专题23 原子结构 原子核 十年（2015-2024）高考物理真题分类汇编（全国）（解析版）

2015-2024年十年高考真题汇编PAGEPAGE1专题22原子结构原子核考点十年考情（2015-2024）命题趋势考点1原子结构（10年10考）2024·重庆·高考真题、2024·安徽·高考真题、2024·北京·高考真题、2024·江苏·高考真题、2024·浙江·高考真题、2023·河北·高考真题、2023·山东·高考真题、2023·湖北·高考真题、2023·辽宁·高考真题、2022·重庆·高考真题、2022·北京·高考真题、2022·海南·高考真题、2022·浙江·高考真题、2022·广东·高考真题、2020·北京·高考真题、2020·浙江·高考真题、2019·全国·高考真题、2018·浙江·高考真题、2017·北京·高考真题、2017·浙江·高考真题、2016·天津·高考真题、2016·上海·高考真题、2015·福建·高考真题、2015·海南·高考真题从内容来看，对于光电效应、氢原子的能级结构、核反应方程的书写、核能的计算问题的命题比较频繁。从整体命题趋势上看。常考类型有：①光电效应现象与光电效应方程的应用；②原子核式结构；③氢原子光谱规律、能级跃迁；④核衰变与核反应方程；⑤核能与爱因斯坦质能方程。考点2原子核（10年10考）2024·湖北·高考真题、2024·山东·高考真题、2024·浙江·高考真题、2024·北京·高考真题、2024·海南·高考真题、2024·甘肃·高考真题、2024·广西·高考真题、2024·江苏·高考真题、2024·广东·高考真题、2024·全国·高考真题、2024·福建·高考真题、2024·河北·高考真题、2024·浙江·高考真题、2023·重庆·高考真题、2023·广东·高考真题、2023·福建·高考真题、2023·天津·高考真题、2023·北京·高考真题、2023·浙江·高考真题、2023·海南·高考真题、2022·天津·高考真题、2022·海南·高考真题、2022·福建·高考真题、2022·北京·高考真题、2022·辽宁·高考真题、2022·湖北·高考真题、2022·山东·高考真题、2021·重庆·高考真题、2021·江苏·高考真题、2021·海南·高考真题、2021·湖北·高考真题、2021·福建·高考真题、2021·北京·高考真题、2021·山东·高考真题、2021·广东·高考真题、2021·全国·高考真题、2021·河北·高考真题、2021·湖南·高考真题、2020·海南·高考真题、2020·山东·高考真题、2020·全国·高考真题、2020·上海·高考真题、2020·浙江·高考真题、2020·上海·高考真题、2019·天津·高考真题、2019·江苏·高考真题、2019·全国·高考真题、2018·全国·高考真题、2018·海南·高考真题、2018·江苏·高考真题、2018·天津·高考真题、2018·北京·高考真题、2017·全国·高考真题、2017·上海·高考真题、2017·北京·高考真题、2016·上海·高考真题、2016·江苏·高考真题、2016·天津·高考真题、2015·天津·高考真题、2015·福建·高考真题、2015·重庆·高考真题、2015·上海·高考真题、2015·北京·高考真题、2015·山东·高考真题、2015·全国·高考真题、2015·广东·高考真题、2015·江苏·高考真题、2015·海南·高考真题考点01原子结构一、单选题1．（2024·安徽·高考真题）大连相干光源是我国第一台高增益自由电子激光用户装置，其激光辐射所应用的玻尔原子理论很好地解释了氢原子的光谱特征。图为氢原子的能级示意图，已知紫外光的光子能量大于，当大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时，辐射不同频率的紫外光有（

）A．1种 B．2种 C．3种 D．4种【答案】B【详解】大量处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁时，能够辐射出不同频率的种类为辐射出光子的能量分别为其中，，所以辐射不同频率的紫外光有2种。故选B。2．（2024·北京·高考真题）产生阿秒光脉冲的研究工作获得2023年的诺贝尔物理学奖，阿秒（as）是时间单位，1as=1×10−18s，阿秒光脉冲是发光持续时间在阿秒量级的极短闪光，提供了阿秒量级的超快“光快门”，使探测原子内电子的动态过程成为可能。设有一个持续时间为100as的阿秒光脉冲，持续时间内至少包含一个完整的光波周期。取真空中光速c=3.0×108m/s，普朗克常量h=6.6×10−34J⋅s，下列说法正确的是（

）A．对于0.1mm宽的单缝，此阿秒光脉冲比波长为550nm的可见光的衍射现象更明显B．此阿秒光脉冲和波长为550nm的可见光束总能量相等时，阿秒光脉冲的光子数更多C．此阿秒光脉冲可以使能量为−13.6eV（−2.2×10−18J）的基态氢原子电离D．为了探测原子内电子的动态过程，阿秒光脉冲的持续时间应大于电子的运动周期【答案】C【详解】A．此阿秒光脉冲的波长为λ=cT=30nm<550nm由障碍物尺寸与波长相差不多或比波长小时，衍射现象越明显知，波长为550nm的可见光比此阿秒光脉冲的衍射现象更明显，故A错误；B．由知，阿秒光脉冲的光子能量大，故总能量相等时，阿秒光脉冲的光子数更少，故B错误；C．阿秒光脉冲的光子能量最小值故此阿秒光脉冲可以使能量为−13.6eV（−2.2×10−18J）的基态氢原子电离，故C正确；D．为了探测原子内电子的动态过程，阿秒光脉冲的持续时间应小于电子的运动周期，故D错误。故选C。3．（2024·江苏·高考真题）在原子跃迁中，辐射如图所示的4种光子，其中只有一种光子可使某金属发生光电效应，是哪一种（）A．λ1 B．λ2 C．λ3 D．λ4【答案】C【详解】根据光电方程可知当只有一种光子可使某金属发生光电效应，该光子对应的能量最大，根据图中能级图可知跃迁时对应波长为的光子能量最大。故选C。4．（2024·浙江·高考真题）氢原子光谱按频率展开的谱线如图所示，此四条谱线满足巴耳末公式，n=3、4、5、6用和光进行如下实验研究，则（）A．照射同一单缝衍射装置，光的中央明条纹宽度宽B．以相同的入射角斜射入同一平行玻璃砖，光的侧移量小C．以相同功率发射的细光束，真空中单位长度上光的平均光子数多D．相同光强的光分别照射同一光电效应装置，光的饱和光电流小【答案】C【详解】A．根据巴耳末公式可知，光的波长较长。波长越长，越容易发生明显的衍射现象，故照射同一单缝衍射装置，光的中央明条纹宽度宽，故A错误；B．光的波长较长，根据可知光的频率较小，则光的折射率较小，在平行玻璃砖的偏折较小，光的侧移量小，故B错误；C．光的频率较小，光的光子能量较小，以相同功率发射的细光束，光的光子数较多，真空中单位长度上光的平均光子数多，故C正确；D．若、光均能发生光电效应，相同光强的光分别照射同一光电效应装置，光的频率较小，光的光子能量较小，光的光子数较多，则光的饱和光电流大，光的饱和光电流小，故D错误。故选C。5．（2023·河北·高考真题）2022年8月30日，国家航天局正式发布了“羲和号”太阳探测卫星国际上首次在轨获取的太阳谱线精细结构。是氢原子巴耳末系中波长最长的谱线，其对应的能级跃迁过程为（）A．从跃迁到 B．从跃迁到C．从跃迁到 D．从跃迁到【答案】D【详解】是氢原子巴耳末系中波长最长的谱线，根据可知是氢原子巴耳末系中频率最小的谱线，根据氢原子的能级图，利用玻尔理论中的频率条件可见能级差越小，频率越低，波长越长。故对应的能级跃迁过程为从跃迁到。故选D。6．（2023·山东·高考真题）“梦天号”实验舱携带世界首套可相互比对的冷原子钟组发射升空，对提升我国导航定位、深空探测等技术具有重要意义。如图所示为某原子钟工作的四能级体系，原子吸收频率为的光子从基态能级I跃迁至激发态能级Ⅱ，然后自发辐射出频率为的光子，跃迁到钟跃迁的上能级2，并在一定条件下可跃迁到钟跃迁的下能级1，实现受激辐射，发出钟激光，最后辐射出频率为的光子回到基态。该原子钟产生的钟激光的频率为（

）

A． B． C． D．【答案】D【详解】原子吸收频率为的光子从基态能级I跃迁至激发态能级Ⅱ时有且从激发态能级Ⅱ向下跃迁到基态I的过程有联立解得故选D。7．（2023·湖北·高考真题）2022年10月，我国自主研发的“夸父一号”太阳探测卫星成功发射。该卫星搭载的莱曼阿尔法太阳望远镜可用于探测波长为的氢原子谱线（对应的光子能量为）。根据如图所示的氢原子能级图，可知此谱线来源于太阳中氢原子（

）

A．和能级之间的跃迁 B．和能级之间的跃迁C．和能级之间的跃迁 D．和能级之间的跃迁【答案】A【详解】由图中可知n=2和n=1的能级差之间的能量差值为与探测器探测到的谱线能量相等，故可知此谱线来源于太阳中氢原子n=2和n=1能级之间的跃迁。故选A。8．（2023·辽宁·高考真题）原子处于磁场中，某些能级会发生劈裂。某种原子能级劈裂前后的部分能级图如图所示，相应能级跃迁放出的光子分别设为①②③④。若用①照射某金属表面时能发生光电效应，且逸出光电子的最大初动能为Ek，则（）

A．①和③的能量相等B．②的频率大于④的频率C．用②照射该金属一定能发生光电效应D．用④照射该金属逸出光电子的最大初动能小于Ek【答案】A【详解】A．由图可知①和③对应的跃迁能级差相同，可知①和③的能量相等，选项A正确；B．因②对应的能级差小于④对应的能级差，可知②的能量小于④的能量，根据可知②的频率小于④的频率，选项B错误；C．因②对应的能级差小于①对应的能级差，可知②的能量小于①，②的频率小于①，则若用①照射某金属表面时能发生光电效应，用②照射该金属不一定能发生光电效应，选项C错误；D．因④对应的能级差大于①对应的能级差，可知④的能量大于①，即④的频率大于①，因用①照射某金属表面时能逸出光电子的最大初动能为Ek，根据则用④照射该金属逸出光电子的最大初动能大于Ek，选项D错误。故选A。9．（2022·重庆·高考真题）如图为氢原子的能级示意图。已知蓝光光子的能量范围为2.53~2.76eV，紫光光子的能量范围为2.76~3.10eV。若使处于基态的氢原子被激发后，可辐射蓝光，不辐射紫光，则激发氢原子的光子能量为（

）A．10.20eV B．12.09eV C．12.75eV D．13.06eV【答案】C【详解】由题知使处于基态的氢原子被激发后，可辐射蓝光，不辐射紫光，则由蓝光光子能量范围可知从氢原子从n=4能级向低能级跃迁可辐射蓝光，不辐射紫光（即从n=4，跃迁到n=2辐射蓝光），则需激发氢原子到n=4能级，则激发氢原子的光子能量为E=E4－E1=12.75eV故选C。10．（2022·北京·高考真题）氢原子从某激发态跃迁到基态，则该氢原子（

）A．放出光子，能量增加 B．放出光子，能量减少C．吸收光子，能量增加 D．吸收光子，能量减少【答案】B【详解】氢原子从某激发态跃迁到基态，则该氢原子放出光子，且放出光子的能量等于两能级之差，能量减少。故选B。11．（2022·浙江·高考真题）如图为氢原子的能级图。大量氢原子处于n=3的激发态，在向低能级跃迁时放出光子，用这些光子照射逸出功为2.29eV的金属钠。下列说法正确的是（）A．逸出光电子的最大初动能为10.80eVB．n=3跃迁到n=1放出的光子动量最大C．有3种频率的光子能使金属钠产生光电效应D．用0.85eV的光子照射，氢原子跃迁到n=4激发态【答案】B【详解】A．从n=3跃迁到n=1放出的光电子能量最大，根据可得此时最大初动能为故A错误；B．根据又因为从n=3跃迁到n=1放出的光子能量最大，故可知动量最大，故B正确；C．大量氢原子从n=3的激发态跃迁基态能放出种频率的光子，其中从n=3跃迁到n=2放出的光子能量为不能使金属钠产生光电效应，其他两种均可以，故C错误；D．由于从n=3跃迁到n=4能级需要吸收的光子能量为所以用0.85eV的光子照射，不能使氢原子跃迁到n=4激发态，故D错误。故选B。12．（2022·广东·高考真题）目前科学家已经能够制备出能量量子数n较大的氢原子。氢原子第n能级的能量为，其中。图是按能量排列的电磁波谱，要使的氢原子吸收一个光子后，恰好失去一个电子变成氢离子，被吸收的光子是（）A．红外线波段的光子 B．可见光波段的光子C．紫外线波段的光子 D．X射线波段的光子【答案】A【详解】要使处于n=20的氢原子吸收一个光子后恰好失去一个电子变成氢离子，则需要吸收光子的能量为因为则被吸收的光子是红外线波段的光子。故选A。13．（2020·北京·高考真题）氢原子能级示意如图。现有大量氢原子处于能级上，下列说法正确的是（）A．这些原子跃迁过程中最多可辐射出2种频率的光子B．从能级跃迁到能级比跃迁到能级辐射的光子频率低C．从能级跃迁到能级需吸收的能量D．能级的氢原子电离至少需要吸收的能量【答案】C【详解】A．大量氢原子处于能级跃迁到最多可辐射出种不同频率的光子，故A错误；B．根据能级图可知从能级跃迁到能级辐射的光子能量为从能级跃迁到能级辐射的光子能量为比较可知从能级跃迁到能级比跃迁到能级辐射的光子频率高，故B错误；C．根据能级图可知从能级跃迁到能级，需要吸收的能量为故C正确；D．根据能级图可知氢原子处于能级的能量为-1.51eV，故要使其电离至少需要吸收1.51eV的能量，故D错误；故选C。14．（2019·全国·高考真题）氢原子能级示意图如图所示，光子能量在1.63eV~3.10eV的光为可见光，要使处于基态（n=1）的氢原子被激发后可辐射出可见光光子，最少应给氢原子提供的能量为（）A．12.09eV B．10.20eV C．1.89eV D．1.5leV【答案】A【详解】由题意可知，基态（n=1）氢原子被激发后，至少被激发到n=3能级后，跃迁才可能产生能量在1.63eV~3.10eV的可见光．故．故本题选A．15．（2017·北京·高考真题）2017年年初，我国研制的“大连光源”——极紫外自由电子激光装置，发出了波长在100nm（1nm=10–9m）附近连续可调的世界上最强的极紫外激光脉冲。大连光源因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用。一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子，但又不会把分子打碎。据此判断，能够电离一个分子的能量约为（取普朗克常量h=6.6×10–34J·s，真空光速c=3×108m/s）（

）A．10–21J B．10–18J C．10–15J D．10–12J【答案】B【详解】一个处于极紫外波段的光子的能量约为由题意可知，光子的能量应比电离一个分子的能量稍大，因此数量级应相同。故选B。【点睛】根据题意可知光子的能量足以电离一个分子，因此该光子的能量应比该分子的电离能大，同时又不能把分子打碎，因此两者能量具有相同的数量级，不能大太多。16．（2015·福建·高考真题）下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是（）A．射线是高速运动的电子流B．氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能增大C．太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变D．的半衰期是5天，100克经过10天后还剩下50克【答案】B【详解】A．射线是光子流，故A错误；B．氢原子辐射光子后，从高轨道跃迁到低轨道，其绕核运动的电子速度增大，动能增大，故B正确；C．太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的轻核聚变，故C错误；D．的半衰期是5天，100克经过10天后还剩下故D错误。故选B。17．（2016·上海·高考真题）卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出了原子内部存在A．电子 B．中子 C．质子 D．原子核【答案】D【详解】卢瑟福在α粒子散射实验中观察到绝大多数α粒子穿过金箔后几乎不改变运动方向，只有极少数的α粒子发生了大角度的偏转，说明在原子的中央存在一个体积很小的带正电的物质，将其称为原子核．故选项D正确．【点睛】本题需要熟悉α粒子散射实验和原子核式结构模型．二、多选题18．（2024·重庆·高考真题）我国太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”在国际上首次成功实现空间太阳Hα波段光谱扫描成像。Hα和Hβ分别为氢原子由n=3和n=4能级向n=2能级跃迁产生的谱线（如图），则（

）A．Hα的波长比Hβ的小B．Hα的频率比Hβ的小C．Hβ对应的光子能量为3.4eVD．Hβ对应的光子不能使氢原子从基态跃迁到激发态【答案】BD【详解】AB．氢原子n=3与n=2的能级差小于n=4与n=2的能级差，则Hα与Hβ相比，Hα的波长大、频率小，故A错误、B正确；C．Hβ对应的光子能量为E=(－0.85)eV－(－3.40)eV=2.55eV故C错误；D．氢原子从基态跃迁到激发态至少需要能量E=(－3.40)eV－(－13.60)eV=10.2eVHβ对应的光子不能使氢原子从基态跃迁到激发态，故D正确。故选BD。19．（2022·海南·高考真题）一群处于激发态的氢原子跃迁向外辐射出不同频率的光子，则（）A．需要向外吸收能量B．共能放出6种不同频率的光子C．向跃迁发出的光子频率最大D．向跃迁发出的光子频率最大【答案】BD【详解】A．高能级向低能级跃迁向外放出能量，以光子形式释放出去，故A错误；B．最多能放不同频率光子的种数为故B正确；CD．从最高能级向最低能级跃迁释放的光子能量最大，对应的频率最大，波长最小，则向跃迁发出的光子频率最大，故D正确，C错误。故选BD。20．（2020·浙江·高考真题）由玻尔原子模型求得氢原子能级如图所示，已知可见光的光子能量在1.62eV到3.11eV之间，则（

）A．氢原子从高能级向低能级跃迁时可能辐射出射线B．氢原子从的能级向的能级跃迁时会辐射出红外线C．处于能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线并发生电离D．大量氢原子从能级向低能级跃迁时可辐射出2种频率的可见光【答案】CD【详解】A．射线为重核衰变或裂变时才会放出，氢原子跃迁无法辐射射线，故A错误；B．氢原子从的能级向的能级辐射光子的能量：在可见光范围之内，故B错误；C．氢原子在能级吸收的光子能量就可以电离，紫外线的最小频率大于，可以使处于能级的氢原子电离，故C正确；D．氢原子从能级跃迁至能级辐射光子的能量：在可见光范围之内；同理，从的能级向的能级辐射光子的能量也在可见光范围之内，所以大量氢原子从能级向低能级跃迁时可辐射出2种频率的可见光，故D正确。故选CD．21．（2017·浙江·高考真题）下列说法正确的是:A．β,γ射线都是电磁波B．原子核中所有核子单独存在时，质量总和大于该原子核的总质量，C．在LC振荡电路中，电容器刚放电时电容器极板上电量最多，回路电流最小D．处于n=4激发态的氢原子，共能辐射出四种不同频率的光子【答案】BC【详解】β射线是高速移动的电子流.属于实物波.不属于电磁波.故A错误，在核子结合成原子核过程中需要释放出结合能.根据质能方程,所以结合原子核过程中存在质量损失.所以B正确，LC振荡电路中放电之前属于充电过程，电场能逐渐增大.磁场能逐渐减小，回路电流逐渐减小.刚刚开始放电时正好是电场能最大，磁场能最小的时刻.所以回路电流此时最小，故C对；处于n=4激发态的氢原子能释放出C42=6频率的光子，故D错；综上所述本题答案是：BC22．（2017·浙江·高考真题）如图为氢原子能级图，氢原子中的电子从n=5能级跃迁到n=2能级可产生a光；从n=4能级跃迁到n=2能级可产生b光．a光和b光的波长分别为和，照射到逸出功为2.29eV的金属钠表面均可产生光电效应，遏止电压分别为和，则:A．B．C．a光的光子能量为2.86eVD．b光产生的光电子最大初动能Ek=0.26eV【答案】CD【详解】AC、氢原子中的电子从n=5跃迁到n=2产生的a光，,氢原子中的电子从n=4跃迁到n=2产生的b光,,能量越高频率越大，波长越小，则，选项C正确，A错误；BD、由光电效应方程有频率越高的越大，即，,则B错误、D正确点睛：电子跃迁释放的能量等于两个能级的能量差值，并结合光电效应方程求遏制电压的大小23．（2018·浙江·高考真题）氢原子的能级图如图所示，关于大量氢原子的能级跃迁，下列说法正确的是（可见光的波长范围为，普朗克常量，真空中光速）A．氢原子从高能级跃迁到基态时，会辐射γ射线B．氢原子处在n=4能级，会辐射可见光C．氢原子从高能级向n=3能级跃迁时，辐射的光具有显著的热效应D．氢原子从高能级向n=2能级跃迁时，辐射的光在同一介质中传播速度最小的光子能量为1.89eV【答案】BC【详解】A．γ射线是原子核通过衰变产生的高能电磁波，与核外电子跃迁无关，故A错误；B．根据可得，可见光光子的能量为，从n=4能级跃迁到n=2能级在该能量范围内，故B正确；C．从高能级向n=3能级跃迁辐射的能量最大值为1.51eV，小于1.63eV，属于红外线，具有热效应，故C正确；D．根据，传播速度越小，折射率越大，光子频率越大，能量越大，而从高能级向n=2能级跃迁时最大能量为3.4eV，故氢原子从高能级向n=2能级跃迁时，辐射的光在同一介质中传播速度最小的光子能量为3.4eV，故D错误。故选BC。24．（2018·浙江·高考真题）a、b是两种单色光，其光子能量分别为、，其，则（）A．a、b光子动量之比为B．若a、b入射到同一双缝干涉装置上，则相邻亮条纹的间距之比C．若a、b都能使某种金属发生光电效应，则光电子最大初动能之差D．若a、b是由处在同一激发态的原子跃迁到a态和b态时产生的，则a、b两态能级之差【答案】BC【分析】根据公式、Δx=Ldλ、【详解】A．根据德布罗意方程，以及光子能量公式可得故A错误；B．根据可知，因为Δx=L所以B正确；C．根据电子最大初动能可知，故可得C正确；D．根据公式，又由同一激发态原子跃迁所以相同，且都由高能级往低能级跃迁，所以D错误。故选BC。25．（2016·天津·高考真题）物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动物理学的发展，下列说法符合事实的是(

)A．赫兹通过一系列实验，证实了麦克斯韦关于光的电磁理论B．查德威克用α粒子轰击获得反冲核，发现了中子C．贝克勒尔发现天然放射性现象，说明原子核有复杂结构D．卢瑟福通过对阴极射线的研究，提出了原子核式结构模型【答案】AC【详解】A、麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了麦克斯韦的电磁理论，选项A正确；B、卢瑟福用α粒子轰击，获得反冲核，发现了质子，选项B错误；C、贝克勒尔发现的天然放射性现象，说明原子核具有复杂结构，选项C正确；D、卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，提出了原子的核式结构模型，选项D错误．【点睛】此题是对近代物理学史的考查；都是课本上涉及的物理学家的名字及其伟大贡献，只要多看书、多积累即可很容易得分；对物理学史的考查历来都是考试的热点问题，必须要熟练掌握．三、填空题26．（2015·海南·高考真题）氢原子基态的能量为E1=-13.6eV．大量氢原子处于某一激发态．由这些氢原子可能发出的所有光子中，频率最大的光子能量为-0.96E1，频率最小的光子的能量为eV(保留2位有效数字)，这些光子可具有种不同的频率．【答案】10【详解】[1]频率最大的光子能量为0.96，即解得即，频率最小的光子能量为是从，最小为[2]从能级开始，共有，，，，，，，，，，10种不同频率的光子。考点02原子核一、单选题1．（2024·湖北·高考真题）硼中子俘获疗法是目前治疗癌症最先进的手段之一、是该疗法中一种核反应的方程，其中X、Y代表两种不同的原子核，则（）A．a=7，b=1 B．a=7，b=2 C．a=6，b=1 D．a=6，b=2【答案】B【详解】由质量数和电荷数守恒可得，解得a故选B。2．（2024·山东·高考真题）2024年是中国航天大年，神舟十八号、嫦娥六号等已陆续飞天，部分航天器装载了具有抗干扰性强的核电池。已知衰变为的半衰期约为29年；衰变为的半衰期约87年。现用相同数目的和各做一块核电池，下列说法正确的是（）A．衰变为时产生α粒子B．衰变为时产生β粒子C．50年后，剩余的数目大于的数目D．87年后，剩余的数目小于的数目【答案】D【详解】A．根据质量数守恒和电荷数守恒可知衰变为时产生电子，即β粒子，故A错误；B．根据质量数守恒和电荷数守恒可知衰变为时产生，即α粒子，故B错误；CD．根据题意可知的半衰期大于的半衰期，现用相同数目的和各做一块核电池，经过相同的时间，经过的半衰期的次数多，所以数目小于的数目，故D正确，C错误。故选D。3．（2024·浙江·高考真题）发现中子的核反应方程为，“玉兔二号”巡视器的核电池中钚238的衰变方程为型，下列正确的是（）A．核反应方程中的X为B．衰变方程中的Y为C．中子的质量数为零D．钚238的衰变吸收能量【答案】A【详解】AB．根据质量数和电荷数守恒可知X为，Y为，故A正确，B错误；C．中子的质量数为1，故C错误；D．衰变过程中质量亏损，释放能量，故D错误。故选A。4．（2024·北京·高考真题）已知钍234的半衰期是24天。1g钍234经过48天后，剩余钍234的质量为（

）A．0g B．0.25g C．0.5g D．0.75g【答案】B【详解】半衰期1g钍234经过48天后，剩余质量故选B。5．（2024·海南·高考真题）人工核反应中的X是（）A．中子 B．质子 C．电子 D．α粒子【答案】A【详解】根据质量数守恒和电荷数守恒可知X的电荷数为0，质量数为1，则X是中子。故选A。6．（2024·甘肃·高考真题）2024年2月，我国科学家在兰州重离子加速器国家大科学装置上成功合成了新核素，核反应方程如下：该方程中X是（）A．质子 B．中子 C．电子 D．粒子【答案】B【详解】根据反应前后质量数和电荷数守恒得X是。故选B。7．（2024·广西·高考真题）近期，我国科研人员首次合成了新核素锇（）和钨（）。若锇经过1次衰变，钨经过1次衰变（放出一个正电子），则上述两新核素衰变后的新核有相同的（）A．电荷数 B．中子数 C．质量数 D．质子数【答案】C【详解】锇经过1次衰变后产生的新核素质量数为156，质子数为74，钨经过1次衰变后质量数为156，质子数为73，可知两新核素衰变后的新核有相同的质量数。故选C。8．（2024·江苏·高考真题）用粒子轰击氮核从原子核中打出了质子，该实验的核反应方程式是，粒子X为（）A．正电子 B．中子C．氘核 D．氦核【答案】D【详解】根据质量数守恒可知X的质量数为根据电荷守恒可知X的电荷数为可知X为中子。故选D。9．（2024·广东·高考真题）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Y和质量数A，下列选项正确的是（）A．Y为 B．Y为C．Y为 D．Y为【答案】C【详解】根据核反应方程根据质子数守恒设Y的质子数为y，则有可得即Y为；根据质量数守恒，则有可得故选C。10．（2024·全国·高考真题）氘核可通过一系列聚变反应释放能量，总的反应效果可用表示，式中x、y的值分别为（）A．， B．， C．， D．，【答案】C【详解】根据反应前后质量数和电荷数守恒可得解得，故选C。11．（2024·福建·高考真题），则其中的X表示（）A．24He 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。12．（2024·河北·高考真题）锂是新能源汽车、储能和信息通信等新兴产业的关键材料．研究表明，锂元素主要来自宇宙线高能粒子与星际物质的原子核产生的散裂反应，其中一种核反应方程为，式中的X为（

）A． B． C． D．【答案】D【详解】根据核反应前后质量数和电荷数守恒得，故式中的X为，故选D。13．（2024·浙江·高考真题）已知氘核质量为，氚核质量为，氦核质量为，中子质量为，阿伏加德罗常数取，氘核摩尔质量为，相当于。关于氘与氚聚变成氦，下列说法正确的是（）A．核反应方程式为B．氘核的比结合能比氦核的大C．氘核与氚核的间距达到就能发生核聚变D．氘完全参与聚变释放出能量的数量级为【答案】D【详解】A．核反应方程式为故A错误；B．氘核的比结合能比氦核的小，故B错误；C．氘核与氚核发生核聚变，要使它们间的距离达到以内，故C错误；D．一个氘核与一个氚核聚变反应质量亏损聚变反应释放的能量是氘完全参与聚变释放出能量数量级为，故D正确。故选D。14．（2023·重庆·高考真题）原子核可以经过多次α和β衰变成为稳定的原子核，在该过程中，可能发生的β衰变是（）A．B．C．D．【答案】A【详解】原子核衰变成为稳定的原子核质量数减小了28，则经过了7次α衰变，中间生成的新核的质量数可能为231，227，223，219，215，211，则发生β衰变的原子核的质量数为上述各数，则BCD都不可能，根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，选项A反应正确。故选A。15．（2023·广东·高考真题）理论认为，大质量恒星塌缩成黑洞的过程，受核反应的影响。下列说法正确的是（

）A．Y是粒子，射线穿透能力比射线强B．Y是粒子，射线电离能力比射线强C．Y是粒子，射线穿透能力比射线强D．Y是粒子，射线电离能力比射线强【答案】D【详解】根据受核反应满足质量数和电荷数守恒可知，Y是粒子（），三种射线的穿透能力，射线最强，射线最弱；三种射线的电离能力，射线最强，射线最弱。故选D。16．（2023·天津·高考真题）关于太阳上进行的核聚变，下列说法正确的是（）A．核聚变需要在高温下进行 B．核聚变中电荷不守恒C．太阳质量不变 D．太阳核反应方程式：【答案】A【详解】A．因为高温时才能使得粒子的热运动剧烈，才有可能克服他们自身相互间的排斥力，使得它们间的距离缩短，才能发生聚变，故A正确；B．核聚变中电荷是守恒的，故B错误；C．因为太阳一直在发生核聚变，需要放出大量能量，根据质能方程可知是要消耗一定的质量的，故C错误；D．核聚变的方程为题中为核裂变方程，故D错误。故选A。17．（2023·北京·高考真题）下列核反应方程中括号内的粒子为中子的是（

）A． B．C． D．【答案】A【详解】A．根据电荷数和质量数守恒知，核反应方程为故A符合题意；B．根据电荷数和质量数守恒知，核反应方程为故B不符合题意；C．根据电荷数和质量数守恒知，核反应方程为故C不符合题意；D．根据电荷数和质量数守恒知，核反应方程为故D不符合题意。故选A。18．（2023·浙江·高考真题）“玉兔二号”装有核电池，不惧漫长寒冷的月夜。核电池将衰变释放的核能一部分转换成电能。的衰变方程为，则（）A．衰变方程中的X等于233 B．的穿透能力比γ射线强C．比的比结合能小 D．月夜的寒冷导致的半衰期变大【答案】C【详解】A．根据质量数和电荷数守恒可知，衰变方程为即衰变方程中的X=234，故A错误；B．是α粒子，穿透能力比γ射线弱，故B错误；C．比结合能越大越稳定，由于衰变成为了，故比稳定，即比的比结合能小，故C正确；D．半衰期由原子核本身决定的，与温度等外部因素无关，故D错误。故选C。19．（2023·海南·高考真题）钍元素衰变时会放出β粒子，其中β粒子是（

）A．中子 B．质子 C．电子 D．光子【答案】C【详解】放射性元素衰变时放出的三种射线α、β、γ分别是氦核流、电子流和光子流。故选C。20．（2023·湖南·高考真题）2023年4月13日，中国“人造太阳”反应堆中科院环流器装置创下新纪录，实现403秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行，为可控核聚变的最终实现又向前迈出了重要的一步，下列关于核反应的说法正确的是（

）A．相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变释放的核能更多B．氘氚核聚变的核反应方程为C．核聚变的核反应燃料主要是铀235D．核聚变反应过程中没有质量亏损【答案】A【详解】A．相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变释放的核能更多，A正确；B．根据质量数守恒和核电荷数守恒可知，氘氚核聚变的核反应方程为B错误；C．核聚变的核反应燃料主要是氘核和氚核，C错误；D．核聚变反应过程中放出大量能量，有质量亏损，D错误。故选A。21．（2023·全国·高考真题）2022年10月，全球众多天文设施观测到迄今最亮伽马射线暴，其中我国的“慧眼”卫星、“极目”空间望远镜等装置在该事件观测中作出重要贡献。由观测结果推断，该伽马射线暴在1分钟内释放的能量量级为。假设释放的能量来自于物质质量的减少，则每秒钟平均减少的质量量级为（光速为）A． B． C． D．【答案】C【详解】根据质能方程可知，则每秒钟平均减少的质量为则每秒钟平均减少的质量量级为。故选C。22．（2023·全国·高考真题）在下列两个核反应方程中、，X和Y代表两种不同的原子核，以Z和A分别表示X的电荷数和质量数，则（

）A．， B．， C．， D．，【答案】D【详解】设Y电荷数和质量数分别为m和n，根据核反应方程质量数和电荷数守恒可知第一个核反应方程的核电荷数和质量数满足，第二个核反应方程的核电荷数和质量数满足，联立解得，故选D。23．（2023·浙江·高考真题）宇宙射线进入地球大气层与大气作用会产生中子，中子与大气中的氮14会产生以下核反应：，产生的能自发进行衰变，其半衰期为5730年，利用碳14的衰变规律可推断古木的年代．下列说法正确的是（）A．发生衰变的产物是B．衰变辐射出的电子来自于碳原子的核外电子C．近年来由于地球的温室效应，引起的半衰期发生微小变化D．若测得一古木样品的含量为活体植物的，则该古木距今约为11460年【答案】D【详解】A．根据即发生衰变的产物是，选项A错误；B．衰变辐射出的电子来自于原子核内的中子转化为质子时放出的电子，选项B错误；C．半衰期是核反应，与外界环境无关，选项C错误；D．若测得一古木样品的含量为活体植物的，可知经过了2个半衰期，则该古木距今约为5730×2年=11460年，选项D正确。故选D。24．（2022·天津·高考真题）从夸父逐日到羲和探日，中华民族对太阳的求知探索从未停歇。2021年10月，我国第一颗太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”顺利升空。太阳的能量由核反应提供，其中一种反应序列包含核反应：，下列说法正确的是（

）A．X是中子 B．该反应有质量亏损C．比的质子数多 D．该反应是裂变反应【答案】B【详解】A．根据核反应过程满足质量数和电荷数守恒可知，X的质量数为1，电荷数为1，可知X是质子，故A错误；BD．两个轻核结合成质量较大的核，核反应属于聚变反应，反应过程存在质量亏损，释放能量，故B正确，D错误；C．与的质子数相同，均为2个质子，故C错误。故选B。25．（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。26．（2022·北京·高考真题）2021年5月，中国科学院全超导托卡马克核聚变实验装置（）取得新突破，成功实现了可重复的1.2亿摄氏度101秒和1.6亿摄氏度20秒等离子体运行，创造托卡马克实验装置运行新的世界纪录，向核聚变能源应用迈出重要一步。等离子体状态不同于固体、液体和气体的状态，被认为是物质的第四态。当物质处于气态时，如果温度进一步升高，几乎全部分子或原子由于激烈的相互碰撞而离解为电子和正离子，此时物质称为等离子体。在自然界里，火焰、闪电、极光中都会形成等离子体，太阳和所有恒星都是等离子体。下列说法不正确的是（）A．核聚变释放的能量源于等离子体中离子的动能B．可以用磁场来约束等离子体C．尽管等离子体整体是电中性的，但它是电的良导体D．提高托卡马克实验装置运行温度有利于克服等离子体中正离子间的库仑斥力【答案】A【详解】A．核聚变释放的能量源于来自于原子核的质量亏损，A错误；B．带电粒子运动时，在匀强磁场中会受到洛伦兹力的作用而不飞散，故可以用磁场来约束等离子体，B正确；C．等离子体是各种粒子的混合体，整体是电中性的，但有大量的自由粒子，故它是电的良导体，C正确；D．提高托卡马克实验装置运行温度，增大了等离子体的内能，使它们具有足够的动能来克服库仑斥力，有利于克服等离子体中正离子间的库仑斥力，D正确。本题选择错误的，故选A。27．（2017·全国·高考真题）一静止的铀核放出一个粒子衰变成钍核，衰变方程为U→Th＋He、下列说法正确的是（）A．衰变后钍核的动能等于粒子的动能B．衰变后钍核的动量大小等于粒子的动量大小C．铀核的半衰期等于其放出一个粒子所经历的时间D．衰变后粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量【答案】B【详解】AB．“静止的铀核”说明铀核衰变前初动量为零，衰变后钍核与粒子合动量也为零。衰变过程遵守动量守恒定律，所以，衰变后钍核的动量大小等于粒子的动量大小，根据，可知衰变后钍核的动能小于粒子的动能，故A错误，B正确。C．根据半衰期的定义，可知铀核的半衰期不等于其放出一个粒子所经历的时间，故C错误。D．衰变释放核能，有质量亏损，故D错误。故选B。28．（2018·全国·高考真题）1934年，约里奥­居里夫妇用α粒子轰击铝核，产生了第一个人工放射性核素。的原子序数和质量数分别为（）A．15和28 B．15和30C．16和30 D．17和31【答案】B【详解】据α粒子和中子的质量数和电荷数写出核反应方程结合质量数守恒和电荷数守恒得原子序数等于核电荷数，故选B。29．（2022·海南·高考真题）下列属于衰变的是（

）A． B．C． D．【答案】C【详解】A．该反应属于衰变，放出了氦核（），A错误；B．该反应是卢瑟福发现质子（）的核反应方程，B错误；C．该反应属于衰变，放出了电子（），C正确；D．该反应是重核裂变的核反应方程，D错误。故选C。30．（2022·辽宁·高考真题）2022年1月，中国锦屏深地实验室发表了首个核天体物理研究实验成果。表明我国核天体物理研究已经跻身国际先进行列。实验中所用核反应方程为，已知、、的质量分别为，真空中的光速为c，该反应中释放的核能为E。下列说法正确的是（

）A．X为氘核 B．X为氚核C． D．【答案】D【详解】AB．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1，为氕核，AB错误；CD．根据质能方程可知，由于质量亏损核反应放出的核能为C错误、D正确。故选D。31．（2022·湖北·高考真题）上世纪四十年代初，我国科学家王淦昌先生首先提出证明中微子存在的实验方案：如果静止原子核俘获核外K层电子e，可生成一个新原子核X，并放出中微子νe，即。根据核反应后原子核X的动能和动量，可以间接测量中微子的能量和动量，进而确定中微子的存在。下列说法正确的是（）A．原子核X是 B．核反应前后的总质子数不变C．核反应前后总质量数不同 D．中微子的电荷量与电子的相同【答案】A【详解】AC．根据质量数守恒和电荷数守恒有，X的质量数为7，电荷数为3，可知原子核X是，A正确、C错误；B．由选项A可知，原子核X是，则核反应方程为+→+，则反应前的总质子数为4，反应后的总质子数为3，B错误；D．中微子不带电，则中微子的电荷量与电子的不相同，D错误。故选A。32．（2022·山东·高考真题）碘125衰变时产生射线，医学上利用此特性可治疗某些疾病。碘125的半衰期为60天，若将一定质量的碘125植入患者病灶组织，经过180天剩余碘125的质量为刚植入时的（）A． B． C． D．【答案】B【详解】设刚植入时碘的质量为，经过180天后的质量为m，根据代入数据解得故选B。33．（2022·全国·高考真题）两种放射性元素的半衰期分别为和，在时刻这两种元素的原子核总数为N，在时刻，尚未衰变的原子核总数为，则在时刻，尚未衰变的原子核总数为（）A． B． C． D．【答案】C【详解】根据题意设半衰期为t0的元素原子核数为x，另一种元素原子核数为y，依题意有经历2t0后有联立可得，在时，原子核数为x的元素经历了4个半衰期，原子核数为y的元素经历了2个半衰期，则此时未衰变的原子核总数为故选C。34．（2021·重庆·高考真题）放射性元素会衰变为稳定的，半衰期约为，可以用于检测人体的甲状腺对碘的吸收。若某时刻与的原子数量之比为，则通过后与的质量之比（）A． B． C． D．【答案】B【详解】根据题述，与原子数量之比为，则通过（两个半衰期）后，4份衰变剩余1份，生成了3份原子，剩余与原子数量之比为，因为与原子质量相同，所以通过（两个半衰期）后，与原子的质量之比为，故B正确，ACD错误。故选B。35．（2021·江苏·高考真题）用“中子活化”技术分析某样品的成分，中子轰击样品中的产生和另一种粒子X，则X是（）A．质子 B．粒子 C．粒子 D．正电子【答案】A【详解】该核反应方程为可知X是质子。故选A。36．（2021·海南·高考真题）1932年，考克饶夫和瓦尔顿用质子加速器进行人工核蜕变实验，验证了质能关系的正确性。在实验中，锂原子核俘获一个质子后成为不稳定的铍原子核，随后又蜕变为两个原子核，核反应方程为。已知、、X的质量分别为、、，光在真空中的传播速度为c，则在该核反应中（）A．质量亏损B．释放的核能C．铍原子核内的中子数是5D．X表示的是氚原子核【答案】B【详解】CD．根据核反应方程满足质量数守恒和电荷数守恒，可知方程为则，，铍原子核内的中子数是4，X表示的是氦核，故CD错误；AB．核反应质量亏损为则释放的核能为故A错误，B正确；故选B。37．（2021·湖北·高考真题）20世纪60年代，我国以国防为主的尖端科技取得了突破性的发展。1964年，我国第一颗原子弹试爆成功；1967年，我国第一颗氢弹试爆成功。关于原子弹和氢弹，下列说法正确的是（）A．原子弹和氢弹都是根据核裂变原理研制的B．原子弹和氢弹都是根据核聚变原理研制的C．原子弹是根据核裂变原理研制的，氢弹是根据核聚变原理研制的D．原子弹是根据核聚变原理研制的，氢弹是根据核裂变原理研制的【答案】C【详解】原子弹是根据重核裂变研制的，而氢弹是根据轻核聚变研制的，故ABD错误，C正确。故选C。38．（2021·北京·高考真题）硼（B）中子俘获治疗是目前最先进的癌症治疗手段之一、治疗时先给病人注射一种含硼的药物，随后用中子照射，硼俘获中子后，产生高杀伤力的α粒子和锂（Li）离子。这个核反应的方程是（

）A． B．C． D．【答案】A【详解】由题知，硼俘获中子后，产生高杀伤力的α粒子和锂（Li）离子，而α粒子为氦原子核，则这个核反应方程为故选A。39．（2021·山东·高考真题）在测定年代较近的湖泊沉积物形成年份时，常利用沉积物中半衰期较短的，其衰变方程为。以下说法正确的是（）A．衰变方程中的X是电子B．升高温度可以加快的衰变C．与的质量差等于衰变的质量亏损D．方程中的X来自于内质子向中子的转化【答案】A【详解】A．根据质量数守恒和电荷数守恒可知，X是电子，A正确；B．半衰期非常稳定，不受温度，压强，以及该物质是单质还是化合物的影响，B错误；C．与和电子X的质量差等于衰变的质量亏损，C错误；D．方程中的X来自于内中子向质子的转化，D错误。故选A。40．（2021·广东·高考真题）科学家发现银河系中存在大量的放射性同位素铝26，铝26的半衰期为72万年，其衰变方程为，下列说法正确的是（）A．Y是氦核B．Y是质子C．再经过72万年，现有的铝26衰变一半D．再经过144万年，现有的铝26全部衰变【答案】C【详解】AB．根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，该核反应是即Y是正电子，选项AB错误；CD．因72万年是一个半衰期，可知再过72万年，现有的铝26衰变一半；再过144万年，即两个半衰期，现有的铝26衰变四分之三，选项C正确，D错误；故选C。41．（2021·全国·高考真题）医学治疗中常用放射性核素产生射线，而是由半衰期相对较长的衰变产生的。对于质量为的，经过时间t后剩余的质量为m，其图线如图所示。从图中可以得到的半衰期为（）A． B． C． D．【答案】C【详解】由图可知从到恰好衰变了一半，根据半衰期的定义可知半衰期为故选C。42．（2021·全国·高考真题）如图，一个原子核X经图中所示的一系列、衰变后，生成稳定的原子核Y，在此过程中放射出电子的总个数为（）A．6 B．8 C．10 D．14【答案】A【详解】由图分析可知，核反应方程为设经过次衰变，次衰变。由电荷数与质量数守恒可得；解得，故放出6个电子。故选A。43．（2021·河北·高考真题）银河系中存在大量的铝同位素，核衰变的衰变方程为，测得核的半衰期为72万年，下列说法正确的是（）A．核的质量等于核的质量B．核的中子数大于核的中子数C．将铝同位素放置在低温低压的环境中，其半衰期不变D．银河系中现有的铝同位素将在144万年后全部衰变为【答案】C【详解】A．和的质量数均为相等，但是二者原子核中的质子数和中子数不同，所以质量不同，A错误；B．核的中子数为个，核的中子数为个，B错误；C．半衰期是原子核固有的属性，与外界条件无关，C正确；D．质量为的的半衰期为万年，经过万年为个半衰期，剩余质量为，不会全部衰变为，D错误。故选C。44．（2021·湖南·高考真题）核废料具有很强的放射性，需要妥善处理。下列说法正确的是（）A．放射性元素经过两个完整的半衰期后，将完全衰变殆尽B．原子核衰变时电荷数守恒，质量数不守恒C．改变压力、温度或浓度，将改变放射性元素的半衰期D．过量放射性辐射对人体组织有破坏作用，但辐射强度在安全剂量内则没有伤害【答案】D【详解】A．放射性元素的半衰期是大量的放射性元素衰变的统计规律，对少量的个别的原子核无意义，则放射性元素完全衰变殆尽的说法错误，故A错误；B．原子核衰变时满足电荷数守恒，质量数守恒，故B错误；C．放射性元素的半衰期是由原子核的自身结构决定的，而与物理环境如压力、温度或浓度无关，与化学状态无关，故C错误；D．过量放射性辐射包含大量的射线，对人体组织有破坏作用，但辐射强度在安全剂量内则没有伤害，故D正确；故选D。45．（2017·全国·高考真题）大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电。氘核聚变反应方程是：＋→＋。已知的质量为2.0136u，的质量为3.0150u，的质量为1.0087u,1u=931MeV/c2。氘核聚变反应中释放的核能约为（）A．3.7MeV B．3.3MeV C．2.7MeV D．0.93MeV【答案】B【详解】在核反应中，反应前物质的质量m1=2×2.0136u=4.0272u反应后物质的质量m2=3.0150u+1.0087u=4.0237u质量亏损Δm=m1-m2=0.0035u则氘核聚变释放的核能为E=931×0.0035MeV≈3.3MeV故选B。46．（2020·海南·高考真题）100年前，卢瑟福猜想在原子核内除质子外还存在着另一种粒子X，后来科学家用粒子轰击铍核证实了这一猜想，该核反应方程为：，则（

）A．，，X是中子B．，，X是电子C．，，X是中子D．，，X是电子【答案】A【详解】根据电荷数和质量数守恒，则有，解得m=1，n=0，故X是中子故选A。47．（2020·山东·高考真题）氚核发生β衰变成为氦核。假设含氚材料中发生β衰变产生的电子可以全部定向移动，在3.2104s时间内形成的平均电流为5.010-8A。已知电子电荷量为1.610-19C，在这段时间内发生β衰变的氚核的个数为（）A． B． C． D．【答案】B【详解】根据可得产生的电子数为个因在β衰变中，一个氚核产生一个电子，可知氚核的个数为1.0×1016个。故选B．48．（2020·浙江·高考真题）下列说法正确的是（）A．质子的德布罗意波长与其动能成正比B．天然放射的三种射线，穿透能力最强的是射线C．光电效应实验中的截止频率与入射光的频率有关D．电子束穿过铝箔后的衍射图样说明电子具有波动性【答案】D【详解】A．由公式可知质子的德布罗意波长，，故A错误；B．天然放射的三种射线，穿透能力最强的是射线，故B错误；C．由当，可知截止频率与入射光频率无关，由材料决定，故C错误；D．电子束穿过铝箱后的衍射图样说明电子具有波动性，故D正确。故选D。49．（2020·上海·高考真题）β射线的本质是（）A．原子核放出的电子流 B．原子核外电子电离形成的电子流C．原子核放射出的电磁波 D．原子核外电子激发产生的电磁波【答案】A【详解】β射线是高速电子流，是原子核衰变时产生的一种射线，故A正确，BCD错误。故选A。50．（2020·全国·高考真题）氘核可通过一系列聚变反应释放能量，其总效果可用反应式表示。海水中富含氘，已知1kg海水中含有的氘核约为1.0×1022个，若全都发生聚变反应，其释放的能量与质量为M的标准煤燃烧时释放的热量相等；已知1kg标准煤燃烧释放的热量约为2.9×107J，1MeV=1.6×10–13J，则M约为（）A．40kg B．100kg C．400

kg D．1000kg【答案】C【详解】氘核可通过一系列聚变反应释放能量，其总效果可用反应式则平均每个氘核聚变释放的能量为1kg海水中含有的氘核约为1.0×1022个，可以放出的总能量为由可得，要释放的相同的热量，需要燃烧标准煤燃烧的质量51．（2020·浙江·高考真题）下列说法正确的是（

）A．射线的穿透能力比射线强B．天然放射现象说明原子具有复杂的结构C．核聚变中平均每个核子放出的能量比裂变中平均每个核子的小D．半衰期跟放射性元素以单质或化合物形式存在无关【答案】D【详解】A．射线可以被一张A4纸挡住，而射线可以穿透几厘米厚的铅板，所以射线的穿透能力比射线的穿透能力强，故A错误；B．天然放射现象说明原子核具有复杂结构，故B错误；C．聚变前要先使原有的原子结构破坏，发生类似裂变，然后重新组合成新的原子发生聚变，有质量亏损会对外再次释放能量，因此核聚变中平均每个核子放出的能量比裂变中平均每个核子的大，故C错误；D．半衰期是放射性元素固有的属性，和元素存在的形式无关，故D正确。故选D．52．（2019·全国·高考真题）太阳内部核反应的主要模式之一是质子-质子循环，循环的结果可表示为，已知和的质量分别为和，1u=931MeV/c2，c为光速。在4个转变成1个的过程中，释放的能量约为（

）A．8MeV B．16MeV C．26MeV D．52MeV【答案】C【详解】由知=忽略电子质量，则故C正确ABD错误；故选C。53．（2018·海南·高考真题）已知的半衰期为24天．4g经过72天还剩下(

)A．0 B．0.5g C．1g D．1.5g【答案】B【分析】本题考查核衰变的半衰期的规律及其相关的知识点【详解】由衰变公式，知，故B正确54．（2018·江苏·高考真题）已知A和B两种放射性元素的半衰期分别为T和2T，则相同质量的A和B经过2T后，剩有的A和B质量之比为_____．A．1:4 B．1:2 C．2:1 D．4:1【答案】B【详解】根据半衰期公式，经过2T，A剩有的质量为,B剩有的质量为,故mA:mB=1:2，选项B正确．点睛：本题考查半衰期，解题的关键是要熟记上述规律公式，并会应用上述公式解题．55．（2018·天津·高考真题）国家大科学工程——中国散裂中子源（CSNS）于2017年8月28日首次打靶成功，获得中子束流，可以为诸多领域的研究和工业应用提供先进的研究平台，下列核反应中放出的粒子为中子的是A．俘获一个α粒子，产生并放出一个粒子B．俘获一个α粒子，产生并放出一个粒子C．俘获一个质子，产生并放出一个粒子D．俘获一个质子，产生并放出一个粒子【答案】B【详解】根据质量数和电荷数守恒可知四个核反应方程分别为、、，，故只有B选项符合题意；【点睛】核反应过程中，质量数与核电荷数守恒，应用质量数与核电荷数守恒即可写出核反应方程式．56．（2018·北京·高考真题）在核反应方程中，X表示的是A．质子 B．中子 C．电子 D．α粒子【答案】A【详解】设X为：，根据核反应的质量数守恒：，则：电荷数守恒：，则，即X为：为质子，故选项A正确，BCD错误．点睛：本题考查了核反应方程式，要根据电荷数守恒、质量数守恒得出X的电荷数和质量数，从而确定X的种类．57．（2017·上海·高考真题）在同位素氢、氘，氚的核内具有相同的（

）A．核子数 B．电子数 C．中子数 D．质子数【答案】D【详解】在同位素氢、氘，氚的核内具有相同的质子数，但是中子数不同，核子数不同，选项D正确，ABC错误；故选D.58．（2017·上海·高考真题）由放射性元素放出的氦核流被称为（

）A．阴极射线 B．α射线 C．β射线 D．γ射线【答案】B【详解】放射性元素放出的氦核流被称为α射线，故选B.59．（2015·天津·高考真题）物理学重视逻辑推理，崇尚理性，其理论总是建立在对事实观察的基础上，下列说法正确的是（

）A．电子的发现使人们认识到原子具有核式结构B．天然放射现象说明原子核内部是有结构的C．粒子散射实验的重要发现是电荷是量子化的D．密立根油滴实验表明核外电子的轨道是不连续的【答案】B【详解】A．卢瑟福的粒子散射实使人们认识到原子的核式结构，A错误；B．贝克勒尔发现天然放射现象说明原子核内部是有结构的，B正确；C．密立根用油滴法首先从实验上证明了，微小粒子带电量的变化不连续，它只能是元电荷e的整数倍，即粒子的电荷是量子化的，C错误；D．轨道量子化是波尔在卢瑟福模型的基础上加以改进而提出的，D错误。故选B。60．（2015·福建·高考真题）下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是（）A．射线是高速运动的电子流B．氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能增大C．太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变D．的半衰期是5天，100克经过10天后还剩下50克【答案】B【详解】A．射线是光子流，故A错误；B．氢原子辐射光子后，从高轨道跃迁到低轨道，其绕核运动的电子速度增大，动能增大，故B正确；C．太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的轻核聚变，故C错误；D．的半衰期是5天，100克经过10天后还剩下故D错误。故选B。61．（2016·上海·高考真题）放射性元素A经过2次α衰变和1次β衰变后生成一新元素B，则元素B在元素周期表中的位置较元素A的位置向前移动了A．1位 B．2位 C．3位 D．4位【答案】C【详解】α粒子是，β粒子是，因此发生一次α衰变电荷数减少2，发生一次β衰变电荷数增加1，据题意，电荷数变化为：，所以新元素在元素周期表中的位置向前移动了3位．故选项C正确．【点睛】衰变前后质量数和电荷数守恒，根据发生一次α衰变电荷数减少2，发生一次β衰变电荷数增加1可以计算出放射性元素电荷数的变化量．62．（2016·江苏·高考真题）贝克勒尔在120年前首先发现了天然放射现象，如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用．下列属于放射性衰变的是A．B．C．D．【答案】A【详解】A为β衰变方程，B为重核裂变，C轻核聚变，D原子核的人工转换，所以A正确．63．（2015·重庆·高考真题）下图中曲线a、b、c、d为气泡室中某放射物质发生衰变放出的部分粒子的经迹，气泡室中磁感应强度方向垂直纸面向里．以下判断可能正确的是A．a、b为粒子的经迹 B．a、b为粒子的经迹C．c、d为粒子的经迹 D．c、d为粒子的经迹【答案】D【详解】射线是不带电的光子流，在磁场中不偏转，故选项B错误．粒子为氦核带正电，由左手定则知受到向上的洛伦兹力向上偏转，故选项A、C错误；粒子是带负电的电子流，应向下偏转，选项D正确．故选D．【考点定位】三种放射线的性质、带电粒子在磁场中的运动．64．（2015·上海·高考真题）经过一系列衰变和衰变后变成，则比少A．16个中子，8个质子 B．8个中子，16个质子C．24个中子，8个质子 D．8个中子，24个质子【答案】A【详解】比质子数少（90-82）=8个，核子数少（232-208）=24个，所以中子数少（24-8）=16个，故A正确；B、C、D错误．65．（2015·上海·高考真题）铀核可以发生衰变和裂变，铀核的A．衰变和裂变都能自发发生B．衰变和裂变都不能自发发生C．衰变能自发发生而裂变不能自发发生D．衰变不能自发发生而裂变能自发发生【答案】C【详解】铀是天然放射性元素，所以铀核的衰变是能自发发生，而铀核的裂变是人工实现的，是用中子轰击铀核实现的，所以铀核的裂变，不能自发发生，故A、B、D错误，C正确．66．（2015·北京·高考真题）下列核反应方程中，属于α衰变的是（）A．B．C．D．【答案】B【详解】A．该核反应是人工核转变，用人工方法加速核轰击产生质子，A错误；B．该核反应是原子核自发放射粒子的衰变，B正确；C．两个轻核结合成中核的反应为轻核聚变反应，C错误；D．该核反应是原子核自发放射粒子的衰变，D错误。故选B。二、多选题67．（2024·浙江·高考真题）下列说法正确的是（）A．中子整体呈电中性但内部有复杂结构B．真空中的光速在不同的惯性参考系中大小都相同C．增加接收电路的线圈匝数，可接收更高频率的电台信号D．分子间作用力从斥力变为引力的过程中，分子势能先增加后减少【答案】AB【详解】A．中子靠弱相互作用结合成整体，则中子呈电中性但内部有复杂结构，故A正确；B．根据爱因斯坦的相对论可知，真空中的光速在不同的惯性参考系中大小都相同，故B正确；C．根据可知，增加接收电路的线圈匝数，可减小振荡电路的固有频率，则可接收较低频率的电台信号，故C错误；D．分子间作用力从斥力变为引力的过程中，即分子距离从小于到大于的过程，分子力先做正功后做负功，则分子势能先减小后增大，故D错误。故选AB。68．（2022·浙江·高考真题）秦山核电站生产的核反应方程为，其产物的衰变方程为。下列说法正确的是（）A．X是 B．可以用作示踪原子C．来自原子核外 D．经过一个半衰期，10个将剩下5个【答案】AB【详解】A．根据质量数守恒和电荷数守恒可知，X的质子数为1，中子数为1，即为，故A正确；B．常用的示踪原子有：，，，故B正确；C．由原子核内的一个中子转化为一个质子和一个电子，电子被释放出来，所以来自原子核内，故C错误；D．半衰期是一个统计规律，对于大量原子核衰变是成立的，个数较少时规律不成立，故D错误。故选AB。69．（2022·浙江·高考真题）2021年12月15日秦山核电站迎来了安全发电30周年，核电站累计发电约6.9×1011kW·h，相当于减排二氧化碳六亿多吨。为了提高能源利用率，核电站还将利用冷却水给周围居民供热。下列说法正确的是（）A．秦山核电站利用的是核聚变释放的能量B．秦山核电站发电使原子核亏损的质量约为27.6kgC．核电站反应堆中需要用镉棒控制链式反应的速度D．反应堆中存在的核反应【答案】CD【详解】A．秦山核电站利用的是重核裂变变释放的能量，故A错误；B．原子核亏损的质量全部转化为电能时，约为核电站实际发电还要考虑到核能的转化率和利用率，则原子核亏损的质量大于27.6kg，故B错误；C．核电站反应堆中需要用镉棒能吸收中子的特性，通过中子的数量控制链式反应的速度，故C正确；D．反应堆利用铀235的裂变，生成多个中核和中子，且产物有随机的两分裂、三分裂，即存在的核反应，故D正确；故选CD。70．（2021·浙江·高考真题）对四个核反应方程（1）；（2）；（3）；（4）。下列说法正确的是（）A．（1）（2）式核反应没有释放能量B．（1）（2）（3）式均是原子核衰变方程C．（3）式是人类第一次实现原子核转变的方程D．利用激光引发可控的（4）式核聚变是正在尝试的技术之一【答案】CD【详解】A．（1）是衰变，（2）是衰变，均有能量放出，故A错误；B．（3）是人工核转变，故B错误；C．（3）式是人类第一次实现原子核转变的方程，故C正确；D．利用激光引发可控的（4）式核聚变是正在尝试的技术之一，故D正确。故选CD。71．（2021·浙江·高考真题）如图所示是我国全超导托卡马克核聚变实验装置。2018年11月，该装置实现了1×108℃等离子体运行等多项重大突破，为未来和平利用聚变能量迈出了重要一步。关于核聚变，下列说法正确的是（）

A．聚变又叫热核反应B．太阳就是一个巨大的热核反应堆C．高温能使原子核克服核力而聚变D．对相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变产能多【答案】ABD【详解】A．聚变又叫热核反应，选项A正确；B．太阳就是一个巨大的热核反应堆，选项B正确；

C．要使轻核发生聚变，必须使它们的距离达到10-15m以内，核力才能起作用，那么热核反应时要将轻核加热到很高的温度，使它们具有足够的动能来克服核力而聚变在一起形成新的原子核，即高温能使轻核克服库仑斥力而聚变，但不是能使所有的原子核克服库仑斥力而聚变，选项C错误；D．对相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变产能多，选项D正确；故选ABD。72．（2020·浙江·高考真题）太阳辐射的总功率约为，其辐射的能量来自于聚变反应。在聚变反应中，一个质量为（c为真空中的光速）的氘核（）和一个质量为的氚核（）结合为一个质量为的氦核（），并放出一个X粒子，同时释放大约的能量。下列说法正确的是（）A．X粒子是质子B．X粒子的质量为C．太阳每秒因为辐射损失的质量约为D．太阳每秒因为辐射损失的质量约为【答案】BC【详解】A．由质量数和电荷数守恒可知，X的质量数为1，电荷数为0，则X为中子，选项A错误；B．根据能量关系可知解得，选项B正确；C．太阳每秒放出的能量损失的质量选项C正确；D．因为则太阳每秒因为辐射损失的质量为选项D错误。故选BC。73．（2020·全国·高考真题）1934年，约里奥—居里夫妇用α粒子轰击铝箔，首次产生了人工放射性同位素X，反应方程为：。X会衰变成原子核Y，衰变方程为，则（）A．X的质量数与Y的质量数相等 B．X的电荷数比Y的电荷数少1C．X的电荷数比的电荷数多2 D．X的质量数与的质量数相等【答案】AC【详解】设和的质子数分别为和，质量数分别为和，则反应方程为，根据反应方程质子数和质量数守恒，解得，，解得，，，AC．的质量数（）与的质量数（）相等，比的质量数多3，故A正确，D错误；BC．X的电荷数（）比Y的电荷数（）多1，比的电荷数多2，故B错误，C正确；故选AC。74．（2020·全国·高考真题）下列核反应方程中，X1，X2，X3，X4代表α粒子的有（）A． B．C． D．【答案】BD【详解】α粒子为氦原子核He，根据核反应方程遵守电荷数守恒和质量数守恒，A选项中的X1为He，B选项中的X2为He，C选项中的X3为中子n，D选项中的X4为He。故选BD。75．（2019·天津·高考真题）我国核聚变反应研究大科学装置“人造太阳”2018年获得重大突破，等离子体中心电子温度首次达到1亿度，为人类开发利用核聚变能源奠定了重要的技术基础．下列关于聚变的说法正确的是（

）A．核聚变比核裂变更为安全、清洁B．任何两个原子核都可以发生聚变C．两个轻核结合成质量较大的核，总质量较聚变前增加D．两个轻核结合成质量较大的核，核子的比结合能增加【答案】AD【详解】核聚变的最终产物时氦气无污染，而核裂变会产生固体核废料，因此核聚变更加清洁和安全，A正确；发生核聚变需要在高温高压下进行，大核不能发生核聚变，故B错误；核聚变反应会放出大量的能量，根据质能关系可知反应会发生质量亏损，故C错误；因聚变反应放出能量，因此反应前的比结合能小于反应后的比结合能，故D正确．76．（2016·全国·高考真题）一静止的铝原子核俘获一速度为m/s的质子p后，变为处于激发态的硅原子核，下列说法正确的是_________A．核反应方程为B．核反应方程过程中系统动量守恒C．核反应过程中系统能量不守恒D．核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和E．硅原子核速度的数量级为m/s，方向与质子初速度方向一致【答案】ABE【详解】A．根据质量数和电荷数守恒可得核反应方程，故A正确；B．过程中释放的核力远远大于外力，故系统动量守恒，故B正确；C．核反应过程中系统能量守恒，故C错误；D．由于反应过程中，要释放大量的能