第二节 原子核的组成（分层作业）物理沪科版选择性必修第三册

第二节 原子核的组成 一、单选题 1．宇宙射线进入地球大气层时会产生大量的中子，中子撞击大气中的会引发核反应产生，而具有放射性，可自发衰变为。下列说法正确的是（　　） A．中子撞击的核反应为裂变反应 B．发生的是衰变 C．不同时间段产生的的半衰期不同 D．衰变产物除了之外，另一粒子来源于碳原子的核外电子 【答案】B 【详解】A．裂变反应指重核分裂为几个中等质量原子核的反应，中子撞击生成属于人工核转变，不属于裂变，故A错误； B．衰变生成的过程中，质量数不变，电荷数增加1，放出的是电子，符合β衰变的反应规律，故B正确； C．半衰期是放射性元素原子核的固有属性，由原子核内部结构决定，与产生时间无关，不同时间段产生的半衰期完全相同，故C错误； D．β衰变放出的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的，并非来自碳原子的核外电子，故D错误。 故选B。 2．福清核电站5号机组是全球首个采用我国自主三代核电技术“华龙一号”的机组。核电站的能量来源于原子核的裂变，其中一个典型的核反应方程为，则X为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】根据电荷数守恒，设X的电荷数为Z，故 解得 根据质量数守恒，设X的质量数为A，故 解得 故为，与A选项符合。 故选A。 3．钴60（）的衰变实验可以证实宇称不守恒的论断。钴60的衰变方程为，其中X表示的是（    ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】核反应方程遵循电荷数守恒、质量数守恒规律，设粒子X的质量数为、电荷数为，因此 解得 根据 解得 故选A。 4．2025年，中国科学院近代物理研究所利用兰州重离子加速器装置进行人工核反应实验，合成新核镤（），其核反应方程为：。下列说法正确的是（　　） A．   B．   C．   D．   【答案】A 【详解】核反应过程遵循质量数守恒和电荷数守恒，反应前总质量数为 由质量数守恒得 解得 反应前总电荷数为 由电荷数守恒得 故选A。 5．我国计划利用月球土壤中丰富的钛资源建造小型核反应堆，为未来的月球基地提供持续能源。该反应堆中涉及的部分核反应方程如下：①，②，③。下列说法正确的是（　　） A．方程①中的X是质子 B．比少一个中子 C．方程③中的电子来自原子的内层电子 D．月球上的真空及低温环境使钍的半衰期变长 【答案】B 【详解】A．核反应遵循电荷数守恒、质量数守恒，方程①中X的电荷数为 质量数为，因此X是中子，不是质子，故A错误； B．原子核的中子数=质量数-质子数，的中子数为 的中子数为，前者比后者少1个中子，故B正确； C．方程③为β衰变，β衰变释放的电子来自原子核内部，是中子转化为质子时产生的，并非原子的内层电子，故C错误； D．半衰期由原子核内部本身的性质决定，与外界温度、压强、真空环境等无关，因此钍的半衰期不变，故D错误。 故选B。 6．2026年，“中国聚变工程实验堆（CFETR）”取得重大突破，首次实现稳态运行．在某核反应中，反应方程为，已知的比结合能为H的比结合能为 ，He的比结合能为，光在真空中的传播速度为c，下列说法正确的是（　　） A．核反应方程中X为 B．核反应中的质量亏损可表示为 C．核聚变需要极高的温度，是为了克服原子核间的万有引力 D．}H半衰期为12.46年，现有10个氚原子核，经过12.46年后剩下5个氚原子核 【答案】B 【详解】A．根据质量数与电荷数守恒可知X为，A错误； B．对该核反应，由能量守恒可得 解得，故B正确； C．原子核带正电，核聚变需要高温是为了让原子核获得足够动能克服原子核间的库仑斥力，万有引力作用极弱，故C错误； D．半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少数原子核的衰变不适用，故D错误。 故选B。 7．自然界中的碳主要是碳12，也有少量碳14，碳14具有放射性，其衰变方程为，下列说法正确的是（　　） A．该核反应方程中的X是 B．碳14衰变时电荷数和质量数都守恒 C．环境温度变化，碳14的半衰期可能随之改变 D．10g碳14样品经历2个半衰期，剩余碳14的质量只有5g 【答案】B 【详解】AB．衰变过程满足质量数和电荷数守恒，根据衰变方程 根据质量数守恒得，X的质量数为 根据电荷数守恒得，X的电荷量数为 所以X为，故A错误，B正确； C．放射性元素的半衰期由原子核内部结构决定，与外部环境（如温度）无关，故C错误； D．经历2个半衰期，剩余碳14的质量为，故D错误。 故选B。 8．钇是医学领域常用的一种放射性同位素，已知钇90发生的一种核反应方程为：，其中的为（    ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】核反应遵循质量数守恒和电荷数守恒，设X的质量数为A、电荷数为Z，由质量数守恒有 解得 由电荷数守恒有 解得 因此，X为质量数0、电荷数-1的电子，故B正确。 故选B。 9．在放射性药物研发领域，锕227（）是一种备受关注的放射性同位素。在研发实验中，研究人员观察到锕227发生衰变，生成原子核。为了优化药物性能，用高能质子（）轰击原子核，反应后检测到该核反应释放出一个中子（），并生成了新的原子核。则下面关于原子核的质量数A和电荷数Z描述正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】根据核反应过程满足质量数守恒、电荷数守恒可知， 故选C。 10．世界唯一建成并运行的熔盐堆第四代核能系统—2兆瓦热功率液态燃料钍基熔盐实验堆，已在甘肃武威加钍运行。钍基熔盐堆先将转化为，再转化为核燃料，其核反应方程为，。已知极易裂变，下列说法正确的是（　　） A．X是质子 B．是衰变 C．100g的经过一个半衰期，还剩余50g的 D．若把钍基熔盐堆建在月球上可以改变的半衰期 【答案】C 【详解】A．核反应遵循电荷数、质量数守恒，第一个反应中X的质量数为 电荷数为 可知X为中子，不是质子，故A错误； B．第二个反应中，2Y的总质量数为 总电荷数为 即每个Y质量数为0、电荷数为-1，说明Y为电子，该反应为发生了2次β衰变，故B错误； C．半衰期的定义为放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间，因此100g的经过一个半衰期，剩余未衰变的质量为50g，故C正确； D．半衰期由原子核内部结构决定，与外界温度、压强、地理位置等环境因素无关，建在月球上也不会改变的半衰期，故D错误。 故选C。 11．中子是构成原子核的重要粒子之一，由查德威克于1932年发现。查德威克发现中子的核反应方程为，关于反应物的电荷数与质量数，下列判断正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】核反应过程遵循电荷数守恒和质量数守恒，据此列方程计算： 1. 电荷数守恒：，解得； 2. 质量数守恒：，解得。 故选D。 12．氘核是结构最简单的复合原子核，其光致解离反应是研究核力与宇宙早期核合成的重要过程。氘核吸收高能光子发生光致解离反应方程为：，则未知粒子是（　　） A．电子 B．中子 C．质子 D．氦核 【答案】C 【详解】设的质量数和电荷数分别为和，根据核反应方程中质量数和电荷数守恒可知， 解得，，可知为质子。 故选C。 13．1896年，法国物理学家贝克勒尔首先发现了天然放射现象，从此为人类打开了研究原子核科学的大门。关于对原子核的认识，下列说法正确的是（　　） A．天然放射现象中一般包含α、β、γ三种射线，其中α射线本质是α粒子流，穿透本领最强 B．放射性元素的半衰期约为年，100个核经过年后必定有50个发生衰变 C．人类历史上第一次实现的原子核人工转变方程是 D．铀核裂变的产物是多样的，其中典型铀核裂变反应方程是 【答案】C 【详解】A．α射线本质是氦核流，三种射线中α射线电离能力最强、穿透本领最弱，A错误； B．半衰期是对大量放射性原子核的统计规律，仅对大量原子核的衰变行为有预测意义，对少量（如100个）原子核不适用，B错误； C．该方程是卢瑟福实现的人类历史上第一次原子核人工转变的反应方程，反应前后电荷数、质量数均守恒，C正确； D．铀核裂变需要中子轰击才能发生，正确的反应式为，D错误。 故选C。 14．硼中子俘获疗法（BNCT）是近年来发展迅速的癌症治疗技术之一。治疗时，先给患者注射含硼（）的特种药物，药物富集在肿瘤部位后用热中子束照射，中子（）与发生核反应产生未知粒子X以及高杀伤力的α粒子（），并释放核能，精准杀伤肿瘤细胞。粒子X的中子数为（   ） A．5 B．4 C．3 D．2 【答案】B 【详解】核反应过程满足电荷数守恒和质量数守恒，设粒子X的质量数为、电荷数为，核反应方程式为 根据电荷数守恒有 解得 即X的质子数为3； 根据质量数守恒有 解得 即X的质量数为7； 因此X的中子数为。 故选B。 二、解答题 15．如图（a），科学家用粒子轰击铍靶，发现一种穿透性极强的中性射线A，A继续轰击石蜡（含氢物质），打出射线B。为了研究射线B的本质，让射线B从一平行板电容器的两极板中间沿水平方向射入，如图（b）所示。若在两极板间施加电压U，射线B中速度最大的粒子恰好从极板的下边缘射出。再在极板间施加一个方向垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，速度最大的粒子恰好沿水平方向做直线运动。已知极板长度为，极板间距为d、因为氢核运动速率远小于光速，相对论效应可忽略。 (1)若粒子轰击铍核生成碳核和某种未知粒子（用字母“A”表示），写出核反应方程。 (2)求射线B中粒子的最大速度和比荷。（用题中字母表示） (3)科学家由（2）问可知射线B中的粒子为氢核，并测出射线A中粒子与静止的氢核发生对心碰撞时，使氢核获得最大动能为4.5Mev。另一实验还发现射线A中粒子与静止的氮核发生对心碰撞时，使氮核（质量为氢核的14倍）获得最大的动能为1.2Mev。题中实物粒子的碰撞过程，可类比为刚性小球的弹性碰撞。 ①若将射线A中粒子解释为实物粒子，估算这种实物粒子的质量约等于质子质量的多少倍；（） ②若将射线A中粒子解释为光子，如图（c）所示，根据光的粒子性和氢核获得的动能估算出光子的能量为多少Mev。氢核的 说明：可近似认为多次测量过程中，射线A与射线B中的粒子最大速率不变。 【答案】(1) (2)， (3)①；②47.25 【详解】（1）根据电荷数守恒和质量数守恒可得，核反应方程为 （2）只有电场时，粒子做类平抛运动，沿极板方向有 垂直极板方向有 由牛顿第二定律有 再加上磁场后做匀速直线运动有 综合以上有， （3）①设粒子A的质量为，氢核的质量为，氮核的质量为，A与氢核碰撞过程由动量守恒定律有 由能量守恒定律得 解得 氢核的最大动能 同理A与氮核碰撞过程由动量守恒定律有 由能量守恒定律有 解得 氮核最大动能 最大动能之比 解得 ②对光子与氢核碰撞过程由能量守恒定律有 由动量守恒定律有 其中， 综合以上解得 三、填空题 16．2025年我国科研团队通过碎裂反应首次合成铝同位素，并观测到基态三质子衰变。铝基态三质子衰变核反应方程为，则__________；已知的半衰期为，质量为的经过时，还剩__________。 【答案】 17 （或0.125） 【详解】[1]核反应遵循质量数守恒，反应前总质量数为20，3个质子的总质量数为，因此有 ，解得，电荷数验证，符合守恒规律。 [2]已知半衰期，经过时间，可得经过的半衰期个数。根据半衰期剩余质量公式，代入得。 17．2025年8月26日，我国江门中微子实验（JUNO）大科学装置正式启动运行。中微子被液体“俘获”时会产生闪烁光，被光电管捕捉并转换为电信号。“俘获”过程存在核反应：，则中微子的质量数______。如图所示，将闪烁光照射光电管阴极，加在、之间的电压增大为时，电流计示数恰好减小为零，已知普朗克常量为，电子电荷量为，阴极材料的逸出功为。则闪烁光频率________。 【答案】 0 【详解】[1]根据核反应过程质量数守恒可得 [2]根据光电效应方程可得 根据动能定理可得 所以 18．原子核的组成 (1)质子的发现 卢瑟福用______轰击氮原子核，发现了质子，质子就是氢原子核，用______表示。 (2)中子的发现 卢瑟福猜想，原子核内存在质量与质子______，但是______的粒子，叫作中子，用______表示。卢瑟福的学生______通过实验证实了中子的存在。 (3)原子核的组成 原子核由______组成，质子和中子统称为______。 (4)原子核的电荷数 原子核所带的电荷总是质子电荷的______倍，通常用这个整数表示原子核的电荷量，叫作原子核的电荷数，用______表示。 (5)原子核的质量数 原子核的质量几乎等于______质量的整数倍，这个倍数叫作原子核的质量数，用______表示。 (6)原子核的符号 ，其中X为元素符号，A表示核的______数，Z表示核的______（即原子序数）。 (7)同位素 核中______相同而______不同的原子，在元素周期表中处于同一位置，因而互称______。 【答案】(1) 粒子 (2) 相同 不带电 查德威克 (3) 质子和中子 核子 (4) 整数 Z (5) 单个核子 A (6) 质量 电荷数 (7) 质子数 中子数 同位素 【详解】（1）[1][2]卢瑟福用粒子轰击氮原子核，发现了质子，质子就是氢原子核，用表示。 （2）[1][2][3][4]卢瑟福猜想，原子核内可能还存在着一种质量与质子相同，但不带电的粒子，称为中子，用表示，卢瑟福的学生查德威克通过实验证实了中子的存在。 （3）[1][2]原子核由质子和中子组成，质子和中子统称为核子。 （4）[1][2]原子核所带的电荷总是质子电荷的整数倍，通常用这个整数表示原子核的电荷量，叫作原子核的电荷数，用Z表示。 （5）[1][2]原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍，这个倍数叫作原子核的质量数，用A表示。 （6）[1][2]，其中X为元素符号，A表示核的质量数，Z表示核的电荷数（即原子序数）。 （7）[1][2][3]核中质子数相同而中子数不同的原子，在元素周期表中处于同一位置，因而互称同位素。 19．1919年卢瑟福通过如图所示的实验装置，第一次完成了原子核的人工转变，并由此发现的新粒子是__________。图中A为放射源发出的射线，银箔的作用是__________。 【答案】 质子 吸收粒子 【详解】[1]卢瑟福第一次用粒子轰击氮核完成了原子核的人工转变，并由此发现的新粒子是质子； [2]实验装置中银箔的作用是刚好阻挡粒子打到荧光屏，但是不能阻挡其它粒子的穿过，这样可判断是否有新的粒子产生，所以银箔的作用是吸收粒子。 四、综合题 20．中子散射 中子能轻易穿过厚的铅板，但却能被水高效吸收，利用经典力学的规律就能解释这一点。已知中子质量为。 (1)发现中子的是以下哪位物理学家（   ） A．汤姆孙 B．卢瑟福 C．查德威克 D．玻尔 (2)中子通过以下核反应被释放出来其中X是________；y1是________；y2是________。 (3)中子参与的衰变的反应可表示为：，其中是________。 (4)（简答）某次实验测得中子动能为，简要说明用牛顿力学描述它的运动是否合理？ (5)（简答）中子束水平入射到存在均匀电场的区域，电场方向竖直向上，通过分析预测中子在电场中的运动情况。 (6)考虑具有一定初速度的中子碰撞静止的靶核的实验，碰撞为完全弹性的，在牛顿力学的范围中，碰撞过程中守恒的物理量为________和________。 (7)（简答）考虑初速度为（远小于光速）的中子与质量为的静止原子核发生完全弹性正碰，将碰后中子的速度记为，原子核的速度记为，试写出、、、、之间所满足的两个关系式。 【答案】(1)C (2) 4 2 (3)反电子中微子 (4)见解析 (5)匀速直线运动 (6) 动量 动能 (7)， 【详解】（1）查德威克通过α粒子轰击铍核的实验，实现了原子核的人工转变，发现了中子。 故选C。 （2）[1][2][3]中子通过以下核反应被释放出来 所以，X是；y1是4；y2是2。 （3）β衰变的本质是中子衰变为质子、电子和反电子中微子，即为反电子中微子。 （4）中子动能为 若用牛顿力学描述它的运动，则根据动能公式 可得，中子速度为 即若用牛顿力学描述它的运动，则中子的速度超过了光速，而牛顿力学适用于低速、宏观的场景，因此用牛顿力学描述该中子的运动不合理。 （5）中子不带电，因此在电场中不受电场力作用。中子水平入射时，初速度沿水平方向，竖直方向无初速度且不受力，因此中子将保持水平方向的匀速直线运动，竖直方向速度始终为0，整体做匀速直线运动。 （6）[1][2]完全弹性碰撞的特点是动量守恒且机械能（动能）守恒；在牛顿力学范围内，碰撞过程中系统的动量和动能均守恒。 （7）由于碰撞为弹性正碰，则动量守恒 动能守恒 利用磁偏转系统可以测量不同核反应中释放的高能粒子能量，从而研究原子核结构。如图1所示，用回旋加速器使氘原子核（）获得动能，让其在处撞击铝（）核发生核反应，产生处于某一激发态和基态的同位素铝核28以及两种不同能量的质子（）。产生的质子束经狭缝沿水平直径方向射入半径为，方向垂直纸面向里、大小为的圆形匀强磁场区域，经偏转后打在位于磁场上方的探测板上A、D处（探测板与磁场边界相切于点，点与磁场圆心处在同一竖直线上），获得如图2所示的质子动能的能谱图。 21．同位素具有相同的（　　） A．质量数 B．质子数 C．中子数 D．核子数 22．写出氘核撞击铝核的核反应方程_____ 23．（计算）求A、D的间距 【答案】21．B 22． 23． 【解析】21．同位素具有相同的质子数，不同的中子数，则质量数和核子数也不相同，故选B。 22．根据质量数和电荷数守恒，核反应方程为 23．两种质子的动能分别为Ek1=3MeV和Ek2=9MeV 则 在磁场中洛伦兹力提供向心力 解得 则 DO垂直于入射方向，可知半径较大质子轨迹是圆，即r2=R，因此 根据几何关系 解得 则 解得AD的距离。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二节 原子核的组成 一、单选题 1．宇宙射线进入地球大气层时会产生大量的中子，中子撞击大气中的会引发核反应产生，而具有放射性，可自发衰变为。下列说法正确的是（　　） A．中子撞击的核反应为裂变反应 B．发生的是衰变 C．不同时间段产生的的半衰期不同 D．衰变产物除了之外，另一粒子来源于碳原子的核外电子 2．福清核电站5号机组是全球首个采用我国自主三代核电技术“华龙一号”的机组。核电站的能量来源于原子核的裂变，其中一个典型的核反应方程为，则X为（　　） A． B． C． D． 3．钴60（）的衰变实验可以证实宇称不守恒的论断。钴60的衰变方程为，其中X表示的是（    ） A． B． C． D． 4．2025年，中国科学院近代物理研究所利用兰州重离子加速器装置进行人工核反应实验，合成新核镤（），其核反应方程为：。下列说法正确的是（　　） A．   B．   C．   D．   5．我国计划利用月球土壤中丰富的钛资源建造小型核反应堆，为未来的月球基地提供持续能源。该反应堆中涉及的部分核反应方程如下：①，②，③。下列说法正确的是（　　） A．方程①中的X是质子 B．比少一个中子 C．方程③中的电子来自原子的内层电子 D．月球上的真空及低温环境使钍的半衰期变长 6．2026年，“中国聚变工程实验堆（CFETR）”取得重大突破，首次实现稳态运行．在某核反应中，反应方程为，已知的比结合能为H的比结合能为 ，He的比结合能为，光在真空中的传播速度为c，下列说法正确的是（　　） A．核反应方程中X为 B．核反应中的质量亏损可表示为 C．核聚变需要极高的温度，是为了克服原子核间的万有引力 D．}H半衰期为12.46年，现有10个氚原子核，经过12.46年后剩下5个氚原子核 7．自然界中的碳主要是碳12，也有少量碳14，碳14具有放射性，其衰变方程为，下列说法正确的是（　　） A．该核反应方程中的X是 B．碳14衰变时电荷数和质量数都守恒 C．环境温度变化，碳14的半衰期可能随之改变 D．10g碳14样品经历2个半衰期，剩余碳14的质量只有5g 8．钇是医学领域常用的一种放射性同位素，已知钇90发生的一种核反应方程为：，其中的为（    ） A． B． C． D． 9．在放射性药物研发领域，锕227（）是一种备受关注的放射性同位素。在研发实验中，研究人员观察到锕227发生衰变，生成原子核。为了优化药物性能，用高能质子（）轰击原子核，反应后检测到该核反应释放出一个中子（），并生成了新的原子核。则下面关于原子核的质量数A和电荷数Z描述正确的是（　　） A． B． C． D． 10．世界唯一建成并运行的熔盐堆第四代核能系统—2兆瓦热功率液态燃料钍基熔盐实验堆，已在甘肃武威加钍运行。钍基熔盐堆先将转化为，再转化为核燃料，其核反应方程为，。已知极易裂变，下列说法正确的是（　　） A．X是质子 B．是衰变 C．100g的经过一个半衰期，还剩余50g的 D．若把钍基熔盐堆建在月球上可以改变的半衰期 11．中子是构成原子核的重要粒子之一，由查德威克于1932年发现。查德威克发现中子的核反应方程为，关于反应物的电荷数与质量数，下列判断正确的是（　　） A． B． C． D． 12．氘核是结构最简单的复合原子核，其光致解离反应是研究核力与宇宙早期核合成的重要过程。氘核吸收高能光子发生光致解离反应方程为：，则未知粒子是（　　） A．电子 B．中子 C．质子 D．氦核 13．1896年，法国物理学家贝克勒尔首先发现了天然放射现象，从此为人类打开了研究原子核科学的大门。关于对原子核的认识，下列说法正确的是（　　） A．天然放射现象中一般包含α、β、γ三种射线，其中α射线本质是α粒子流，穿透本领最强 B．放射性元素的半衰期约为年，100个核经过年后必定有50个发生衰变 C．人类历史上第一次实现的原子核人工转变方程是 D．铀核裂变的产物是多样的，其中典型铀核裂变反应方程是 14．硼中子俘获疗法（BNCT）是近年来发展迅速的癌症治疗技术之一。治疗时，先给患者注射含硼（）的特种药物，药物富集在肿瘤部位后用热中子束照射，中子（）与发生核反应产生未知粒子X以及高杀伤力的α粒子（），并释放核能，精准杀伤肿瘤细胞。粒子X的中子数为（   ） A．5 B．4 C．3 D．2 二、解答题 15．如图（a），科学家用粒子轰击铍靶，发现一种穿透性极强的中性射线A，A继续轰击石蜡（含氢物质），打出射线B。为了研究射线B的本质，让射线B从一平行板电容器的两极板中间沿水平方向射入，如图（b）所示。若在两极板间施加电压U，射线B中速度最大的粒子恰好从极板的下边缘射出。再在极板间施加一个方向垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，速度最大的粒子恰好沿水平方向做直线运动。已知极板长度为，极板间距为d、因为氢核运动速率远小于光速，相对论效应可忽略。 (1)若粒子轰击铍核生成碳核和某种未知粒子（用字母“A”表示），写出核反应方程。 (2)求射线B中粒子的最大速度和比荷。（用题中字母表示） (3)科学家由（2）问可知射线B中的粒子为氢核，并测出射线A中粒子与静止的氢核发生对心碰撞时，使氢核获得最大动能为4.5Mev。另一实验还发现射线A中粒子与静止的氮核发生对心碰撞时，使氮核（质量为氢核的14倍）获得最大的动能为1.2Mev。题中实物粒子的碰撞过程，可类比为刚性小球的弹性碰撞。 ①若将射线A中粒子解释为实物粒子，估算这种实物粒子的质量约等于质子质量的多少倍；（） ②若将射线A中粒子解释为光子，如图（c）所示，根据光的粒子性和氢核获得的动能估算出光子的能量为多少Mev。氢核的 说明：可近似认为多次测量过程中，射线A与射线B中的粒子最大速率不变。 三、填空题 16．2025年我国科研团队通过碎裂反应首次合成铝同位素，并观测到基态三质子衰变。铝基态三质子衰变核反应方程为，则__________；已知的半衰期为，质量为的经过时，还剩__________。 17．2025年8月26日，我国江门中微子实验（JUNO）大科学装置正式启动运行。中微子被液体“俘获”时会产生闪烁光，被光电管捕捉并转换为电信号。“俘获”过程存在核反应：，则中微子的质量数______。如图所示，将闪烁光照射光电管阴极，加在、之间的电压增大为时，电流计示数恰好减小为零，已知普朗克常量为，电子电荷量为，阴极材料的逸出功为。则闪烁光频率________。 18．原子核的组成 (1)质子的发现 卢瑟福用______轰击氮原子核，发现了质子，质子就是氢原子核，用______表示。 (2)中子的发现 卢瑟福猜想，原子核内存在质量与质子______，但是______的粒子，叫作中子，用______表示。卢瑟福的学生______通过实验证实了中子的存在。 (3)原子核的组成 原子核由______组成，质子和中子统称为______。 (4)原子核的电荷数 原子核所带的电荷总是质子电荷的______倍，通常用这个整数表示原子核的电荷量，叫作原子核的电荷数，用______表示。 (5)原子核的质量数 原子核的质量几乎等于______质量的整数倍，这个倍数叫作原子核的质量数，用______表示。 (6)原子核的符号 ，其中X为元素符号，A表示核的______数，Z表示核的______（即原子序数）。 (7)同位素 核中______相同而______不同的原子，在元素周期表中处于同一位置，因而互称______。 19．1919年卢瑟福通过如图所示的实验装置，第一次完成了原子核的人工转变，并由此发现的新粒子是__________。图中A为放射源发出的射线，银箔的作用是__________。 四、综合题 20．中子散射 中子能轻易穿过厚的铅板，但却能被水高效吸收，利用经典力学的规律就能解释这一点。已知中子质量为。 (1)发现中子的是以下哪位物理学家（   ） A．汤姆孙 B．卢瑟福 C．查德威克 D．玻尔 (2)中子通过以下核反应被释放出来其中X是________；y1是________；y2是________。 (3)中子参与的衰变的反应可表示为：，其中是________。 (4)（简答）某次实验测得中子动能为，简要说明用牛顿力学描述它的运动是否合理？ (5)（简答）中子束水平入射到存在均匀电场的区域，电场方向竖直向上，通过分析预测中子在电场中的运动情况。 (6)考虑具有一定初速度的中子碰撞静止的靶核的实验，碰撞为完全弹性的，在牛顿力学的范围中，碰撞过程中守恒的物理量为________和________。 (7)（简答）考虑初速度为（远小于光速）的中子与质量为的静止原子核发生完全弹性正碰，将碰后中子的速度记为，原子核的速度记为，试写出、、、、之间所满足的两个关系式。 利用磁偏转系统可以测量不同核反应中释放的高能粒子能量，从而研究原子核结构。如图1所示，用回旋加速器使氘原子核（）获得动能，让其在处撞击铝（）核发生核反应，产生处于某一激发态和基态的同位素铝核28以及两种不同能量的质子（）。产生的质子束经狭缝沿水平直径方向射入半径为，方向垂直纸面向里、大小为的圆形匀强磁场区域，经偏转后打在位于磁场上方的探测板上A、D处（探测板与磁场边界相切于点，点与磁场圆心处在同一竖直线上），获得如图2所示的质子动能的能谱图。 21．同位素具有相同的（　　） A．质量数 B．质子数 C．中子数 D．核子数 22．写出氘核撞击铝核的核反应方程_____ 23．（计算）求A、D的间距 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $