第54讲 原子结构 原子核（专项训练）（福建专用）2027年高考物理一轮复习讲练测

第54讲 原子结构 原子核（专项训练） 模拟·基础演练 题号 1 2 4 5 6 7 8 9 11 13 答案 A D B C A D D BD C B 题号 14 18 19 21 22 23 26 30 31 33 答案 B D A A D A B C D B 题号 34 35 37 38 39 40 42 答案 D CD C AD CD C B ⏳题型01 原子核的衰变 1．【答案】A 【详解】A．设的电荷数、质量数分别为、，由电荷数、质量数守恒得、，即为（粒子），故A正确； B．的中子数为，故B错误； C．该反应属于原子核的人工转变，不是衰变，故C错误； D．根据爱因斯坦质能方程，该反应释放能量，因此生成物的总质量小于反应物的总质量，故D错误。 故选A。 2．【答案】D 【详解】A．根据核反应电荷数、质量数守恒，可得X的电荷数为，质量数为，即X是（β射线，电子）。β衰变释放的电子来自原子核内部，是中子转化为质子时的产物，并非原子核外电子，故A错误； B．三种射线电离能力排序为，X为β射线，电离能力强于γ射线，故B错误； C．半衰期是描述大量原子核衰变的统计规律，对于少量原子核，衰变是随机事件，无法确定经过2个半衰期后剩余的原子核数量恰好为10个，故C错误； D．平均结合能越大，原子核越稳定。该衰变释放能量，说明生成物更稳定，平均结合能更大，即核的平均结合能比小，故D正确。 故选D。 3．【答案】 大于 【详解】[1]根据电荷数守恒和质量数守恒可知，其中一次核反应方程为 可知，衰变为衰变； [2]因反应放出能量，生成物更加稳定，可知的比结合能大于的比结合能。 4．【答案】B 【详解】A．衰变的特征是释放粒子，即氦原子核；该衰变释放的是电子，属于衰变，故A错误； B．碳-14的半衰期为年，11460年为两个半衰期，碳-14的剩余质量为初始的，故B正确； C．衰变释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的，并非来自原子核外电子，故C错误； D．使用过程中碳-14的含量随衰变不断减少，单位时间内衰变释放的总能量降低，核电池的输出功率会逐渐降低，故D错误。 故选B。 5．【答案】C 【详解】AB．核反应过程满足电荷数守恒、质量数守恒，据此计算得X的质量数为，电荷数为，即X为电子（粒子），故AB错误； C．衰变的本质是原子核内中子转化为质子时释放电子，该反应释放电子，属于衰变，故C正确； D．该核反应释放能量，存在质量亏损，因此核的质量大于核与X的质量之和，故D错误。 故选C。 6．【答案】A 【详解】A．原子核的衰变过程严格满足质量数守恒和电荷数守恒，结合题给衰变方程验证：左边质量数为14、电荷数为6，右边总质量数，总电荷数 ，均守恒，故A正确； B．衰变产生的电子是原子核内的中子转化为质子时释放的，并非来源于碳原子的核外电子，故B错误； C．半衰期是放射性元素原子核的固有属性，与外界条件、工作时长等均无关，不会随电池工作时间增加而减小，故C错误； D．剩余放射性元素质量满足公式（为半衰期个数），代入、，得，不是4g，故D错误。 故选A。 7．【答案】D 【详解】A．半衰期是原子核的固有属性，与外界温度、压强等环境因素无关，温度升高的半衰期不变，故A错误； B．根据核反应电荷数、质量数守恒，X的电荷数为，质量数为，可知X为电子，该衰变为β衰变；且α射线的实质是高速氦核流，不是电子流，故B错误； C．由光电效应方程得该γ光子能量为 若照射逸出功为的金属，只有满足（即）时才会有光电子逸出，因此不一定逸出，故C错误； D．根据光电效应方程变 形得γ光子频率 故D正确。 故选D。 ⏳题型02 半衰期相关的计算 8．【答案】D 【详解】A．经过13.8天，即两个半衰期，10g铽的同位素Tb-161衰变后剩余，而非，故A错误； B．半衰期是大量原子核的统计规律，不适用于少数原子，故B错误； C．每种元素原子核的半衰期都是固定的，不受外界温度、压强等影响，故C错误； D．β射线电离作用较弱，穿透能力较强，很容易穿透黑纸，故D正确。 故选D。 9．【答案】BD 【详解】A．核反应是中子轰击钍核生成新核的过程，属于原子核的人工转变，不是核聚变反应，故A错误； B．半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对单个原子核不适用，一个核在27天内可能衰变也可能不衰变，故B正确； C．原子核的半衰期由核内部自身因素决定，与压强、温度等外部条件无关，压强增大，的半衰期不变，故C错误； D．由题图可知，钍基熔盐堆是利用中子轰击引起裂变，产生链式反应来获取核能的，故D正确。 故选BD。 10．【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。 11．【答案】C 【详解】A．该核反应为重核裂变反应，A错误； B．该核反应方程前后因放出核能，则有质量亏损，B错误； C．因反应后放出核能，生成物更加稳定，则生成物的比结合能更大，则比结合能比小，C正确； D．半衰期由内部因素决定，与外界条件无关，则将加温加压，其半衰期不变，D错误。 故选C。 12．【答案】 α粒子 小于 0.75 【详解】[1]根据核反应质量数守恒，可知该粒子质量数 根据核反应电荷数守恒，可知该粒子电荷数 可知该粒子为α粒子； [2]衰变产物比反应物更加稳定，故的比结合能小于的比结合能； [3]根据半衰期公式，可知1g氡经过7.6天衰变掉氡的质量为 13．【答案】B 【详解】A．衰变产生的和粒子都带正电，速度方向相反，在磁场中匀速圆周运动轨迹为外切圆，故A错误； B．比结合能越大，原子核越稳定，由于衰变时放出核能，比结合能增大，所以的比结合能大于的比结合能，故B正确； C．半衰期是大量原子核衰变的统计规律，少数不适用，故C错误； D．由能量守恒可知 结合质能方程 可知，故D错误。 故选B。 14．【答案】B 【详解】A．根据质量数和电荷数守恒可知X为电子，故A错误； B．铯137的核子数为137个，铯133的核子数为133个，故B正确； C．衰变是放能反应，故衰变放出的核能为，故C错误； D．原子核数量减少，半衰期不变，故D错误。 故选B。 ⏳题型03 核反应方程及应用 15．【答案】 【详解】[1]正、负电子对撞后湮灭成为两个同频率的γ光子，该核反应方程为； [2]根据洛伦兹力提供向心力 正、负电子进入对撞机时的动能为 联立解得 [3]正、负电子对撞湮灭时动量守恒，能量守恒，则有 正、负电子对撞湮灭后产生的光子频率为 16．【答案】(1) (2)3.3MeV 【详解】（1）两个氘核聚变生成一个氦3和一个中子，根据质量数守恒有2+2=4 根据电荷数守恒有1+1=2 则该反应的核反应方程 （2）根据爱因斯坦质能方程有 解得 17．【答案】 中子 【详解】[1] 根据电荷数守恒有 解得 根据质量数守恒有 解得 故X是中子。 [2] 比结合能（为核子数/质量数） 因此结合能 的结合能为，的结合能为，的结合能为，核反应释放的能量 = 反应后总结合能 - 反应前总结合能（自由中子无结合能），故 。 18．【答案】D 【详解】A．核反应遵循电荷数守恒、质量数守恒，计算得X的电荷数 质量数 可知X为氦核，因此X内有4个核子，故A错误； B．该反应是轻核结合为质量较大的核，属于核聚变；α衰变是重核自发释放α粒子的核衰变过程，故B错误； C．该反应释放能量，说明生成物X的原子核比反应物更稳定，而比结合能越大原子核越稳定，因此X的比结合能比大，故C错误； D．根据爱因斯坦质能方程可知，该反应释放17.6MeV的能量，必然对应质量亏损，故D正确。 故选D。 19．【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。 20．【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 21．【答案】A 【详解】AB．根据质量数与核电荷数守恒，可得X的质量数为243−4=239，电荷数为95−2=93，所以X的核电荷数为93，故A正确，B错误； C．α射线穿透能力最弱，γ射线穿透能力最强，所以α射线穿透能力比γ射线弱，故C错误； D．α射线电离能力最强，γ射线电离能力最弱，所以α射线电离能力比γ射线强，故D错误。 故选A。 ⏳题型04 核能的计算 22．【答案】D 【详解】A．光子能量满足公式，光子能量与波长成反比，故A错误； B．光电效应现象说明光具有粒子性，光的干涉、衍射现象才体现光的波动性，故B错误； C．该反应为轻核聚变反应，反应过程存在质量亏损，会释放大量能量，故C错误； D．根据核反应电荷数守恒、质量数守恒，X的质量数为，电荷数为，可知X为中子，故D正确。 故选D。 23．【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。 24．【答案】 核裂变 【详解】[1]该反应是重核铀235吸收中子后分裂为多个中等质量的原子核，是重核的裂变反应，目前商用核电站都是利用可控核裂变发电。 [2]已知每小时质量亏损为 一星期工作160小时，总质量亏损 由质能方程，则释放总核能 转化得到的电能 25．【答案】 【详解】[1]根据电荷数和质量数守恒可知，核反应方程为 所以，X为； [2]根据质能方程可知，该反应释放的核能为 26．【答案】B 【详解】A．铀−235吸收中子后裂变为钡和氪，属于核裂变而非核聚变，故A错误； B．核裂变产物的比结合能大于初始重核的比结合能，钡核比铀核更稳定，故B正确； C．该反应是α粒子轰击氮核的人工核反应，并非自发的α衰变，故C错误； D．目前核电站均基于核裂变技术，核聚变尚未商用，故D错误。 故选B。 27．【答案】 中子 聚变 18.63 【详解】[1]根据核反应方程前后质量数和核电荷数守恒可知X为中子。 [2]该反应属于核聚变。 [3]由质能方程 28．【答案】 （或中子） 【详解】[1]由质量数和电荷数守恒，可知X为中子。 [2]由比结合能关系，则该核反应释放的核能为。 ⏳题型05 α粒子散射实验及分析 29．【答案】2 吸收中子控制反应速度 核式结构 【详解】[1]图1中根据粒子在磁场中的偏转情况可知，2为γ射线，其穿透能力最强，可知穿透能力最强的射线是2； [2]图2中镉棒的作用是吸收中子控制反应速度； [3]卢瑟福根据图3中的实验现象提出了原子的核式结构模型； 30．【答案】C 【详解】A．根据能级间跃迁辐射的光子能量等于两能级间的能级差，若氢原子从能级跃迁到能级时辐射出A光，只有用波长等于A光波长的光照射，才能使氢原子从跃迁到，故A错误； B．卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，得出原子的核式结构模型，故B错误； C．甲图中，原子核A裂变成原子核B和原子核C的过程属于裂变反应，核子的平均质量减小，该反应过程要放出能量，故C正确； D．丁图中，汤姆孙通过对阴极射线的研究揭示了原子有一定结构，而天然放射现象的发现揭示了原子核内还有复杂结构，故D错误。 故选C。 31．【答案】D 【详解】A．带电粒子在匀强磁场中运动时，粒子与粒子相比，运动半径较大，故A错误； B．图（b）所示为牛顿环图样，并非圆盘衍射而成的柏松亮斑，故B错误； C．卢瑟福通过图（c）进行粒子散射实验研究时，发现绝大多数粒子穿过金箔后运动方向几乎不变，少数发生大角度偏转，极少数被弹回，故C错误； D．图（d）中一个处于基态的氢原子吸收能量为12.09eV的光子后，跃迁到3能级，最多能辐射出种光谱线，故D正确。 故选D。 32．【答案】2 核式结构 衰变 【详解】[1]图①中射线1向左偏转，可知射线1为射线，射线2为电中性，可知射线2为射线，射线3向右偏转，可知射线3为射线，故射线2的穿透能力最强。 [2]卢瑟福根据图③中的实验现象提出了原子的核式结构。 [3]图④中的核反应是衰变，属于原子核的衰变。 33．【答案】B 【详解】A．伽利略猜想自由落体运动的速度与下落时间成正比，并直通过实验进行了验证，故A错误； B．牛顿根据行星运动的规律，并通过“月—地检验”，得出了万有引力定律，故B正确； C．卢瑟福通过粒子散射实验，提出原子核式结构学说，故C错误； D．爱因斯坦的相对论只是证明了牛顿力学理论的局限性，成功解决了宏观物体的高速运动问题，并没有否定牛顿力学理论，故D错误。 故选B。 34．【答案】D 【详解】A．双缝干涉条纹间距表达式为 干涉条纹宽度与双缝到屏的距离有关，故A错误； B．B图是光电效应实验，说明光具有粒子性，故B错误； C．C图是有关电磁波的发射和接受的实验，恒定电场不能产生磁场，所以不能形成电磁波，故C错误； D．D图是粒子的散射实验，卢瑟福通过该实验提出了原子具有核式结构，故D正确。 故选D。 35．【答案】CD 【详解】A．三种射线中，γ射线速度最快、α射线电离作用最强、γ射线穿透能力最强，故A错误； B．卢瑟福通过分析α粒子散射实验的结果，得出原子的核式结构模型，故B错误； C．核反应堆的镉棒作用是为了调节中子数目，以控制反应速度，故C正确； D．核裂变反应的过程中释放能量，所以生成物的结合能变大，故生成物的结合能大于反应物的结合能，故D正确。 故选CD。 ⏳题型06 玻尔的原子模型 36．【答案】越大 【详解】[1]按照玻尔原子理论，氢原子中的电子离原子核越远，氢原子的能级越高，能量越大； [2]由能量关系，解得。 37．【答案】C 【详解】一群处于能级的氢原子向低能级跃迁，可能辐射的光子频率种类为 仅有、两种光能产生光电效应，说明这两种光的光子能量最大，对应能级差最大的两次跃迁。由能级图可知，能级差最大的两次跃迁分别为和。因光频率小于光频率，则光对应，即，。 故选C。 38．【答案】AD 【详解】AB．若氢原子所处的能级为，则4→1、3→1、2→1、4→2跃迁产生的光子均可以使该金属发生光电效应，共有4种；若，则3→1、2→1跃迁产生的光子可以使该金属发生光电效应，共有2种，故A正确，B错误； CD．3→1跃迁产生的光子使该金属逸出的光电子动能最大， 可得，故C错误，D正确。 故选AD。 39．【答案】CD 【详解】A．入射光照射大量处于基态的氢原子，发出、、三种不同频率的光，可知基态氢原子跃迁到能级，这样有跃迁到、跃迁到、跃迁到三种不同频率的光，可知入射光的光子能量为，故A错误； B．图2中滑片P向a端移动过程中，Oa部分的电阻变大，K端的电势变高，K端的电势高于A端的电势，电压反向，可知电流表示数变小，故B错误； C．用这三种光分别去照射图2的光电效应实验装置，只有、两种光发生光电效应，可知、两种光为跃迁到、跃迁到发出的光，根据图3可知，根据可知，可知b光的能量为 根据 解得，故C正确； D．图3中的a光照射阴极，光电流达到饱和时，饱和电流为，由 可知每秒射出的电荷量为 所以阴极每秒射出的光电子数大约个，故D正确。 故选CD。 40．【答案】C 【详解】根据题意可知，这两个光子的能量分别为， 根据题意可知，金属的逸出功为 则另一个光子照射该金属，逸出的光电子的初动能最大值为 故选C。 41．【答案】6 12.75 【详解】[1]一群处于激发态的氢原子，在向较低能级跃迁的过程中向外辐射出光子，这群氢原子最多能辐射出不同频率的光子种类为 [2]根据可知波长最短时，频率最大，根据可知频率最大，则能量最大，则这些光子中波长最短的光子的能量是 42．【答案】B 【详解】A．重心将物体各部分重力等效为作用在重心一点的重力，合力等效替代多个分力的共同作用效果，两个概念都体现了等效替代的思想，A正确； B．加速度的定义式为，用的是比值定义法；是加速度的决定式，不是定义式，也不属于比值定义法，B错误； C．伽利略的理想斜面实验，以真实实验为可靠基础，再通过合理外推推导出结论，该方法符合史实，C正确； D．玻尔原子模型引入能级、跃迁的概念，成功解释了氢原子光谱的线状分布问题，D正确。 本题要求选择错误选项，故选B 。 重难·创新演练 1．【答案】辐射 增大 3 【详解】[1]氢原子从高能级向低能级跃迁时，原子的总能量减小，因此需要向外辐射光子。 [2]氢原子向低能级跃迁时，核外电子的轨道半径减小，根据库仑力提供向心力有 解得电子动能为，随着轨道半径的减小，电子动能增大。 [3]一群处于激发态的氢原子，向下跃迁时最多可辐射出种不同频率的光子。其中，只有直接跃迁到基态（，已知）时辐射的三种光子能量较大，分别为 其余跃迁方式产生的光子能量均小于。要使基态硅原子（能量为）电离，入射光子的能量必须大于或等于。比较可知，上述只有跃迁到基态的3种频率的光子满足条件。 2．【答案】B 【详解】A．根据可知，这群氢原子能辐射出6种不同频率的光子，故A错误； B．从能级跃迁到能级，辐射出的光子能量最小，光子频率最小，波长最长，故B正确； C．从能级跃迁到能级，辐射出的光子能量最大，故C错误； D．由， 可知从能级跃迁到能级，从能级跃迁到能级，辐射出的光子不能使逸出功为2.13eV的金属发生光电效应，故D错误。 故选B。 3．【答案】D 【详解】根据核反应方程 根据质子数守恒设X的质子数为x，则有 可得 即X为，根据质量数守恒，则有 可得 故选D。 4．【答案】7 4 【详解】假设需经过x次衰变，y次衰变，根据电荷数守恒和质量数守恒有， 解得， 5．【答案】D 【详解】设X的质量数为A，电荷数为z，根据核反应中质量数守恒和电荷数守恒可知：； 解得：，，X为。 故选D。 6．【答案】B 【详解】核反应方程属于聚变。 故选B。 7．【答案】B 【详解】A．α射线由带正电的氦核组成，电离能力最强；γ射线为光子，不带电，电离能力最弱，故A错误； B．衰变过程中，质量亏损会以能量形式释放（如γ射线及衰变产物的动能），符合核反应的能量守恒，故B正确； C．半衰期由原子核内部结构决定，与温度等外界条件无关，故C错误； D．半衰期是统计规律，适用于大量原子核。10个原子核衰变时，实际剩余数量可能偏离5个（如可能全部衰变或部分剩余），故D错误。   故选B。 8．【答案】A 【详解】A．核反应方程为，X是，A正确； B．与的核反应放出能量，质量要减少，B错误； C．与的核反应要放出能量，C错误； D．核子数越大结合能越大，的结合能小于的结合能，D错误。 故选A。 9．【答案】D 【详解】A．根据质量数和电荷数守恒可知，Y为粒子，贯穿能力很弱，故A错误； B．衰变会释放能量，故B错误； C．半衰期是大量原子核衰变的统计规律，少量原子核不适用，故C错误； D．衰变过程释放能量，生成物的比结合能大，故D正确。 故选D。 10．【答案】C 【详解】根据辐射光子的能量为 代入数据解得 因此可知，故选C。 真题·实战演练 1．【答案】D 【详解】A．对反应①，设X的质量数为A、电荷数为Z，由， 解得 因此X是中子，故A错误； B．反应②中质量可忽略、电荷为0，设Y的质量数为、电荷数为N，由， 解得 因此Y是电子，故B错误； C．α衰变的本质是放出α粒子（），但反应②放出的是电子，不属于α衰变，故C错误； D．反应③中母核质量数不变、电荷数增加1，同时放出电子，符合β衰变的特征（中子转化为质子放出电子），属于β衰变，故D正确。 故选D。 2．【答案】AC 【详解】A．核反应过程中质量数守恒，有质量亏损，A正确； B．该反应是核聚变反应，B错误； CD．在真空中，该反应动量守恒，由于相撞前氘核与氚核动量大小相等，方向相反，系统总动量为零。故反应后氦核与中子的动量也大小相等，方向相反。 由 得反应粒子获得的动能之比为 而两个粒子获得的总动能为，故获得的动能， 获得的动能。故C正确，D错误。 故选AC。 3．【答案】B 【详解】根据质量数和电荷数守恒可知，X的质量数为0，电荷数，则X为。 故选B。 4．【答案】92 56 9 × 1013 【详解】[1]根据核反应前后质量数守恒有1＋235 = 141＋A＋3 解得A = 92 [2]根据核反应前后电荷数守恒有92 = Z＋36 解得Z = 56 [3]根据爱因斯坦质能方程可知核反应过程中质量亏损1g，释放的能量为E=mc2 = 1 × 10－3 × 9.0 × 1016J = 9 × 1013J 5．【答案】D 【详解】A．衰变时，原子核内中子转化为质子和电子，大量电子从原子核释放出来形成射线，故A错误； B．该反应前后质量亏损为 故B错误； C．放射性元素发生的衰变为衰变，故C错误； D．由于半衰期为8天，可知经过16天，即经过两个半衰期，75%的原子核发生了衰变，故D正确。 故选D。 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $ 第54讲 原子结构 原子核（专项训练） 目 录 研判·考情前瞻 2 巩固·知识解构 2 知识点1 原子核的衰变及半衰期 2 知识点2 核反应及核反应类型 3 模拟·基础演练 4 题型01 原子核的衰变 4 题型02 半衰期相关的计算 5 题型03 核反应方程及应用 7 题型04 核能的计算 8 题型05 α粒子散射实验及分析 9 题型06 玻尔的原子模型 11 重难·创新演练 14 真题·实战演练 16 研判·考情前瞻 核心考点 2026年 2025年 2024年 放射性元素衰变 单选题T1（4分） 单选题T1（4分） 核聚变 多选题T6（6分） 考情分析 本专题以选择题为主，单选 4 分、多选 6 分，总分 4-6 分，偶尔搭配简单计算。命题常结合能级图、衰变流程、核反应实例等情境模型。重点考查原子核式结构、氢原子能级跃迁、天然放射现象、衰变规律、半衰期、核反应方程、质能方程；经常和光电效应、光子能量综合命题。侧重微观模型建构，考查图像解读、概念辨析能力，中档选择题居多。 复习目标 吃透核式结构、能级跃迁规律，熟练计算跃迁吸收或放出光子的能量；掌握 α、β 衰变特点、半衰期物理意义，能正确书写、配平核反应方程；分清衰变、人工转变、裂变、聚变四类核反应；理解质量亏损，会用质能方程简单计算核能；能从能级图、文字情境提取信息；规避半衰期概念误区、β 衰变本质记错、能级光子种类算错、核反应类型混淆等易错点，熟练应对中档情境类选择题。 巩固·知识解构 知识点1 原子核的衰变及半衰期 1.衰变规律及实质 (1)α衰变和β衰变的比较 衰变类型 α衰变 β衰变 衰变过程 X→Y＋He X→Y＋e 衰变实质 2个质子和2个中子结合成一个整体射出 1个中子转化为1个质子和1个电子 2H＋2n→He n→H＋e 匀强磁场中轨迹形状 衰变规律 电荷数守恒、质量数守恒、动量守恒 (2)γ射线：γ射线经常伴随着α衰变或β衰变同时产生。其实质是放射性原子核在发生α衰变或β衰变的过程中，产生的新核由于具有过多的能量(原子核处于激发态)而辐射出光子。 2.确定衰变次数的方法 因为β衰变对质量数无影响，所以先由质量数的改变确定α衰变的次数，然后再根据衰变规律确定β衰变的次数。 3.半衰期 (1)公式：N余＝N原()，m余＝m原()。 (2)影响因素：放射性元素衰变的快慢是由原子核内部自身因素决定的，跟原子所处的物理状态(如温度、压强)或化学状态(如单质、化合物)无关。 4.衰变中的动量问题：满足动量守恒定律。 ✨得分速记： 对半衰期的理解 (1)半衰期是大量原子核衰变时的统计规律，对个别或少量原子核，无半衰期可言。 (2)根据半衰期的概念，可总结出公式N余＝N原，m余＝ m原。式中N原、m原表示衰变前的放射性元素的原子数和质量，N余、m余表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子数和质量，t表示衰变时间，τ表示半衰期。 知识点2 核反应及核反应类型 1.核反应的四种类型 类　型 可控性 核反应方程典例 衰变 α衰变 自发 U―→Th＋He β衰变 自发 Th―→Pa＋e 人工转变 人工控制 N＋He―→O＋H(卢瑟福发现质子) He＋Be―→C＋n(查德威克发现中子) Al＋He―→P＋n 约里奥·居里夫妇发现放射性同位素，同时发现正电子 P―→Si＋e 重核裂变 比较容易进行人工控制 U＋n―→Ba＋Kr＋3n U＋n―→Xe＋Sr＋10n 轻核聚变 很难控制 H＋H―→He＋n 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(n)、α粒子(He)、β粒子(e)、正电子(　0＋1e)、氘核(H)、氚核(H)等。 (2)掌握核反应方程遵守的规律，是正确书写核反应方程或判断某个核反应方程是否正确的依据，由于核反应不可逆，所以书写核反应方程式时只能用“→”表示反应方向。 (3)核反应过程中质量数守恒，电荷数守恒。 模拟·基础演练 考查重点：福建高考对原子结构、原子核的考查，立足核式结构模型、氢原子能级、原子核衰变、核反应方程，侧重能级跃迁光子能量计算、衰变规律、半衰期、质能方程的理解运用。命题常结合能级图、衰变过程、人工核反应情境，常与光电效应、光子能量综合。注重微观原子核观念辨析能力，题型以选择题为主，少量简单计算，重在原子与原子核模型建构，强调从能级图、反应描述提取信息，完成能级分析、衰变判断、核反应书写的完整逻辑链条。 ⏳题型01 原子核的衰变 1．（2026·福建漳州·模拟预测）硼中子俘获疗法是目前治疗癌症的先进手段之一，该疗法通过核反应释放能量，产生高能粒子破坏癌细胞，其核反应方程为。则（     ） A．X为粒子 B．的中子数为3 C．该反应是衰变 D．生成物的总质量大于反应物的总质量 2．（2026·福建福州·模拟预测）“钴60”（）衰变时释放的射线，广泛应用于工业、农业、医疗、科学研究和教育等领域。已知钴60的衰变方程为，下列说法正确的是（     ） A．X来自钴60原子核外 B．X比射线电离能力弱 C．40个“钴60”原子核，经过2个半衰期还剩10个 D．核的平均结合能比小 3．（2026·福建漳州·三模）我国首座钍基熔盐实验堆采用钍作为燃料，并使用熔盐冷却剂，避免了核污水排放。吸收中子后会发生的一系列核反应：，其中衰变为_____衰变（选填“”或“”），的比结合能_____（选填“大于”“小于”或“等于”）的比结合能。 4．（2026·福建宁德·二模）2025年3月，国内首款碳-14核电池“烛龙一号”原型机问世，标志着我国在微型核电池领域取得重大突破。碳-14的半衰期长达5730年，衰变方程为，在衰变过程中释放的射线能量可被半导体材料高效转化为电能。关于碳-14的衰变及其在核电池中的应用，下列说法正确的是（　　） A．该衰变属于衰变 B．经过11460年后，碳-14的剩余质量变为原来的 C．碳-14衰变释放的电子来自于原子核外电子 D．在使用过程中核电池的输出功率不会因碳-14衰变而逐渐降低 5．（2026·福建厦门·模拟预测）我国自主研发的某微型核电池以核为能源，使用寿命可达数十年，能在至的极端环境下稳定供电。该核能电池的衰变方程为，则（　　） A．X为中子 B．X为质子 C．该核反应为衰变 D．核的质量等于核与X的质量之和 6．（2026·福建福州·二模）2025年3月，我国成功研制“烛龙一号”碳14核电池，利用放射性同位素碳14的衰变提供长期稳定电能，其衰变方程为，已知碳14的半衰期为5730年。下列说法正确的是（    ） A．原子核的衰变过程同时满足质量数守恒和电荷数守恒 B．衰变产生的电子来源于碳原子的核外电子 C．碳14的半衰期会随电池工作时间的增加而逐渐减小 D．8g碳14经历2个半衰期，剩余碳14的质量只有4g 7．（2026·天津·一模）2026年武威钍基熔盐核电项目取得新的进展。已知核发生衰变的核反应式为，衰变过程中伴随有射线射出。该射线照射到逸出功为的金属表面，逸出的光电子最大初动能为，普朗克常量为h。则（    ） A．温度升高，核半衰期减小 B．该衰变是衰变，射线的实质是高速电子流 C．若该射线照射到逸出功为的金属表面，也一定有光电子逸出 D．该衰变过程中产生光子的频率为 ⏳题型02 半衰期相关的计算 8．（2026·湖南怀化·二模）铽的同位素Tb-161因半衰期为6.9天且衰变时发射β射线，适合制备放射性药物。关于衰变，下列说法正确的是（　　） A．经过13.8天，10g铽的同位素Tb-161衰变后剩余7.5g B．10个Tb-161原子经过6.9天有5个发生衰变 C．通过高温高压可改变Tb-161的半衰期 D．β射线电离作用较弱，穿透能力较强，很容易穿透黑纸 9．（2026·安徽合肥·模拟预测）（多选）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天后可能不会发生衰变生成 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．（2026·福建泉州·三模）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__________。 11．（2026·福建福州·二模）第四代核电技术之一的钍基熔盐堆核电，经一系列反应生成。随后通过核反应释放能量。则下列正确的是（　　） A．该核反应为聚变反应 B．该核反应方程前后粒子的总质量不变 C．比结合能比小 D．将加温加压，其半衰期会变短 12．（2025·福建福州·模拟预测）一个氡核经过一次衰变成钋核并放出一个粒子，该粒子为______（选填“质子”、“ 中子”或“α粒子”），的比结合能______（选填“大于”、“ 小于”或“等于”） 的比结合能，氡核的半衰期为3.8天，则1g氡经过7.6天衰变掉氡的质量为______ g。 13．（2025·福建·模拟预测）铀（）静止时衰变为和粒子，并放出能量为的光子。已知铀、和粒子的质量分别记为、和，衰变放出光子的动量可忽略且该过程释放的核能除去光子的能量外全部转化为和粒子的动能。静止的铀（）在匀强磁场中衰变产生的和粒子两者速度方向均与磁场垂直，做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（    ） A．和粒子在磁场中匀速圆周运动轨迹为内切圆 B．的比结合能大于的比结合能 C．1000个铀核（）经过2个半衰期衰变了250个 D．与粒子的动能之和为 14．（2025·福建宁德·模拟预测）铯137是铯133的同位素，其衰变方程为，其中的质量为，的质量为，X的质量为，光在真空中的传播速度为c。下列说法正确的是（　　） A．X为中子 B．铯137比铯133多4个核子 C．一个衰变释放的核能为 D．铯137的半衰期会随着原子核数量的减少而变长 ⏳题型03 核反应方程及应用 15．（2026·福建福州·一模）正、负电子（、）从静止开始分别经过同一回旋加速器加速后，从回旋加速器D形盒边缘引出后注入到正负电子对撞机中。在对撞机中，正、负电子对撞后湮灭成为两个同频率的γ光子。该核反应方程为______，若回旋加速器D形盒中的磁感应强度为B0，半径为R，正、负电子质量都为m，电量为e，真空中光速为c，普朗克常量为h，则正、负电子进入对撞机时分别具有的动能E=______。正、负电子对湮灭后产生的光子频率ν=______。 16．（2026·福建福州·模拟预测）2021年12月30日，我国科学家利用东方超环实现了7000万摄氏度下长脉冲高参数等离子体持续运行1056秒，这是人类首次实现人造太阳持续脉冲过千秒，对世界的可控核聚变发展来说都具有里程碑的意义。已知两个氘核聚变生成一个氦3和一个中子，氘核质量为2.0136u，中子质量为1.0087u，核的质量为3.0150u（质量亏损为1u时，释放的能量为931.5MeV）。（计算结果单位为MeV，保留两位有效数字） (1)写出该反应的核反应方程； (2)求该反应释放的核能。 17．（2026·福建南平·二模）2026年1月，中国的“人造太阳”实验证实托卡马克密度自由区的存在，为托卡马克高密度运行提供了重要的物理依据。“人造太阳”内部发生的一种核反应的方程为，则粒子X是________（选填“电子”或“中子”）。已知、、的比结合能分别为、、，则一次该核反应中释放的能量可表示为________（用、、表示）。 18．（2026·河北衡水·二模）2025年10月，我国紧凑型聚变能实验装置（BEST）主机首个关键部件——杜瓦底座研制成功并顺利完成交付，该装置发生的核反应方程为，下列说法正确的是（　　） A．X内有2个核子 B．该核反应为α衰变 C．X的比结合能比的比结合能小 D．该反应过程中一定有质量亏损 19．（2026·福建南平·一模）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． 20．（2026·福建龙岩·二模）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________。 21．（2025·福建泉州·一模）2024年9月，苏州大学研究团队发明了一种锕系微型核电池。该电池主要利用镅发生α衰变释放的核能转化为电能，其核反应方程为，下列说法正确的是（　　） A．X原子核的核电荷数为93 B．X原子核的质量数为241 C．α射线穿透能力比γ射线强 D．α射线电离能力比γ射线弱 ⏳题型04 核能的计算 22．（2026·福建莆田·模拟预测）近年来我国在“人造太阳”可控核聚变、量子通信卫星等科研领域取得丰硕成果。下列说法正确的是（　　） A．光子能量与波长成正比 B．光电效应现象说明光具有波动性 C．，该核反应吸收能量 D．，该核反应中的X为中子 23．（2026·福建·模拟预测）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． 24．（2026·福建厦门·二模）假设漳州核电2号机组于2026年1月1日顺利并网并实现商业运行，进一步提升区域电力供应稳定性与清洁性。该机组可能的核反应方程为，此核反应类型为________（选填“核裂变”或“核聚变”），假设机组工作1小时核反应堆的质量亏损为0.16g，已知光速为，该机组一星期工作160小时，核能转化为电能的效率约为30%，则该机组一星期产生的电能约为________。 25．（2025·福建泉州·一模）“中国环流三号”是中国自主设计研制的可控核聚变大科学装置，由于可控核聚变能源产生能量的原理与太阳发光发热的原理一样，它也被称为新一代“人造太阳”，能量来源于氢核聚变。核反应的方程式为，其中为_____（选填“”“”或“”）。已知核反应过程质量亏损为∆m，真空中光速为c，该反应释放的核能为_____。 26．（2025·福建福州·模拟预测）2025年5月10日，中国自主研发的“人造太阳”装置“中国环流三号”首次在实验室里实现了1.17亿度的原子核温度和1.6亿度的电子温度，并直接输出了电力。这一成就意味着在直径不到10米的装置中，造出了一个比太阳核心温度还高8倍的“小太阳”，并且发电成本接近煤电水平，仅为0.18元/度。这一知识涉及高中物理课本中的“核聚变”，属于《原子物理》相关知识。下列关于原子物理相关知识说法正确的是（　　） A．为“核聚变”的核反应方程式 B．在反应中，钡核的比结合能比铀核的比结合能大 C．核反应属于α衰变 D．目前世界上主流的核电站都利用了“核聚变”的原理 27．（2025·福建福州·三模）2025年3月28日，我国自主研制的“中国环流三号”首次实现原子核温度1.17亿度、电子温度1.6亿度的参数水平，标志着中国核能开发迈出重要一步。该核反应方程为，方程式中的X为_______（选填“电子”、“中子”或“质子”），该反应属于核_______（选填“聚变”或“裂变”）；反应前后质量亏损约为0.02u，释放能量约为_______MeV（质量亏损1u释放931.5MeV的核能）。 28．（2025·福建福州·三模）我国已经建造出世界第一台全高温超导托卡马克装置——“洪荒70”，被称为“人造太阳”装置内部核反应方程为；，其中X为________，若的比结合能为E1，的比结合能为E2，的比结合能为E3，则核反应释放的核能为________________（用题中物理量符号表示）。 ⏳题型05 α粒子散射实验及分析 29．（2025·福建泉州·模拟预测）如图3张图为对原子及原子核结构规律的研究：图1中穿透能力最强的射线是_______。（填“1”、“2”或“3”）；图2中镉棒的作用是_______；卢瑟福根据图3中的实验现象提出了原子的_____模型； 30．（24-25高三下·福建福州·阶段检测）下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是（　　） A．乙图中，若氢原子从能级跃迁到能级时辐射出A光，只要用波长小于A光波长的光照射，都能使氢原子从跃迁到 B．丙图中，卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子 C．甲图中，原子核A裂变成原子核B和原子核C要放出能量 D．丁图中，汤姆孙通过对阴极射线的研究揭示了原子核内还有复杂结构 31．（2025·福建·模拟预测）下列四幅图涉及不同的物理知识，其中说法正确的是（　　） A．图（a）所示的射线“1”为射线 B．图（b）所示为圆盘衍射而成的柏松亮斑 C．图（c）查德维克进行粒子散射实验研究时，发现绝大多数粒子直接穿过金箔 D．图（d）中一个处于基态的氢原子吸收能量为12.09eV的光子后最多能辐射出2种光谱线 32．（2024·福建宁德·模拟预测）下列四张图为对原子及原子核结构规律的研究：图①中穿透能力最强的射线是______（填“1”、“2”或“3”）；卢瑟福根据图③中的实验现象提出了原子的______模型；图④中的核反应属于原子核的______（填“裂变”、“衰变”或“人工转变”）。    33．（2024·福建福州·一模）在物理学发展过程中，许多物理学家做出了贡献，他们的科学发现和所采用的科学方法推动了人类社会的进步，以下说法正确的是（    ） A．亚里士多德猜想自由落体运动的速度与下落时间成正比，并直通过实验进行了验证 B．牛顿根据行星运动的规律，并通过“月—地检验”，得出了万有引力定律 C．卢瑟福通过粒子散射实验，发现原子核是由质子和中子组成 D．爱因斯坦的相对论否定了牛顿力学理论，成功解决了宏观物体的高速运动问题 34．在物理学发展的进程中，人们通过对某些重要物理实验的深入观察和研究，获得正确的理论认识。下列说法中正确的是（　　）          A．A图中干涉条纹宽度与单缝到双缝的距离有关 B．B图的实验证明了光具有波动性 C．C图发射电路中可以用恒定的电场产生电磁波 D．卢瑟福利用D图的实验提出原子具有核式结构 35．（多选）下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是（　　）    A．图1中，三种射线中，α射线速度最快、β附线电离作用最强、γ射线穿透能力最强 B．图2中，卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子 C．图3中，核反应堆的镉棒作用是为了调节中子数目，以控制反应速度 D．图4中，核裂变反应中生成物的结合能大于反应物的结合能 ⏳题型06 玻尔的原子模型 36．（2025·福建厦门·模拟预测）按照玻尔原子理论，氢原子中的电子离原子核越远，氢原子的能量__________（选填“越大”或“越小”）。已知氢原子的基态能量为，电子质量为，基态氢原子中的电子吸收一频率为的光子被电离后，电子动能大小为__________（普朗克常量为）。 37．（2026·福建福州·模拟预测）氢原子能级图如图所示，一群处于能级的氢原子向低能级跃迁过程中发出的光中，仅有、两种光能使某光电管产生光电效应。且光的频率小于光的频率。若光是氢原子从能级跃迁到能级产生的。则（     ） A．， B．， C．， D．， 38．（2026·福建泉州·模拟预测）（多选）我国首颗探日卫星“羲和号”获得太阳多种谱线，研究发现，太阳谱线包含氢原子光谱，氢原子能级如图。现有大量处于同一激发态的氢原子自发向低能级跃迁，用跃迁产生的光照射逸出功为2.29eV的某金属，仅有2种频率的光能使该金属发生光电效应，则以下说法正确的是（     ） A．这些氢原子所处的能级为 B．这些氢原子所处的能级为 C．该金属逸出的光电子最大初动能为 D．该金属逸出的光电子最大初动能为 39．（2026·福建厦门·模拟预测）（多选）图1为氢原子的能级图，入射光照射大量处于基态的氢原子后，能发出、、三种不同频率的光，现用这三种光分别照射图2的光电效应实验装置，发现只有、两种光能得到图3所示的电流与电压的关系曲线。已知电子电荷量，则（     ） A．入射光的光子能量为 B．滑片P向端移动时，电流表示数变大 C．光电管阴极K材料的逸出功为 D．在光照射下，单位时间内到达A极板光电子数最多为个 40．（2026·河南驻马店·三模）如图所示为氢原子的能级图，某个氢原子处在能级向低能级跃迁，共辐射两个不同频率的光子，让这两种频率的光子照射同一金属，均能发生光电效应，其中一种频率的光子照射该金属时刚好能发生光电效应，则另一种频率的光子照射该金属，能逸出光电子的初动能最大值为（     ） A． B． C． D． 41．（2026·福建龙岩·三模）北斗二期导航系统的“心脏”是星载氢原子钟。它利用氢原子能级跃迁时辐射出来的电磁波控制校准石英钟。图为氢原子能级结构示意图，现有一群处于激发态的氢原子，在向较低能级跃迁的过程中向外辐射出光子，这群氢原子最多能辐射出__________种不同频率的光子，在这些光子中波长最短的光子的能量是__________eV。 42．（2026·福建福州·模拟预测）“物理”概念的思想源头，可追溯至先秦《庄子·天下》中“判天地之美，析万物之理”的论述。其中“析万物之理”一句，意为剖析天地间各类事物的内在法则，既蕴含了古人对自然现象的观察思考，也为“物理”一词的后续衍生奠定了思想基础。关于物理思想与方法，下列说法错误的是（　　） A．重心、合力的概念都体现了等效替代的思想 B．加速度的定义式为，用到了比值定义法 C．伽利略的理想斜面实验运用了在可靠的事实基础上进行合理外推的方法 D．玻尔原子模型通过引入能级跃迁的概念成功解释了氢原子光谱线状分布问题 重难·创新演练 设题创新：命题反套路，弱化课本基础核反应示例，多结合核辐射检测、核能利用、新型同位素应用情境出题。常把多能级跃迁、多种衰变连续发生、同位素应用作为载体，考查能级、衰变本质，避免死记结论。会设置多粒子跃迁情景，自主判断光子种类、能量大小。常与光子、动量守恒、质能方程交叉融合，把核能、光子能量作为微观分析纽带。部分题目设置辨析条件，区分天然衰变、人工转变、重核裂变、轻核聚变。注重考查微观模型迁移，以核能科技情境考查基础原理，规避刷题套路，侧重科学思维与建模能力，区分死记结论与理解本质的考生。 1．（2026·福建泉州·三模）光伏发电的原理是光子照到太阳能光伏板上，把电子“打”出来，形成电子-空穴对，最终形成电流。当太阳光照射光伏板时，光子被光伏板上的硅材料吸收，硅原子获得能量并跃迁。如图所示为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于的激发态，在向低能级跃迁的过程中要__________（填“辐射”或“吸收”）光子，氢原子核外电子动能__________（填“增大”或“减小”），这群氢原子能辐射出不同频率的光，其中有__________种频率的光照射到硅原子上能使基态硅原子电离（基态硅原子能量）。 2．（2026·福建福州·二模）北斗二期导航系统的“心脏”是星载氢原子钟。它利用氢原子能级跃迁时辐射出来的电磁波控制校准石英钟。图为氢原子能级结构示意图，现有一群处于激发态的氢原子，在向较低能级跃迁的过程中向外辐射出光子，则（　　） A．这群氢原子能辐射出三种不同频率的光子 B．从能级跃迁到能级，辐射出的光子波长最长 C．从能级跃迁到能级，辐射出的光子能量最大 D．辐射出的所有光子均能使逸出功为2.13eV的金属发生光电效应 3．我国正在建设的大科学装置——“强流重离子加速器”.其科学目标之一是探寻神秘的“119号”元素， 科学家尝试使用核反应产生该元素。关于原子核X 和质量数A，下列选项正确的是（　　） A．X为， B．X 为， C．X为， D．X为， 4．（25-26高三上·福建三明·开学考试）自然界中有的放射性元素半衰期很短，很难被发现，放射性元素镎237就是用人工的方法发现的。镎237是不稳定的，它经过一系列α衰变、β衰变后变成铋 ，这些衰变是______次α衰变和______次β衰变。 5．（2025·福建三明·三模）1934年约里奥-居里夫妇用人工方法得到了磷的放射性同位素，的衰变方程为，则X粒子为（　　） A． B． C． D． 6．（2025·福建宁德·三模）中国的“人造太阳”——中国环流三号实验装置在2025年4月成功实现了原子核温度达到1.17亿度，电子温度达到1.6亿度的“双亿度”运行。其主要的核反应方程：，属于下列哪种核反应（　　） A．衰变 B．聚变 C．裂变 D．人工核反应 7．（2025·福建厦门·三模）感烟型火灾报警器内部装有半衰期长达432年的微量放射性物质镅，其α衰变方程为，下列说法正确的是（　　） A．γ射线电离本领比α射线强 B．衰变过程释放能量 C．温度升高，半衰期变短 D．10个经过一个半衰期剩余5个 8．（2025·广西河池·二模）2025年1月20日，中国“人造太阳”全超导托卡马克核聚变装置首次完成1亿摄氏度1000秒“高质量燃烧”，对人类加快实现聚变发电具有重要意义。为氘与氚的核反应方程，下列说法正确的是（　　） A．X是 B．与的核反应质量要增加 C．与的核反应要吸收能量 D．的结合能大于的结合能 9．（2025·福建·二模）我国科学家研究团队合成了新核素钚-，并测得该新核素的半衰期为21.8年。已知钚-227的衰变方程为，下列说法正确的是（　　） A．衰变释放的粒子的贯穿能力很强 B．衰变需要从外界吸收能量 C．20个钚-227经过10.9年还剩15个 D．比的比结合能小 10．（2026·福建莆田·二模）氦原子被电离一个核外电子，形成类氢结构的氦离子。已知基态的氦离子能量，其能级结构如图所示。大量处于某一激发态的氦离子辐射出的光子中，频率最高的光子能量为，则该激发态对应的能级（　　） A． B． C． D． 真题·实战演练 高频考点：高频考点集中在卢瑟福核式结构、氢原子能级跃迁、α 衰变与 β 衰变规律、半衰期，重点是核反应方程书写、质能方程简单计算。能级跃迁时光子吸收与发射、光子能量比较是选择题高频；四种核反应类型辨析、质量亏损、核能计算考查频次较高。常结合光电效应，比较光子能量能否发生光电效应。易错点集中在半衰期理解错误（受温度压强影响）、β 衰变来源记错、能级跃迁光子种类计算出错、混淆裂变和聚变，是试卷主要失分点。 1．（2026·福建·高考真题）我国科学家在钍基熔盐堆中成功实现了钍—铀核燃料循环，该成果入选“2025年度中国科学十大进展”。循环涉及的核反应方程包含：①②③。式中是质量可忽略不计的中性粒子，则（     ） A．X是 B．Y是 C．方程②属于衰变 D．方程③属于衰变 2．（2025·福建·高考真题）（多选）2025年，我国“人造太阳”实现了等离子体原子核温度超1亿度的突破。在1亿度的高温条件下“人造太阳”内可发生如下核反应：→+17.5MeV，若动量大小相等，方向相反的氘核与氚核正碰后发生核反应，反应产生的与的总动能近似等于核反应释放的全部能量，则（　　） A．该反应有质量亏损 B．该反应为核裂变反应 C．获得的动能约为14MeV D．获得的动能约为14MeV 3．（2024·福建·高考真题）2024 年我国研发出一款安全性高、稳定发电时间长的新微型原子能电池。该电池将衰变释放的能量转化为电能，衰变方程为，式中，是质量可忽略不计的中性粒子，则 X 表示的是（　　） A． B． C． D． 4．（2023·福建·高考真题）福建福清核电站采用我国完全自主研发的“华龙一号”反应堆技术，建设了安全级别世界最高的机组。机组利用235U核裂变释放的能量发电，典型的核反应方程为，则A = _________；Z = _________；若核反应过程中质量亏损1g，释放的能量为_________J。（光速大小取3.0 × 108m/s） 5．（2022·福建·高考真题）2011年3月，日本发生的大地震造成了福岛核电站核泄漏。在泄露的污染物中含有大量放射性元素，其衰变方程为，半衰期为8天，已知，，，则下列说法正确的是（　　） A．衰变产生的射线来自于原子的核外电子 B．该反应前后质量亏损 C．放射性元素发生的衰变为衰变 D．经过16天，75%的原子核发生了衰变 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $ 第54讲 原子结构 原子核（专项训练） 目 录 研判·考情前瞻 2 巩固·知识解构 2 知识点1 原子核的衰变及半衰期 2 知识点2 核反应及核反应类型 3 模拟·基础演练 4 题型01 原子核的衰变 4 题型02 半衰期相关的计算 7 题型03 核反应方程及应用 10 题型04 核能的计算 13 题型05 α粒子散射实验及分析 16 题型06 玻尔的原子模型 19 重难·创新演练 23 真题·实战演练 27 研判·考情前瞻 核心考点 2026年 2025年 2024年 放射性元素衰变 单选题T1（4分） 单选题T1（4分） 核聚变 多选题T6（6分） 考情分析 本专题以选择题为主，单选 4 分、多选 6 分，总分 4-6 分，偶尔搭配简单计算。命题常结合能级图、衰变流程、核反应实例等情境模型。重点考查原子核式结构、氢原子能级跃迁、天然放射现象、衰变规律、半衰期、核反应方程、质能方程；经常和光电效应、光子能量综合命题。侧重微观模型建构，考查图像解读、概念辨析能力，中档选择题居多。 复习目标 吃透核式结构、能级跃迁规律，熟练计算跃迁吸收或放出光子的能量；掌握 α、β 衰变特点、半衰期物理意义，能正确书写、配平核反应方程；分清衰变、人工转变、裂变、聚变四类核反应；理解质量亏损，会用质能方程简单计算核能；能从能级图、文字情境提取信息；规避半衰期概念误区、β 衰变本质记错、能级光子种类算错、核反应类型混淆等易错点，熟练应对中档情境类选择题。 巩固·知识解构 知识点1 原子核的衰变及半衰期 1.衰变规律及实质 (1)α衰变和β衰变的比较 衰变类型 α衰变 β衰变 衰变过程 X→Y＋He X→Y＋e 衰变实质 2个质子和2个中子结合成一个整体射出 1个中子转化为1个质子和1个电子 2H＋2n→He n→H＋e 匀强磁场中轨迹形状 衰变规律 电荷数守恒、质量数守恒、动量守恒 (2)γ射线：γ射线经常伴随着α衰变或β衰变同时产生。其实质是放射性原子核在发生α衰变或β衰变的过程中，产生的新核由于具有过多的能量(原子核处于激发态)而辐射出光子。 2.确定衰变次数的方法 因为β衰变对质量数无影响，所以先由质量数的改变确定α衰变的次数，然后再根据衰变规律确定β衰变的次数。 3.半衰期 (1)公式：N余＝N原()，m余＝m原()。 (2)影响因素：放射性元素衰变的快慢是由原子核内部自身因素决定的，跟原子所处的物理状态(如温度、压强)或化学状态(如单质、化合物)无关。 4.衰变中的动量问题：满足动量守恒定律。 ✨得分速记： 对半衰期的理解 (1)半衰期是大量原子核衰变时的统计规律，对个别或少量原子核，无半衰期可言。 (2)根据半衰期的概念，可总结出公式N余＝N原，m余＝ m原。式中N原、m原表示衰变前的放射性元素的原子数和质量，N余、m余表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子数和质量，t表示衰变时间，τ表示半衰期。 知识点2 核反应及核反应类型 1.核反应的四种类型 类　型 可控性 核反应方程典例 衰变 α衰变 自发 U―→Th＋He β衰变 自发 Th―→Pa＋e 人工转变 人工控制 N＋He―→O＋H(卢瑟福发现质子) He＋Be―→C＋n(查德威克发现中子) Al＋He―→P＋n 约里奥·居里夫妇发现放射性同位素，同时发现正电子 P―→Si＋e 重核裂变 比较容易进行人工控制 U＋n―→Ba＋Kr＋3n U＋n―→Xe＋Sr＋10n 轻核聚变 很难控制 H＋H―→He＋n 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(n)、α粒子(He)、β粒子(e)、正电子(　0＋1e)、氘核(H)、氚核(H)等。 (2)掌握核反应方程遵守的规律，是正确书写核反应方程或判断某个核反应方程是否正确的依据，由于核反应不可逆，所以书写核反应方程式时只能用“→”表示反应方向。 (3)核反应过程中质量数守恒，电荷数守恒。 模拟·基础演练 考查重点：福建高考对原子结构、原子核的考查，立足核式结构模型、氢原子能级、原子核衰变、核反应方程，侧重能级跃迁光子能量计算、衰变规律、半衰期、质能方程的理解运用。命题常结合能级图、衰变过程、人工核反应情境，常与光电效应、光子能量综合。注重微观原子核观念辨析能力，题型以选择题为主，少量简单计算，重在原子与原子核模型建构，强调从能级图、反应描述提取信息，完成能级分析、衰变判断、核反应书写的完整逻辑链条。 ⏳题型01 原子核的衰变 1．（2026·福建漳州·模拟预测）硼中子俘获疗法是目前治疗癌症的先进手段之一，该疗法通过核反应释放能量，产生高能粒子破坏癌细胞，其核反应方程为。则（     ） A．X为粒子 B．的中子数为3 C．该反应是衰变 D．生成物的总质量大于反应物的总质量 【答案】A 【详解】A．设的电荷数、质量数分别为、，由电荷数、质量数守恒得、，即为（粒子），故A正确； B．的中子数为，故B错误； C．该反应属于原子核的人工转变，不是衰变，故C错误； D．根据爱因斯坦质能方程，该反应释放能量，因此生成物的总质量小于反应物的总质量，故D错误。 故选A。 2．（2026·福建福州·模拟预测）“钴60”（）衰变时释放的射线，广泛应用于工业、农业、医疗、科学研究和教育等领域。已知钴60的衰变方程为，下列说法正确的是（     ） A．X来自钴60原子核外 B．X比射线电离能力弱 C．40个“钴60”原子核，经过2个半衰期还剩10个 D．核的平均结合能比小 【答案】D 【详解】A．根据核反应电荷数、质量数守恒，可得X的电荷数为，质量数为，即X是（β射线，电子）。β衰变释放的电子来自原子核内部，是中子转化为质子时的产物，并非原子核外电子，故A错误； B．三种射线电离能力排序为，X为β射线，电离能力强于γ射线，故B错误； C．半衰期是描述大量原子核衰变的统计规律，对于少量原子核，衰变是随机事件，无法确定经过2个半衰期后剩余的原子核数量恰好为10个，故C错误； D．平均结合能越大，原子核越稳定。该衰变释放能量，说明生成物更稳定，平均结合能更大，即核的平均结合能比小，故D正确。 故选D。 3．（2026·福建漳州·三模）我国首座钍基熔盐实验堆采用钍作为燃料，并使用熔盐冷却剂，避免了核污水排放。吸收中子后会发生的一系列核反应：，其中衰变为_____衰变（选填“”或“”），的比结合能_____（选填“大于”“小于”或“等于”）的比结合能。 【答案】 大于 【详解】[1]根据电荷数守恒和质量数守恒可知，其中一次核反应方程为 可知，衰变为衰变； [2]因反应放出能量，生成物更加稳定，可知的比结合能大于的比结合能。 4．（2026·福建宁德·二模）2025年3月，国内首款碳-14核电池“烛龙一号”原型机问世，标志着我国在微型核电池领域取得重大突破。碳-14的半衰期长达5730年，衰变方程为，在衰变过程中释放的射线能量可被半导体材料高效转化为电能。关于碳-14的衰变及其在核电池中的应用，下列说法正确的是（　　） A．该衰变属于衰变 B．经过11460年后，碳-14的剩余质量变为原来的 C．碳-14衰变释放的电子来自于原子核外电子 D．在使用过程中核电池的输出功率不会因碳-14衰变而逐渐降低 【答案】B 【详解】A．衰变的特征是释放粒子，即氦原子核；该衰变释放的是电子，属于衰变，故A错误； B．碳-14的半衰期为年，11460年为两个半衰期，碳-14的剩余质量为初始的，故B正确； C．衰变释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的，并非来自原子核外电子，故C错误； D．使用过程中碳-14的含量随衰变不断减少，单位时间内衰变释放的总能量降低，核电池的输出功率会逐渐降低，故D错误。 故选B。 5．（2026·福建厦门·模拟预测）我国自主研发的某微型核电池以核为能源，使用寿命可达数十年，能在至的极端环境下稳定供电。该核能电池的衰变方程为，则（　　） A．X为中子 B．X为质子 C．该核反应为衰变 D．核的质量等于核与X的质量之和 【答案】C 【详解】AB．核反应过程满足电荷数守恒、质量数守恒，据此计算得X的质量数为，电荷数为，即X为电子（粒子），故AB错误； C．衰变的本质是原子核内中子转化为质子时释放电子，该反应释放电子，属于衰变，故C正确； D．该核反应释放能量，存在质量亏损，因此核的质量大于核与X的质量之和，故D错误。 故选C。 6．（2026·福建福州·二模）2025年3月，我国成功研制“烛龙一号”碳14核电池，利用放射性同位素碳14的衰变提供长期稳定电能，其衰变方程为，已知碳14的半衰期为5730年。下列说法正确的是（    ） A．原子核的衰变过程同时满足质量数守恒和电荷数守恒 B．衰变产生的电子来源于碳原子的核外电子 C．碳14的半衰期会随电池工作时间的增加而逐渐减小 D．8g碳14经历2个半衰期，剩余碳14的质量只有4g 【答案】A 【详解】A．原子核的衰变过程严格满足质量数守恒和电荷数守恒，结合题给衰变方程验证：左边质量数为14、电荷数为6，右边总质量数，总电荷数 ，均守恒，故A正确； B．衰变产生的电子是原子核内的中子转化为质子时释放的，并非来源于碳原子的核外电子，故B错误； C．半衰期是放射性元素原子核的固有属性，与外界条件、工作时长等均无关，不会随电池工作时间增加而减小，故C错误； D．剩余放射性元素质量满足公式（为半衰期个数），代入、，得，不是4g，故D错误。 故选A。 7．（2026·天津·一模）2026年武威钍基熔盐核电项目取得新的进展。已知核发生衰变的核反应式为，衰变过程中伴随有射线射出。该射线照射到逸出功为的金属表面，逸出的光电子最大初动能为，普朗克常量为h。则（    ） A．温度升高，核半衰期减小 B．该衰变是衰变，射线的实质是高速电子流 C．若该射线照射到逸出功为的金属表面，也一定有光电子逸出 D．该衰变过程中产生光子的频率为 【答案】D 【详解】A．半衰期是原子核的固有属性，与外界温度、压强等环境因素无关，温度升高的半衰期不变，故A错误； B．根据核反应电荷数、质量数守恒，X的电荷数为，质量数为，可知X为电子，该衰变为β衰变；且α射线的实质是高速氦核流，不是电子流，故B错误； C．由光电效应方程得该γ光子能量为 若照射逸出功为的金属，只有满足（即）时才会有光电子逸出，因此不一定逸出，故C错误； D．根据光电效应方程变 形得γ光子频率 故D正确。 故选D。 ⏳题型02 半衰期相关的计算 8．（2026·湖南怀化·二模）铽的同位素Tb-161因半衰期为6.9天且衰变时发射β射线，适合制备放射性药物。关于衰变，下列说法正确的是（　　） A．经过13.8天，10g铽的同位素Tb-161衰变后剩余7.5g B．10个Tb-161原子经过6.9天有5个发生衰变 C．通过高温高压可改变Tb-161的半衰期 D．β射线电离作用较弱，穿透能力较强，很容易穿透黑纸 【答案】D 【详解】A．经过13.8天，即两个半衰期，10g铽的同位素Tb-161衰变后剩余，而非，故A错误； B．半衰期是大量原子核的统计规律，不适用于少数原子，故B错误； C．每种元素原子核的半衰期都是固定的，不受外界温度、压强等影响，故C错误； D．β射线电离作用较弱，穿透能力较强，很容易穿透黑纸，故D正确。 故选D。 9．（2026·安徽合肥·模拟预测）（多选）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天后可能不会发生衰变生成 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】BD 【详解】A．核反应是中子轰击钍核生成新核的过程，属于原子核的人工转变，不是核聚变反应，故A错误； B．半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对单个原子核不适用，一个核在27天内可能衰变也可能不衰变，故B正确； C．原子核的半衰期由核内部自身因素决定，与压强、温度等外部条件无关，压强增大，的半衰期不变，故C错误； D．由题图可知，钍基熔盐堆是利用中子轰击引起裂变，产生链式反应来获取核能的，故D正确。 故选BD。 10．（2026·福建泉州·三模）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。 11．（2026·福建福州·二模）第四代核电技术之一的钍基熔盐堆核电，经一系列反应生成。随后通过核反应释放能量。则下列正确的是（　　） A．该核反应为聚变反应 B．该核反应方程前后粒子的总质量不变 C．比结合能比小 D．将加温加压，其半衰期会变短 【答案】C 【详解】A．该核反应为重核裂变反应，A错误； B．该核反应方程前后因放出核能，则有质量亏损，B错误； C．因反应后放出核能，生成物更加稳定，则生成物的比结合能更大，则比结合能比小，C正确； D．半衰期由内部因素决定，与外界条件无关，则将加温加压，其半衰期不变，D错误。 故选C。 12．（2025·福建福州·模拟预测）一个氡核经过一次衰变成钋核并放出一个粒子，该粒子为______（选填“质子”、“ 中子”或“α粒子”），的比结合能______（选填“大于”、“ 小于”或“等于”） 的比结合能，氡核的半衰期为3.8天，则1g氡经过7.6天衰变掉氡的质量为______ g。 【答案】 α粒子 小于 0.75 【详解】[1]根据核反应质量数守恒，可知该粒子质量数 根据核反应电荷数守恒，可知该粒子电荷数 可知该粒子为α粒子； [2]衰变产物比反应物更加稳定，故的比结合能小于的比结合能； [3]根据半衰期公式，可知1g氡经过7.6天衰变掉氡的质量为 13．（2025·福建·模拟预测）铀（）静止时衰变为和粒子，并放出能量为的光子。已知铀、和粒子的质量分别记为、和，衰变放出光子的动量可忽略且该过程释放的核能除去光子的能量外全部转化为和粒子的动能。静止的铀（）在匀强磁场中衰变产生的和粒子两者速度方向均与磁场垂直，做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（    ） A．和粒子在磁场中匀速圆周运动轨迹为内切圆 B．的比结合能大于的比结合能 C．1000个铀核（）经过2个半衰期衰变了250个 D．与粒子的动能之和为 【答案】B 【详解】A．衰变产生的和粒子都带正电，速度方向相反，在磁场中匀速圆周运动轨迹为外切圆，故A错误； B．比结合能越大，原子核越稳定，由于衰变时放出核能，比结合能增大，所以的比结合能大于的比结合能，故B正确； C．半衰期是大量原子核衰变的统计规律，少数不适用，故C错误； D．由能量守恒可知 结合质能方程 可知，故D错误。 故选B。 14．（2025·福建宁德·模拟预测）铯137是铯133的同位素，其衰变方程为，其中的质量为，的质量为，X的质量为，光在真空中的传播速度为c。下列说法正确的是（　　） A．X为中子 B．铯137比铯133多4个核子 C．一个衰变释放的核能为 D．铯137的半衰期会随着原子核数量的减少而变长 【答案】B 【详解】A．根据质量数和电荷数守恒可知X为电子，故A错误； B．铯137的核子数为137个，铯133的核子数为133个，故B正确； C．衰变是放能反应，故衰变放出的核能为，故C错误； D．原子核数量减少，半衰期不变，故D错误。 故选B。 ⏳题型03 核反应方程及应用 15．（2026·福建福州·一模）正、负电子（、）从静止开始分别经过同一回旋加速器加速后，从回旋加速器D形盒边缘引出后注入到正负电子对撞机中。在对撞机中，正、负电子对撞后湮灭成为两个同频率的γ光子。该核反应方程为______，若回旋加速器D形盒中的磁感应强度为B0，半径为R，正、负电子质量都为m，电量为e，真空中光速为c，普朗克常量为h，则正、负电子进入对撞机时分别具有的动能E=______。正、负电子对湮灭后产生的光子频率ν=______。 【答案】 【详解】[1]正、负电子对撞后湮灭成为两个同频率的γ光子，该核反应方程为； [2]根据洛伦兹力提供向心力 正、负电子进入对撞机时的动能为 联立解得 [3]正、负电子对撞湮灭时动量守恒，能量守恒，则有 正、负电子对撞湮灭后产生的光子频率为 16．（2026·福建福州·模拟预测）2021年12月30日，我国科学家利用东方超环实现了7000万摄氏度下长脉冲高参数等离子体持续运行1056秒，这是人类首次实现人造太阳持续脉冲过千秒，对世界的可控核聚变发展来说都具有里程碑的意义。已知两个氘核聚变生成一个氦3和一个中子，氘核质量为2.0136u，中子质量为1.0087u，核的质量为3.0150u（质量亏损为1u时，释放的能量为931.5MeV）。（计算结果单位为MeV，保留两位有效数字） (1)写出该反应的核反应方程； (2)求该反应释放的核能。 【答案】(1) (2)3.3MeV 【详解】（1）两个氘核聚变生成一个氦3和一个中子，根据质量数守恒有2+2=4 根据电荷数守恒有1+1=2 则该反应的核反应方程 （2）根据爱因斯坦质能方程有 解得 17．（2026·福建南平·二模）2026年1月，中国的“人造太阳”实验证实托卡马克密度自由区的存在，为托卡马克高密度运行提供了重要的物理依据。“人造太阳”内部发生的一种核反应的方程为，则粒子X是________（选填“电子”或“中子”）。已知、、的比结合能分别为、、，则一次该核反应中释放的能量可表示为________（用、、表示）。 【答案】 中子 【详解】[1] 根据电荷数守恒有 解得 根据质量数守恒有 解得 故X是中子。 [2] 比结合能（为核子数/质量数） 因此结合能 的结合能为，的结合能为，的结合能为，核反应释放的能量 = 反应后总结合能 - 反应前总结合能（自由中子无结合能），故 。 18．（2026·河北衡水·二模）2025年10月，我国紧凑型聚变能实验装置（BEST）主机首个关键部件——杜瓦底座研制成功并顺利完成交付，该装置发生的核反应方程为，下列说法正确的是（　　） A．X内有2个核子 B．该核反应为α衰变 C．X的比结合能比的比结合能小 D．该反应过程中一定有质量亏损 【答案】D 【详解】A．核反应遵循电荷数守恒、质量数守恒，计算得X的电荷数 质量数 可知X为氦核，因此X内有4个核子，故A错误； B．该反应是轻核结合为质量较大的核，属于核聚变；α衰变是重核自发释放α粒子的核衰变过程，故B错误； C．该反应释放能量，说明生成物X的原子核比反应物更稳定，而比结合能越大原子核越稳定，因此X的比结合能比大，故C错误； D．根据爱因斯坦质能方程可知，该反应释放17.6MeV的能量，必然对应质量亏损，故D正确。 故选D。 19．（2026·福建南平·一模）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。 20．（2026·福建龙岩·二模）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 21．（2025·福建泉州·一模）2024年9月，苏州大学研究团队发明了一种锕系微型核电池。该电池主要利用镅发生α衰变释放的核能转化为电能，其核反应方程为，下列说法正确的是（　　） A．X原子核的核电荷数为93 B．X原子核的质量数为241 C．α射线穿透能力比γ射线强 D．α射线电离能力比γ射线弱 【答案】A 【详解】AB．根据质量数与核电荷数守恒，可得X的质量数为243−4=239，电荷数为95−2=93，所以X的核电荷数为93，故A正确，B错误； C．α射线穿透能力最弱，γ射线穿透能力最强，所以α射线穿透能力比γ射线弱，故C错误； D．α射线电离能力最强，γ射线电离能力最弱，所以α射线电离能力比γ射线强，故D错误。 故选A。 ⏳题型04 核能的计算 22．（2026·福建莆田·模拟预测）近年来我国在“人造太阳”可控核聚变、量子通信卫星等科研领域取得丰硕成果。下列说法正确的是（　　） A．光子能量与波长成正比 B．光电效应现象说明光具有波动性 C．，该核反应吸收能量 D．，该核反应中的X为中子 【答案】D 【详解】A．光子能量满足公式，光子能量与波长成反比，故A错误； B．光电效应现象说明光具有粒子性，光的干涉、衍射现象才体现光的波动性，故B错误； C．该反应为轻核聚变反应，反应过程存在质量亏损，会释放大量能量，故C错误； D．根据核反应电荷数守恒、质量数守恒，X的质量数为，电荷数为，可知X为中子，故D正确。 故选D。 23．（2026·福建·模拟预测）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。 24．（2026·福建厦门·二模）假设漳州核电2号机组于2026年1月1日顺利并网并实现商业运行，进一步提升区域电力供应稳定性与清洁性。该机组可能的核反应方程为，此核反应类型为________（选填“核裂变”或“核聚变”），假设机组工作1小时核反应堆的质量亏损为0.16g，已知光速为，该机组一星期工作160小时，核能转化为电能的效率约为30%，则该机组一星期产生的电能约为________。 【答案】 核裂变 【详解】[1]该反应是重核铀235吸收中子后分裂为多个中等质量的原子核，是重核的裂变反应，目前商用核电站都是利用可控核裂变发电。 [2]已知每小时质量亏损为 一星期工作160小时，总质量亏损 由质能方程，则释放总核能 转化得到的电能 25．（2025·福建泉州·一模）“中国环流三号”是中国自主设计研制的可控核聚变大科学装置，由于可控核聚变能源产生能量的原理与太阳发光发热的原理一样，它也被称为新一代“人造太阳”，能量来源于氢核聚变。核反应的方程式为，其中为_____（选填“”“”或“”）。已知核反应过程质量亏损为∆m，真空中光速为c，该反应释放的核能为_____。 【答案】 【详解】[1]根据电荷数和质量数守恒可知，核反应方程为 所以，X为； [2]根据质能方程可知，该反应释放的核能为 26．（2025·福建福州·模拟预测）2025年5月10日，中国自主研发的“人造太阳”装置“中国环流三号”首次在实验室里实现了1.17亿度的原子核温度和1.6亿度的电子温度，并直接输出了电力。这一成就意味着在直径不到10米的装置中，造出了一个比太阳核心温度还高8倍的“小太阳”，并且发电成本接近煤电水平，仅为0.18元/度。这一知识涉及高中物理课本中的“核聚变”，属于《原子物理》相关知识。下列关于原子物理相关知识说法正确的是（　　） A．为“核聚变”的核反应方程式 B．在反应中，钡核的比结合能比铀核的比结合能大 C．核反应属于α衰变 D．目前世界上主流的核电站都利用了“核聚变”的原理 【答案】B 【详解】A．铀−235吸收中子后裂变为钡和氪，属于核裂变而非核聚变，故A错误； B．核裂变产物的比结合能大于初始重核的比结合能，钡核比铀核更稳定，故B正确； C．该反应是α粒子轰击氮核的人工核反应，并非自发的α衰变，故C错误； D．目前核电站均基于核裂变技术，核聚变尚未商用，故D错误。 故选B。 27．（2025·福建福州·三模）2025年3月28日，我国自主研制的“中国环流三号”首次实现原子核温度1.17亿度、电子温度1.6亿度的参数水平，标志着中国核能开发迈出重要一步。该核反应方程为，方程式中的X为_______（选填“电子”、“中子”或“质子”），该反应属于核_______（选填“聚变”或“裂变”）；反应前后质量亏损约为0.02u，释放能量约为_______MeV（质量亏损1u释放931.5MeV的核能）。 【答案】 中子 聚变 18.63 【详解】[1]根据核反应方程前后质量数和核电荷数守恒可知X为中子。 [2]该反应属于核聚变。 [3]由质能方程 28．（2025·福建福州·三模）我国已经建造出世界第一台全高温超导托卡马克装置——“洪荒70”，被称为“人造太阳”装置内部核反应方程为；，其中X为________，若的比结合能为E1，的比结合能为E2，的比结合能为E3，则核反应释放的核能为________________（用题中物理量符号表示）。 【答案】 （或中子） 【详解】[1]由质量数和电荷数守恒，可知X为中子。 [2]由比结合能关系，则该核反应释放的核能为。 ⏳题型05 α粒子散射实验及分析 29．（2025·福建泉州·模拟预测）如图3张图为对原子及原子核结构规律的研究：图1中穿透能力最强的射线是_______。（填“1”、“2”或“3”）；图2中镉棒的作用是_______；卢瑟福根据图3中的实验现象提出了原子的_____模型； 【答案】 2 吸收中子控制反应速度 核式结构 【详解】[1]图1中根据粒子在磁场中的偏转情况可知，2为γ射线，其穿透能力最强，可知穿透能力最强的射线是2； [2]图2中镉棒的作用是吸收中子控制反应速度； [3]卢瑟福根据图3中的实验现象提出了原子的核式结构模型； 30．（24-25高三下·福建福州·阶段检测）下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是（　　） A．乙图中，若氢原子从能级跃迁到能级时辐射出A光，只要用波长小于A光波长的光照射，都能使氢原子从跃迁到 B．丙图中，卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子 C．甲图中，原子核A裂变成原子核B和原子核C要放出能量 D．丁图中，汤姆孙通过对阴极射线的研究揭示了原子核内还有复杂结构 【答案】C 【详解】A．根据能级间跃迁辐射的光子能量等于两能级间的能级差，若氢原子从能级跃迁到能级时辐射出A光，只有用波长等于A光波长的光照射，才能使氢原子从跃迁到，故A错误； B．卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，得出原子的核式结构模型，故B错误； C．甲图中，原子核A裂变成原子核B和原子核C的过程属于裂变反应，核子的平均质量减小，该反应过程要放出能量，故C正确； D．丁图中，汤姆孙通过对阴极射线的研究揭示了原子有一定结构，而天然放射现象的发现揭示了原子核内还有复杂结构，故D错误。 故选C。 31．（2025·福建·模拟预测）下列四幅图涉及不同的物理知识，其中说法正确的是（　　） A．图（a）所示的射线“1”为射线 B．图（b）所示为圆盘衍射而成的柏松亮斑 C．图（c）查德维克进行粒子散射实验研究时，发现绝大多数粒子直接穿过金箔 D．图（d）中一个处于基态的氢原子吸收能量为12.09eV的光子后最多能辐射出2种光谱线 【答案】D 【详解】A．带电粒子在匀强磁场中运动时，粒子与粒子相比，运动半径较大，故A错误； B．图（b）所示为牛顿环图样，并非圆盘衍射而成的柏松亮斑，故B错误； C．卢瑟福通过图（c）进行粒子散射实验研究时，发现绝大多数粒子穿过金箔后运动方向几乎不变，少数发生大角度偏转，极少数被弹回，故C错误； D．图（d）中一个处于基态的氢原子吸收能量为12.09eV的光子后，跃迁到3能级，最多能辐射出种光谱线，故D正确。 故选D。 32．（2024·福建宁德·模拟预测）下列四张图为对原子及原子核结构规律的研究：图①中穿透能力最强的射线是______（填“1”、“2”或“3”）；卢瑟福根据图③中的实验现象提出了原子的______模型；图④中的核反应属于原子核的______（填“裂变”、“衰变”或“人工转变”）。    【答案】 2 核式结构 衰变 【详解】[1]图①中射线1向左偏转，可知射线1为射线，射线2为电中性，可知射线2为射线，射线3向右偏转，可知射线3为射线，故射线2的穿透能力最强。 [2]卢瑟福根据图③中的实验现象提出了原子的核式结构。 [3]图④中的核反应是衰变，属于原子核的衰变。 33．（2024·福建福州·一模）在物理学发展过程中，许多物理学家做出了贡献，他们的科学发现和所采用的科学方法推动了人类社会的进步，以下说法正确的是（    ） A．亚里士多德猜想自由落体运动的速度与下落时间成正比，并直通过实验进行了验证 B．牛顿根据行星运动的规律，并通过“月—地检验”，得出了万有引力定律 C．卢瑟福通过粒子散射实验，发现原子核是由质子和中子组成 D．爱因斯坦的相对论否定了牛顿力学理论，成功解决了宏观物体的高速运动问题 【答案】B 【详解】A．伽利略猜想自由落体运动的速度与下落时间成正比，并直通过实验进行了验证，故A错误； B．牛顿根据行星运动的规律，并通过“月—地检验”，得出了万有引力定律，故B正确； C．卢瑟福通过粒子散射实验，提出原子核式结构学说，故C错误； D．爱因斯坦的相对论只是证明了牛顿力学理论的局限性，成功解决了宏观物体的高速运动问题，并没有否定牛顿力学理论，故D错误。 故选B。 34．在物理学发展的进程中，人们通过对某些重要物理实验的深入观察和研究，获得正确的理论认识。下列说法中正确的是（　　）          A．A图中干涉条纹宽度与单缝到双缝的距离有关 B．B图的实验证明了光具有波动性 C．C图发射电路中可以用恒定的电场产生电磁波 D．卢瑟福利用D图的实验提出原子具有核式结构 【答案】D 【详解】A．双缝干涉条纹间距表达式为 干涉条纹宽度与双缝到屏的距离有关，故A错误； B．B图是光电效应实验，说明光具有粒子性，故B错误； C．C图是有关电磁波的发射和接受的实验，恒定电场不能产生磁场，所以不能形成电磁波，故C错误； D．D图是粒子的散射实验，卢瑟福通过该实验提出了原子具有核式结构，故D正确。 故选D。 35．（多选）下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是（　　）    A．图1中，三种射线中，α射线速度最快、β附线电离作用最强、γ射线穿透能力最强 B．图2中，卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子 C．图3中，核反应堆的镉棒作用是为了调节中子数目，以控制反应速度 D．图4中，核裂变反应中生成物的结合能大于反应物的结合能 【答案】CD 【详解】A．三种射线中，γ射线速度最快、α射线电离作用最强、γ射线穿透能力最强，故A错误； B．卢瑟福通过分析α粒子散射实验的结果，得出原子的核式结构模型，故B错误； C．核反应堆的镉棒作用是为了调节中子数目，以控制反应速度，故C正确； D．核裂变反应的过程中释放能量，所以生成物的结合能变大，故生成物的结合能大于反应物的结合能，故D正确。 故选CD。 ⏳题型06 玻尔的原子模型 36．（2025·福建厦门·模拟预测）按照玻尔原子理论，氢原子中的电子离原子核越远，氢原子的能量__________（选填“越大”或“越小”）。已知氢原子的基态能量为，电子质量为，基态氢原子中的电子吸收一频率为的光子被电离后，电子动能大小为__________（普朗克常量为）。 【答案】 越大 【详解】[1]按照玻尔原子理论，氢原子中的电子离原子核越远，氢原子的能级越高，能量越大； [2]由能量关系，解得。 37．（2026·福建福州·模拟预测）氢原子能级图如图所示，一群处于能级的氢原子向低能级跃迁过程中发出的光中，仅有、两种光能使某光电管产生光电效应。且光的频率小于光的频率。若光是氢原子从能级跃迁到能级产生的。则（     ） A．， B．， C．， D．， 【答案】C 【详解】一群处于能级的氢原子向低能级跃迁，可能辐射的光子频率种类为 仅有、两种光能产生光电效应，说明这两种光的光子能量最大，对应能级差最大的两次跃迁。由能级图可知，能级差最大的两次跃迁分别为和。因光频率小于光频率，则光对应，即，。 故选C。 38．（2026·福建泉州·模拟预测）（多选）我国首颗探日卫星“羲和号”获得太阳多种谱线，研究发现，太阳谱线包含氢原子光谱，氢原子能级如图。现有大量处于同一激发态的氢原子自发向低能级跃迁，用跃迁产生的光照射逸出功为2.29eV的某金属，仅有2种频率的光能使该金属发生光电效应，则以下说法正确的是（     ） A．这些氢原子所处的能级为 B．这些氢原子所处的能级为 C．该金属逸出的光电子最大初动能为 D．该金属逸出的光电子最大初动能为 【答案】AD 【详解】AB．若氢原子所处的能级为，则4→1、3→1、2→1、4→2跃迁产生的光子均可以使该金属发生光电效应，共有4种；若，则3→1、2→1跃迁产生的光子可以使该金属发生光电效应，共有2种，故A正确，B错误； CD．3→1跃迁产生的光子使该金属逸出的光电子动能最大， 可得，故C错误，D正确。 故选AD。 39．（2026·福建厦门·模拟预测）（多选）图1为氢原子的能级图，入射光照射大量处于基态的氢原子后，能发出、、三种不同频率的光，现用这三种光分别照射图2的光电效应实验装置，发现只有、两种光能得到图3所示的电流与电压的关系曲线。已知电子电荷量，则（     ） A．入射光的光子能量为 B．滑片P向端移动时，电流表示数变大 C．光电管阴极K材料的逸出功为 D．在光照射下，单位时间内到达A极板光电子数最多为个 【答案】CD 【详解】A．入射光照射大量处于基态的氢原子，发出、、三种不同频率的光，可知基态氢原子跃迁到能级，这样有跃迁到、跃迁到、跃迁到三种不同频率的光，可知入射光的光子能量为，故A错误； B．图2中滑片P向a端移动过程中，Oa部分的电阻变大，K端的电势变高，K端的电势高于A端的电势，电压反向，可知电流表示数变小，故B错误； C．用这三种光分别去照射图2的光电效应实验装置，只有、两种光发生光电效应，可知、两种光为跃迁到、跃迁到发出的光，根据图3可知，根据可知，可知b光的能量为 根据 解得，故C正确； D．图3中的a光照射阴极，光电流达到饱和时，饱和电流为，由 可知每秒射出的电荷量为 所以阴极每秒射出的光电子数大约个，故D正确。 故选CD。 40．（2026·河南驻马店·三模）如图所示为氢原子的能级图，某个氢原子处在能级向低能级跃迁，共辐射两个不同频率的光子，让这两种频率的光子照射同一金属，均能发生光电效应，其中一种频率的光子照射该金属时刚好能发生光电效应，则另一种频率的光子照射该金属，能逸出光电子的初动能最大值为（     ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】根据题意可知，这两个光子的能量分别为， 根据题意可知，金属的逸出功为 则另一个光子照射该金属，逸出的光电子的初动能最大值为 故选C。 41．（2026·福建龙岩·三模）北斗二期导航系统的“心脏”是星载氢原子钟。它利用氢原子能级跃迁时辐射出来的电磁波控制校准石英钟。图为氢原子能级结构示意图，现有一群处于激发态的氢原子，在向较低能级跃迁的过程中向外辐射出光子，这群氢原子最多能辐射出__________种不同频率的光子，在这些光子中波长最短的光子的能量是__________eV。 【答案】 6 12.75 【详解】[1]一群处于激发态的氢原子，在向较低能级跃迁的过程中向外辐射出光子，这群氢原子最多能辐射出不同频率的光子种类为 [2]根据可知波长最短时，频率最大，根据可知频率最大，则能量最大，则这些光子中波长最短的光子的能量是 42．（2026·福建福州·模拟预测）“物理”概念的思想源头，可追溯至先秦《庄子·天下》中“判天地之美，析万物之理”的论述。其中“析万物之理”一句，意为剖析天地间各类事物的内在法则，既蕴含了古人对自然现象的观察思考，也为“物理”一词的后续衍生奠定了思想基础。关于物理思想与方法，下列说法错误的是（　　） A．重心、合力的概念都体现了等效替代的思想 B．加速度的定义式为，用到了比值定义法 C．伽利略的理想斜面实验运用了在可靠的事实基础上进行合理外推的方法 D．玻尔原子模型通过引入能级跃迁的概念成功解释了氢原子光谱线状分布问题 【答案】B 【详解】A．重心将物体各部分重力等效为作用在重心一点的重力，合力等效替代多个分力的共同作用效果，两个概念都体现了等效替代的思想，A正确； B．加速度的定义式为，用的是比值定义法；是加速度的决定式，不是定义式，也不属于比值定义法，B错误； C．伽利略的理想斜面实验，以真实实验为可靠基础，再通过合理外推推导出结论，该方法符合史实，C正确； D．玻尔原子模型引入能级、跃迁的概念，成功解释了氢原子光谱的线状分布问题，D正确。 本题要求选择错误选项，故选B 。 重难·创新演练 设题创新：命题反套路，弱化课本基础核反应示例，多结合核辐射检测、核能利用、新型同位素应用情境出题。常把多能级跃迁、多种衰变连续发生、同位素应用作为载体，考查能级、衰变本质，避免死记结论。会设置多粒子跃迁情景，自主判断光子种类、能量大小。常与光子、动量守恒、质能方程交叉融合，把核能、光子能量作为微观分析纽带。部分题目设置辨析条件，区分天然衰变、人工转变、重核裂变、轻核聚变。注重考查微观模型迁移，以核能科技情境考查基础原理，规避刷题套路，侧重科学思维与建模能力，区分死记结论与理解本质的考生。 1．（2026·福建泉州·三模）光伏发电的原理是光子照到太阳能光伏板上，把电子“打”出来，形成电子-空穴对，最终形成电流。当太阳光照射光伏板时，光子被光伏板上的硅材料吸收，硅原子获得能量并跃迁。如图所示为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于的激发态，在向低能级跃迁的过程中要__________（填“辐射”或“吸收”）光子，氢原子核外电子动能__________（填“增大”或“减小”），这群氢原子能辐射出不同频率的光，其中有__________种频率的光照射到硅原子上能使基态硅原子电离（基态硅原子能量）。 【答案】 辐射 增大 3 【详解】[1]氢原子从高能级向低能级跃迁时，原子的总能量减小，因此需要向外辐射光子。 [2]氢原子向低能级跃迁时，核外电子的轨道半径减小，根据库仑力提供向心力有 解得电子动能为，随着轨道半径的减小，电子动能增大。 [3]一群处于激发态的氢原子，向下跃迁时最多可辐射出种不同频率的光子。其中，只有直接跃迁到基态（，已知）时辐射的三种光子能量较大，分别为 其余跃迁方式产生的光子能量均小于。要使基态硅原子（能量为）电离，入射光子的能量必须大于或等于。比较可知，上述只有跃迁到基态的3种频率的光子满足条件。 2．（2026·福建福州·二模）北斗二期导航系统的“心脏”是星载氢原子钟。它利用氢原子能级跃迁时辐射出来的电磁波控制校准石英钟。图为氢原子能级结构示意图，现有一群处于激发态的氢原子，在向较低能级跃迁的过程中向外辐射出光子，则（　　） A．这群氢原子能辐射出三种不同频率的光子 B．从能级跃迁到能级，辐射出的光子波长最长 C．从能级跃迁到能级，辐射出的光子能量最大 D．辐射出的所有光子均能使逸出功为2.13eV的金属发生光电效应 【答案】B 【详解】A．根据可知，这群氢原子能辐射出6种不同频率的光子，故A错误； B．从能级跃迁到能级，辐射出的光子能量最小，光子频率最小，波长最长，故B正确； C．从能级跃迁到能级，辐射出的光子能量最大，故C错误； D．由， 可知从能级跃迁到能级，从能级跃迁到能级，辐射出的光子不能使逸出功为2.13eV的金属发生光电效应，故D错误。 故选B。 3．我国正在建设的大科学装置——“强流重离子加速器”.其科学目标之一是探寻神秘的“119号”元素， 科学家尝试使用核反应产生该元素。关于原子核X 和质量数A，下列选项正确的是（　　） A．X为， B．X 为， C．X为， D．X为， 【答案】D 【详解】根据核反应方程 根据质子数守恒设X的质子数为x，则有 可得 即X为，根据质量数守恒，则有 可得 故选D。 4．（25-26高三上·福建三明·开学考试）自然界中有的放射性元素半衰期很短，很难被发现，放射性元素镎237就是用人工的方法发现的。镎237是不稳定的，它经过一系列α衰变、β衰变后变成铋 ，这些衰变是______次α衰变和______次β衰变。 【答案】 7 4 【详解】假设需经过x次衰变，y次衰变，根据电荷数守恒和质量数守恒有， 解得， 5．（2025·福建三明·三模）1934年约里奥-居里夫妇用人工方法得到了磷的放射性同位素，的衰变方程为，则X粒子为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】设X的质量数为A，电荷数为z，根据核反应中质量数守恒和电荷数守恒可知：； 解得：，，X为。 故选D。 6．（2025·福建宁德·三模）中国的“人造太阳”——中国环流三号实验装置在2025年4月成功实现了原子核温度达到1.17亿度，电子温度达到1.6亿度的“双亿度”运行。其主要的核反应方程：，属于下列哪种核反应（　　） A．衰变 B．聚变 C．裂变 D．人工核反应 【答案】B 【详解】核反应方程属于聚变。 故选B。 7．（2025·福建厦门·三模）感烟型火灾报警器内部装有半衰期长达432年的微量放射性物质镅，其α衰变方程为，下列说法正确的是（　　） A．γ射线电离本领比α射线强 B．衰变过程释放能量 C．温度升高，半衰期变短 D．10个经过一个半衰期剩余5个 【答案】B 【详解】A．α射线由带正电的氦核组成，电离能力最强；γ射线为光子，不带电，电离能力最弱，故A错误； B．衰变过程中，质量亏损会以能量形式释放（如γ射线及衰变产物的动能），符合核反应的能量守恒，故B正确； C．半衰期由原子核内部结构决定，与温度等外界条件无关，故C错误； D．半衰期是统计规律，适用于大量原子核。10个原子核衰变时，实际剩余数量可能偏离5个（如可能全部衰变或部分剩余），故D错误。   故选B。 8．（2025·广西河池·二模）2025年1月20日，中国“人造太阳”全超导托卡马克核聚变装置首次完成1亿摄氏度1000秒“高质量燃烧”，对人类加快实现聚变发电具有重要意义。为氘与氚的核反应方程，下列说法正确的是（　　） A．X是 B．与的核反应质量要增加 C．与的核反应要吸收能量 D．的结合能大于的结合能 【答案】A 【详解】A．核反应方程为，X是，A正确； B．与的核反应放出能量，质量要减少，B错误； C．与的核反应要放出能量，C错误； D．核子数越大结合能越大，的结合能小于的结合能，D错误。 故选A。 9．（2025·福建·二模）我国科学家研究团队合成了新核素钚-，并测得该新核素的半衰期为21.8年。已知钚-227的衰变方程为，下列说法正确的是（　　） A．衰变释放的粒子的贯穿能力很强 B．衰变需要从外界吸收能量 C．20个钚-227经过10.9年还剩15个 D．比的比结合能小 【答案】D 【详解】A．根据质量数和电荷数守恒可知，Y为粒子，贯穿能力很弱，故A错误； B．衰变会释放能量，故B错误； C．半衰期是大量原子核衰变的统计规律，少量原子核不适用，故C错误； D．衰变过程释放能量，生成物的比结合能大，故D正确。 故选D。 10．（2026·福建莆田·二模）氦原子被电离一个核外电子，形成类氢结构的氦离子。已知基态的氦离子能量，其能级结构如图所示。大量处于某一激发态的氦离子辐射出的光子中，频率最高的光子能量为，则该激发态对应的能级（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】根据辐射光子的能量为 代入数据解得 因此可知，故选C。 真题·实战演练 高频考点：高频考点集中在卢瑟福核式结构、氢原子能级跃迁、α 衰变与 β 衰变规律、半衰期，重点是核反应方程书写、质能方程简单计算。能级跃迁时光子吸收与发射、光子能量比较是选择题高频；四种核反应类型辨析、质量亏损、核能计算考查频次较高。常结合光电效应，比较光子能量能否发生光电效应。易错点集中在半衰期理解错误（受温度压强影响）、β 衰变来源记错、能级跃迁光子种类计算出错、混淆裂变和聚变，是试卷主要失分点。 1．（2026·福建·高考真题）我国科学家在钍基熔盐堆中成功实现了钍—铀核燃料循环，该成果入选“2025年度中国科学十大进展”。循环涉及的核反应方程包含：①②③。式中是质量可忽略不计的中性粒子，则（     ） A．X是 B．Y是 C．方程②属于衰变 D．方程③属于衰变 【答案】D 【详解】A．对反应①，设X的质量数为A、电荷数为Z，由， 解得 因此X是中子，故A错误； B．反应②中质量可忽略、电荷为0，设Y的质量数为、电荷数为N，由， 解得 因此Y是电子，故B错误； C．α衰变的本质是放出α粒子（），但反应②放出的是电子，不属于α衰变，故C错误； D．反应③中母核质量数不变、电荷数增加1，同时放出电子，符合β衰变的特征（中子转化为质子放出电子），属于β衰变，故D正确。 故选D。 2．（2025·福建·高考真题）（多选）2025年，我国“人造太阳”实现了等离子体原子核温度超1亿度的突破。在1亿度的高温条件下“人造太阳”内可发生如下核反应：→+17.5MeV，若动量大小相等，方向相反的氘核与氚核正碰后发生核反应，反应产生的与的总动能近似等于核反应释放的全部能量，则（　　） A．该反应有质量亏损 B．该反应为核裂变反应 C．获得的动能约为14MeV D．获得的动能约为14MeV 【答案】AC 【详解】A．核反应过程中质量数守恒，有质量亏损，A正确； B．该反应是核聚变反应，B错误； CD．在真空中，该反应动量守恒，由于相撞前氘核与氚核动量大小相等，方向相反，系统总动量为零。故反应后氦核与中子的动量也大小相等，方向相反。 由 得反应粒子获得的动能之比为 而两个粒子获得的总动能为，故获得的动能， 获得的动能。故C正确，D错误。 故选AC。 3．（2024·福建·高考真题）2024 年我国研发出一款安全性高、稳定发电时间长的新微型原子能电池。该电池将衰变释放的能量转化为电能，衰变方程为，式中，是质量可忽略不计的中性粒子，则 X 表示的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】根据质量数和电荷数守恒可知，X的质量数为0，电荷数，则X为。 故选B。 4．（2023·福建·高考真题）福建福清核电站采用我国完全自主研发的“华龙一号”反应堆技术，建设了安全级别世界最高的机组。机组利用235U核裂变释放的能量发电，典型的核反应方程为，则A = _________；Z = _________；若核反应过程中质量亏损1g，释放的能量为_________J。（光速大小取3.0 × 108m/s） 【答案】 92 56 9 × 1013 【详解】[1]根据核反应前后质量数守恒有1＋235 = 141＋A＋3 解得A = 92 [2]根据核反应前后电荷数守恒有92 = Z＋36 解得Z = 56 [3]根据爱因斯坦质能方程可知核反应过程中质量亏损1g，释放的能量为E=mc2 = 1 × 10－3 × 9.0 × 1016J = 9 × 1013J 5．（2022·福建·高考真题）2011年3月，日本发生的大地震造成了福岛核电站核泄漏。在泄露的污染物中含有大量放射性元素，其衰变方程为，半衰期为8天，已知，，，则下列说法正确的是（　　） A．衰变产生的射线来自于原子的核外电子 B．该反应前后质量亏损 C．放射性元素发生的衰变为衰变 D．经过16天，75%的原子核发生了衰变 【答案】D 【详解】A．衰变时，原子核内中子转化为质子和电子，大量电子从原子核释放出来形成射线，故A错误； B．该反应前后质量亏损为 故B错误； C．放射性元素发生的衰变为衰变，故C错误； D．由于半衰期为8天，可知经过16天，即经过两个半衰期，75%的原子核发生了衰变，故D正确。 故选D。 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $