第三节 核能及其应用（分层作业）物理沪科版选择性必修第三册

第三节 核能及其应用 一、单选题 1．如图，一块剖面为三角形的有机玻璃压在另一块有机玻璃上，当白色的偏振光通过三角形有机玻璃不同部位时，产生的干涉花纹会随着压力的变化而变化，利用特殊仪器可以清晰看到这种差异。则（　　） A．该实验中压力来源于核子间的强相互作用 B．该实验中白炽灯可充当光源直接照射有机玻璃 C．该实验只能观察有机玻璃发生的较大形变 D．该实验可用于推测有机玻璃各部位的受力情况 2．在家庭装修中一般要尽量减少石材的使用，这主要是因为其中含有放射性元素氡，氡核（）发生一次衰变后生成新核钋（）和一个粒子X，氡核的半衰期为3.8天。下列说法正确的是（　　） A．氡核发生的是衰变 B．粒子X的电离能力很强 C．若有40个氡原子核，经过7.6天一定还剩下10个氡原子核 D．钋核（）比氡核（）的比结合能小 3．漳州核电站是全球最大的“华龙一号”核电基地。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． 4．近年来，中科院宣布紧凑型聚变能实验装置（BEST）正在安装，中国“人造太阳”预计2027年竣工。“人造太阳”的主要核聚变反应式为：，下列说法正确的是（    ） A．X是质子 B．比更稳定 C．核聚变可在常温下发生 D．“人造太阳”与核电站核反应类型相同 5．中国的紧凑型聚变能实验装置BEST预计于2027年竣工，有望成为人类历史上首个实现核聚变发电的装置。其核聚变反应为，该反应释放的能量约为17.6MeV，已知光速（，，该反应中粒子X和质量亏损分别为（    ） A．， B．， C．， D．， 6．“烛龙一号”是由无锡贝塔医药科技有限公司联合西北师范大学科研团队研发的国内首款C-14核电池，其工作原理基于放射性同位素C-14的衰变，通过换能器件可以直接将射线粒子的动能转化为电流。对此，下列说法正确的是（　　） A．该衰变为衰变 B．衰变释放的射线粒子来源于核外电子 C．随着温度的升高，C-14的半衰期不变 D．的比结合能比的比结合能小 7．2025年底我国的可控核聚变取得了重大突破，主要的反应物是、，在高温条件下生成同时释放一个X粒子。已知、、以及X粒子的质量分别为、、、，、、的比结合能分别为、、，真空中光速为c。下列说法正确的是（　　） A．X粒子是电子 B． C．该反应释放的核能为 D．该反应释放的核能为 8．下列关于四幅图片所示的现象或解释，说法正确的是（　　） A．图甲：反映核子的平均质量与原子序数的关系，重核裂变成原子核和，原子核和的比结合能都大于重核的比结合能 B．图乙：为单色平行光线通过狭缝得到的干涉图样 C．图丙：卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，发现了质子和中子 D．图丁：中间有隔板的绝热容器，隔板左侧装有温度为的理想气体，右侧为真空。现抽掉隔板，气体的最终温度小于 9．中国科学院在2025年11月1日发布消息，位于甘肃省武威市民勤县的2兆瓦液态燃料钍基熔盐实验堆，已成功实现了钍铀核燃料转换。钍基熔盐堆内的链式反应示意图如图所示，下列相关判断中正确的是（　　） A．核反应属于核聚变反应 B．一个核27天后必将发生衰变生成 C．压强增大，的半衰期变小 D．钍基熔盐堆是利用中子轰击引起的链式反应来获取核能的 10．新一代人造太阳“中国环流三号”首次达到离子温度1.17亿度、电子温度1.6亿度。环流三号的目标反应是氘-氚聚变，其反应方程为：，下列说法正确的是（　　） A．反应产物中的X为质子 B．反应产物中的X为电子 C．温度足够高，可使氘和氚的间距达到m以内，从而发生聚变 D．温度足够高，可使氘和氚的间距达到m以内，从而发生聚变 11．一种典型的核聚变方程式为，一种典型的核裂变方程式为，下列说法正确的是（　　） A．Y为 B．X为质子 C．核聚变为放热反应，核裂变为吸热反应 D．比Y稳定 12．中国参与全球最大“人造太阳”国际热核聚变实验堆（ITER）研制，它利用氘和氚聚变生成氦并释放能量，则（　　） A．核反应方程为： B．核反应方程为： C．的比结合能比的比结合能大 D．核聚变相比核裂变产能效率更低一些 13．近年来，我国自主研发的全超导托卡马克核聚变实验装置即“人造太阳”（如图）屡获突破，其原理是将高速运动的氘核、氚核约束在一定空间内，使两者碰撞，发生核反应一，生成氦核 和粒子X并释放能量，因自然界中氚核数量稀少，需要让X撞击约束器内壁上的锂 ，发生反应二，生成一个氚核和另一粒子Y并释放能量，使反应一持续进行。下列说法正确的是（　　） A．反应一为核裂变反应 B．粒子X为正电子 C．粒子Y为 D．反应二中反应物的质量之和小于生成物的质量之和 二、多选题 14．下列有关说法正确的是（　　） A．无线电波、物质波、X射线与β射线都是电磁波 B．γ射线具有很强的穿透本领，可以用来检查人体的内部器官 C．首次并网发电的温州苍南三澳核电站，采用重核裂变获得能量 D．测量星球上某些元素发出的光波的频率，然后与地球上这些元素静止时发光的频率对照，就可以判断星球在靠近或远离地球 15．2025年全球首个全超导非圆截面托卡马克——“东方超环”，技术成果取得关键突破。一种典型的聚变反应是一个氘核和一个氚核聚变成氦核和某种强子x，已知、、和x的质量分别为、、和，1u相当于，阿伏伽德罗常数为，元电荷，下列说法正确的是（　　） A．该核反应方程为，其中为质子 B．该核反应过程中释放的能量约为 C．氘完全参与该核反应时释放出能量的数量级为 D．要使该核聚变发生，必须使氘核和氚核的距离达到以内，让核力起作用 三、解答题 16．我国科学家利用重离子加速器，通过熔合蒸发反应首次合成新核素镤-210（）。实验中，用加速的钙-40核（）轰击静止的镥-175核（），生成镤-210核与若干中子。已知反应前总质量为M1，反应后总质量为M2，真空中光速为c。 (1)写出该核反应的方程式； (2)该核反应释放的核能，并判断反应前后结合能的大小关系。 四、综合题 医学团队发现了一种利用电子加速器实验中的剩余伽马射线来制备放射性同位素的方法，这种方法能够生成两种铜的同位素：铜64（）和铜67（）。 17．一个铜67原子核比一个铜64原子核多3个________。 A．质子 B．中子 C．电子 D．光子 18．γ射线轰击锌靶产生铜67的核反应方程为：，X表示的是________。 A． B． C． D． 19．在直线加速器中，电子沿轴线通过一系列漂移管（图中管状导体），漂移管交替地连接到频率为f、最大电压值为U的正弦交流电源的两端。电子在漂移管中做匀速运动。电子穿出第1个漂移管右端时的速度为，此时第1、2两个漂移管间电势差，电子在漂移管间隙处被加速。漂移管之间的间隙很小，电子穿过间隙的时间不计。从第2个漂移管起后续每个漂移管的长度都满足以下条件：电子经过每个间隙都能获得最大能量，且经过每个漂移管的时间最短。（已知电子质量为m，元电荷为e） （1）电子穿过第3个漂移管的时间________。 （2）（计算）求第3个漂移管的长度。_____ 20．（简答）经直线加速器加速后的电子动能达到10MeV，若根据，可计算出电子的速度大小约为（计算无误）。写出你对这个问题的分析。 二放射性元素 放射性元素的衰变具有自发性和规律性，对人类认识原子核和利用核能的帮助很大。 21．某放射性样品竖直向上发出三种射线，通过虚线区域内方向水平向右、场强大小为的匀强电场，呈现如图所示的三种不同轨迹I、II、III。 （1）轨迹I、II、III分别对应___________； A．、、射线 B．、、射线 C．、、射线 D．、、射线 （2）已知轨迹I上、两点间距离为，线段与轨迹II夹角为（）。则、两点间电势差___________； （3）移去匀强电场，在虚线区域内加上匀强磁场，使I、III对应的射线仍在纸面内分别向左和向右偏转，如图所示。 ①匀强磁场的方向___________； A．水平向右    B．垂直纸面向外    C．水平向左    D．垂直纸面向里 ②已知、粒子的质量之比约为，电荷量大小之比约为，在磁场中运动的速率之比约为，则、粒子此时做匀速圆周运动的半径之比约为___________。 22．“祝融号”火星探测车用放射性元素作为电池燃料，其核反应方程为。 （1）已知的半衰期约为88年。则一块含的矿石，经过176年，发生衰变的元素质量约为原来的___________； A．25%    B．50%    C．75%    D．100% （2）若、、的平均结合能分别为、、，则该核反应释放的核能为___________。 A．    B． C．    D． 核能 核能就是原子核内部能量的释放与利用，是人类最具希望的未来能源之一。 23．我国首款核电池原型机“烛龙一号”通过碳14原子核（）的衰变释放持续稳定的能量，适合长期为微功耗设备供电。 （1）发生衰变的核反应方程为： ①衰变产物X为__________。 A．         B．          C．         D． ②的平均结合能__________X的平均结合能。 A．大于                    B．等于                    C．小于 （2）的半衰期长达5730年，经17190年，核电池中数目为原来的__________。 （3）关于衰变及射线的说法正确的是__________。（多选） A．射线穿透能力比射线强                        B．衰变的实质是核外电子电离 C．粒子由中子转化成质子的过程产生                D．可利用的半衰期进行考古年代断定 24．全超导托卡马克核聚变实验装置是一种将等离子体约束在环形空间的磁约束装置。通过氘核（）和氚核（）结合成氦核（）释放能量，核反应方程为。已知氘核质量为，氚核质量为，氦核质量为，中子质量为。 （1）一个氘核与一个氚核聚变后释放的能量为__________。（真空中光速为c） （2）如图为磁约束装置的示意图，环形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，内圆半径为，外圆半径为，圆心均为O点。将速度大小不同的氘核（电荷量为e）从内圆右侧A点沿图示切线方向垂直射入磁场，使其不穿越外圆边界，则粒子的最大速度为__________。（粒子间的相互作用忽略不计） 近代物理百年 上个世纪随着人们对于物质微观层面的深入研究。随着人类对物质结构的不断层层深入的探索，原子物理、原子核物理、粒子物理领域蓬勃发展，也使得人类对于物质的认识上升到了一个新的阶段。 25．如图所示为由玻尔模型求得氢原子的能级示意图，下列说法正确的是（　　） A．大量处于激发态的氢原子，在向较低能级跃迁的过程中，能辐射4种不同频率的光子 B．电子从能级跃迁到能级时，需要吸收能量为0.85eV的光子 C．电子从能级跃迁到能级时，电子的动能减小、电势能增大 D．用4.00eV的光子照射处于激发态的氢原子，可以使其电离 26．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 27．如图是查德威克等科学家通过实验发现中子的实验模拟图，实验中涉及有三种粒子，则（　　） A．是中子 B．是中子 C．是中子 D．是粒子 28．在粒子物理研究中，带电粒子在云室等探测装置中的轨迹是非常重要的实验证据。根据对不同粒子轨迹的分析和比较，科学家可以得到粒子的带电情况、运动情况等许多信息，甚至可以发现新粒子。现将一粒子源装入放在匀强磁场的云室中（粒子源不固定，且云室中阻力忽略不计），粒子源不断向相反方向同时放出一对电荷量为pe，质量为km的正离子（p、k均为常量且都大于1）和电荷量为e，质量为m的电子，下列说法正确的是（　　） A．两种粒子的运动轨迹如图甲所示，且半径大的一定是电子 B．两种粒子的运动轨迹如图乙所示，且半径大的一定是电子 C．若正离子和电子的速度之比为k，则粒子源不会移动 D．若正离子和电子的速度之比为，则粒子源不会移动 29．2025年10月1日，位于安徽合肥的紧凑型聚变能实验装置BEST项目建设取得关键突破，BEST装置主机关键部件——杜瓦底座研制成功并顺利完成交付。该装置发生核聚变时的核反应方程为，则下列说法正确的是（　　） A．也属于核聚变 B．一个和一个聚变时，质量亏损约为 C．因为核聚变释放能量，根据可知核聚变后的总质量数减少 D．新核X为 30．李政道和杨振宁提出在弱相互作用中宇称不守恒，吴健雄用的衰变完成实验验证，衰变方程是，是反中微子。则（　　） A．反中微子不带电 B．衰变放出的电子来自原子外层 C．衰变过程吸收能量 D．比更稳定 31．判断下列说法的正误：（A为正确、B为错误） （1）目前，人们认为粒子界由夸克、强子、轻子构成。( ) （2）强子是参与强相互作用的粒子，质子是最早发现的强子。( ) （3）电子、质子和中子是组成物质的不可再分的基本粒子。( ) （4）夸克的带电荷量是电子电荷量的整数倍。( ) 32．衰变 衰变是放射性元素自发地放射出射线并转变为其他元素的过程。 (1)1896年法国物理学家贝克勒尔发现天然放射性现象，表明（　　） A．原子有结构 B．原子核有结构 C．核子有结构 D．核外电子有轨道结构 (2)高速飞行的射线会有相对论效应，下面属于狭义相对论效应的是（　　） A．同时的相对性 B．引力红移 C．光线偏折 D．引力波 (3)一物理学习小组研究可作为核电池材料的衰变为的过程，根据测量数据，用横坐标表示时间，用纵坐标表示任意时刻的质量m与初始时刻（时）的质量的比值，得出的图像如图所示。图像中的________年； (4)（简答）由上题所述，请比较原子核的平均结合能和原子核的平均结合能的大小关系。 (5)如图，在竖直平面内有一半径为R的圆形，区域内有匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直于圆平面向外（未画出）。将一群衰变的电量为q，质量为m的粒子以相同速率，由P点在纸平面内向不同方向射入磁场，PQ为水平直径，不计重力和空气阻力，则下列说法不正确的是（　　） A．各粒子在磁场中运动的半径相等 B．各粒子在磁场中运动的时间相等 C．若各粒子运动半径等于2R，则从Q点射出的粒子在磁场中运动的时间最长 D．如果入射速率，则沿各个方向射入离子在飞离磁场时的速度方向一定竖直向下 医学影像技术的发展经历了三个阶段：从传统的X光透视、到CT扫描，再到目前的PET-CT成像。 33．在拍摄X光胸片时，钨原子外层的电子跃迁到原子内层，释放出X射线光子。若电子跃迁前后钨原子能量减少了，已知普朗克常量为h，真空中的光速为c，则释放出的X射线光子的频率为________，波长为________。 34．一台X光机为电子提供的加速电压为100kV，已知电子的电荷量，若电子在电场中从静止开始运动，不计电子所受的重力，则 （1）电子能够获得的最大动能为________eV（）； （2）在运动过程中电子的动能和电势能之和( ) A、不断增大     B、不断减小     C、先增大后减小 D、先减小后增大     E、保持不变 35．在PET-CT检查中，常用的显像剂含有放射性元素氟-18（）。氟-18会发生衰变（原子核放出正电子，正电子的质量等于电子的质量），其半衰期为110分钟。 （1）写出氟-18发生衰变的核反应方程：________。 （2）若上午8：00给病人注射一定剂量的显像剂，到上午11：40进行检查时，显像剂的活性大约衰减为初始时的________%。 （3）当氟-18放出的一个正电子在人体内遇到一个电子时，两者会立即发生“湮灭”，它们的质量完全转化为能量，产生两个能量极高的光子。设正电子和电子湮灭前，它们的总动能为零，总动量也为零，已知电子的质量为，真空中的光速为c，则“湮灭”产生的两个光子的总动量为________，两个光子的动量方向________（选择：A、相同  B、相反  C、相互垂直），每个光子的能量为________。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三节 核能及其应用 一、单选题 1．如图，一块剖面为三角形的有机玻璃压在另一块有机玻璃上，当白色的偏振光通过三角形有机玻璃不同部位时，产生的干涉花纹会随着压力的变化而变化，利用特殊仪器可以清晰看到这种差异。则（　　） A．该实验中压力来源于核子间的强相互作用 B．该实验中白炽灯可充当光源直接照射有机玻璃 C．该实验只能观察有机玻璃发生的较大形变 D．该实验可用于推测有机玻璃各部位的受力情况 【答案】D 【详解】A．该实验中压力为弹力，从微观角度，弹力来源于电磁相互作用，故A错误。 B．实验利用了光的干涉，白炽灯不是相干光源，频率不相同，可知不会发生干涉，不能充当光源直接照射有机玻璃，故B错误； C．该实验利用了微小量放大法，将微小形变转换成易观察的光学量，可知能观察有机玻璃发生的较小形变，故C错误； D．不同部位的干涉花纹不同，故可以利用该现象推测有机玻璃各部位的形变情况，故D正确。 故选D。 2．在家庭装修中一般要尽量减少石材的使用，这主要是因为其中含有放射性元素氡，氡核（）发生一次衰变后生成新核钋（）和一个粒子X，氡核的半衰期为3.8天。下列说法正确的是（　　） A．氡核发生的是衰变 B．粒子X的电离能力很强 C．若有40个氡原子核，经过7.6天一定还剩下10个氡原子核 D．钋核（）比氡核（）的比结合能小 【答案】B 【详解】首先根据核反应质量数、电荷数守恒，可得衰变方程为 可知粒子X为α粒子，该衰变为α衰变。 A．该衰变放出α粒子，属于α衰变，故A错误； B．X为α粒子，α粒子的电离能力是三种衰变射线中最强的，故B正确； C．半衰期是对大量原子核衰变的统计规律，对少量原子核无意义，40个氡核数量太少，无法确定衰变后剩余的准确数量，故C错误； D．衰变过程释放能量，生成的新核更稳定，比结合能更大，因此钋核的比结合能比氡核大，故D错误。 故选B。 3．漳州核电站是全球最大的“华龙一号”核电基地。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】核反应方程满足质量数守恒和电荷数守恒，据此计算X的电荷数和质量数： 反应前总质量数为，反应后和的质量数之和为，因此2个X的总质量数为，单个X的质量数为； 反应前总电荷数为，反应后和的电荷数之和为，因此2个X的总电荷数为，单个X的电荷数为0。 则X为（中子）。 故选A。 4．近年来，中科院宣布紧凑型聚变能实验装置（BEST）正在安装，中国“人造太阳”预计2027年竣工。“人造太阳”的主要核聚变反应式为：，下列说法正确的是（    ） A．X是质子 B．比更稳定 C．核聚变可在常温下发生 D．“人造太阳”与核电站核反应类型相同 【答案】B 【详解】A．核反应遵守电荷数守恒、质量数守恒：反应前总电荷数为，总质量数为；反应后的电荷数为2、质量数为4，因此X的总电荷数为0、总质量数为1，为中子，不是质子，故A错误； B．核聚变属于放能反应，生成物的比结合能大于反应物的比结合能，比结合能越大原子核越稳定，因此氦核比氚更稳定，故B正确； C．核聚变需要超高温高压条件，克服原子核间的库仑斥力才能发生，常温下无法反应，故C错误； D．“人造太阳”的核反应类型为核聚变，现有商用核电站的核反应类型为核裂变，二者反应类型不同，故D错误。 故选B。 5．中国的紧凑型聚变能实验装置BEST预计于2027年竣工，有望成为人类历史上首个实现核聚变发电的装置。其核聚变反应为，该反应释放的能量约为17.6MeV，已知光速（，，该反应中粒子X和质量亏损分别为（    ） A．， B．， C．， D．， 【答案】A 【详解】根据电荷数守恒和质量数守恒可知，核聚变反应方程为 则该反应中粒子X为；根据质能方程可得 其中 解得 故选A。 6．“烛龙一号”是由无锡贝塔医药科技有限公司联合西北师范大学科研团队研发的国内首款C-14核电池，其工作原理基于放射性同位素C-14的衰变，通过换能器件可以直接将射线粒子的动能转化为电流。对此，下列说法正确的是（　　） A．该衰变为衰变 B．衰变释放的射线粒子来源于核外电子 C．随着温度的升高，C-14的半衰期不变 D．的比结合能比的比结合能小 【答案】C 【详解】A．据质量数和电荷数守恒,该衰变为衰变，故A错误； B．衰变的实质是原子核内的一个中子转变成一个质子时放出了一个电子，故B错误； C．半衰期是原子核本身的属性决定，跟物理条件和化学状态无关，即温度的升高，C-14的半衰期不变，故C正确； D．比结合能越大，原子核越稳定，即的比结合能比的比结合能大，故D错误。 故选C。 7．2025年底我国的可控核聚变取得了重大突破，主要的反应物是、，在高温条件下生成同时释放一个X粒子。已知、、以及X粒子的质量分别为、、、，、、的比结合能分别为、、，真空中光速为c。下列说法正确的是（　　） A．X粒子是电子 B． C．该反应释放的核能为 D．该反应释放的核能为 【答案】C 【详解】A．根据核反应电荷数、质量数守恒，X粒子的电荷数为，质量数为，因此X是中子，不是电子，故A错误； B．该聚变反应释放能量，存在质量亏损，因此反应前总质量大于反应后总质量，即，故B错误； C．根据爱因斯坦质能方程，释放的核能等于质量亏损乘以，即，故C正确； D．反应释放的核能等于反应后总的结合能减去反应前总的结合能，又知中子的结合能为0，因此，计算结果与D选项中的表达式符号相反，故D错误。 故选C。 8．下列关于四幅图片所示的现象或解释，说法正确的是（　　） A．图甲：反映核子的平均质量与原子序数的关系，重核裂变成原子核和，原子核和的比结合能都大于重核的比结合能 B．图乙：为单色平行光线通过狭缝得到的干涉图样 C．图丙：卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，发现了质子和中子 D．图丁：中间有隔板的绝热容器，隔板左侧装有温度为的理想气体，右侧为真空。现抽掉隔板，气体的最终温度小于 【答案】A 【详解】A．图甲中，重核裂变成原子核和，核子的平均质量变小，可知裂变过程释放能量，原子核和更稳定，可知重核的比结合能小于原子核和的比结合能，故A正确； B．图乙中，左侧只有一条缝，在光屏上得到中间的条纹最亮最宽、两侧条纹逐渐变暗变窄的图样，即单色平行光线通过狭缝得到的衍射图样，故B错误； C．图丙为卢瑟福粒子散射实验，根据实验结果卢瑟福提出了原子的核式结构，故C错误； D．图丁，中间有隔板的绝热容器，现抽掉隔板，气体向真空的膨胀不对外做功，故根据热力学第一定律，又，故气体的内能保持不变，温度不变，最终温度等于，故D错误。 故选A。 9．中国科学院在2025年11月1日发布消息，位于甘肃省武威市民勤县的2兆瓦液态燃料钍基熔盐实验堆，已成功实现了钍铀核燃料转换。钍基熔盐堆内的链式反应示意图如图所示，下列相关判断中正确的是（　　） A．核反应属于核聚变反应 B．一个核27天后必将发生衰变生成 C．压强增大，的半衰期变小 D．钍基熔盐堆是利用中子轰击引起的链式反应来获取核能的 【答案】D 【详解】A．核聚变反应是两质量很小的轻核结合成质量较大的核，核反应不属于核聚变反应，A项错误； B．核衰变遵循“统计规律”，对于一个核而言，何时发生衰变完全是随机的，B项错误； C．半衰期与外界状态无关，所以与压强无关，C错误； D．钍基熔盐堆本质上依然属于核裂变反应堆，其依然是利用核裂变来获取核能的，即利用中子轰击引起的链式反应来获取核能，D项正确。 故选 D。 10．新一代人造太阳“中国环流三号”首次达到离子温度1.17亿度、电子温度1.6亿度。环流三号的目标反应是氘-氚聚变，其反应方程为：，下列说法正确的是（　　） A．反应产物中的X为质子 B．反应产物中的X为电子 C．温度足够高，可使氘和氚的间距达到m以内，从而发生聚变 D．温度足够高，可使氘和氚的间距达到m以内，从而发生聚变 【答案】D 【详解】AB．根据核反应电荷数守恒、质量数守恒，X的电荷数为，质量数为，可知X为中子，不是质子，故AB错误； CD．核力是短程力，作用范围仅为量级，是原子半径尺度，此时原子核间库仑斥力远大于核力，无法发生聚变，故C错误，D正确。 故选D。 11．一种典型的核聚变方程式为，一种典型的核裂变方程式为，下列说法正确的是（　　） A．Y为 B．X为质子 C．核聚变为放热反应，核裂变为吸热反应 D．比Y稳定 【答案】A 【详解】AB．先通过聚变反应确定粒子X：左边总电荷数，总质量数；右边电荷数2、质量数3，因此X电荷数为，质量数为，即X是中子（）。 代入裂变反应：左边总电荷数，总质量数；右边Y的电荷数为，质量数为，即Y为，故A正确，B错误。 C．核聚变和核裂变都存在质量亏损，均释放核能，属于放热反应，故C错误。 D．比结合能越大原子核越稳定，中等质量核的比结合能最大。Y（质量数89）比（质量数144）更接近中等质量，比结合能更大，因此Y更稳定，故D错误。 故选A。 12．中国参与全球最大“人造太阳”国际热核聚变实验堆（ITER）研制，它利用氘和氚聚变生成氦并释放能量，则（　　） A．核反应方程为： B．核反应方程为： C．的比结合能比的比结合能大 D．核聚变相比核裂变产能效率更低一些 【答案】B 【详解】AB．反应过程应满足质量数和电荷数守恒，则核反应方程为：，故A错误，B正确； C．比结合能越大原子核越稳定，该核聚变释放能量，说明生成物比反应物更稳定，因此的比结合能小于的比结合能，故C错误； D．相同质量的核燃料，核聚变释放的能量远大于核裂变，因此核聚变产能效率更高，故D错误。 故选B。 13．近年来，我国自主研发的全超导托卡马克核聚变实验装置即“人造太阳”（如图）屡获突破，其原理是将高速运动的氘核、氚核约束在一定空间内，使两者碰撞，发生核反应一，生成氦核 和粒子X并释放能量，因自然界中氚核数量稀少，需要让X撞击约束器内壁上的锂 ，发生反应二，生成一个氚核和另一粒子Y并释放能量，使反应一持续进行。下列说法正确的是（　　） A．反应一为核裂变反应 B．粒子X为正电子 C．粒子Y为 D．反应二中反应物的质量之和小于生成物的质量之和 【答案】C 【详解】AB．反应一为，可知该反应为核聚变反应，粒子X为中子，AB错误； CD．反应二为，即粒子Y为，因反应放出能量，则由质量亏损，即反应物的质量之和大于生成物的质量之和，C正确，D错误。 故选C。 二、多选题 14．下列有关说法正确的是（　　） A．无线电波、物质波、X射线与β射线都是电磁波 B．γ射线具有很强的穿透本领，可以用来检查人体的内部器官 C．首次并网发电的温州苍南三澳核电站，采用重核裂变获得能量 D．测量星球上某些元素发出的光波的频率，然后与地球上这些元素静止时发光的频率对照，就可以判断星球在靠近或远离地球 【答案】CD 【详解】A．无线电波、X射线是电磁波，物质波（德布罗意波）是实物粒子的波动，不是电磁波，β射线是高速电子流，也不是电磁波，故A错误； B．γ射线具有很强的穿透本领，但对人体的伤害很大，通常不用来检查人体内部器官，故B错误； C．核电站采用重核裂变释放能量进行发电，故C正确； D．通过测量星球上某些元素发光的频率与地球上对应元素发光频率的对比，根据多普勒效应可知，若频率变高，则星球靠近地球，若频率变低，则星球远离地球，故D正确。 故选CD。 15．2025年全球首个全超导非圆截面托卡马克——“东方超环”，技术成果取得关键突破。一种典型的聚变反应是一个氘核和一个氚核聚变成氦核和某种强子x，已知、、和x的质量分别为、、和，1u相当于，阿伏伽德罗常数为，元电荷，下列说法正确的是（　　） A．该核反应方程为，其中为质子 B．该核反应过程中释放的能量约为 C．氘完全参与该核反应时释放出能量的数量级为 D．要使该核聚变发生，必须使氘核和氚核的距离达到以内，让核力起作用 【答案】BD 【详解】A．根据核反应过程质量数和电荷数守恒可知，核反应方程式为，则为中子，故A错误； B．一个氘核与一个氚核聚变反应的质量亏损为 故该聚变反应释放的能量是，故B正确； C．氘完全参与该核反应时释放出能量 即数量级为，故C错误； D．氘核与氚核发生核聚变时，需要克服原子核间的库仑斥力，间距要达到，让核力起作用，故D正确。 故选BD。 三、解答题 16．我国科学家利用重离子加速器，通过熔合蒸发反应首次合成新核素镤-210（）。实验中，用加速的钙-40核（）轰击静止的镥-175核（），生成镤-210核与若干中子。已知反应前总质量为M1，反应后总质量为M2，真空中光速为c。 (1)写出该核反应的方程式； (2)该核反应释放的核能，并判断反应前后结合能的大小关系。 【答案】(1) (2) ，反应后的结合能大于反应前的总比结合能。 【详解】（1）核反应前后电荷数守恒、质量数守恒，因此该核反应的方程式： （2）根据爱因斯坦质能方程，可知核反应释放的核能 该核反应为放能反应，反应后生成的新原子核比反应前的核更稳定，因此反应后的结合能大于反应前的结合能。 四、综合题 医学团队发现了一种利用电子加速器实验中的剩余伽马射线来制备放射性同位素的方法，这种方法能够生成两种铜的同位素：铜64（）和铜67（）。 17．一个铜67原子核比一个铜64原子核多3个________。 A．质子 B．中子 C．电子 D．光子 18．γ射线轰击锌靶产生铜67的核反应方程为：，X表示的是________。 A． B． C． D． 19．在直线加速器中，电子沿轴线通过一系列漂移管（图中管状导体），漂移管交替地连接到频率为f、最大电压值为U的正弦交流电源的两端。电子在漂移管中做匀速运动。电子穿出第1个漂移管右端时的速度为，此时第1、2两个漂移管间电势差，电子在漂移管间隙处被加速。漂移管之间的间隙很小，电子穿过间隙的时间不计。从第2个漂移管起后续每个漂移管的长度都满足以下条件：电子经过每个间隙都能获得最大能量，且经过每个漂移管的时间最短。（已知电子质量为m，元电荷为e） （1）电子穿过第3个漂移管的时间________。 （2）（计算）求第3个漂移管的长度。_____ 20．（简答）经直线加速器加速后的电子动能达到10MeV，若根据，可计算出电子的速度大小约为（计算无误）。写出你对这个问题的分析。 【答案】17．B 18．A 19． 20．该计算结果不合理，原因见解析 【解析】17．两种铜是同位素，质子数（电荷数）均为29；原子核质量数=质子数+中子数，铜67比铜64质量数多3，因此中子数多3个，电子不是原子核内成分，光子也不是核子，故选B。 18．核反应满足电荷数守恒、质量数守恒。反应前总电荷数为 总质量数为 设X的电荷数为，质量数为，可得 因此X为，故选A。 19．[1]交流电源周期 为保证电子每次到间隙都能获得最大能量、且运动时间最短，电子在每个漂移管内的运动时间为半个周期，因此穿过第3个漂移管的时间 [2]电子穿出第一个漂移管后，经过两次加速，每次加速获得动能，由动能定理 解得电子进入第三个漂移管的速度 漂移管长度 代入得 20．该计算结果不合理，真空中光速为，结果得到速度超过光速，不符合物理规律。经典力学的动能公式 只适用于低速宏观物体，本题中电子动能达到10MeV，速度接近光速，属于高速运动，经典力学不再适用，因此得到了错误的超光速结果。 二放射性元素 放射性元素的衰变具有自发性和规律性，对人类认识原子核和利用核能的帮助很大。 21．某放射性样品竖直向上发出三种射线，通过虚线区域内方向水平向右、场强大小为的匀强电场，呈现如图所示的三种不同轨迹I、II、III。 （1）轨迹I、II、III分别对应___________； A．、、射线 B．、、射线 C．、、射线 D．、、射线 （2）已知轨迹I上、两点间距离为，线段与轨迹II夹角为（）。则、两点间电势差___________； （3）移去匀强电场，在虚线区域内加上匀强磁场，使I、III对应的射线仍在纸面内分别向左和向右偏转，如图所示。 ①匀强磁场的方向___________； A．水平向右    B．垂直纸面向外    C．水平向左    D．垂直纸面向里 ②已知、粒子的质量之比约为，电荷量大小之比约为，在磁场中运动的速率之比约为，则、粒子此时做匀速圆周运动的半径之比约为___________。 22．“祝融号”火星探测车用放射性元素作为电池燃料，其核反应方程为。 （1）已知的半衰期约为88年。则一块含的矿石，经过176年，发生衰变的元素质量约为原来的___________； A．25%    B．50%    C．75%    D．100% （2）若、、的平均结合能分别为、、，则该核反应释放的核能为___________。 A．    B． C．    D． 【答案】21． D B 365：1 22． C D 【解析】21．（1）[1]射线在电场中受电场力作用发生偏转，射线带正电，受力方向与电场方向相同，向右偏转，对应轨迹 III；射线带负电，受力方向与电场方向相反，向左偏转，对应轨迹 I；射线不带电，不发生偏转，对应轨迹 II。故轨迹 I、II、III 分别对应、、射线。 故选D。 （2）[2]匀强电场方向水平向右，沿电场线方向电势降低，由图可知点电势低于点电势，。、两点沿电场线方向的距离为 根据匀强电场电势差与场强的关系 可得 （3）[3] 轨迹I对应射线，带负电，向上运动，受到的洛伦兹力向左，根据左手定则，可知磁场方向垂直纸面向外。 故选B。 （4）[4]带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由 得 粒子与粒子的半径之比，即。 22．（1）[1]半衰期年，经过时间年，即。根据半衰期公式 剩余质量 发生衰变的质量 故选C。 （2）[2]核反应释放的核能等于生成物的总结合能减去反应物的总结合能。则释放的核能 故选D。 核能 核能就是原子核内部能量的释放与利用，是人类最具希望的未来能源之一。 23．我国首款核电池原型机“烛龙一号”通过碳14原子核（）的衰变释放持续稳定的能量，适合长期为微功耗设备供电。 （1）发生衰变的核反应方程为： ①衰变产物X为__________。 A．         B．          C．         D． ②的平均结合能__________X的平均结合能。 A．大于                    B．等于                    C．小于 （2）的半衰期长达5730年，经17190年，核电池中数目为原来的__________。 （3）关于衰变及射线的说法正确的是__________。（多选） A．射线穿透能力比射线强                        B．衰变的实质是核外电子电离 C．粒子由中子转化成质子的过程产生                D．可利用的半衰期进行考古年代断定 24．全超导托卡马克核聚变实验装置是一种将等离子体约束在环形空间的磁约束装置。通过氘核（）和氚核（）结合成氦核（）释放能量，核反应方程为。已知氘核质量为，氚核质量为，氦核质量为，中子质量为。 （1）一个氘核与一个氚核聚变后释放的能量为__________。（真空中光速为c） （2）如图为磁约束装置的示意图，环形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，内圆半径为，外圆半径为，圆心均为O点。将速度大小不同的氘核（电荷量为e）从内圆右侧A点沿图示切线方向垂直射入磁场，使其不穿越外圆边界，则粒子的最大速度为__________。（粒子间的相互作用忽略不计） 【答案】23． B C ACD 24． 【解析】23．（1）①[1]根据核反应方程遵循质量数守恒和电荷数守恒，可知X为. 故选B。 ②[2]核衰变过程释放能量，说明生成物原子核比反应物原子核更稳定，比结合能越大原子核越稳定，因此 的平均结合能小于X的平均结合能. 故选C。 （2）[3]半衰期 ，经过时间 ，经历的半衰期次数。 根据半衰期公式，剩余核数目 所以数目为原来的。 （3）[4] A．射线是高速电子流， 射线是氦核流，射线的穿透能力 射线强，故A正确。 B．衰变的实质是原子核内的中子转化为质子同时释放出电子，不是核外电子电离，故B错误。 C．粒子是由核内中子转化成质子的过程产生的，故C正确。 D．利用 的半衰期可以进行考古年代断定，即碳14测年法，故D正确。 故选ACD。 24．（1）[1]质量亏损 。 根据爱因斯坦质能方程，释放的能量 （2）[2]氘核带正电，从A点沿切线方向射入，根据左手定则，洛伦兹力指向圆心O，粒子做匀速圆周运动。设粒子轨道半径为 ，由牛顿第二定律得 解得速度。 要使粒子不穿越外圆边界，粒子运动轨迹的最远点不能超过外圆半径 。由几何关系可知，粒子从内圆A点出发，轨迹圆心在OA连线上，轨迹离O点最远距离为 。临界条件为 解得最大半径 。 代入速度公式得最大速度 近代物理百年 上个世纪随着人们对于物质微观层面的深入研究。随着人类对物质结构的不断层层深入的探索，原子物理、原子核物理、粒子物理领域蓬勃发展，也使得人类对于物质的认识上升到了一个新的阶段。 25．如图所示为由玻尔模型求得氢原子的能级示意图，下列说法正确的是（　　） A．大量处于激发态的氢原子，在向较低能级跃迁的过程中，能辐射4种不同频率的光子 B．电子从能级跃迁到能级时，需要吸收能量为0.85eV的光子 C．电子从能级跃迁到能级时，电子的动能减小、电势能增大 D．用4.00eV的光子照射处于激发态的氢原子，可以使其电离 26．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 27．如图是查德威克等科学家通过实验发现中子的实验模拟图，实验中涉及有三种粒子，则（　　） A．是中子 B．是中子 C．是中子 D．是粒子 28．在粒子物理研究中，带电粒子在云室等探测装置中的轨迹是非常重要的实验证据。根据对不同粒子轨迹的分析和比较，科学家可以得到粒子的带电情况、运动情况等许多信息，甚至可以发现新粒子。现将一粒子源装入放在匀强磁场的云室中（粒子源不固定，且云室中阻力忽略不计），粒子源不断向相反方向同时放出一对电荷量为pe，质量为km的正离子（p、k均为常量且都大于1）和电荷量为e，质量为m的电子，下列说法正确的是（　　） A．两种粒子的运动轨迹如图甲所示，且半径大的一定是电子 B．两种粒子的运动轨迹如图乙所示，且半径大的一定是电子 C．若正离子和电子的速度之比为k，则粒子源不会移动 D．若正离子和电子的速度之比为，则粒子源不会移动 29．2025年10月1日，位于安徽合肥的紧凑型聚变能实验装置BEST项目建设取得关键突破，BEST装置主机关键部件——杜瓦底座研制成功并顺利完成交付。该装置发生核聚变时的核反应方程为，则下列说法正确的是（　　） A．也属于核聚变 B．一个和一个聚变时，质量亏损约为 C．因为核聚变释放能量，根据可知核聚变后的总质量数减少 D．新核X为 30．李政道和杨振宁提出在弱相互作用中宇称不守恒，吴健雄用的衰变完成实验验证，衰变方程是，是反中微子。则（　　） A．反中微子不带电 B．衰变放出的电子来自原子外层 C．衰变过程吸收能量 D．比更稳定 31．判断下列说法的正误：（A为正确、B为错误） （1）目前，人们认为粒子界由夸克、强子、轻子构成。( ) （2）强子是参与强相互作用的粒子，质子是最早发现的强子。( ) （3）电子、质子和中子是组成物质的不可再分的基本粒子。( ) （4）夸克的带电荷量是电子电荷量的整数倍。( ) 【答案】25．D 26．B 27．B 28．D 29．B 30．A 31． B A B B 【解析】25．A．大量处于激发态的氢原子，在向较低能级跃迁的过程中，能辐射6种不同频率的光子，故A错误； B．电子从能级跃迁到能级时，，所以辐射能量为1.89eV的光子，故B错误： C．电子从能级跃迁到能级时，电荷间的作用力做正功，电子的动能增大，电势能减小，故C错误； D．用4.00eV的光子照射处于激发态的氢原子，因为激发态的氢原子能量为，所以可以使其电离，故D正确。 故选D。 26．根据衰变公式 代入数据可知 则有天 故大约需要40天方可入住。 故选B。 27．查德威克发现中子的实验，是利用钋（Po）衰变放出的粒子轰击铍（Be）产生的中子能将石蜡中的质子打出来，则是粒子，是中子，是质子。 故选B。 28．AB．两种电性不同的带电粒子在同一磁场中同时向相反的方向运动，根据左手定则可知，两粒子的轨迹在出发点相切，且两个圆轨迹互为内切圆；粒子在磁场中运动，洛伦兹力充当向心力，根据牛顿第二定律可得 解得 则可知两粒子在磁场中运动的轨迹半径分别为， 可知正粒子和电子的半径比为 由以上比值关系无法确定正粒子和电子轨迹半径大小关系，故A、B错误； CD．因为，因为正粒子和电子的速度之比为，那么 正粒子和电子总动量之和不为零，则粒子源会移动；若正离子和电子的速度之比为，正粒子和电子总动量之和为零，则粒子源不会移动，故C错误，D正确。 故选D。 29．A．核聚变是轻核聚合成重核的反应，而属于原子核的人工转变，故A错误； B．根据质能方程，已知 可得，故B正确； C．核聚变的质量数守恒，即核子数不变，但由于质量亏损（部分质量以能量形式释放），是总质量减少，而非"总质量数减少”，故C错误； D．根据核反应过程中，质量数守恒，电荷数守恒，反应前质量数为2+3=5，电荷数为1+1=2，反应后中子质量数为1，电荷数为0，所以X的质量数应为5-1=4，电荷数应为2-0=2，因此X为，故D错误。 故选B。 30．A．根据衰变过程电荷数、质量数守恒，反中微子的电荷数为，质量数为，因此不带电，故A正确； B．β衰变释放的电子是原子核内中子衰变为质子时产生的，并非来自原子外层电子，故B错误： C．自发衰变过程存在质量亏损，根据质能方程会释放能量，故C错误； D．自发衰变的方向是从不稳定原子核向更稳定的原子核转化，因此比更稳定，故D错误。 故选A。 31．[1]现在已经发现的粒子达400多种。它们大体可被分为强子、轻子、规范玻色子和希格斯玻色子几种类别。故选B。 [2]强子是参与强相互作用的粒子。质子是最早发现的强子，质子和中子都是强子。故选A。 [3]科学家们认识到电子、质子和中子并不“基本”。这是因为，一方面，科学家们逐渐发现了数以百计的不同种类的新粒子，它们并不能看作由质子、中子、电子组成的：另一方面，科学家们又发现质子、中子等本身也有自己的复杂的结构。所以，从20世纪后半期起，就将“基本”二字去掉，统称为粒子。故选B。 [4]夸克的带电荷量为电子电荷量的分数倍（如或)，而非整数倍。故选B。 32．衰变 衰变是放射性元素自发地放射出射线并转变为其他元素的过程。 (1)1896年法国物理学家贝克勒尔发现天然放射性现象，表明（　　） A．原子有结构 B．原子核有结构 C．核子有结构 D．核外电子有轨道结构 (2)高速飞行的射线会有相对论效应，下面属于狭义相对论效应的是（　　） A．同时的相对性 B．引力红移 C．光线偏折 D．引力波 (3)一物理学习小组研究可作为核电池材料的衰变为的过程，根据测量数据，用横坐标表示时间，用纵坐标表示任意时刻的质量m与初始时刻（时）的质量的比值，得出的图像如图所示。图像中的________年； (4)（简答）由上题所述，请比较原子核的平均结合能和原子核的平均结合能的大小关系。 (5)如图，在竖直平面内有一半径为R的圆形，区域内有匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直于圆平面向外（未画出）。将一群衰变的电量为q，质量为m的粒子以相同速率，由P点在纸平面内向不同方向射入磁场，PQ为水平直径，不计重力和空气阻力，则下列说法不正确的是（　　） A．各粒子在磁场中运动的半径相等 B．各粒子在磁场中运动的时间相等 C．若各粒子运动半径等于2R，则从Q点射出的粒子在磁场中运动的时间最长 D．如果入射速率，则沿各个方向射入离子在飞离磁场时的速度方向一定竖直向下 【答案】(1)B (2)A (3)87.7 (4)的平均结合能大于 (5)B 【详解】（1）贝克勒尔发现了天然放射性现象，元素的放射性非常稳定与其化学状态无关，证明了原子核内有复杂结构。 故选B。 （2）A．时间延缓和尺缩效应是狭义相对论的两个必然结果，A正确； BD．引力红移和引力波是根据广义相对论推测得到的，BD错误； C．光线在引力场中传播时会发生弯曲，这也是广义相对论推测出的现象，C错误。 故选A。 （3）根据半衰期的定义可知，的质量m与初始时刻（t＝0时）的质量m0的比值从变为的时间即为半衰期，所以半衰期的大小为。所以比值从1变为的时间也为87.7年。 （4）此衰变方程为 核反应放出核能，生成物的结合能之和大于反应物的结合能，其中的平均结合能较小，所以的平均结合能大于。 （5）A．粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为，根据 可解得，虽入射方向不同，但旋转半径是相同的，A正确； B．各粒子入射方向不同，出射位置也不同，所以飞行的时间不相同，B错误； C．若各粒子的运动半径为，在磁场中运动粒子飞行时间最长的即为从P点入射，Q点出射的粒子，其转过的圆心角为是最大的，C正确； D．当入射速度时，粒子旋转半径为，此为磁聚焦-磁扩散模型，所有粒子会以竖直向下方向射出圆形磁场区域，故D正确。 选不正确的，故选B。 医学影像技术的发展经历了三个阶段：从传统的X光透视、到CT扫描，再到目前的PET-CT成像。 33．在拍摄X光胸片时，钨原子外层的电子跃迁到原子内层，释放出X射线光子。若电子跃迁前后钨原子能量减少了，已知普朗克常量为h，真空中的光速为c，则释放出的X射线光子的频率为________，波长为________。 34．一台X光机为电子提供的加速电压为100kV，已知电子的电荷量，若电子在电场中从静止开始运动，不计电子所受的重力，则 （1）电子能够获得的最大动能为________eV（）； （2）在运动过程中电子的动能和电势能之和( ) A、不断增大     B、不断减小     C、先增大后减小 D、先减小后增大     E、保持不变 35．在PET-CT检查中，常用的显像剂含有放射性元素氟-18（）。氟-18会发生衰变（原子核放出正电子，正电子的质量等于电子的质量），其半衰期为110分钟。 （1）写出氟-18发生衰变的核反应方程：________。 （2）若上午8：00给病人注射一定剂量的显像剂，到上午11：40进行检查时，显像剂的活性大约衰减为初始时的________%。 （3）当氟-18放出的一个正电子在人体内遇到一个电子时，两者会立即发生“湮灭”，它们的质量完全转化为能量，产生两个能量极高的光子。设正电子和电子湮灭前，它们的总动能为零，总动量也为零，已知电子的质量为，真空中的光速为c，则“湮灭”产生的两个光子的总动量为________，两个光子的动量方向________（选择：A、相同  B、相反  C、相互垂直），每个光子的能量为________。 【答案】33． 34． E 35． 25 0 B 【解析】33．[1][2]根据玻尔理论，原子能级跃迁释放的光子能量等于能级差，即 解得频率 波长 34．（1）[1]电子在电场中加速，根据动能定理，最大动能 （2）[2] 电子在电场中运动，只有电场力做功，根据能量守恒定律，电子的动能和电势能之和保持不变，总量守恒。 故选E。 35．（1）[1]氟-18发生衰变，放出正电子，根据电荷数守恒和质量数守恒，核反应方程为 （2）[2]从8:00到11:40经过的时间 半衰期 则经历了半衰期个数为 剩余活性为初始的 （3）[3][4]湮灭前总动量为零，根据动量守恒定律，湮灭后产生的两个光子总动量也为零。为了使总动量为零，两个光子的动量必须大小相等、方向相反。 [5]根据质能方程，湮灭释放的总能量为，两个光子能量相等，故每个光子的能量为 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $