2024年高考物理二輪復(fù)習(xí)專題- 原子物理與物理學(xué)史- 原子與原子核（解析版）

2024年高考物理二輪復(fù)習(xí)專題-原子物理與物理學(xué)史?原子與原子核

一.原子核的哀變及半哀期、哀變速度

A.圖甲中，當(dāng)滑片P向右滑到一定程度時(shí)，電流表沒有示數(shù)

B.圖乙中，氫原子從n=2能級躍遷到n=l能級輻射出一個(gè)光子后，電勢能減小，動能增大，總能量增

大

C.圖丙中，說明氫原子核衰變時(shí)，每過3.8天，發(fā)生衰變的原子核數(shù)目保持不變

D.圖丁中，可以推斷出，氯原子核（超0）比鋰原子核（gLi）更穩(wěn)定

【解答】解：A、P向右滑動時(shí)，光電管所加電壓為正向電壓，所以即使滑片P向右滑到最右湍，電流表

都一定有示數(shù)，故A錯(cuò)誤；

B、氫原子從n=2能級躍遷到n=l能級輻射出一個(gè)光子后，電子的軌道半徑減小，原子總能最減小，根

222

據(jù)知與-=處匚，ijiiJE=12=ke_,電子的動能增大，電勢能減小，故B錯(cuò)誤；

2

rr，22r

C、每經(jīng)過一個(gè)半衰期后原來的放射性原子剩下一半：則圖丙中，每過3.8天，發(fā)生衰變的原子核數(shù)目都

相應(yīng)的減少一半，故C錯(cuò)誤；

D、圖丁中，氧原子核（?0）的比結(jié)合能比鋰原子核（§Li）大，則可以推斷出，氧原子核（?o）比

鋰原子核（$Li）更穩(wěn)定，故D正確；

故選：Do

2.（2024?南寧一模）醫(yī)學(xué)影像診斷設(shè)備PET/CT是借助于示蹤劑可以聚集到病變部位的特點(diǎn)來發(fā)現(xiàn)疾病

的。示蹤劑常利用同位素*C作示蹤原子標(biāo)記，其半衰期為20min。小型回旋加速器輸出的高速質(zhì)子轟擊

獲得*C，同時(shí)還釋放一種粒子的射線。則下列說法正確的是（）

A.用高速質(zhì)子轟擊;&N，生成/C的同時(shí)釋放的粒子是中子

B.用高速質(zhì)子轟擊;4帥生成京C的同時(shí)釋放的粒子是。粒子

C.當(dāng)*C聚集到病變部位時(shí)，其半衰期會發(fā)生變化

D.用高速質(zhì)子轟擊;4M在一次核反應(yīng)過程中，核反應(yīng)前打和質(zhì)子的質(zhì)量之和，一定與核反應(yīng)后*C與

所釋放的這種粒子的質(zhì)量之和完全相同

【解答】解：AB、根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒知，該核反應(yīng)方程中產(chǎn)生的粒子的質(zhì)量數(shù)為A=1+14-

11=4,電荷數(shù)為z=1+7-6=2,可知群放的粒子為a粒子（如日），故A錯(cuò)誤，B正確；

C、半衰期與元素所處的物理環(huán)境和化學(xué)狀態(tài)無關(guān)，因此其半衰期不可能變化，故c錯(cuò)誤；

D、核反應(yīng)的過程總伴隨能量的變化，所以核反應(yīng)前;4N和質(zhì)子的質(zhì)量之和，一定與核反應(yīng)后;看與所釋

放的這種粒子的質(zhì)量之和不相等，故D錯(cuò)誤。

故選：Bo

3.（2024?天心區(qū)校級模擬）14c■尿素呼氣試驗(yàn)是現(xiàn)在醫(yī)院檢測病人有沒有感染幽門螺桿菌（Hp）的重

要手段之一。病人服用的被碳14標(biāo)記的藥物，會在幽門螺桿菌分泌物的作用下轉(zhuǎn)變成被碳14標(biāo)記的二氧

化碳經(jīng)呼吸作用排出。若檢測過程中藥物中的碳14在單位時(shí)間內(nèi)衰變的次數(shù)為n,被碳14標(biāo)記的二氧化

碳會在病人服藥1小時(shí)之后的7個(gè)小時(shí)內(nèi)均勻排出，現(xiàn)采集病人服用藥物2小時(shí)后在三分鐘內(nèi)呼出的氣

體,已知碳14的半衰期足夠長，則采集到的病人呼出的氣體中碳14在單位時(shí)間內(nèi)衰變的次數(shù)約為

（）

I旦RCn

,70?140.800*160

【解答】解：被碳14標(biāo)記的二氧化碳會在7個(gè)小時(shí)內(nèi)均勻排出，則在這段時(shí)間內(nèi)三分鐘內(nèi)呼出的氣體中

碳14占碳14總量的371377vL，所以三分鐘內(nèi)呼出的氣體中碳14單位時(shí)間內(nèi)衰變的次數(shù)約為原來的

7X60140

即為三，故B正確，ACD錯(cuò)誤。

140140

故選：Bo

4.（2024?重慶模擬）自然界中的放射性原子核經(jīng)過多次。和0衰變，最終衰變成穩(wěn)定的原子核

：8pb，在這一過程中，可能發(fā)生的衰變是（）

0

A.218At+

渺。-85-le

?！癛a-220p,

B.86即十2He

215,

C.28169即R-84Ppo+2He

223r一223p.0

D.87FL88Ra+-le

【解答】解：原子核衰變前后質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒:，且能改變質(zhì)量數(shù)的只有a衰變，因?yàn)橹?Th發(fā)生?

次a衰變質(zhì)量數(shù)少4,中間新核的質(zhì)量數(shù)可能為212、216、220、224、228,只有原子核器〈Ra的質(zhì)量

00

數(shù)符合要求；

結(jié)合a衰變的特點(diǎn)可知，可能發(fā)生的a衰變?yōu)榛?電-肥Rn+jHe，故B正確，ACD錯(cuò)誤。

故選:Bo

二.原子核的人工轉(zhuǎn)變

5.（2024?海南）2023年6月7日，國家核安全局給予中國科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所核反應(yīng)堆運(yùn)行許可

證，世界首個(gè)社基反應(yīng)堆在甘肅省武威市正式運(yùn)行，社總儲量夠全球用2萬年.杜原子核反應(yīng)過程為

等Th+，f鏟Th,記巾-fa+X,—$u+Y,下列說法正確的是（）

A.三個(gè)核反應(yīng)都是衰變反應(yīng)

B.X為中子

C.Y是來自于原子核外的電子

D.針原子核第Th有142個(gè)中子

yu

【解答】解：AB.核反應(yīng)過程中，質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，可知

敬hf需3Pa+X、濯3paf/U+Y

X、Y均為電子，故上述兩個(gè)方程為0衰變方程，

而常Th+；nf鴕Th是人工核反應(yīng)，不是衰變反應(yīng)，故AB錯(cuò)誤；

C.Y為電子，核反應(yīng)生成電子來自于原子核的內(nèi)部中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子產(chǎn)生的，而不是來源于原子核外的電

子，故C錯(cuò)誤；

D.牡原子核含2Th的中子為232個(gè)-90個(gè)=142個(gè)，故D正確。

yu

故選：Do

6.（2024?成都模擬）下列說法正確的是（）

A.居里夫人最早發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象

B.盧瑟福依據(jù)a粒子散射實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象提出了原子的核式結(jié)構(gòu)理論

C.愛因斯坦最先提出了微觀領(lǐng)域的能量量子化概念

D.查德威克通過核反應(yīng);，He一『0+：H發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子

IaO1

【解答】解：A、貝可勒爾發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象最早發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象，故A錯(cuò)誤；

B、盧瑟福依據(jù)。粒子散射實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象提出了原子的核式結(jié)構(gòu)理論，故B正確；

C、普朗克最先提出了微觀領(lǐng)域的能量量子化概念，故C錯(cuò)誤；

D、盧瑟福通過核反應(yīng)-?0+：H發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，查德威克發(fā)現(xiàn)了中子，故D錯(cuò)誤。

r4O1

故選：B。

三.結(jié)合能與比結(jié)合能

7.（2024?寧波模擬）2023年8月24日，日本福島第?核電站啟動核污染水排海，引起了全球社會各界

的高度關(guān)注和深切擔(dān)憂。核污染水中含有的瓶、錮-90、鈉-137、碘-129等放射性元素，都有可能對

人類和自然界造成損害。其中錮（器Sr）半衰期為30年，它經(jīng)0衰變轉(zhuǎn)變?yōu)榧o(jì)核。下列說法正確的是

（）

A.憶原子核內(nèi)有52個(gè)中子

B.包核的比結(jié)合能比鋸核大

C.100個(gè)鋸原子核經(jīng)過30年，還剩50個(gè)

D.錮經(jīng)通過B衰變產(chǎn)生的電子來自盥原子的核外電子

【解答】解：AB.錮經(jīng)0衰變轉(zhuǎn)變?yōu)閼浐?，根?jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知軌核的質(zhì)子數(shù)變?yōu)?9,質(zhì)量數(shù)

不變?yōu)?0,且包核的比結(jié)合能比錮核大，由此可知鈕原子核內(nèi)有51個(gè)中子，故A錯(cuò)誤，B正確；

C.半衰期是大量原子的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，100個(gè)錮原子核衰變具有隨機(jī)性，故c錯(cuò)誤；

D.B衰變實(shí)質(zhì)是原子核一個(gè)中子轉(zhuǎn)變成一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子，所以盥經(jīng)通過B衰變產(chǎn)生的電子來自錮原

子核，故D錯(cuò)誤。

故選：Bo

8.（2024?江蘇模擬）在恒星內(nèi)部發(fā)生的核反應(yīng)；H+X-Y和；H+Y-*中，x、Y代表兩種不同的原

A.甲圖中，a光的頻率大于b光的頻率

B.乙圖中，金屬c的逸出功大于金屬d的逸出功

C.丙圖中，每過3.8天要衰變掉質(zhì)量相同的氨

D.丁圖中，質(zhì)量數(shù)越大比結(jié)合能越大

【解答】解：A.由圖可知，a光的截止電壓大，根據(jù)光電效應(yīng)方程可知Ek=hv-Wo

根據(jù)能量守恒定律可得：eU=Ek

有u上也

eee

可知對應(yīng)遏止電壓大的a光頻率大，故A正確；

B.根據(jù)eUc=hv-Wo,有Wo=hv-eUc,當(dāng)頻率相等時(shí)，由于金屬c遏止電壓大，所以c的逸出功

小，故B錯(cuò)誤；

C.根據(jù)題意可知氨半衰期為3.8天，因?yàn)槊看嗡プ兒蟮陌辟|(zhì)量均變成原來的一半，所以每過3.8天要衰變

掉質(zhì)最不相同的氨，故C錯(cuò)誤；

D.由圖丁可知質(zhì)量數(shù)大，比結(jié)合能不一定大，故D錯(cuò)誤。

故選：Ao

11.（2024?長安區(qū)一模）本地時(shí)間2023年8月24日下午1點(diǎn)，日本政府正式開始向太平洋排放處理過

的福島第一核電站“核污水”。“核污水”中含有大量的氣以及鋼141、軌92、錮90等幾十種放射性元

9OO

Y+

素，其中赤r的半衰期為28年，衰變方程為親rf39-下列說法正確的是（）

A.衰變方程中釋放出電子，說明瑞Sr原子核中存在電子

B.100個(gè)工Sr原子核經(jīng)過56生，還將剩余25個(gè)工Sr原子核未衰變

JOJO

9?O

C.隨著海水溫度的變化.38Sr原子核的半衰期會發(fā)生變化

9O

D."Sr的比結(jié)合能比39Y的比結(jié)合能小

?JO

【解答】解：A.0衰變的本質(zhì)是原子核內(nèi)的一個(gè)中子轉(zhuǎn)變成一個(gè)質(zhì)子與一個(gè)電子，電子從原子核中釋放

出

來，不能說明原子核內(nèi)有電子，枚A錯(cuò)誤；

B.半衰期是大量放射性原子衰變的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，對個(gè)別放射性原子沒有意義，故B錯(cuò)誤；

C.半衰期與元素的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)無關(guān)，即若使放射性物質(zhì)的溫度升高，其半衰期將不變，故C錯(cuò)

誤；

D.0衰變是自然發(fā)生的，衰變的過程中釋放核能，則"Y的結(jié)合能更大，它們的核子數(shù)相等，所以"Sr

的比結(jié)合能比羽Y的比結(jié)合能小，故D正確。

故選：Do

四,質(zhì)量虧損與質(zhì)能方程

12.（2024?興慶區(qū)校級一模）研究表明原子核核子的平均質(zhì)量（原子核的質(zhì)最除以核子數(shù)）與原子序數(shù)

有如圖所示的關(guān)系。一般認(rèn)為大于鐵原子核質(zhì)量數(shù)（56）的為重核，小于則是輕核。下列對該圖像的理解

正確的是（）

A.從圖中可以看出，F(xiàn)c原子核核子平均質(zhì)量最小，F(xiàn)e原子核最不穩(wěn)定

B.從圖中可以看出，重核A裂變成原子核B和C時(shí)，需要吸收能量

C.從圖中可以看出.輕核D和E發(fā)生聚變生成原子核F時(shí).需要釋放能量

D.從圖中可以看出，重核隨原子序數(shù)的增加，比結(jié)合能變大

【解答】解：A.輕核可聚變?yōu)楦€(wěn)定的核，重核可裂變?yōu)楦€(wěn)定的核，則Fe原子核最穩(wěn)定，故A錯(cuò)誤；

B.重核A裂變成原子核B和C時(shí)，由圖可知，核子平均質(zhì)量減小，裂變過程存在質(zhì)量虧損，需要釋放能

量，故B錯(cuò)誤；

C.輕核D和E發(fā)生聚變生成原子核F時(shí)，由圖可知，核子平均質(zhì)量減小，聚變過程存在質(zhì)量虧損，需要

釋放能量，故C正確；

D.由圖可知重核隨原子序數(shù)的增加，原子核越不穩(wěn)定，故比結(jié)合能越小，故D錯(cuò)誤。

故選：Co

13.（2024?濟(jì)南模擬）2024年2月22日，我國科研人員利用礦物原位鋰同位素分析法，在大陸地幔中發(fā)

現(xiàn)了來自海洋的鋰元素，為研究地質(zhì)歷史時(shí)期青藏高原不同圈層的相互作用提供了新思路。鋰的一種同位

素號

Li狗衰變方程為加e+X。下列說法正確的是（）

A.衰變方程中的X是電子

B.升高溫度可以加快/i的衰變

C.黑i與*e的質(zhì)量差等于衰變的質(zhì)量虧損

D.方程中的X來自§Li內(nèi)質(zhì)子向中子的轉(zhuǎn)化

【解答】解：A、根據(jù)衰變過程中電荷量和質(zhì)量數(shù)守恒，可知X的電荷數(shù)為-1,質(zhì)量數(shù)為0,所以X是

電子，故A正確：

B、放射性元素衰變快慢與溫度無美，只與元素本身的性質(zhì)有美，故B錯(cuò)誤；

C、§Li與*c的質(zhì)量差等于電子的質(zhì)量與質(zhì)量虧損的和，故C錯(cuò)誤；

D、方程式中的電子來自于鋰的一個(gè)中子轉(zhuǎn)化為一個(gè)質(zhì)子同時(shí)生成一個(gè)電子，故D錯(cuò)誤；

故選：Ao

14.（2024?濰坊?模）核能是蘊(yùn)藏在原子核內(nèi)部的能量，合理利用核能，能有效緩解能源短缺問題。在

核聚變實(shí)驗(yàn)中，核反應(yīng)方程是:H+%->如+X,:H核的結(jié)合能為Ei,%1核的結(jié)合能為E2,如核的結(jié)

合能為E?。則一次核反應(yīng)過程中（）

A.反應(yīng)前后的動量不守恒

B.X為?建

C.釋放的核能大小為E3?E2-E1

D.電荷數(shù)守恒，質(zhì)量數(shù)不守恒

【解答】解：A.核反應(yīng)過程中可以認(rèn)為不受外力作用，故動量一定守恒，故A錯(cuò)誤；

B.由核反應(yīng)的電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可得出，X為；n，故B錯(cuò)誤；

C.核反應(yīng)釋放的核能為反應(yīng)前后的核的結(jié)合能之和的差值，因此釋放的核能為E3-E2-E1,故C正確；

D.核反應(yīng)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都守恒，故D錯(cuò)誤。

故選：Co

15.（2024?天心區(qū)校級一模）一個(gè)靜止的鈾核（猾U）發(fā)生a哀變，釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為新核和a

粒子的動能。已知真空中光速為C,衰變瞬間a粒子的動能為Ek,則此過程中的質(zhì)量虧損Am為

（）

2E117E

A.——^k7-B.---------ky

117c1191

119Ek2Ek

C.--------yD.——

117c1191

【解答】解：設(shè)a粒子的質(zhì)量為m,速度為v,規(guī)定v的方向?yàn)檎较?，反沖核的質(zhì)量為m2,反沖核的

速度大小為V,。則根據(jù)動量守恒定律可得

miv=m2V,

用質(zhì)量數(shù)代替質(zhì)量，則m的質(zhì)量數(shù)是4,m2的質(zhì)量數(shù)為238-4=234

得v^m2_234_117

iri142

a粒子動能為Ea-短丫2』

反沖核的動能EJ4m2x（4rv）2=TWEk

K，乙11rHr式

則釋放的總動能為E=Ek'+Ek=-yyyEk+Ek=,yyyEk

根據(jù)能量守恒，則釋放的核能△￡=￡=筆后旨

IlfK

根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程△E=4^Elz=Amc2

illX

119Ek

得4皿=——

117c2

故ABD錯(cuò)誤，C正確。

故選：Co

16.（2024?岳陽二模）現(xiàn)在地球上消耗的能量，追根溯源，絕大部分來自太陽，即太陽內(nèi)部核聚變時(shí)釋

放的核能。已知笊家核聚變方程為；H+；He+；n,其中的比結(jié)合能為日，；8的比結(jié)合

能為E2,的比結(jié)合能為則一個(gè)笊核與一個(gè)負(fù)核發(fā)生這樣的核反應(yīng)釋放的能量為（）

A.E3-Ei-E2B.E1+E2-E?

C.4E3-2E|-3E2D.2EI+3E2-4E3

【解答】解：的比結(jié)合能為Ei,的比結(jié)合能為E2,；He的比結(jié)合能為E3,根據(jù)比結(jié)合能等J--

XXw

結(jié)合能與核子數(shù)的比值，可知該核反應(yīng)中釋放的核能AE=4Ev2Ei-3E2,故C正確，ABD錯(cuò)誤：

故選：Co

五.天然放射現(xiàn)象

17.（2023?廣州二模）如圖所示的火災(zāi)自動報(bào)警器具有穩(wěn)定性好、安全性高的特點(diǎn)，應(yīng)用非常廣泛，其

工作原理為：放射源處的錮Am放出的a粒子，使殼內(nèi)氣室空氣電離而導(dǎo)電，當(dāng)煙霧進(jìn)入殼內(nèi)氣室

時(shí)，。粒子被煙霧顆粒阻擋，導(dǎo)致工作電路的電流減小，于是鋒鳴器報(bào)警。則（）

B.這種報(bào)警裝置應(yīng)用了a射線貫穿本領(lǐng)強(qiáng)的特點(diǎn)

2424A1A

一m

C.241版發(fā)生。衰變的核反應(yīng)方程是94PU95

24A1A2

D.241阮發(fā)生°衰變的核反應(yīng)方程是95m9

【解答】解：A.半衰期不因外界環(huán)境的溫度而改變，只會受到核子本身的性質(zhì)影響，故A錯(cuò)誤；

B.根據(jù)題意可知，這種報(bào)警裝置應(yīng)用了a射線電離能力強(qiáng)的特點(diǎn)，故B錯(cuò)誤；

CD.a衰變釋放出氮核，故核反應(yīng)方程是翁Am一郡Np+如，故C錯(cuò)誤,D正確。

故選：Do

六.a、B、丫射線及特點(diǎn)

18.（2024?海安市校級模擬）如圖所示是自然界的一顆“磁星”，“磁星”（Magnetar）是中子星的一

種，擁有極強(qiáng)的磁場，通過磁場的衰減，使之能源源不絕地釋放出以X射線及丫射線為主的高能量電磁

輻射，下列說法正確的是（）

A.X射線是高速電子流

B.X射線的波長小于丫射線的波長

C.X射線可以消毒

D.丫射線可以摧毀病變的細(xì)胞

【解答】解：A.0射線是高速電子流，X射線不是高速電子流，故A錯(cuò)誤;

B.X射線的頻率小于丫射線的頻率，根據(jù)頻率與波長的關(guān)系，則X射線的波長大于丫射線的波長，故B

錯(cuò)誤；

C.紫外線具有波長短、頻率高、能量大的特點(diǎn)可以進(jìn)行消毒，X射線可以用來進(jìn)行透視以診斷病情，故

C錯(cuò)誤；

D.丫射線穿透能力較強(qiáng)，故可以摧毀病變的細(xì)胞，故D正確。

故選：Do

19.（2024?石景山區(qū)一模）工業(yè)部門可以使用放射性同位素發(fā)出的射線來測厚度。某軋鋼廠的熱軋機(jī)上

安裝的射線測厚裝置如圖所示，讓丫射線穿過鋼板，探測器探測到的Y射線強(qiáng)度與鋼板的厚度有關(guān)，將

射線強(qiáng)度的信號輸入計(jì)算機(jī)，可對鋼板的厚度進(jìn)行自動控制。下列說法正確的是（）

射戰(zhàn)測厚裝置

A.若鋼板變厚，則探測到丫射線變?nèi)?/p>

B.若鋼板內(nèi)部有裂縫，則探測到丫射線變?nèi)?/p>

C.該裝置主要利用Y射線的電離能力

D.若僅把丫射線換為a射線，該裝置仍正常運(yùn)行

【解答】解：ARC、隨著軋山的鋼板越厚,能透過鋼板的丫射線越弱,軋山的鋼板越薄,透過的射線越

強(qiáng)，如果鋼板內(nèi)部有裂縫，則探測到Y(jié)射線變強(qiáng)，故A正確，BC錯(cuò)誤；

B、根據(jù)a、0、丫三種射線特點(diǎn)可知，丫射線穿透能力最強(qiáng)，a射線穿透能力最弱，為了能夠準(zhǔn)確測量鋼

板的厚度應(yīng)用Y射線，故D錯(cuò)誤，

故選：Ao

20.（2023?呼倫貝爾一模）在物理學(xué)發(fā)展的進(jìn)程中，人們通過對某些重要物理實(shí)驗(yàn)的深入觀察和研究,

獲得正確的理論認(rèn)識。下列圖示的實(shí)驗(yàn)中導(dǎo)致發(fā)現(xiàn)原子具有核式結(jié)構(gòu)的是（）

a粒子轟擊金箔多角度觀察

,觀察驗(yàn)電器

ra

;放射源射線在電場中偏轉(zhuǎn)

熒光屏放射源射線與氮原子碰撞顯微鏡觀察

【解答】解：A、此實(shí)驗(yàn)為a散射實(shí)驗(yàn)，盧瑟福通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，故A正確；

B、此實(shí)驗(yàn)為光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，和原子核式結(jié)構(gòu)無關(guān)，故B錯(cuò)誤；

C、此實(shí)驗(yàn)為射線在磁場中的偏轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)，和原子核式結(jié)構(gòu)無關(guān)，故C錯(cuò)誤；

D、盧瑟福通過用a粒子轟擊氮核發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，故D錯(cuò)誤。

故選：Ao

七.放射性同位素及其應(yīng)用

21.（2024?普陀區(qū)二模）1934年，約里奧?居里夫婦用a粒子轟擊鋁箔溝A1，獲得了中子和得P，

1O1□

放射性同位素普又衰變產(chǎn)生作i和正電子。磷30是首個(gè)通過人工方法獲得的放射性同位素。

（1）同位素具有相同的C；

A.核子數(shù)

B.中子數(shù)

C.質(zhì)子數(shù)

（2）磷30具有放射性，其衰變方程為涉fi4Si+—le—°淮的半衰期是"min,4g；射經(jīng)

過lOmin后還剩0.25go

（3）如圖所示，將a粒子、中子、正電子，以及離子P3-和S產(chǎn)等五種粒子一起注入到加速電場的中心P

（忽略各粒子的初速度），部分粒子經(jīng)電場加速從加速電場負(fù)極板上的小孔N射出；然后沿以O(shè)i為圓

心、R為半徑的圓弧通過靜電分析器，再經(jīng)速度選擇器篩選后，某種粒子進(jìn)入磁分析器中，在磁場中偏轉(zhuǎn)

后被磁場邊界處的探測板收集。設(shè)原子核中每個(gè)核子的質(zhì)量均為mo,已知元電荷為e（整個(gè)系統(tǒng)處于真空

中，不計(jì)粒子重力和粒子間的相互作用力）。

①經(jīng)電場加速從加速電場負(fù)極板上的小孔N射出的粒子有a粒子、正電子、離子Si4+0

②若加速電場兩極板間的電壓大小為U,兩極板間距為L；靜電分析器中與圓心Oi等距離的各點(diǎn)場強(qiáng)大

小相等，方向指向圓心。則Si，+在加速電場中所受電場力大小為_±咨_。

靜電分析器中，與圓心O1距離為R處的電場強(qiáng)度的大小為

③（論證）在②的條件下，若粒子進(jìn)入速度選擇器后，它們的運(yùn)動軌跡如圖中虛線①、②、③所示，

分圻說明到達(dá)探測板的粒子是Si打。

④（計(jì)算）在②③的條件下，若磁分析器中以02為圓心的足脾大半圓形區(qū)域內(nèi)，分布著方向垂直于紙

面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B,求S/在磁分析器中運(yùn)動的時(shí)間和位移大小。

【解答】解：（1）同位素具有相同的質(zhì)子數(shù)，不同的中子數(shù)，故核子數(shù)不同，故C正確，AB錯(cuò)誤。

故選：Co

（2）根據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒可知其衰變方程為：翻一泄i+?e。

:凱的半衰期為T=2.5min,經(jīng)過t=10min=4T,還剩于質(zhì)量為m=4X（-i）4g=0.25g1,

（3）①因粒子初速度為零，故帶正電的粒子才能從加速電場的負(fù)極板上的小孔N射出，則Q粒子、正

電

子，離子Si4+能從小孔N射出。

②加速電場的電場強(qiáng)度大小為：Ei=離子Si"帶電量為4c,則其在加速電場中所受電場力大小為：F

=4eE=-y^

設(shè)帶電量為+q，質(zhì)量為m的離子從小孔N射出的速度為v,圓心Oi距離為R處的電場強(qiáng)度的大小為E。

對離子在加速電場被加速的過程，根據(jù)動能定理得：

<r~=^~mv2-0'解得：v=^~~

離子在靜電分析器中做勻速圓周運(yùn)動，由電場力提供向心力，則有：

2TT

qE=mv>解得：E=—

4RR

③由②的結(jié)論可知，a粒子（帶電量為2e,質(zhì)量為4mo）、正電子（帶電量為e,質(zhì)量可不計(jì)），離子

Si"（帶電量為4e,質(zhì)量為30moi均能進(jìn)入速度選擇器。

由v揩

可得三種粒子的速度大小分別為:

可得：Ve>V?>VSi

進(jìn)入速度選擇器時(shí)它們所受洛倫茲力（qvB）向下，電場力（qE）向上，可知速度較大的粒子會向下偏

轉(zhuǎn)，根據(jù)圖中虛線①、②、③得運(yùn)動軌跡可知沿直線運(yùn)動一定是速度最小的，可知沿直線通過速度選擇

器后到達(dá)探測板的粒子是速度最小的Si4\

④Si*在磁分析器中做勻速圓周運(yùn)動，軌跡為半個(gè)圓周，設(shè)其運(yùn)動半徑為r,由洛倫茲力提供向心力得：

3Omov^

4evB=-

S1r

15mU

解得：下0

2e

Si〈+在磁分析器中運(yùn)動的時(shí)間為兀叱

vSi2eB

Si"在磁分析器中運(yùn)動的位移大小為x=2r=

故答案為：（1）C：（2）%；0.25g：（3）①a粒子、正電子，離子Si，+；②幽&③論證見

1LR

解析;

④Si4+在磁分析器中運(yùn)動的時(shí)間為工要位移大小為春叫°,

A.核力與四種基本相互作用

22.（2024?南京模擬）下列說法正確的是（）

A.重核分裂成中等大小的原子核，或者較小的核合并成中等大小的原子核，比結(jié)合能均增大

B.丫射線是由于原子核外電子躍遷而產(chǎn)生的

C.核力也叫做強(qiáng)相互作用，發(fā)生與原子核與原子核之間

D.放射性元素的半衰期將隨著時(shí)間的推移，不斷減小

【解答】解：A、比結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定，重核分裂成中等大小的原子核，或者較小的核合并成中

等大小的原子核，比結(jié)合能都將增大，故A正確；

B、丫射線是由于原子核發(fā)生衰變過程中產(chǎn)生的，故B錯(cuò)誤；

C、核力屬于強(qiáng)相互作用，發(fā)生與核子與核子之間，故C錯(cuò)誤；

D、放射性元素的半衰期是元素的本身的屬性，與外界條件無關(guān)，故D錯(cuò)誤。

故選：Ao

九.重核的裂變

23.（2024?順德區(qū)二模）在2023年10月28日舉行的首屆國際天然鈾產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇中，我國宣布，通過

“天空地深”一體化勘查技術(shù)發(fā)現(xiàn)了一批萬噸至十萬噸級鈾礦床.天然鈾中主要有鈾238和鈾235,其

23的+

中，鈾235的裂變方程為:92加+a+3%,下列說法正確的是（）

A.鈾235裂變可以自發(fā)進(jìn)行

B.反應(yīng)方程中A=144,Z=53

C.器Kr的比結(jié)合能大于/U的比結(jié)合能

D.離地表越深，溫度越高，鈾235的半衰期也越大

【解答】解：A、鈾235的裂變需要中子轟擊才能發(fā)生，故A錯(cuò)誤;

B、根據(jù)反應(yīng)過程滿足質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知

A=235+l-89-3=144,Z=92-36=56

故B錯(cuò)誤；

89

C、核裂變會釋放能量，所以反應(yīng)后的產(chǎn)物36Kr的比結(jié)合能大于歌51J的比結(jié)合能，故C正確:

D、半衰期不隨溫度變化而變化，是由原子本身的性質(zhì)決定的，故D錯(cuò)誤。

故選：Co

24.（2024?碑林區(qū)校級模擬）鈾核裂變的產(chǎn)物是多樣的，一種典型的鈾核裂變方程為

會5器4Xe+3%,已知原子核的比結(jié)合能與質(zhì)量數(shù)的關(guān)系如圖所示，下列說法正確的是

A.X粒子是電子

B.X粒子是質(zhì)子

23%

c92甑嫖Xe相比，賽r的比結(jié)合能最大，最穩(wěn)定

238144

DX相比

92356e

【解答】解：AB、根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可得，X的電荷數(shù)為0,質(zhì)量數(shù)為1,X為中子，故AB

錯(cuò)誤；

CD、由圖可知，質(zhì)量數(shù)為64附近原子核的比結(jié)合能最大，然后隨核子數(shù)的增大，比結(jié)合能減小，

238

925U314

56Xe相比，的比結(jié)合能最大，最穩(wěn)定，故C正確，D錯(cuò)誤;

故選C

25.（2024?武漢模擬）1947年，中國科學(xué)家錢三強(qiáng)、何澤慈夫婦在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)鈾核也可能分裂為三部分

或四部分。如圖是鈾核俘獲中子后，裂變成三個(gè)質(zhì)量較大的核和一個(gè)質(zhì)量較小的核時(shí)產(chǎn)生的徑跡。下列說

法不正確的是（）

A.鈾核裂變過程質(zhì)量數(shù)守恒

B.鈾核裂變過程電荷數(shù)守恒

C.鈾核裂變過程如果生成物不同，釋放的能量會有差異

D.鈾核中使核子緊密結(jié)合在一起的作用是弱相互作用

【解答】解：AB.該反應(yīng)質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒，釋放出大量的能量，故AB正確;

C.觸核裂變產(chǎn)物不同，釋放的能量也有差異，故C正確；

D.鈾核中使核子緊密結(jié)合在-起的作用是強(qiáng)相互作用，故D錯(cuò)誤。

本題選擇錯(cuò)誤選項(xiàng)；

故選：Do

26.（2023?西城區(qū)校級模擬）作為我國核電走向世界的“國家名片”，華龍一號是當(dāng)前核電市場上接受

度最高的三代核電機(jī)型之?，是我國核電創(chuàng)新發(fā)展的重大標(biāo)志性成果，其國內(nèi)外小范工程按期成功的建

設(shè)，對我國實(shí)現(xiàn)由核電大國向核電強(qiáng)國的跨越具有重要意義。已知發(fā)電站的核能來源于35口的裂變，現(xiàn)

有四種說法①器5口原子核中有92個(gè)質(zhì)子，143個(gè)中子；

②管U的一種可能裂變是變成兩個(gè)中等質(zhì)量的原子核，反應(yīng)方程為：:11+：汽。+2履

3UJOU

③言51]是天然放射性元素，常溫下它的半衰期約為45億年，升高溫度半衰期縮短；

④一個(gè)僧U裂變能放出200MeV的能量，合3.2X10FJ。

以上說法中完全正確的是（

C.①③④D.①②④

【解答】解：①由35（J的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)關(guān)系可知35[J原子核中有92個(gè)質(zhì)子，143個(gè)中子，故①正

確；

②由核反應(yīng)方程中電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒，故②正確：

③半衰期不受外界因素影響，故③錯(cuò)誤；

④一個(gè)律U裂變能放出200MeV的能量，200MeV=200X106X1.6X1O-,9J=3.2XIO_11},故④正確。

故ABC錯(cuò)誤，D正確。

故選：Do

十.反應(yīng)堆與核電站

27.（2023?蚌埠模擬）核電站發(fā)電原理是核裂變反應(yīng)所釋放的能量通過熱力產(chǎn)生電能.鈾235是核電站

的主要核燃料，核反應(yīng)堆在工作時(shí)，鈾235既發(fā)生裂變，也發(fā)生衰變.鈾235裂變方程為：

跋U+1-X+彌r+3；n,衰變方程為：^U-Y+如，則下列說法正確的是（）

A.衰變產(chǎn)生的新核Y不再具有放射性

B.$2的比結(jié)合能小于號加的比結(jié)合能

C.衰變過程是通過吸收裂變過程釋放的能量進(jìn)行的

D.反應(yīng)堆中鎘棒插入深一些將會加快核反應(yīng)速度

【解答】解：A.根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒，推斷出Y原子核中含有的電荷數(shù)為92-2=90,即Y核

的電荷數(shù)大于80,所以Y核是具有放射性的，故A錯(cuò)誤；

B.核裂變反應(yīng)放出核能，生成物器Kr會更加穩(wěn)定，根據(jù)原子核的比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定，則

泮U的比結(jié)合能小于黑Kr的比結(jié)合能，故B正確;

C.衰變過程也是釋放能量的，故c錯(cuò)誤；

D.要使裂變反應(yīng)更激烈一些，則應(yīng)使控制棒插入淺一些，讓它少吸收一些中子，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度就會快

一些，故D錯(cuò)誤。

故選：Bo

28.（2023?棗強(qiáng)縣校級模擬）關(guān)于下列四幅圖，說法正確的是（）

一乙丙丁

A.圖甲中，核子分開時(shí)吸收的能量稱為比結(jié)合能

B.圖乙中，鎘棒插入深一些，核反應(yīng)速度會變慢

C.圖丙中，電子束穿過鋁箔后的衍射圖樣說明電子具有粒子性

D.圖丁中，入射光子與靜止電子碰撞后，光子波長變短

【解答】解：A.核子分開時(shí)吸收的能量稱為結(jié)合能，結(jié)合能除以核子數(shù)為比結(jié)合能，故A錯(cuò)誤；

B.鎘棒能夠吸收中了，鎘棒插入深一些，會導(dǎo)致參與核反應(yīng)的中了?數(shù)減少，核反應(yīng)速度變慢，故B正

確；

C.衍射現(xiàn)象是波動性的體現(xiàn)，電子束穿過鋁箔后的衍射圖樣說明電子具有波動性，故C錯(cuò)誤；

D.根據(jù)動量守恒定律，光了與靜止電子碰撞后，入射光子的動量減小；根據(jù)光子動量公式p*，得光

XV

子波長入?yún)s可知，光子波長變長，故D錯(cuò)誤。

P

故選:Bo

十一.輕核的聚變

29.（2024?平谷區(qū)模擬）2023年8月25日，新一代人造太陽“中國環(huán)流三號”首次實(shí)現(xiàn)100萬安培等離

子體電流下的高約束模式運(yùn)行，再次刷新中國磁約束聚變裝置運(yùn)行紀(jì)錄。核聚變是一種核反應(yīng)的形式。K

列關(guān)于核反應(yīng)的說法中正確的是（）

A.要使輕核發(fā)生聚變，一種可行的方法是將物質(zhì)加熱到幾百萬開爾文的高溫

B.笊病核聚變的核反應(yīng)方程為：；H+；H一如+?產(chǎn)

C.相同質(zhì)量的核燃料，重核裂變比輕核聚變釋放的核能更多

D.核聚變反應(yīng)過程中沒有質(zhì)量虧損

【解答】解：A、根據(jù)核聚變的條件可知，要輕核發(fā)生聚變，一種可行的方法是將物質(zhì)加熱到兒百萬開爾

文的高溫，同時(shí)還需要很大的壓強(qiáng)，故A正確；

B、根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒與電荷數(shù)守恒可知，笊瓶核聚變的核反應(yīng)方程為：?1+*1如+故B錯(cuò)

誤；

C、根據(jù)核聚變與核裂變的特點(diǎn)可知，相同質(zhì)晟的核燃料重核裂變比輕核聚變釋放的核能少，故C錯(cuò)誤；

D、核聚變過程中有質(zhì)量虧損，故D錯(cuò)誤。

故迷：Ao

（多選）30