27.选必3 第五章 原子核-高中物理·2026年高考真题分类

**基本信息** 以2026年高考真题为载体，通过守恒定律（电荷数、质量数、能量）构建原子核专题解题体系，实现概念理解与实际应用的逻辑统一。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |核反应方程|6题（单选1-3、7-8、综合12）|质量数与电荷数守恒法|从基本粒子（质子/中子）到核反应类型（人工转变/衰变）的推理链| |半衰期|1题（单选6）|指数衰减公式应用|衰变规律与剩余质量图像的数学表达| |质能关系|2题（单选9、综合13）|爱因斯坦质能方程|质量亏损与核能释放的能量观念建构| |综合应用|5题（综合12-16）|守恒定律综合应用|原子核知识与航天科技的跨场景迁移|

【高中物理人教版(2019)】 2026年高考真题-按章分类 选择性必修第三册 第五章 原子核 10个单选题 + 1个多选题 + 0个实验题 + 0个解答题 + 5个综合题 ---- 学 生 版 ---- 一、单选题 1.(2026高考·甘肃)铅(Pb)205放射性核素的半衰期约为1700万年，对其丰度的研究为推断太阳的形成时间提供了重要的科学依据。天体环境中，形成铅205的重要机制之一是铊()核的束缚态衰变，其方程为。下列说法正确的是( ) A. B. C.核的中子数为124 D.核与核质量数不同 2.(2026高考·浙江)卢瑟福用粒子轰击氮原子核，其核反应方程为，这是人类第一次实现原子核的人工转变。方程中X是( ) A. B. C. D. 3.(2026高考·北京)氟18是正电子发射断层成像(PET)中常用的放射性核素，可通过核反应制备，括号内的粒子为( ) A. B. C. D. 4.(2026高考·全国卷)自由中子可以衰变，其衰变方程为，其中为反中微子(质量近似为零)。由中子的衰变方程可知( ) A.质子的质量小于中子的质量 B.中子的质量小于质子和电子的质量之和 C.反中微子的电荷量与质子的电荷量相等 D.反中微子的电荷量与电子的电荷量相等 5.(2026高考·广西)两种重金属元素铀()和钚()，下列选项中相等的是( ) A.核电荷数 B.质量数 C.原子质量 D.中子数 6.(2026高考·江苏)已知某种元素的半衰期为23万年，一群该元素对应的粒子的原始质量为m0，经历13万年后该粒子的质量剩余m1，则下列关于剩余的该粒子质量随时间变化的图像正确的是( ) A. B. C. D. 7.(2026高考·湖北)2025年6月，我国成功掌握商用堆生产钇90()玻璃微球的技术，可实现批量化生产。在核反应堆中，由核反应生成、则( ) A.X是质子 B.X是电子 C.a = 90 D.b = 0 8.(2026高考·山东)我国钍资源丰富并成功实现了钍-铀核燃料转换，开辟了核燃料供应的新途径。转换过程的中间核素可能会经历两种核反应，反应式为，，则X、Y分别是( ) A.、 B.、 C.、 D.、 9.(2026高考·陕晋青宁卷)正电子 与电子湮灭产生的光子是探测中微子的重要信号。一个静止的正电子与一个静止的电子湮灭转化为两个光子，该过程动量和能量都守恒。已知正电子与电子的质量均为，光速为，普朗克常量为，则这两个光子( ) A.总能量为 B.频率均为 C.总动量为 D.波长均为 10.(2026高考·湖南)关于原子核衰变，下列说法正确的是( ) A.原子核发生α衰变时，电荷数增大 B.原子核发生α衰变时，质量数增大 C.衰变产生的α粒子穿透能力强，可以穿透几厘米厚的铅板 D.理论研究表明，(氡核)可能在一次衰变过程中放出两个α粒子，则其衰变方程为 二、多选题 11.(2026高考·浙江)下列说法正确的是( ) A.变化的电场会产生磁场 B.汽车经过凹形路面最低点时处于超重状态 C.相对论时空观认为运动物体的长度与速度无关 D.秦山核电站通过提取海水中的氘和氚进行核反应获取能量 三、综合题 空间科技 近年来，我国在空间科技领域取得了举世瞩目的成就，中国空间站全面建成并进入常态化运营，深空探测任务不断取得新突破。从航天器携带的核燃料电池，到空间站的轨道维持与调整，再到卫星在近地空间的电磁环境分析，无一不蕴含着丰富的物理学原理。 12.(2026高考·上海)航天器中一种可能的铀核裂变方程为________。 A. B. C. D. 13.(2026高考·上海)若某核反应发生前，所有参与反应物质的总静止质量为；反应完成后，所有生成物的总静止质量为。已知真空中的光速为，则该核反应过程中释放的核能________。 14.(2026高考·上海)假设在某段时间内，某空间站轨道高度先后进行了两次自然衰减，第一次下降了小高度，第二次也下降了小高度。若这两次下降过程中，空间站引力势能的变化量绝对值分别为、，则二者的大小关系为________。 A. B. C. 15.(2026高考·上海)某空间站绕地球做匀速圆周运动，其运动的轨道半径为，空间站自身质量为，则该空间站的动能为________。(已知地球质量为，引力常量为) 16.(2026高考·上海)地球磁场会对运行在近地空间的带电物体产生影响。某人造地球卫星在赤道正上方自西向东飞行。若将该卫星视作一个高速运动的“正电子”(带正电荷)，则在此位置其受到地球磁场力的方向为________。 A.向上 B.向下 C.向西 D.向东 选择性必修第三册 第五章 原子核 ---- 参考答案及解析 ---- 一、单选题 1.C 根据题意，由质量数守恒和电荷数守恒可得，则核与核质量数相同，ABD错误。核的中子数为，C正确。 2.A 核反应过程遵循电荷数守恒、质量数守恒：计算反应前总电荷数和总质量数：总电荷数为，总质量数为。设X的电荷数为，质量数为，由守恒关系得：，，即X为电荷数1、质量数1的粒子，对应质子，故选A。 3.D 根据题意，设括号内未知粒子为，根据质量数守恒和电荷数守恒可知，，则括号内未知粒子为中子，故选D。 4.A 中子衰变过程释放能量，存在质量亏损，即衰变前中子的质量大于衰变后所有产物(质子、电子、反中微子，反中微子质量近似为0)的质量之和，因此中子的质量大于质子与电子的质量之和，质子的质量必然小于中子的质量，A正确，B错误。根据衰变方程的电荷数守恒，左侧总电荷数为0，右侧质子电荷数为、电子电荷数为，因此反中微子的电荷数为0，既不等于质子的电荷量也不等于电子的电荷量，CD错误。 5.B 原子符号左上角的数值代表质量数，根据题意可知重金属元素铀()和钚()质量数相等，铀和钚是不同元素，质子数(核电荷数)不同；根据“中子数=质量数-质子数”，二者质子数不同、质量数相同，因此中子数也不同；原子质量由原子核内所有质子、中子的质量和核外电子质量共同决定，二者质子、中子总数相同但质子和中子的各自数量不同，因此原子质量不相等，故选B。 6.A 根据半衰期公式这是一个以为底的指数函数，图像是一条单调递减、下凸的曲线。且由题知元素的半衰期T = 23万年，则23万年时，故选A。 7.D 核反应遵循质量数守恒和电荷数守恒，对反应式分析如下由质量数守恒a＋1= 90解得a = 89由电荷数守恒39＋b=39解得b=0可知X是中子，故选D。 8.C 根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，X的质量数为1，电荷数为0，为中子；Y的质量数为0，电荷数为-1，则电子，故选C。 9.B 静止的正电子和电子总静能为，总动量为0，湮灭过程满足能量守恒和动量守恒，因此两个光子总能量为，总动量为0，两光子反向运动，每个光子的能量、动量大小均相等，单个光子能量为，动量大小两个光子总能量等于正负电子总静能，并非，A错误。单个光子能量满足，解得频率，故B正确。初始系统总动量为0，由动量守恒可知两个光子总动量为0，并非，C错误。光子动量满足解得波长，并非，D错误。 10.D α衰变放出的α粒子为，衰变过程电荷数守恒，因此母核电荷数减少2，而非增大，A错误。α粒子质量数为4，衰变过程质量数守恒，因此母核质量数减少4，而非增大，B错误。α粒子电离能力强、穿透能力极弱，一张白纸即可将其挡住，穿透能力强、可穿透几厘米厚铅板的是γ射线，C错误。衰变方程满足电荷数守恒和质量数守恒：左边电荷数为86，右边2×2＋82 = 86；左边质量数为216，右边2×4＋208 = 216，守恒关系成立，D正确。 二、多选题 11.AB 根据麦克斯韦电磁理论可知，变化的电场会产生磁场，A正确。汽车经过凹形路面最低点时，根据牛顿第二定律可得可得可知此时汽车处于超重状态，B正确。相对论时空观认为运动物体的长度与速度有关，物体的长度会随着物体的速度不同而改变，C错误。通过提取海水中的氘和氚进行核反应属于轻核聚变，而秦山核电站利用重核裂变获取能量，D错误。 三、综合题 12.【答案】B 【解析】根据电荷数守恒和质量数守恒可知，铀核裂变方程为故选B。 13.【答案】 【解析】根据爱因斯坦质能方程，核反应中亏损的质量转化为能量。质量亏损为释放的核能为 14.【答案】C 【解析】轨道越低，离地心越近，引力越大。所以下降相同高度时，轨道越低，引力越大。根据功能关系可知，引力势能的变化量的绝对值等于引力做功的绝对值，因此第二次下降(轨道更低)的势能变化更大，即故选C。 15.【答案】 【解析】根据万有引力提供向心力可得解得则该空间站的动能为 16.【答案】A 【解析】地磁场方向：赤道处水平由南指向北。正电荷运动方向为自西向东。根据左手定则：磁感线穿手心，四指指向正电荷运动方向，大拇指方向即为受力方向，向上，故选A。 5 / 5 学科网（北京）股份有限公司 $ 【高中物理人教版(2019)】 2026年高考真题-按章分类 选择性必修第三册 第五章 原子核 10个单选题 + 1个多选题 + 0个实验题 + 0个解答题 + 5个综合题 ---- 教 师 版 ---- 一、单选题 1.(2026高考·甘肃)铅(Pb)205放射性核素的半衰期约为1700万年，对其丰度的研究为推断太阳的形成时间提供了重要的科学依据。天体环境中，形成铅205的重要机制之一是铊()核的束缚态衰变，其方程为。下列说法正确的是( ) A. B. C.核的中子数为124 D.核与核质量数不同 1.C 根据题意，由质量数守恒和电荷数守恒可得，则核与核质量数相同，ABD错误。核的中子数为，C正确。 2.(2026高考·浙江)卢瑟福用粒子轰击氮原子核，其核反应方程为，这是人类第一次实现原子核的人工转变。方程中X是( ) A. B. C. D. 2.A 核反应过程遵循电荷数守恒、质量数守恒：计算反应前总电荷数和总质量数：总电荷数为，总质量数为。设X的电荷数为，质量数为，由守恒关系得：，，即X为电荷数1、质量数1的粒子，对应质子，故选A。 3.(2026高考·北京)氟18是正电子发射断层成像(PET)中常用的放射性核素，可通过核反应制备，括号内的粒子为( ) A. B. C. D. 3.D 根据题意，设括号内未知粒子为，根据质量数守恒和电荷数守恒可知，，则括号内未知粒子为中子，故选D。 4.(2026高考·全国卷)自由中子可以衰变，其衰变方程为，其中为反中微子(质量近似为零)。由中子的衰变方程可知( ) A.质子的质量小于中子的质量 B.中子的质量小于质子和电子的质量之和 C.反中微子的电荷量与质子的电荷量相等 D.反中微子的电荷量与电子的电荷量相等 4.A 中子衰变过程释放能量，存在质量亏损，即衰变前中子的质量大于衰变后所有产物(质子、电子、反中微子，反中微子质量近似为0)的质量之和，因此中子的质量大于质子与电子的质量之和，质子的质量必然小于中子的质量，A正确，B错误。根据衰变方程的电荷数守恒，左侧总电荷数为0，右侧质子电荷数为、电子电荷数为，因此反中微子的电荷数为0，既不等于质子的电荷量也不等于电子的电荷量，CD错误。 5.(2026高考·广西)两种重金属元素铀()和钚()，下列选项中相等的是( ) A.核电荷数 B.质量数 C.原子质量 D.中子数 5.B 原子符号左上角的数值代表质量数，根据题意可知重金属元素铀()和钚()质量数相等，铀和钚是不同元素，质子数(核电荷数)不同；根据“中子数=质量数-质子数”，二者质子数不同、质量数相同，因此中子数也不同；原子质量由原子核内所有质子、中子的质量和核外电子质量共同决定，二者质子、中子总数相同但质子和中子的各自数量不同，因此原子质量不相等，故选B。 6.(2026高考·江苏)已知某种元素的半衰期为23万年，一群该元素对应的粒子的原始质量为m0，经历13万年后该粒子的质量剩余m1，则下列关于剩余的该粒子质量随时间变化的图像正确的是( ) A. B. C. D. 6.A 根据半衰期公式这是一个以为底的指数函数，图像是一条单调递减、下凸的曲线。且由题知元素的半衰期T = 23万年，则23万年时，故选A。 7.(2026高考·湖北)2025年6月，我国成功掌握商用堆生产钇90()玻璃微球的技术，可实现批量化生产。在核反应堆中，由核反应生成、则( ) A.X是质子 B.X是电子 C.a = 90 D.b = 0 7.D 核反应遵循质量数守恒和电荷数守恒，对反应式分析如下由质量数守恒a＋1= 90解得a = 89由电荷数守恒39＋b=39解得b=0可知X是中子，故选D。 8.(2026高考·山东)我国钍资源丰富并成功实现了钍-铀核燃料转换，开辟了核燃料供应的新途径。转换过程的中间核素可能会经历两种核反应，反应式为，，则X、Y分别是( ) A.、 B.、 C.、 D.、 8.C 根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，X的质量数为1，电荷数为0，为中子；Y的质量数为0，电荷数为-1，则电子，故选C。 9.(2026高考·陕晋青宁卷)正电子 与电子湮灭产生的光子是探测中微子的重要信号。一个静止的正电子与一个静止的电子湮灭转化为两个光子，该过程动量和能量都守恒。已知正电子与电子的质量均为，光速为，普朗克常量为，则这两个光子( ) A.总能量为 B.频率均为 C.总动量为 D.波长均为 9.B 静止的正电子和电子总静能为，总动量为0，湮灭过程满足能量守恒和动量守恒，因此两个光子总能量为，总动量为0，两光子反向运动，每个光子的能量、动量大小均相等，单个光子能量为，动量大小两个光子总能量等于正负电子总静能，并非，A错误。单个光子能量满足，解得频率，故B正确。初始系统总动量为0，由动量守恒可知两个光子总动量为0，并非，C错误。光子动量满足解得波长，并非，D错误。 10.(2026高考·湖南)关于原子核衰变，下列说法正确的是( ) A.原子核发生α衰变时，电荷数增大 B.原子核发生α衰变时，质量数增大 C.衰变产生的α粒子穿透能力强，可以穿透几厘米厚的铅板 D.理论研究表明，(氡核)可能在一次衰变过程中放出两个α粒子，则其衰变方程为 10.D α衰变放出的α粒子为，衰变过程电荷数守恒，因此母核电荷数减少2，而非增大，A错误。α粒子质量数为4，衰变过程质量数守恒，因此母核质量数减少4，而非增大，B错误。α粒子电离能力强、穿透能力极弱，一张白纸即可将其挡住，穿透能力强、可穿透几厘米厚铅板的是γ射线，C错误。衰变方程满足电荷数守恒和质量数守恒：左边电荷数为86，右边2×2＋82 = 86；左边质量数为216，右边2×4＋208 = 216，守恒关系成立，D正确。 二、多选题 11.(2026高考·浙江)下列说法正确的是( ) A.变化的电场会产生磁场 B.汽车经过凹形路面最低点时处于超重状态 C.相对论时空观认为运动物体的长度与速度无关 D.秦山核电站通过提取海水中的氘和氚进行核反应获取能量 11.AB 根据麦克斯韦电磁理论可知，变化的电场会产生磁场，A正确。汽车经过凹形路面最低点时，根据牛顿第二定律可得可得可知此时汽车处于超重状态，B正确。相对论时空观认为运动物体的长度与速度有关，物体的长度会随着物体的速度不同而改变，C错误。通过提取海水中的氘和氚进行核反应属于轻核聚变，而秦山核电站利用重核裂变获取能量，D错误。 三、综合题 空间科技 近年来，我国在空间科技领域取得了举世瞩目的成就，中国空间站全面建成并进入常态化运营，深空探测任务不断取得新突破。从航天器携带的核燃料电池，到空间站的轨道维持与调整，再到卫星在近地空间的电磁环境分析，无一不蕴含着丰富的物理学原理。 12.(2026高考·上海)航天器中一种可能的铀核裂变方程为________。 A. B. C. D. 12.【答案】B 【解析】根据电荷数守恒和质量数守恒可知，铀核裂变方程为故选B。 13.(2026高考·上海)若某核反应发生前，所有参与反应物质的总静止质量为；反应完成后，所有生成物的总静止质量为。已知真空中的光速为，则该核反应过程中释放的核能________。 13.【答案】 【解析】根据爱因斯坦质能方程，核反应中亏损的质量转化为能量。质量亏损为释放的核能为 14.(2026高考·上海)假设在某段时间内，某空间站轨道高度先后进行了两次自然衰减，第一次下降了小高度，第二次也下降了小高度。若这两次下降过程中，空间站引力势能的变化量绝对值分别为、，则二者的大小关系为________。 A. B. C. 14.【答案】C 【解析】轨道越低，离地心越近，引力越大。所以下降相同高度时，轨道越低，引力越大。根据功能关系可知，引力势能的变化量的绝对值等于引力做功的绝对值，因此第二次下降(轨道更低)的势能变化更大，即故选C。 15.(2026高考·上海)某空间站绕地球做匀速圆周运动，其运动的轨道半径为，空间站自身质量为，则该空间站的动能为________。(已知地球质量为，引力常量为) 15.【答案】 【解析】根据万有引力提供向心力可得解得则该空间站的动能为 16.(2026高考·上海)地球磁场会对运行在近地空间的带电物体产生影响。某人造地球卫星在赤道正上方自西向东飞行。若将该卫星视作一个高速运动的“正电子”(带正电荷)，则在此位置其受到地球磁场力的方向为________。 A.向上 B.向下 C.向西 D.向东 16.【答案】A 【解析】地磁场方向：赤道处水平由南指向北。正电荷运动方向为自西向东。根据左手定则：磁感线穿手心，四指指向正电荷运动方向，大拇指方向即为受力方向，向上，故选A。 5 / 5 学科网（北京）股份有限公司 $