2021-2025年高考物理真題知識點分類匯編之原子核與核技術（一）

一,選擇題（共16小題）

1.（2025?湖北）PET（正電子發(fā)射斷層成像）是核醫(yī)學科重要的影像學診斷工具，其檢查原理是將含放射

性同位素（如肥小）的物質注入人體參與人體代謝，從而達到診斷的目的。肥廠的衰變方程為鏟尸一

X+?e+其中劭是中微子。已知鏟尸的半衰期是110分鐘。下列說法正確的是（）

A.X為

B.該反應為核聚變反應

C.1克肥尸經110分鐘剩下0.5克肥尸

D.該反應產生的加在磁場中會發(fā)生偏轉

2.（2025?云南）2025年3月，我國科學家研制的碳14核電池原型機“燭龍?號”發(fā)布，標志著我國在核

能技術領域與微型核電池領域取得突破。碳14的衰變方程為尹N+X,則（）

A.X為電子，是在核內中子轉化為質子的過程中產生的

B.X為電子，是在核內質子轉化為中子的過程中產生的

C.X為質子，是由核內中子轉化而來的

D.X為中子，是由核內質子轉化而來的

3.（2025?北京）自然界中物質是常見的，反物質并不常見。反物質由反粒子構成，它是科學研究的前沿

領域之一。目前發(fā)現(xiàn)的反粒子有正電子、反質子等；反氫原子由正電子和反質子組成。粒子與其對應的

反粒子質量相等，電荷等最異種。粒子和其反粒子碰撞會湮滅。反粒子參與的物理過程也遵守電荷守恒、

能量守恒和動量守恒。下列說法正確的是（）

A.已知氫原子的基態(tài)能量為-13.6eV,則反氫原子的基態(tài)能量也為-13.6eV

B.一個中子可以轉化為一個質子和一個正電子

C.一對正負電子等速率對撞，湮滅為一個光子

D.反笊核和反笊核的核聚變反應吸收能量

4.（2025?湖南）關于原子核衰變，下列說法正確的是（）

A.原子核衰變后生成新核并釋放能最，新核總質量等于原核質最

B.大量某放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需時間，為該元素的半衰期

C.放射性元素的半衰期隨環(huán)境溫度升高而變長

D.采用化學方法可以有效改變放射性元素的半衰期

5.（2025?安徽）2025年4月，位于我國甘肅省武威市的針基熔鹽實驗堆實現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定運行，標志著人類

在第四代核電技術上邁出關鍵一步。該技術利用針.核（^2Th）俘獲x個中子（Jn）,共發(fā)生y次P

衰變，轉化為易裂變的鈾核（丸3（7）,則（）

A.x=1,y=lB.x=l,y=2C.x=2,y=1D.x=2,y=2

235

S214

6.（2025?海南）核反應方程中U+XT56Ba+^Kr+3；n,則X是（）

A.^HeB.\HC.JnD.\e

7.（2025?河南）由于宇宙射線的作用，在地球大氣層產生有被的兩種放射性同位素和-Be。測定不

同高度大氣中單位體積內二者的原子個數(shù)比，可以研究大氣環(huán)境的變化。已知和；°灰的半衰期分

別約為53天和139萬年。在大氣層某高度采集的樣品中，研究人員發(fā)現(xiàn)和的總原子個數(shù)經

3

過106天后變?yōu)樵瓉淼?則采集時該高度的大氣中Z比和的原子個數(shù)比約為（）

A.1：4B.1：2C,3：4D.1：1

8.（2024?海南）人工核反應者Si+陽->X+努P中的X是（）

A.中子B.質子C.電子D.a粒子

9.（2024?山東）2024年是中國航天大年，神舟十八號、嫦娥六號等已陸續(xù)飛天，部分航天器裝載了具有

抗干擾性強的核電池。已知駕Sr衰變?yōu)轸溲镜陌氚诩s為29年；扉叩〃衰變?yōu)闊o切的半衰期約為87

年?，F(xiàn)用相同數(shù)目的翡Sr和觥8pu各做一塊核電池，下列說法正確的是（）

A.弱Sr衰變?yōu)轸溲緯r產生a粒子

B.品8P〃衰變?yōu)楦枨袝r產生p粒子

C.50年后，剩余的患Sr數(shù)目大于登8P”的數(shù)目

D.87年后,剩余的一Sr數(shù)目小于至8P〃的數(shù)目

10.（2024?河北）鋰是新能源汽車、儲能和信息通信等新興產業(yè)的關鍵材料。研究表明，鋰元素主要來自

宇宙線高能粒子與星際物質的原子核產生的散裂反應，其中一種核反應方程為$c++

21H+X,式中的X為（）

A.JnB.2遇C.?eD.$He

11.（2024?浙江）發(fā)現(xiàn)中子的核反應方程為狙e+沔e-X+乩，“玉兔二號”巡視器的核電池中杯238

的衰變方程為型貧8p〃f234+丫正確的是（）

A.核反應方程中的X為9c

B.衰變方程中的Y為jHe

C.中子｝1n的質量數(shù)為零

D.杯238的衰變吸收能量

12,（2024?浙江）已知笊核質量為2.014山,靠核質量為3.016111,氮核質量為4.00261],中子質量為L0087u,

阿伏加德羅常數(shù)NA取6.0Xl（）23mol1笊核摩爾質量為2g?mol〕lu相當于931.5MeV。關于笊與笊

聚變成氮，下列說法正確的是（）

3+

A.核反應方程式為2eJH

B.笊核的比結合能比氮核的大

C.笊核與晁核的間距達到就能發(fā)生核聚變

D.4g笊完全參與聚變釋放出能量的數(shù)量級為IO25MeV

13.（2024?廣東）我國正在建設的大科學裝置一一“強流重離子加速器”，其科學目標之一是探尋神秘的

“119號”元素?？茖W家嘗試使用核反應丫+部34m-fi9X+2g產生該元素。關于原子核Y和質量數(shù)

A,下列選項正確的是（）

A.Y為霓Fe,A=299B.Y為及Fe,A=301

C.Y為^Cr,A=295D.Y為^Cr,A=297

14.（2024?北京）已知社234的半衰期是24天，1g社234經過48天后，剩余社234的質量為（）

A.0gB.0.25gC.0.5gD.0.75g

15.（2024?福建）2024年我國研發(fā)出一款安全性高、穩(wěn)定發(fā)電時間長的新微型原子能電池。該電池將gNi

衰變釋放的能最轉化為電能，衰變方程為尊Ni-翁Cu+X+&,式中豆,是質量可忽略不計的中性粒子，

則X表示的是（）

A.^HeB.3。C.D.Jn

16.（2024?甲卷）笊核可通過一系列聚變反應釋放能量，總的反應效果可用+*n+y；p+

43.15MeV表示，式中x、y的值分別為（）

A.x=1>y=2B.x—1?y—3C.x—2?y—2D.x—3>y=1

二.多選題（共2小題）

34

Hf

（多選）17.（2025?福建）核反應方程為出+12/yeJn+17.6McV,現(xiàn)真空中有兩個動量大小相

等，方向相反的笊核與笈核相撞，發(fā)生核反應，設反應釋放的能量幾乎轉化為，〃e與飆的動能，貝心）

A.該反應有質量虧損

B.該反應為核裂變

C.乩獲得的動能約為14MeV

D.犯。獲得的動能約為14MeV

（多選）18.（2025?選擇性）某理論研究認為，線0Mo原子核可能發(fā)生雙p衰變，衰變方程為線。Mo-

i4Ru+y\e.處于第一激發(fā)態(tài)的aR〃原子核先后輻射能量分別為0.5908MeV和O.5395MeV的丫1、丫2

11

B.放出光子，v=

C.吸收光子，v=Rc忌-

D.放出光子，v=Rc（^-

20.（2025?浙江）同位素34c相對含量的測量在考古學中有重要應用，其測量系統(tǒng)如圖1所示。將少量古

木樣品碳化、電離后，產生的離子經過靜電分析儀ESA-I、磁體-I和高電壓清除器，讓只含有三

種碳同位素YC、|3C,吉然；的c3+離子束（初速度可忽略不計）進入磁體-II。磁體-H由電勢差為

U的加速電極P,磁感應強度為B、半徑為R的四分之一圓弧細管道和離子接收器F構成。通過調節(jié)U,

可分離〃c、/c、24c三種同位素，其中〃c、/c的C3+離子被接收器F所接收并計數(shù)，它們的

離子數(shù)百分比與U之間的關系曲線如圖2所示，而鏟C離子可通過接收器F,進入靜電分析儀ESA-

H,被接收器D接收并計算。

4

%

2

^1而

熱

修

布

U/(IO"V)

圖2

（1）寫出中子與尹N發(fā)生核反應生成蝮匚以及受C發(fā)生R衰變生成/N的核反應方程式：

（2）根據(jù)圖2寫出『C的C3+離子所對應的U值，并求磁感應強度B的大?。ㄓ嬎憬Y果保留兩位有效

數(shù)字。已知R=0.2m,原子質量單位u=1.66Xl（f27kg,元電荷e=I.6X。氣）；

（3）如圖1所示，ESA?II可簡化為間距d=5cm兩平行極板，在下極板開有間距L=10cm的兩小孔，

僅允許入射角（p=45°的肥C離子通過。求兩極板之間的電勢差Ui；

（4）對古木樣品，測得鏟C與三C離子數(shù)之比值為4X10q采用同樣辦法，測得活木頭中吉4c與12C

的比值為1.2X1072,由于它與外部環(huán)境不斷進行碳交換，該比例長期保持穩(wěn)定。試計算占木被砍伐距

今的時間（已知之久的半衰期約為5700年，In3=i.l,ln2=0.7）o

2021-2025年高考物理真題知識點分類匯編之原子核與核技術（一）

參考答案與試題解析

一.選擇題（共16小題）

題號1234567891011

答案CAABBCBADDA

題號1213141516

答案DCBBC

二.多選題（共2小題）

題號1718

答案ACARC

一.選擇題（共16小題）

I.（2025?湖北）PET（正電子發(fā)射斷層成像）是核醫(yī)學科重要的影像學診斷工具，其檢查原理是將含放射

性同位素（如留尸〉的物質注入人體參與人體代謝，從而達到診斷的目的。肥尸的衰變方程為鏟尸一

X+?e+gv,其中初是中微子。已知昭尸的半衰期是110分鐘。下列說法正確的是（）

A.x為

B.該反應為核聚變反應

C.1克整尸經no分鐘剩下0.5克J8F

D.該反應產生的加在磁場中會發(fā)生偏轉

【考點】半衰期的相關計算；B衰變的特點、本質及方程.

【專題】定量思想；歸納法；衰變和半衰期專題；理解能力.

【答案】c

【分析】根據(jù)核反應中質量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒計算；根據(jù)釋放物分析；根據(jù)半衰期的意義計算；加的

電荷數(shù)為。，據(jù)此分析。

【解答】解：A、設X的質量數(shù)為a,電荷數(shù)為b,根據(jù)核反應過程中質量數(shù)守恒及電荷數(shù)守恒，可得

a=18,b=8,X為，O,故A錯誤;

O

B、該反應釋放出了正電子，所以應該為正0衰變，不是核聚變，故B錯誤;

C、lg留?經過一個半衰期，質量變?yōu)樵瓉淼模?，所以還剩下0.5或8凡故C正確;

D、加的電荷數(shù)為0,在磁場中不受洛倫茲力，不會發(fā)生偏轉，故D錯誤。

故選：Co

【點評】本題考查了對衰變的認以，知道在核反應中質量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，知道半衰期的物理意義

是解題的基礎。

2.（2025?云南）2025年3月，我國科學家研制的碳14核電池原型機“燭龍?號”發(fā)布，標志著我國在核

能技術領域與微型核電池領域取得突破。碳14的衰變方程為一/N+X,則（）

A.X為電子，是在核內中子轉化為質子的過程中產生的

B.X為電子，是在核內質子轉化為中子的過程中產生的

C.X為質子，是由核內中子轉化而來的

D.X為中子，是由核內質子轉化而來的

【考點】0衰變的特點、本質及方程.

【專題】應用題；學科綜合題；定量思想；推理法；衰變和半衰期專題；分析綜合能力.

【答案】A

【分析】設元素X的質量數(shù)為A,核電荷數(shù)為Z,核反應遵循質量數(shù)和核電荷數(shù)守恒，據(jù)此求解作答;

根據(jù)0衰變的實質分析作答。

【解答】解：設元素X的質量數(shù)為A,核電荷數(shù)為乙核反應遵循質量數(shù)和核電荷數(shù)守恒：

質量數(shù)守恒14=14+A

解得A=0

電荷數(shù)守恒6=7+Z

解得Z=-1

因此X為電子，發(fā)生的是0衰變：

核反應方程為為->$/+*

X為電子，是在核內中子轉化為質子的過程中產生的，核反應方程為、

故A正確，BCD錯誤。

故選：Ao

【點評】本題主要考查了B衰變，明確核反應遵循質量數(shù)和核電荷數(shù)守恒，明確B衰變的實質是解題

的關鍵。

3.（2025?北京）自然界中物質是常見的，反物質并不常見。反物質由反粒子構成，它是科學研究的前沿

領域之一。目前發(fā)現(xiàn)的反粒子有正電子、反質子等；反氫原子由正電子和反質子組成。粒子與其對應的

反粒子質量相等，電荷等量異種。粒子和其反粒子碰撞會湮火。反粒子參與的物理過程也遵守電荷守恒、

能量守恒和動量守恒。下列說法正確的是（）

A.已知氫原子的基態(tài)能最為-l3.6eV,則反氫原子的基態(tài)能最也為-13.6eV

B.一個中子可以轉化為一個質子和一個正電子

C.一對正負電子等速率對撞，湮滅為一個光子

D.反笊核和反笊核的核聚變反應吸收能量

【考點】輕核聚變的應用；光子與光子的能量；玻爾原子理論的基本假設.

【專題】定量思想；歸納法；原子的能級結構專題；重核的裂變和輕核的聚變專題；理解能力.

【答案】A

【分析】氫原子和反氫原子一樣，系統(tǒng)所具有的能量都是負值，據(jù)此分析即可；根據(jù)電荷守恒定律分析；

根據(jù)動量守恒定律分析；核聚變反應發(fā)生質量虧損。

【解答】解：A、已知氫原子的基態(tài)能量為-13.6eV,則反氫原子的基態(tài)能量也為-13.6eV,故A正確;

B、根據(jù)電荷守恒定律可知，一個中子可以轉化為一個質子和一個電子，故B錯誤：

C、根據(jù)動量守恒定律可知，一對正負電子等速率對撞，湮滅為2個光子才能保證合動量為零，故C錯

誤；

D、反笊核和反氣核的核聚變反應發(fā)生質最虧損，要釋放能最，故D錯誤。

故選：A。

【點評】知道反粒子參與的物理過程也遵守電荷守恒、能量守恒和動量守恒是解題的基礎。

4.（2025?湖南）關于原子核衰變，下列說法正確的是（）

A.原子核衰變后生成新核并釋放能量，新核總質量等于原核質量

B.大量某放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需時間，為該元素的半衰期

C.放射性元素的半衰期隨環(huán)境溫度升高而變長

D.采用化學方法可以有效改變放射性元素的半衰期

【考點】原子核的半衰期及影響因素.

【專題】定性思想；推理法；衰變和半衰期專題；推理論證能力.

【答案】B

【分析【半衰期是大量放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時間，反映衰變快慢的物理量，半衰

期由核內部本身的因素決定，跟原子所處的物理或化學狀態(tài)無關。

【解答】解：A、原子核衰變時釋放能量，根據(jù)質能方程，總質量會減少，新核總質星小丁原核質量，

故A錯誤；

B、半衰期定義為大量放射性原子核半數(shù)發(fā)生衰變所需的時間，題干中強調“大量”，符合定義，故B

正確；

CD、半衰期由原子核內部結構決定，半衰期與溫度無關，不受化學方法影響，因化學變化不改變原子

核性質，故CD錯誤；

故選：Bo

【點評】本題考查了半衰期的基本概念，知道半衰期與原子所處的物理環(huán)境和化學狀態(tài)無關，注意半衰

期具有統(tǒng)計規(guī)律，對大量的原子核適用。

5.（2025?安徽）2025年4月，位于我國甘肅省武威市的針基熔鹽實驗堆實現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定運行，標志著人類

在第四代核電技術上邁出關鍵一步。該技術利用社核（H2Th）俘獲x個中子（Jn）,共發(fā)生y次p

衰變，轉化為易裂變的鈾核（H3U）,則（）

A.x=l,y=1B.x=l,y=2C.x=2,y=JD.x=2,y=2

【考點】B衰變的特點、本質及方程；核反應前后質量數(shù)、質子數(shù)、中子數(shù)、核子數(shù)等參數(shù)的關系.

【專題】比較思想；推理法；衰變和半衰期專題；理解能力.

【答案】B

【分析】鈕核每俘獲1個中子質量數(shù)增加1,每發(fā)生一次B衰敗，電荷數(shù)增加1,根據(jù)質量數(shù)和電荷數(shù)

進行分析。

【解答】解：根據(jù)題意可知，社核每俘獲1個中子質量數(shù)增加1,電荷數(shù)不變，每發(fā)生一次p衰敗，質

量數(shù)不變，電荷數(shù)增加I；

社核（ll2Th）變成鈾核（器3U）,質量數(shù)加1,則俘獲1個中子，電荷數(shù)加2,則發(fā)生2次B衰敗，

即x=l,y=2,故B正確、ACD錯誤。

故選：Bo

【點評】本題主要是考查原子核的衰變，關鍵是弄清楚衰變前后質量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒。

6.（2025?海南）核反應方程中H5U+XDa+^Kr+3jn,則乂是（）

A.^HeB.{HC.JnD.

【考點】核反應方程式的書寫或判斷核反應方程式中的粒子.

【專題】應用題：信息給予題；定量思想；推理法；重核的裂變和輕核的聚變專題：理解能力.

【答案】C

【分析】核反應遵循質量數(shù)和電荷數(shù)守恒，據(jù)此求解作答。

【解答】解：核反應遵循質量數(shù)和電荷數(shù)守恒，設X的質量數(shù)為A,電荷數(shù)為Z；

根據(jù)質量數(shù)守恒235+A=144+89+3X1

解得A=1

根據(jù)核電荷數(shù)守恒92+Z=56+36+3X0

解得Z=0

因此元素X是Jn,故ABD錯誤，C正確。

故選：Co

【點評】本題主要考查了重核裂變，對應核反應方程的書寫要抓住質量數(shù)和電荷數(shù)守恒；注意質量數(shù)守

恒，不是質量守恒，實際上核反應過程中質量發(fā)生了虧損。

7.（2025?河南）由于宇宙射線的作用，在地球大氣層產生有鉞的兩種放射性同位素和肥比。測定不

同高度大氣中單位體積內二者的原子個數(shù)比，可以研究大氣環(huán)境的變化。已知和鏟灰的半衰期分

別約為53天利139萬年。在大氣層某高度采集的樣品中，研究人員發(fā)現(xiàn)您e和：°灰的總原子個數(shù)經

3

過106天后變?yōu)樵瓉淼亩t采集時該高度的大氣中和的原子個數(shù)比約為（）

A.1：4B.I：2C.3：4D.1：I

【考點】半衰期的相關計算.

【專題】定量思想；推理法：衰變和半衰期專題；推理論證能力.

【答案】B

【分析】根據(jù)題意進行條件設置，結合半衰期的計算公式列式:解答。

【解答】解：設采集時該高度的大氣中［Be和：°8e各有Ni和N2個，根據(jù)半衰期公式，；=（：戶，

No2

經過106天（的兩個半衰期），的個數(shù)為NJ=1NI，；°Be的個數(shù)N2'-N2,滿足N「+N2'

=4（N1+N2）,解得N2=2NI，故和的原子個數(shù)比Ni：N2=l：2,故B正確，ACD錯誤。

故選：Bo

【點評】考查半衰期的計算問題，會根據(jù)題意進行準確分析解答。

8.（2024?海南）人工核反應言S+；HTX+得P中的X是（）

A.中子B.質子C.電子D.a粒子

【考點】人工核反應.

【專題】定量思想；推理法；重:核的裂變和輕核的聚變專題；推理論證能力.

【答案】A

【分析】根據(jù)核反應方程的書寫規(guī)則進行分析求解。

【解答】解：根據(jù)核反應方程滿足電荷數(shù)守恒和質量數(shù)守恒可知，X的電荷數(shù)為14+1?15=0,質量數(shù)

為30+1-30=1,為是中子，故A正確，BCD錯誤。

故選：Ao

【點評】考查核反應方程的書寫規(guī)則，會根據(jù)題意進行準確分析和解答。

9.（2024?山東）2024年是中國航天大年，神舟十八號、嫦娥六號等己陸續(xù)飛天，部分航天器裝載了具有

抗干擾性強的核電池。已知羽Sr衰變?yōu)槿鮒的半衰期約為29年；/8P〃衰變?yōu)榫砬械陌胨テ诩s為87

年?，F(xiàn)用相同數(shù)目的翡Sr和第82^各做一塊核電池，下列說法正確的是（）

A.弱Sr衰變?yōu)槿鮂時產生a粒子

B.紀82〃衰變?yōu)榈那袝r產生p粒子

C.50年后，剩余的患Sr數(shù)目大于紀8p〃的數(shù)目

D.87年后，剩余的鄢r數(shù)目小于裝P”的數(shù)目

【考點】結合能與比結合能的概念及物理意義；a衰變的特點、本質及方程.

【專題】信息給予題；定量思想；推理法；原子的能級結構專題；衰變和半衰期專題；理解能力.

【答案】D

【分析】AB.原子核衰變遵循質量數(shù)和電荷數(shù)守恒書寫衰變方程，然后作答；

CD.根據(jù)元素的半衰期公式求解作答。

【解答】解：A.核反應遵循質量數(shù)和電荷數(shù)守恒，器Sr的衰變方程為黑Sr1e,衰變產生0

oooo3V—1

粒子，故A錯誤；

B鬻P”的衰變方程為勺鬻U+衰變產生a粒子，故B錯誤；

CD.因瑞Sr衰變?yōu)榛糣的半衰期小于衰變?yōu)槟芮械陌胨テ?，故相同時間后剩余的羽Sr數(shù)目小于^Pu

的數(shù)目，故C錯誤，D正確。

故選：D。

【點評】本題考查了原子核的哀變和半衰期的理解和運用；原子核衰變遵循質量數(shù)和電荷數(shù)守恒，元素

的半衰期是統(tǒng)計規(guī)律，只對大量原子核有意義。

10.（2024?河北）鋰是新能源汽車、儲能和信息通信等新興產業(yè)的關鍵材料。研究表明，鋰元素主要來自

宇宙線高能粒子與星際物質的原子核產生的散裂反應，其中一種核反應方程為J2C+"i+

2；"+X,式中的X為（）

A.JnB.C.?eD.eHe

【考點】核反應方程式的書寫或判斷核反應方程式中的粒子.

【專題】定量思想；控制變量法：重核的裂變和輕核的聚變專題：理解能力.

【答案】D

【分析】核反應過程中，質量數(shù)與核電荷數(shù)守恒，由質量數(shù)和核電荷數(shù)守恒可以求出X是何粒子；

【解答】解：由核電荷數(shù)守恒可知

6+1-3-2Xl=2

由質量數(shù)守恒可知

12+1-7-2Xl=4

故X為故D.正確，ABC錯誤。

故選：Do

【點評】寫核反應方程式時要注意：核反應過程中，質量數(shù)與核電荷數(shù)守恒，難度不大，屬于基礎題。

11.（2024?浙江）發(fā)現(xiàn)中子的核反應方程為^He+乩，“玉兔二號”巡視器的核電池中杯238

的衰變方程為型端8p〃一舐4〃+y正確的是（）

A.核反應方程中的X為鏟C

B.衰變方程中的Y為iHe

C.中子Jn的質量數(shù)為零

D.缽238的衰變吸收能最

【考點】核反應方程式的書寫或判斷核反應方程式中的粒子.

【專題】信息給予題：定量思想：推理法：衰變和半衰期專題：理解能力.

【答案】A

【分析】根據(jù)質量數(shù)和電荷數(shù)守恒進行分析；原子核的衰變發(fā)生質量虧損，因此要釋放能量。

【解答】解：A.設X的質量數(shù)為A、電荷數(shù)為Z：

根據(jù)質量數(shù)守恒4+9=A+l,解得A=12

根據(jù)電荷數(shù)守恒2+4=Z+0,解得Z=6

因此X為腎C,故A正確；

B.同理，Y對應的質量數(shù)為4,電荷數(shù)為2,因此Y為:，e,故B錯誤；

C.中子的質量數(shù)為1,故C錯誤；

D.衰變過程要釋放能量，故D錯誤。

故選：Ao

【點評】本題主要考查了核反應過程中的質量數(shù)和核電荷數(shù)守恒，知道是原子核的衰變要釋放能量。

12.（2024?浙江）已知笊核質量為2.0141u,斌核質量為3.0161U,氨核質量為4.0026U,中子質量為1.0087U,

阿伏加德羅常數(shù)NA取6.0XI（）23mol1笊核摩爾質量為2g?mol”,lu相當于93L5MeV。關于笊與僦

聚變成筑，下列說法正確的是（）

3

A.核反應方程式為2He+ln

B.笊核的比結合能比氮核的大

C.笊核與笳核的間距達到10就能發(fā)生核聚變

D.4g笊完全參與聚變釋放出能顯的數(shù)后級為1O25MCV

【考點】輕核的聚變及反應條件；結合能與比結合能的概念及物理意義；愛因斯坦質能方程的應用.

【專題】定量思想：推理法：愛因斯坦的質能方程應用專題；重核的裂變和輕核的聚變專題；分析綜合

能力.

【答案】D

【分析】A、根據(jù)核反應過程質量數(shù)和電荷數(shù)守恒分析；

B、根據(jù)笊核的比結合能比氮核的小分析；

C、根據(jù)輕核的距離要到達10“5m以內發(fā)生輕核聚變分析；

D、根據(jù)質能方程可得一個笊核參與核聚變釋放的能量，計算出笊核的個數(shù)則可得結論。

4H+l故A

2eo

【解答】解：A、核反應過程質量數(shù)和電荷數(shù)守恒，可知核反應方程式為:n,

錯誤；

B、笊核的比結合能比氮核的小，故B錯誤；

C.笊核與氣核發(fā)生核聚變，它們間的距離達到1"15m以內才可以發(fā)生核聚變，故C錯誤；

D、一個笊核與一個施核聚變反應過程，質量虧損為：Am=2.0141u+3.0161u-4.0026u-1.0087u=

0.0189u

聚變反應釋放的能量：AE=AmX931.5MeV=0.0189uX93l.5MeV^17.6MeV

124

4g笊含有笊核的個數(shù)：N=^NA=—%x6.0xlO^mol-=1.2x10

M2gmol

4g笊完全參與聚變釋放出能量:E=N?AE=l.2X1024X17.6MeV^2.11X1025MeV,數(shù)量級為IO25MeV,

故D正確。

故選：Do

【點評】本題考杳了輕核聚變、質能方程，解題的關鍵是知道核反應過程質量數(shù)和電荷數(shù)守恒，熟練學

握質能方程。

13.（2024?廣東）我國正在建設的大科學裝置一一“強流重高子加速器”，其科學目標之一是探尋神秘的

“119號”元素?？茖W家嘗試使用核反應Y+部34m-49丫+2和產生該元素。關于原子核Y和質量數(shù)

A,下列選項正確的是（）

A.Y為||Fc,A=299B.Y為及Fe,A=30l

C.Y為羽Cr,A=295D.Y為工Cr,A=297

【考點】核反應方程式的書寫或判斷核反應方程式中的粒子.

【專題】定量思想；推理法；重:核的裂變和輕核的聚變專題；推理論證能力.

【答案】C

【分析】根據(jù)電荷數(shù)守恒得出Y的類型，再結合質量數(shù)守恒得出A的數(shù)值。

【解答】解：核反應前后質量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，設Y原子核的電荷數(shù)為y,質量數(shù)為A,則根據(jù)電

荷數(shù)守恒可得：

y+95=119

解得：y=24

即Y為資Cr；根據(jù)質量數(shù)守恒，則有

54+243=A+2

解得：A=295,故C正確，ABD錯誤：

故選：Co

【點評】本題主要考查了人工核轉變的相關應用，掌握核反應前后質量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒的特點即可

完成分析。

14.12024?北京）已知鈕234的半衰期是24天，1g包234經過48天后，剩余牡234的質量為（：）

A.OgB.0.25gC.0.5gD.0.75g

【考點】半衰期的相關計算.

【專題】定量思想；推理法；衰變和半衰期專題；推理論證能力.

【答案】B

【分析】根據(jù)半衰期的公式列式代入數(shù)據(jù)解答。

.1翌1

【解答】解：根據(jù)半衰期的公式，1g社234經過48天后，剩余質量m=mo?（y）24=2率=0.25§,故

B正確，ACD錯誤。

故選：B-,

【點評】考查放射性元素的半衰期問題，會根據(jù)題意進行相關的分析和計算。

15.（2024?福建）2024年我國研發(fā)出一款安全性高、穩(wěn)定發(fā)電時間長的新微型原子能電池。該電池將雞Ni

衰變釋放的能量轉化為電能，衰變方程為弱Ni-羽Cu+X+五,式中瓦，是質量可忽略不計的中性粒子，

則X表示的是（）

A.^HeB.9遇C.?eD.Jn

【考點】核反應方程式的書寫或判斷核反應方程式中的粒子.

【專題】定量思想；推理法；衰變和半衰期專題；推理論證能力.

【答案】B

【分析】根據(jù)核反應方程的書寫規(guī)則導出粒子X的性質。

【解答】解：根據(jù)核反應方程滿足質量數(shù)和電荷數(shù)守恒的規(guī)則，核反應方程式為羽N1羽Cu+2送+豆,

故B正確，ACD錯誤。

故選：Bo

【點評】考查核反應方程的書寫規(guī)則，會根據(jù)題意進行準確分析解答。

16.（2024?甲卷）笊核可通過一系列聚變反應釋放能量，總的反應效果可用6出t2匆e+舄?1+y；p+

43.15MW表示，式中x、y的值分別為（）

A.x=1,y=2B.x=I?y=3C.x=2,y=2D.x=3>y=1

【考點】輕核的聚變及反應條件.

【專題】定量思想；控制變量法：重核的裂變和輕核的聚變專題：理解能力.

【答案】C

【分析】根據(jù)質量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒判斷x和y數(shù)值；

【解答】解：根據(jù)電荷數(shù)守恒和質量數(shù)守恒可知

6X2=2X4+x+y

6=2X2+y

解得

y=2

x=2

故C1E確，ABD錯誤。

故選：Co

【點評】本題考查核反應遵循的規(guī)律，知道核反應過程中的守恒關系是解題關鍵。

二.多選題（共2小題）

（多選）17.（2025?福建）核反應方程為IH+/一iHe+Jn+17.6MeV,現(xiàn)真空中有兩個動量大小相

等，方向相反的笊核與筑核相撞，發(fā)生核反應，設反應釋放的能量幾乎轉化為［He與總的動能，則（）

A.該反應有質星虧投

B.該反應為核裂變

C.熱獲得的動能約為14McV

D.翅e獲得的動能約為14McV

【考點】核聚變的反應方程；愛因斯坦質能方程的應用.

【專題】定量思想；推理法；愛因斯坦的質能方程應用專題；重核的裂變和輕核的聚變專題；推理論證

能力.

【答案】AC

【分析】釋放核能的反應存在質量虧損；根據(jù)核反應方程判斷該反應的類型；核反應過程滿足動量守恒

定律，根據(jù)動能與動量的大小關系確定反應后［He和熱的動能之比。

【解答】解：A、由核反應方程可知該核反應過程釋放了17.6MeV的能量，根據(jù)愛因斯坦質能方程可知，

該反應有質量虧損，故A正確；

B、由核反應方程可知，該反應為核聚變，故B錯誤；

CD、核反應過程動量守恒，由題意可知，笊核與危核動量大小相等，方向相反，則反應前總動量為零，

故反應后總動量也為零，即氮原子核片”e和中子乩動量等大反向。

根據(jù)動能Ek=排、？，動量p=mv,可得動能與動量的大小關系為：Ek=宗

根據(jù)加e與6的質量數(shù)，可知淚e和6的質量之比為4：1

可得反應后2月。和乩的動能之比為1：4

已知反應釋放的17.6McV的能最幾乎轉化為［He與熱的動能，則：

加e獲得的動能約為1x17.6MeV=3.52MeV

5

4

H獲得的動能約為-x17.6MeV=14.08MeV

5

故C正確，D錯誤。

故選:ACo

【點評】本題考查了輕核聚變，要知道釋放核能的反應存在質量虧損，核反應過程涉足動量守恒定律。

（多選）18.（2025?選擇性）某理論研究認為，，°Mo原子核可能發(fā)生雙p衰變，衰變方程為

I4RU+加必處于第二激發(fā)態(tài)的原子核先后輻射能量分別為0.5908MeV和（）.5395MeV的yi、Y2

兩光子后回到基態(tài)。下列說法正確的是（）

A.A=100B.y=2

C.yi的頻率比Y2的大D.yi的波長比丫2的大

【考點】0衰變的特點、本質及方程；核反應前后質量數(shù)、質子數(shù)、中子數(shù)、核子數(shù)等參數(shù)的關系.

【專題】定量思想；推理法；衰變和半衰期專題；推理論證能力.

【答案】ABC

【分析】根據(jù)質最數(shù)和電荷數(shù)守恒、結合光子能量公式波速和頻率的關系式進行分析解答。

【解答】解：AB.根據(jù)質晟數(shù)和電荷數(shù)守恒有罌M。一劈R〃+2，e,即A=100,y=2,故AB正確；

CD.因為Y1的光子能量大于Y2的光子能量，由E=hv和c=Xv可知，YI的頻率大于Y2的頻率，YI的

波長小于Y2的波長，故C正確，D錯誤。

故選：ABCo

【點評】考查質量數(shù)和電荷數(shù)守恒、結合光子能量公式波速和頻率的關系式的應用，會根據(jù)題意進行準

確分析解答。

三,解答題（共2小題）

19.（2025?上海）量子力學（QuaniumMechanics）,為物理學理論，是研究物質世界微觀粒子運動規(guī)律的

物理學分支，主要研究原子、分子、凝聚態(tài)物質，以及原子核和基本粒子的結構、性質的基礎理論。它

與相對論一起構成現(xiàn)代物理學的理論基礎。量子力學不僅是現(xiàn)代物理學的基礎理論之一，而且在化學等

學科和許多近代技術中得到廣泛應用。19世紀末，人們發(fā)現(xiàn)舊有的經典理論無法解釋微觀系統(tǒng)，于是

經由物理學家的努力，在20世紀初創(chuàng)立量子力學，解釋了這些現(xiàn)象。量子力學從根本上改變人類對物

質結構及其相互作用的理解。除了廣義相對論描寫的引力以外，迄今所有基本相互作用均可以在量子力

學的框架內描述（量子場論）。

（1）太陽內部發(fā)生的反應是核聚變，即氫原子核在高溫高壓條件下聚合成氨原子核并釋放能量的過程：

其核反應方程為4；“TX+2?e,則X是（B）

A.H核

B.He核

C.Li核

D.Be核

（2）（多選）若復色光的頻率v=5.50X10I4HZ--6.50X1（）MHZ,用復色光照射下面金屬，可發(fā)生光電

效應的可能是（CDE）

金屬的極限頻率

金屬鋅鈣鈉鉀鋤

頻率“oAz8.077.735.535.445.15

選項ABCDE

（3）氫原子核外電子以半徑r繞核做勻速圓周運動，若電子質量為m,元電荷為e,靜電力常數(shù)為k,

則電子動量大小是—器用_o

（4）一群氫原子處于量子數(shù)n=4的激發(fā)態(tài)，這些氫原了?能夠自發(fā)地躍遷到n=2的較低能量狀態(tài)，R

為里伯德常量，c是真空中的光速；則在此過程中（D）。

A.吸收光子，v=

B.放出光子，v=Rc（^-1）

C.吸收光子，v=Rc（其一"）

D.放出光子，v=Rc§-左）

【考點】核聚變的反應方程；光電效應的條件和判斷能否發(fā)生光電效應；氫原子光譜及巴耳末公式.

【專題】定量思想；推理法；光電效應專題；原子的能級結構專題；重核的裂變和輕核的聚變專題：理

解能力.

【答案】⑴B；（2）CDE；（3）的占；（4）Do

【分析】（1）根據(jù)核反應遵循質量數(shù)與電荷數(shù)守恒分析判斷；

（2）根據(jù)發(fā)生光電效應的條件分析解答；

（3）電子繞氫原子核做勻速圓周運動，根據(jù)庫侖力提供向心力求得電子的線速度大小，根據(jù)動量的定

義求得電子的動量大??；

（4）氫原子從高能級向低能級躍遷時會放出光子。根據(jù)里德伯公式，結合光速、頻率、波長的關系解

答。

【解答】解：（1）根據(jù)核反應方程4；HTX+2%,反應前氫核的質量數(shù)總和為4,電荷數(shù)總和為4。

反應后兩個正電子的質量數(shù)總和為0,電荷數(shù)總和為2。設X的質量數(shù)為A,電荷數(shù)為Z,則有：A+0

=4,Z+2=4,解得：A=4,Z=2,核的質量數(shù)為4,電荷數(shù)為2,故ACD錯誤，B正確。

故選；Bo

（2）復色光的頻率V=5.50X10MHZ?6.50X1（）MHZ,當入射光的頻率大于金屬板的極限頻率時，可發(fā)

生.光電效應，對比可知可發(fā)生光電效應的有鈉、鉀、鋤，故選：CDEo

（3）電子繞氫原子核做勻速圓周運動，由庫侖力提供向心力得：/c^|=7ny,解得：”播

電子動最大小為：p=mv=J",

（4）氫原子從高能級向低能級躍遷時會放出光子，光子的能量等于兩個能級的能量差。

根據(jù)里德伯公式：/R（港一/，其中m是躍遷前的能級，k是躍遷后的能級。

氫原子從n=4躍遷到n=2,則有：m=4,k=2

又有：v=jA

聯(lián)立可得：v=故D正確，ABC錯誤。

故選D。

故答案為：（1）B；（2）CDE；（3）媽3：（4）Do

【點評】本題考查了量子力學相關知識。掌握核聚變、核裂變遵循的規(guī)律，光電效應發(fā)生的條件，玻爾

原子結構模型和原子能級躍遷的規(guī)律。

20.（2025?浙江）同位素$C相對含量的測量在考古學中有重要應用，其測量系統(tǒng)如圖1所示。將少量古

木樣品碳化、電離后，產生的離子經過靜電分析儀ESA-I、磁體-I和高電壓清除器，讓只含有三

種碳同位素鏟C、鼠g鏟c的離子束（初速度可忽略不計）進入磁體?Ho磁體?【I由電勢差為

U的加速電極P,磁感應強度為B、半徑為R的四分之一圓弧細管道和離子接收器F構成。通過調節(jié)U,

可分離pc、i3C.34c三種同位素，其中/C、鏟C的C3+離子被接收器F所接收并計數(shù)，它們的

離子數(shù)百分比與U之間的關系曲線如圖2所示，而鏟C離子可通過接收器F,進入靜電分析儀ESA-

n,被接收器D接收并計算。

二

％

)ICF

以lo'

0g

皿

冢

知

逑

1.51.61.71.81.92.0

17/(KFV)

圖2

（1）寫出中子與尹N發(fā)生核反應生成鏟C,以及鏟C發(fā)生B衰變生成/N的核反應方程式；

（2）根據(jù)圖2寫出鏟C的C3+離子所對應的U值，并求磁感應強度B的大小（計算結果保留兩位有效

數(shù)字。已知R=0.2m,原子質量單位u=1.66Xl（）-27kg,元電荷e=L6XQk）；

（3）如圖I所示，ESA-II可笥化為間距d=5cm兩平行極板，在下極板開有間距L=10cm的兩小孔，

僅允許入射角年=45°的產C離子通過。求兩極板之間的電勢差Ui；

（4）對古木樣品，測得十C與『C離子數(shù)之比值為4X10-Q；采用同樣辦法，測得活木頭中鏟c與

的比值為1.2XI0」2,由于它與外部環(huán)境不斷進行碳交換，該比例長期保持穩(wěn)定。試計算古木被砍伐距

今的時間（已知吉4c的半衰期約為5700年，ln3=1.1,ln2=0.7）。

【考點】核反應前后質量數(shù)、質子數(shù)、中子數(shù)、核子數(shù)等參數(shù)的關系：勻強電場中電勢差與電場強度的

關系.

【專題】定吊思想；推理法；帶電粒子在復合場中的運動專題；衰變和半衰期專題；推理論證能力.

【答案】（I）中子與氮核發(fā)生核反應生成程鏟c的核反應方程式為H+；7N-出+3%,24c發(fā)生p衰

變生成/N的核反應方程式為鏟。一/N+'e；

（2）的C3+離子所對應的U值為1.94X106V,并求磁感應強度B的大小為2.0T：

（3）兩極板之間的電勢差為1.6X106V；

（4）古木被砍伐距今的時間8