。（错误，多数α粒子直线穿过，少数偏转）7.核结合能曲线显示，中等质量核（如铁-56）结合能/核子最大，因此核聚变和裂变均向铁-56靠近。（正确）8.放射性同位素在农业领域可用于种子辐射育种，因其衰变释放能量可促进植物生长。（错误，辐射育种利用电离作用，非能量释放）9.在质子-中子模型中，原子核稳定性仅取决于质子数，与中子数无关。（错误，稳定性取决于质子中子比）10.在粒子对产生过程中，虚光子与实光子无区别，均可被探测器观测。（错误，虚光子湮灭产生对，实光子无此过程）四、简答题（本大题共8小题，每题2分，共16分）1.请简述核式结构模型的提出过程，并说明该实验对原子物理学发展的意义。解答要点：卢瑟福α粒子散射实验发现少数α粒子大角度偏转，推翻汤姆孙模型，提出原子核集中正电荷，奠定原子核物理学基础。2.请解释半衰期在放射性测量中的核心作用，并举例说明半衰期如何影响同位素在医学成像中的应用。解答要点：半衰期决定放射性物质衰变速度，影响测量精度。如碘-131半衰期8天适合甲状腺动态扫描，锝-⁹⁹m半衰期6小时适合心脏成像。3.请简述核反应堆中慢化剂和冷却剂的作用，并比较石墨、重水和轻水作为慢化剂的优缺点。解答要点：慢化剂降低中子能量，冷却剂带走反应堆热量。石墨慢化效率高但吸收中子多，重水慢化好但成本高，轻水成本低但慢化能力弱。4.请解释β⁻衰变过程中，原子核的质量数和电荷数如何变化，并说明为何β衰变会导致原子核在元素周期表中移动一位。解答要点：中子转变成质子，质量数不变，电荷数增加1，原子序数增加1，元素周期表移动一位。5.请简述核聚变反应中质量亏损如何转化为能量，并说明为何氘氚聚变比重核裂变更具优势。解答要点：根据E=mc²，质量亏损转化为能量。氘氚聚变条件较易实现（温度低于裂变），能量效率高，但需克服等离子体约束难题。6.请解释康普顿效应与对产生过程的区别，并说明为何对产生需要更高能量（至少1.022MeV）。解答要点：康普顿效应是光子与电子散射，能量转移有限；对产生需光子能量至少1.022MeV（2×电子静止质量），量子场论中虚光子湮灭产生对。7.请简述质子-中子模型中，原子核的稳定性主要由哪些因素决定，并说明为何重核（如铀-²³⁸）易发生自发裂变。解答要点：稳定性取决于质子中子比和核力/电磁力平衡。重核中子易引发链式裂变，因中子过剩导致核力不足以克服库仑排斥力。8.请简述放射性污染的评估方法，并举例说明放射性同位素在农业领域的应用。解答要点：结合生物半衰期和环境半衰期评估污染风险。如磷-³²用于植物营养研究，通过放射性示踪监测养分吸收。五、应用题（本大题共8小题，每题4分，共24分）1.某科研团队设计核聚变反应堆，使用氘（²H）和氚（³H）作为燃料。假设反应堆效率为30%，每年消耗氘氚混合物100吨（氘氚质量比1:1），请计算该反应堆每年可产生多少能量（单位：焦耳），并说明该能量相当于多少吨标准煤燃烧释放的能量（标准煤热值29.3兆焦耳/千克）。解答：每摩尔氘氚混合物含1摩尔氘和1摩尔氚，质量为2.014102+3.016049=5.030151千克。100吨混合物含100/5.030151≈19.87摩尔。每摩尔反应释放能量=19.87×200MeV×1.6×10⁻¹⁹焦耳/MeV≈6.3×10¹⁰焦耳。年总能量=6.3×10¹⁰焦耳×19.87摩尔×30%≈3.7×10¹²焦耳。相当于3.7×10¹²焦耳/(29.3×10⁶焦耳/千克)≈1.27×10⁶吨标准煤。2.某地质学家发现一块矿石，其中铀-²³⁸和铅-²⁰⁶的比例为1:10，请计算该矿石形成于多少年前？并说明该比例如何反映衰变过程。解答：铀-²³⁸半衰期约4.5亿年，铅-²⁰⁶为衰变产物。铀-²³⁸经历n个半衰期后剩余量为初始量/(2ⁿ)，铅-²⁰⁶为铀-²³⁸衰变积累量。设初始铀-²³⁸为x，则铅-²⁰⁶为10x，剩余铀-²³⁸为x/(2ⁿ)。x/(2ⁿ)=x/(11x)→2ⁿ=11→n≈2.4。时间t=2.4×4.5亿年≈10.8亿年。该比例反映铀-²³⁸衰变链中子俘获和衰变过程。3.某核反应堆使用重水作为慢化剂，反应堆功率为100兆瓦，每年消耗重水100吨。请计算重水慢化效率，并说明重水慢化剂的优势。解答：重水（D₂O）慢化效率高，因氘核质量与中子接近，散射截面大。假设反应堆中子能量为2MeV，重水慢化后中子能量降至0.025eV，慢化效率≈99%。重水优势：慢化效果好，吸收中子少，成本低于轻水，适合高温高压反应堆。4.某医院使用锶-⁹⁰（半衰期28.8年）进行骨癌治疗，现需制备100克锶-⁹⁰，请计算需要多少克天然锶-⁹⁰（假设天然锶-⁹⁰中锶-⁹⁰含量为1%），并说明为何锶-⁹⁰在核废料处理中需长期监测。解答：100克锶-⁹⁰需100/0.01=10000克天然锶-⁹⁰。锶-⁹⁰半衰期长，易在骨骼积累导致放射性骨病，需长期监测。5.某科研团队进行粒子对产生实验，高能光子能量为2GeV，请计算该光子可产生多少对电子-正电子对？并说明虚光子与实光子的区别。解答：每对电子-正电子对需1.022MeV能量，2GeV=2×10³MeV。可产生2×10³/1.022≈1964对。虚光子湮灭产生对，无动量传递；实光子可被探测，无此过程。6.某核电站使用铀-²³⁵作为燃料，反应堆功率为1000兆瓦，每年消耗铀-²³⁵10吨。请计算铀-²³⁵完全裂变释放的能量，并说明核能利用的经济性和环境性。解答：每摩尔铀-²³⁵含6.02×10²³个原子，10吨铀-²³⁵含10/0.235≈42.55摩尔。总能量=42.55×6.02×10²³×200MeV×1.6×10⁻¹⁹焦耳/MeV≈8.4×10¹²焦耳。核能经济性高（单位能量成本低），环境性优（无碳排放）。7.某地质学家发现一块矿石，其中铀-²³⁸和铅-²⁰⁶的比例为1:10，请计算该矿石形成于多少年前？并说明该比例如何反映衰变过程。解答：铀-²³⁸半衰期约4.5亿年，铅-²⁰⁶为衰变产物。铀-²³⁸经历n个半衰期后剩余量为初始量/(2ⁿ)，铅-²⁰⁶为铀-²³⁸衰变积累量。设初始铀-²³⁸为x，则铅-²⁰⁶为10x，剩余铀-²³⁸为x/(2ⁿ)。x/(2ⁿ)=x/(11x)→2ⁿ=11→n≈2.4。时间t=2.4×4.5亿年≈10.8亿年。该比例反映铀-²³⁸衰变链中子俘获和衰变过程。【标准答案及解析】一、单项选择题1.A2.B3.A4.A5.B6.A7.A8.A9.A10.A二、填空题1.X为⁴He（α粒子），属于α衰变反应。铀-238衰变链中子俘获和衰变最终形成稳定铅-206，通过测量铀-238和铅-206比例可推算地质年龄。2.氡-²²⁶半衰期约3.8天，可忽略。镭-²²⁶经历5个半衰期（8=2⁵），时间t=5×1600年=8000年。衰变过程遵循指数规律，比例反映衰变速率。3.慢化剂降低中子能量至热中子水平。石墨慢化效率高但吸收中子多，重水慢化效果好（氢核质量与中子接近）但成本高，轻水成本低但慢化能力弱。4.能量=4.255×10²⁴×200MeV×1.6×10⁻¹⁹焦耳/MeV≈1.34×10¹⁰焦耳，相当于1.34×10¹⁰焦耳/(29.3×10⁶焦耳/千克)≈457吨标准煤。核能密度远高于化学能。5.少数α粒子大角度偏转因原子质量集中在极小区域，卢瑟福通过实验数据反推原子核半径约10⁻¹⁴米。核式结构模型推翻汤姆孙模型，奠定原子核物理学基础。6.质量数不变，电荷数增加1。³H→³He+e⁻+ν̅ₑ。中子转变成质子，原子序数增加1，元素周期表移动一位。7.质量亏损Δm=(2.014102+3.016049-4.002603-1.008665)×10⁻³千克≈0.00349千克。根据E=mc²，释放能量为3.49×10⁻³千克×(3×10⁸)²≈3.1×10¹⁶焦耳。8.半衰期适中使示踪效果持续且可控。如磷-³²用于植物营养研究，半衰期14.3天适合短期实验。锶-⁹⁰半衰期长，易在生物体积累，需长期监测。9.稳定性取决于质子中子比和核力/电磁力平衡。重核中子易引发链式裂变，因中子过剩导致核力不足以克服库仑排斥力。10.高能光子湮灭产生电子-正电子对。康普顿效应是光子与电子散射，能量转移有限；对产生需光子能量至少1.022MeV（2×电子静止质量），量子场论中虚光子湮灭产生对。三、判断题1.√22.√23.√24.×25.×26.×27.√28.×29.×30.×四、简答题1.卢瑟福α粒子散射实验发现少数α粒子大角度偏转，推翻汤姆孙模型，提出原子核集中正电荷，奠定原子核物理学基础。2.半衰期决定放射性物质衰变速度，影响测量精度。如碘-131半衰期8天适合甲状腺动态扫描，锝-⁹⁹m半衰期6小时适合心脏成像。3.慢化剂降低中子能量，冷却剂带走反应堆热量。石墨慢化效率高但吸收中子多，重水慢化好但成本高，轻水成本低但慢化能力弱。4.中子转变成质子，质量数不变，电荷数增加1，原子序数增加1，元素周期表移动一位。5.根据E=mc²，质量亏损转化为能量。氘氚聚变条件较易实现（温度低于裂变），能量效率高，但需克服等离子体约束难题。6.康普顿效应是光子与电子散射