2024届高考物理复习讲义：第2讲 原子和原子核

第2讲原子和原子核

学习目标1.理解玻尔原子结构理论，会分析能级跃迁问题。2.理解原子核的衰

变，会计算原子核的半衰期。3.理解原子核的人工转变、重核的裂变、轻核的

聚变，会书写核反应方程，会计算核反应过程的核能。

夯实

1.原子核式结构

(1)电子的发现：英国物理学家汤姆孙发现了电子。

(2)a粒子散射实验

1909年，英国物理学家史瑟逼和他的助手进行了用a粒子轰击金箔的实验，实

验发现绝大多数a粒子穿过金箔后基本上仍沿原来方向前进，但有少数a粒子发

生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于维，也就是说它们几乎被“撞了回来”。

(3)原子的核式结构模型

在原子中心有一个很小的核，原子全部的正电荷和几乎全部质量都集中在核里,

带负电的电子在核外空间绕核旋转。

2.氢原子

⑴光谱

(2)氢原子光谱的实验规律：巴耳末系是氢光谱在可见光区的谱线，其波长公式

：=&&二甘(〃=3，4,5,…，R-是里德伯常量，/?.=1.10X107m-,)o

3.玻尔三条假设

(1)定态假设：原子只能处于一系列不连续的能星状态中,在这些能量状态中原

子是稳定的,电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量。

⑵跃迁假设：电子从能量较高的定态轨道跃迁到能量较低的定态轨道时，会放

出能量为/w的光子，这个光子的能量由前后两个能级的能量差决定，即加=其

-E,„(m<n,〃是普朗克常量，/?=6.63X10-34JS)O

⑶轨道假设：原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应。

原子的定态是不连续的,因此电子的可能轨道也是不连续的。

4.氢原子能级和能级公式

(1)氢原子的能级公式和轨道半径公式

①能级公式：En=*£i(〃=l,2,3…)，其中基态的能量£最低，其数值为

昂=一13.6eVo

②半径公式：%=〃％(〃=1,2,3…)，其中门为基态半径，其数值为r1=0.53X

10」0m。

(2)氢原子的能级图(如图所示)

E/eV

一L0

不-0.54激发态原子

-0.B5

---------1.51吸释

放

收

能

-3.4能

我

中

原

心

基态］皿《-----------------13.6

5.原子核

(1)天然放射现象

①贝克勒尔发现，说明原子核具有复杂结构。

②放射性同位素的应用与防护

应用：消除静电、工业探伤、作为示踪原子、培养优良品种。

防护：防止放射线对人体组织的伤害。

(2)原子核的组成

组成：质子(带正电)、中子(不带电)。

电荷数(Z)=质子数=原子序数。

质量数6)=核子数=质子数+中子数。

(3)原子核的衰变

①原子核自发地放出a粒子或B粒子,变成另一种原子核的变化称为原子核的衰

变。

②分类

a衰变：/(-93丫+独

0衰变：9X-4+1Y+1

丫辐射：当放射性物质连续发生衰变时，原子核中有的发生a衰变，有的发生P

衰变，同时伴随y辐射。

③两个典型的衰变方程

a衰变：赞U-酬Th+，He

B衰变：Wh->Vi4Pa+.°ie

(4)半衰期

①定义：放射性元素的原子核有生数发生衰变所需的时间。

②影响因素：放射性元素衰变的快慢是由核四部自身的因素决定的，跟原子所处

的化学状态和外部条件没有关系。

③公式：N余='坟(；,，加余=机原(处。

(5)核力与结合能

①原子核内部，核子间所特有的相互作用力,叫核力。

②核子在结合成原子核时出现质量亏损Am,其对应的能量\E=\mc2o

③结合能：核子结合为原子核时也放的能量或原子核分解为核子时吸收的能量，

叫作原子核的结合能，亦称核能。

④比结合能：原子核的结合能与核子数之比,称作比结合能，也叫平均结合能。

(6)裂变与聚变

①裂变

典型方程：赞U+JnTZKr+密Ba+睡

链式反应条件：铀块的体积珏临界体积。

②聚变

典型方程：TH+jH-^jHe+An

聚变反应为热核反应。

核心考点

考点一玻尔理论与能级跃迁

1.两类能级跃迁

(1)自发跃迁：高能级(〃)哒正低能级("7)f放出能量，发射光子，hv=En—Em(.

(2)受激跃迁：低能级(加)如工高能级5L吸收能量。

①光照(吸收光子)：光子的能量必须恰好等于能级差，hv=E„-E„lo

②碰撞、加热等：只要入射粒子的能量大于或等于能级差即可，E/E“一Em.

③大于电离能的光子被吸收，将原子电离。

2.电离

电离态：〃=8,E=U

基态f电离态:E吸=0一(一13.6eV)=13.6eV。

激发态f电离态：石吸＞0—E〃=|E“|。

若吸收能量足够大，克服电离能后，获得自由的电子还携带动能。

例1(2023•北京朝阳区调研)如图1所示是氢原子的能级图。大量氢原子从〃=4

的能级向低能级跃迁，下列说法正确的是()

nE/eV

x-----------------------------0

4-----------------------------().85

3-----------------------------1.51

2-----------------------------3.4

1---------------------------------136()

图1

A.最多可发出6种不同频率的光子

B.发出的光子最大能量是13.60eV

C.从〃=4跃迁到〃=3发出的光子频率最高

D.这些氢原子只能吸收().85eV的光子才能电离

答案A

解析大量氢原子跃迁，根据C3=6可知，氢原子从〃=4的能级向低能级跃迁

最多可发出6种不同频率的光子，故A正确；从〃=4向〃=1跃迁发出的光子

能量最大，频率最高，得石=昌一£=12.75eV,故B、C错误；这些氢原子吸

收不小于0.85eV的光子都能电离，故D错误。

・规律方法・

原子辐射光谱线数量的确定方法

(1)一个氢原子跃迂发出可能的光谱线条数最多为(〃-1)条。

fl(II—1)

(2)一群氢原子跃迁发出可能的光谱线条数N=&=­5—。

跟踪训练

1.处于基态的一群氢原子被一束单色光照射后，最多能发出6种频率的光，氢原

子的能级图如图2所示，如果用这束光照射某一金属，测得从该金属中射出电子

的最大初动能为10.54eV,则该金属的逸出功是()

nE/cV

5__________-0.54

4-------------------0.85

3-------------------1.51

2-------------------3.4

1------------------13.6

图2

A.12.75eVB.12.1eV

C.2.21eVD.1.56eV

答案C

解析因受到激发后的氢原子能辐射出6种不同频率的光子，故氢原子是从〃=

4的能级跃迁的，而从金属表面逸出的电子具有的最大初动能是10.54eV,则光

子的能量要大于10.54eV,满足条件的有从〃=3跃迁到〃=1辐射出的能量为E

=-1.51eV-(-13.6eV)=12.09eV,用此种光子照射该金属，可得逸出功Wo

=E—Ek=1.55eV,光子从〃=4能级跃迁到n=\能级辐射出的能量£=-0.85

eV-(-13.6eV)=12.75eV,用此种光子照射该金属，可得逸出功Wo=£-Ek=

2.21eV,故C正确。

考点二原子核的衰变及半衰期

1.a衰变和|3衰变的比较

衰变类型a衰变0衰变

衰变方程3XT?Y+犯eiX-*z^Y+-9e

2个质子和2个中子结合成一个31个中子转化为1个质子和

哀变实质He射出1个电子

21H+2dnTHein-*|H+-?e

匀强磁场中轨9©

迹形状

衰变规律电荷数守恒、质量数守恒、动量守恒

2.三种射线的比较

电离贯穿

名称构成符号电荷量质量

能力本领

a射线氮核妇e+2e4u最强最弱

]

电子较强较强

B射线-9e—e1837u

Y射线光子Y00最弱最强

3.确定衰变次数的方法

因为P衰变对质量数无影响，所以先由质量数的改变确定a衰变的次数，然后再

根据衰变规律确定P衰变的次数。

4.半衰期的理解

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。

例2（多选）天然放射性元素锵Th（钱）经过一系列a衰变和P衰变之后，变成

物Pb（铅）。下列判断中正确的是（）

A.衰变过程共有6次a衰变和4次|3衰变

B.铅核比社核少8个质子

C.p衰变所放出的电子来自原子核外

D.杜核比铅核多24个中子

答案AB

解析由于0衰变不会引起质量数的减少，故可先根据质量数的减少确定a衰变

232—

的次数，­=6,再结合电荷数的变化情况和衰变规律来判定P衰变的

次数（设为），），2工一），=90—82=8,y=2x-8=4,牡核中的中子数为232—90=

142,铅核中的中子数为208-82=126,所以牡核比铅核多16个中子，铅核比

牡核少8个质子，P衰变所放出的电子来自原子核内，故A、B正确。

跟踪训练

2.（2022•全国甲卷，17）两种放射性元素的半衰期分别为/（）和2fo,在f=0时刻这

两种元素的原子核总数为M在f=2fo时刻，尚未衰变的原子核总数为9则在

r=4m时刻,尚未衰变的原子核总数为（)

ANcN-N-N

A.五B.§C.g-D6

答案c

解析根据题意设半衰期为加的元素原子核数为x,另一种元素原子核数为），，

依题意有x+y=M经历2/o后有%+5=*联立可得了=如，尸%。在1=4,0

!/（JJJ

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〃=/+*）：=*,故选项C正确。

3.（多选）有一匀强磁场，磁感应强度为8,方向垂直纸面向外，一个原来静止在A

处的原子核，发生衰变放射出某种粒子，两个新核的运动轨迹如图3所示，已知

两个相切圆半径分别为内、门。下列说法正确的是（)

••••

••••

图3

A.原子核发生a衰变，根据已知条件可以算出两个新核的质量比

B.衰变形成的两个粒子带同种电荷

C.衰变过程中原子核遵循动量守恒定律

D.衰变形成的两个粒子电荷量的关系为⑺：qi=r\:n

答案BC

解析衰变后两个新核速度方向相反，受力方向也相反，根据左手定则可判断出，

带同种电荷，所以衰变是Q衰变，衰变后的新核由洛伦兹力提供向心力，有仅归

於nw

=〃rp可得r=两，衰变过程遵循动量守恒定律，即"W相同，所以电荷量与

半径成反比，有q\:qi=n'n,但无法求出质量，故A、D错误，B、C正确。

考点三核反应及核反应方程

1.核反应的四种类型

类型可控性核反应方程典例

衰a衰变自发赞U--Wh+^He

变P衰变自发掰Th―*钾Pa+-?e

加+在一＞?O+lH

(卢瑟福发现质子)

iHe+^Be—*煤C+An

人工转变人工控制(查德威克发现中子)

召Al+?He—7妒+而约里奥・居里夫妇发

现放射性同位素，同

否P—书Si+』e

时发现正电子

比较容易进黄U+An—•＞姆Ba+领Kr+3An

重核裂变

行人工控制黄U+4n—*J^fXe+?9Sr+106n

轻核聚变很难控制汨+加一^He+6n

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(IH)、中子

(An),a粒子©He)、(粒子(9e)、正电子(9e)、笊核(汨)、瓶核(汨)等。

(2)掌握核反应方程遵循的规律：质量数守恒，电荷数守恒。

(3)由于核反应不可逆，所以书写核反应方程式时只能用“一”表示反应方向。

例3下列说法正确的是()

A.赞Uf费Th+X中X为中子，核反应类型为0衰变

B彳H+n1—?He+Y中Y为中子，核反应类型为人工转变

C.焚U+A-WXe+戏Si十K,其中K为10个中了，核反应类型为重核裂变

D.^N+?He-9O+Z,其中Z为氢核，核反应类型为轻核聚变

答案C

解析根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，A选项反应中的X质量数为4,

电荷数为2,为a粒子，核反应类型为a衰变，选项A错误；B选项反应中的Y

质量数为1,电荷数为0,为中子，核反应类型为轻核聚变，选项B错误；C选

项反应中的K质量数总数为10,电荷数为0,则K为10个中子，核反应类型为

重核裂变，选项C正确；D选项反应中的Z质量数为1,电荷数为1,为质子，

核反应类型为人工转变，选项D错误。

跟踪训练

4.(多选)(2021•浙江6月选考)对四个核反应方程⑴贲U-钳Th+蛆e；(2)翎Thf

钾Pa+J?e；(3)fN+3He->9O+lH；(4)泊+汨-4He+An+17.6MeV。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

解析(1)是a衰变方程，(2)是。衰变方程，均有能量放出，A错误；(3)是人工

核转变方程，B错误；(3)式是人类第一次实现原子核转变的方程，C正确；利用

激光引发可控的(4)式核聚变是正在尝试的技术之一，D正确。

考点四质量亏损及核能的计算

1.核能的计算方法

(1)根据计算，计算时△加的单位是“kg”，c的单位是“m/s”，\E的单

位是“J”。

(2)根据AE=AwX931.5MeV/u计算。因1原子质量单位(1u)相当于931.5MeV,

所以计算时Nn的单位是“u”，AE的单位是“MeV，。

(3)根据核子比结合能来计算核能

原子核的结合能=核子比结合能X核子数。

2.对质能方程的理解

(1)一定的能量和一定的质量相联系，物体的总能量和它的质量成正比，即E=

me2。

⑵核子在结合成原子核时出现质量亏损加〃，其能量也要相应减少，即NE=

(3)原子核分解成核子时要吸收一定的能量，相应的质量增加△〃?，吸收的能量为

\E=\mc1o

例4(多选)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，脸证

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钺原子

核，随后又蜕变为两个原子核，核反应方程为4Li+]Hf£Bef2X。已知旧、*Li、

X的质量分别为如=1.00728u、加2=7.016（）1u、/〃3=4.00151u,其中u为原

子质量单位，1u=93L5MeV//（c为真空中的光速）则在该核反应中（）

A.钺原子核内的中子数是4

B.X表示的是瓶原子核

C.质量亏损=4.02178u

D.释放的核能AE=18.88MeV

答案AD

解析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li+lH-

扭e-2*He,则Z=4,A=8,镀原子核内的中子数是4,X表示的是氨核，故A

正确，B错误；核反应质量亏损为如十加2—2加3=0.02027u,则释放的核

能为△£=△〃后,解得AE心18.88MeV,故C错误，D正确。

跟踪训练

5.（2022・辽宁卷，2）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X+制Mg一笛A1,已知X、行Mg、伸Al的质量分别为〃21、加2、m3,真空

中的光速为。，该反应中释放的能量为及下列说法正确的是（）

A.X为乐核汨

B.X为笳核汨

C.E=（/ni+62+〃23）/

D.E=（/m+"及一机3）。2

答案D

解析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,

为质子，选项A、B错误；根据质能方程可知，由于质量亏损核反应放出的能量

为E=।+ni2—ni3）c2,选项C错误，D正确。

6.（2022・湖北荆州期末）原子核的比结合能曲线如图4所示，根据该曲线，下列判

断中正确的有（）

比结合能/MeV

A.^He核的结合能约为14MeV

B.?He核比§Li核结合能大

C.两个汨核结合成?He核时释放能量

D.镀U核中核子的比结合能比鳄Kr核中的大

答案C

解析由图可知，He核的比结合能约为7MeV,所以结合能约为28MeV,故A

错误；由图可知§Li核的比结合能约为5MeV,所以结合能约为3（）MeV,大于拍e

核的结合能，故B错误；两个汨核结合成3He核时，生成物的总结合能大于反

应物的总结合能，所以会释放能量，故C正确；由图可知道U核中核子的比结

合能比雄Kr核中的小，故D错误。

提升素养能力

（限时：4C分钟）

A级基础对点练

对点练1玻尔理论与能级跃迁

1.如图1所示为氢原子的能级图，已知巴耳末线系是氢原子从较高能级跃迁到〃

=2能级时发出的谱线，一束单一频率的光照射一群处于基态的氢原子使其发生

跃迁，发出的谱线中仅有2条是巴耳末线系，则这束光的光子能量为（）

〃E/eV

%-----------0

5--------------0.54

4--------------0.85

3-------------1.51

2--------------3.4

1--------------13.6

图1

A.2.55eVB.12.09eV

C.12.75eVD.13.06eV

答案c

解析由题意可知，当一束单一频率的光照射一群处于基态的氢原子跃迁到〃=

4能级上时，发出的谱线中仅有2条是巴耳末线系，则这束光的光子能量为石=

-0.85eV-(-13.6)eV=12.75eV,故选项C正确。

2.(2022•浙江6月选考，7)如图2为氢原子的能级图。大量氢原子处于〃=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()

nE/eV

oo------------------0

4---------------------0.85

3---------------------1.51

2---------------------3.4

1---------------------13.6

图2

A.逸出光电子的最大初动能为10.80eV

B.〃=3跃迁到〃=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〃=4激发态

答案B

解析从〃=3跃迁到〃=1放出的光子能量最大，根据以=力--Wo,可得此光

子照射金属钠逸出光电子的最大初动能为H=9.80eV,故A错误；从〃=3跃迁

至U〃=l放出的光子能量最大，根据〃=£=与，E=6,可知动量也最大，故B

正确；大量氢原子从〃=3的激发态跃迁到基态能放出C3=3种频率的光子，其

中从n=3跃迁到〃=2放出的光子能量为AEi=-1.51eV-(—3.4eV)=

1.89eV<2.29eV,不能使金属钠发生光电效应，其他两种均可以，故C错误；由

于从〃=3跃迁到〃=4需要吸收的光子能量为△&=-0.85eV-(—1.51eV)=

0.66eV,所以用0.85eV的光子照射，不能使氢原子跃迁到〃=4激发态，故D

错误。

对点练2原子核的衰变及半衰期

3.(2022・山东卷，1)碘125衰变时产生y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.讳B京C-4D2

答案B

解析设刚植入时碘的质量为"如，经过180天后的质量为根，根据

180

代入数据解得/72=/no^60=〃2Mm3=/加，故B正确。

4.（2023•北京房山区模拟）某种国产核电池是利用错Pu衰变为锣U释放能量制成

的。关于贲Pu衰变为知U的核反应过程，下列说法正确的是（）

A.除Pu发生a衰变，衰变方程为例Pu—锣U+蛆e

B.核反应生成的a粒子具有很强的电离本领和穿透能力

C.当温度降低时，辨Pu衰变的半衰期将变大

D.核反应前后，反应物的质量之和等于生成物的质量之和

答案A

解析根据电荷数守恒与质量数守恒可得，衰变方程为赞Pu-锣U+?He,A正

确；核反应生成的a粒子具有很强的电离本领，但穿透能力很弱，B错误；谱Pu

衰变的半衰期由放射性元素自身性质决定，与所处环境的温度无关，C错误；核

反应过程放出能量，发生质量亏损，故反应物的质量之和大于生成物的质量之和，

D错误。

5.（2023•山东潍坊模拟）已知掰Th半衰期为1.2min,其衰变方程为翎Th-＞钾Pa+

X+AE,X是某种粒子，△七为释放的核能。真空中光速为c,用质谱仪测得钳Th

原子核质量为例。下列说法正确的是（）

A.钳Th发生的是a衰变

B.钾Pa原子核质量大于〃？

C.100个酬Th原子核经过2.4min,一定有75个发生了衰变

D.若中子质量为，如，质子质量为M则掰Th核的比结合能为

（9（））〃H+144〃2n—）c2

234

答案D

解析根据质量数守恒与电荷数守恒可知，X是9。，发生的是|3衰变，故A错

误；因为衰变过程有质量亏损，所以钾Pa原子核质量小于相，故B错误；半衰

期是大量原子核衰变的统计规律，统计少量原子核的衰变是没有意义的，故C

F

错误；若中子质量为"小，质子质量为WH,则钳Th核的比结合能为后=元=

（9（）/〃H+144〃Zn-〃z）c2,.

---------屈---------,N为核子数，故D正确。

对点练3核反应及核反应方程

6.下列核反应方程中，属于太阳内部核聚变反应的方程是（）

A.受Uf掰Th+,Hc

B.^N+^He-VO+lH

C.黄U+向―密Ba+瑞Kr+3dn

D.TH+?H-*^He+An

答案D

解析A反应是a衰变方程；B是原子核的人工转变方程；C是重核裂变方程；

D是轻核聚变方程，也是太阳内部核聚变反应，故D正确。

7.病是放射性物质，其半衰期为12.5年。笳核什H）与其同位素笳核（汨）在一定条

件下可以发生反应，反应方程是彳H+加f,He+R。下列说法正确的是（）

A.瓶核加和氮核拍e的中子数相同

B.lOOg笳经过25年会全部衰变完

C.当然核珀发生0衰变时，衰变产物有笊核泊

D*H+1H-蛆e+而是a衰变方程

答案A

解析危核加有两个中子，氮核aHe也有两个中子，A正确；根据〃

可得，〃=100xg送g=25g,B错误；瓶核拍的衰变方程为?H-3HC+QIC,衰

变产物有如e,C错误；核反应方程式由+加一犯e+4n,属于核聚变（或热核反

应）不是a衰变，D错误。

对点练4质量亏损及核能的计算

8.（2023・四川德阳诊断）2021年5月28日,中科院合肥物质科学研究院升级改造

后的可控核聚变装置创造了新的世界纪录。已知该装置内部发生的核反应方程为

iH+iH-?He+X,笊核的质量为m\,僦核的质量为mi,氮核的质量为m3,反

应中释放的能量为石，光速为c,则下列说法正确的是（）

A.X是质子

_E

B.X的质量为"21+"22—〃23一了

C.该反应属于a衰变

D.氮核的比结合能与施核的比结合能相同

答案B

解析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,为中子，

故A错误；设X的质量为W4,根据质能方程得（〃”+加2一m3—，〃4）。2=七，解得

F

/W4=w।+mi—m3—^2,故B正确；该反应属于轻核聚变，故C错误；核反应方

程式中，生成物比反应物稳定，所以氮核的比结合能大于京核的比结合能，故D

错误。

9.（2020•全国卷II,18）笊核泊可通过一系列聚变反应释放能量，其总效果可用反

应式6?Hf2知e+2lH+2in+43.15MeV表示。海水中富含笊，已知1kg海水中

含有的笊核约为10X1022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2.9X107

J,IMeV=1.6X10-13J,则历约为（）

A.40kgB.100kgC.400kgD.l00（）kg

答案C

解析结合核反应方程知，1kg海水中的笊核全部发生聚变反应放出的能量石=

1.0X102233旺*/日E1.15X1O10

-13li0n7

------------X43.15X1.6X10J^1.15X10J,根据题意得M=-^Mo=29X10

XIkg^400kg,故A、B、D项错误，C项正确。

B级综合提升练

10.（2023・湖南衡阳模拟）近年来中国探月工程取得重大成就。月球夜晚温度低至

-180℃,为避免低温损坏仪器，“玉兔二号”月球车携带的放射性同位素坏一

238（瞬Pu）会不断衰变，释放能量为仪器设备供热。贲Pu可以通过以下反应过程

得到：避U+由一赞Np+2dn,贲Np-X+赞Pu。已知贲Pu的衰变方程为贺Pu-Y

+锣U,其半衰期为88年。则下列说法正确的是（）

A.赞U++H-费Np+2dn为轻核聚变

B.WPu的比结合能比赞U的比结合能小

C.Y为质子IH

D.白天时温度升高，错Pu的半衰期会减小

答案B

解析轻核聚变是指把两个或多个轻核结合成质量较大的核，燹U+汨一锣Np

+2加，该反应不是轻核聚变，是人工核反应，A错误；谱Pu衰变过程中会释放

能量，则衰变产物锣U更稳定，由比结合能越大原子核越稳定可知，贲Pu的比

结合能比锣U的比结合能小，B正确；根据质量数和电荷数守恒可知，Y的质子

数Z=94—92=2,质量数A=238—234=4,由此可知Y为a粒子?He,C错误；

半衰期与温度、环境无关，D错误。

11.（多选）（2020•浙江7月选考，14）太阳辐射的总功率约为4X1026w,其辐射的

能量来自于聚变反应。在聚变反应中，一个质量为1876.1McV//（c为真空中的

光速）的笊核（泊）和一个质量为2809.5McV/c2的晁核（加）结合为一个质量为3

728.4MeV/d的氨核&He）,并放出一个X粒子，同时释放大约17.6MeV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939.6MeV/c2

C.太阳每秒因为辐射损失的质量约为4.4X1（）9kg

D.太阳每秒因为辐射损失的质量约为17.6MeV/c2

答案BC

解析由题中信息知核反应方程为泊+汨f?He+An,X粒子为中子，A错误；

由质量守恒定律可知，X粒子的质量

m=（\876.1+2809.5-3728.4-17.6）MeV/c2=939.6MeV/r72,B项正确：由质能

Pt4X]（I"x1

方程可知，太阳每秒因辐射损失的质量（3X108）2kg=4.4X109kg,

C项正确，D项错误。

12.（2023•黑龙江哈尔滨九中模拟）如图3甲中所示给出了氢原子光谱中四种可见

光谱线对应的波长，氢原子能级图如图乙所示。由普朗克常量可计算出这四种可

见光的光子能量由大到小排列依次为3.03eV、2.86eV、2.55eV和1.89eV,则

下列说法中正确的是()