高考物理一輪復習16.2原子和原子核(原卷版+解析)

考點49原子結構和原子核新課程標準1.通過對氫原子光譜的分析，了解原子的能級結構。2．了解原子核的組成和核力的性質(zhì)。知道四種基本相互作用。能根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒寫出核反應方程。3．了解放射性和原子核衰變。知道半衰期及其統(tǒng)計意義。了解放射性同位素的應用，知道射線的危害與防護。4．認識原子核的結合能，了解核裂變反應和核聚變反應。關注核技術應用對人類生活和社會發(fā)展的影響。5．了解人類對物質(zhì)結構的探索歷程。命題趨勢考查內(nèi)容集中且固定，主要圍繞氫原子的躍遷、原子核的衰變、核反應方程等命題。氫原子躍遷有所考查。題目綜合性不強，相對基礎簡單，主要考查學生對基本概念的掌握。試題情境生活實踐類醫(yī)用放射性核素、霓虹燈、氖管、原子鐘、威耳遜云室、射線測厚儀、原子彈、反應堆與核電站、太陽、氫彈、環(huán)流器裝置等學習探究類氫原子光譜、原子的能級結構、射線的危害與防護、原子核的結合能、核裂變反應和核聚變反應等考向一玻爾理論能級躍遷考向二原子核的衰變、半衰期考向三核反應及核反應方程式考向四質(zhì)量虧損、結合能及核能的計算考向一玻爾理論能級躍遷一、玻爾的原子模型1.玻爾理論的三條假設(1)定態(tài)假設：原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中，在這些能量狀態(tài)中原子是穩(wěn)定的，電子雖然繞核運動，但并不向外輻射能量。(2)躍遷假設：原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)時，它輻射或吸收一定頻率的光子，光子的能量由這兩個定態(tài)的能量差決定，即hν＝Em－En。(h是普朗克常量，h＝6.63×10－34J·s)(3)軌道假設：原子的不同能量狀態(tài)跟電子在不同的圓周軌道繞核運動相對應。原子的定態(tài)是不連續(xù)的，因此電子的可能軌道也是不連續(xù)的。2.氫原子的能級、能級公式(1)能級公式：En＝eq\f(1,n2)E1(n＝1，2，3，…)，其中基態(tài)能量E1最低，其數(shù)值為－13.6eV。(2)軌道半徑公式：rn＝n2r1(n＝1，2，3，…)，其中r1為基態(tài)半徑，又稱玻爾半徑，其數(shù)值為r1＝0.53×10－10m。二、對原子能級躍遷的頻率條件hν＝En－Em的說明(1)原子能級躍遷的頻率條件hν＝En－Em只適用于原子在各定態(tài)之間躍遷的情況。(2)當光子能量大于或等于13.6eV(或|En|)時，也可以被處于基態(tài)(或n能級)的氫原子吸收，使氫原子電離。(3)原子還可吸收外來實物粒子(例如自由電子)的能量而被激發(fā)。由于實物粒子的動能可全部或部分被原子吸收，所以當入射粒子的能量大于或等于兩能級的能量差值(E≥En－Em)，則原子可能發(fā)生能級躍遷。二．躍遷中兩個易混問題(1)一群原子和一個原子氫原子核外只有一個電子，這個電子在某個時刻只能處在某一個可能的軌道上，在某段時間內(nèi)，由某一軌道躍遷到另一個軌道時，可能的情況只有一種，但是如果有大量的氫原子，這些原子的核外電子躍遷時就會有各種情況出現(xiàn)了。(2)直接躍遷與間接躍遷原子從一種能量狀態(tài)躍遷到另一種能量狀態(tài)時，有時可能是直接躍遷，有時可能是間接躍遷。兩種情況下輻射(或吸收)光子的能量是不同的。直接躍遷時輻射(或吸收)光子的能量等于間接躍遷時輻射(或吸收)的所有光子的能量和。三．氫原子躍遷時電子動能、電勢能與原子能量的變化規(guī)律(1)電子動能變化規(guī)律①從公式上判斷，電子繞氫原子核運動時靜電力提供向心力，即keq\f(e2,r2)＝meq\f(v2,r)，所以Ekn＝eq\f(ke2,2rn)，隨r增大而減小。②從庫侖力做功上判斷，當軌道半徑增大時，庫侖引力做負功，故電子的動能減小。反之，當軌道半徑減小時，庫侖引力做正功，電子的動能增大。(2)原子的電勢能的變化規(guī)律①通過庫侖力做功判斷，當軌道半徑增大時，庫侖引力做負功，原子的電勢能增大。反之，當軌道半徑減小時，庫侖引力做正功，原子的電勢能減小。②利用原子能量公式En＝Ekn＋Epn判斷，當軌道半徑增大時，原子能量增大，電子動能減小，原子的電勢能增大。反之，當軌道半徑減小時，原子能量減小，電子動能增大，原子的電勢能減小?！镜淅?】（2022年6月浙江省普通高中學業(yè)水平等級性考試）7.如圖為氫原子的能級圖。大量氫原子處于n=3的激發(fā)態(tài)，在向低能級躍遷時放出光子，用這些光子照射逸出功為2.29eV的金屬鈉。下列說法正確的是（）A.逸出光電子的最大初動能為10.80eVB.n=3躍遷到n=1放出的光子動量最大C.有3種頻率的光子能使金屬鈉產(chǎn)生光電效應D.用0.85eV的光子照射，氫原子躍遷到n=4激發(fā)態(tài)【答案】B【解析】A．從n=3躍遷到n=1放出的光電子能量最大，根據(jù)可得此時最大初動能為故A錯誤；B．根據(jù)又因為從n=3躍遷到n=1放出的光子能量最大，故可知動量最大，故B正確；C．大量氫原子從n=3的激發(fā)態(tài)躍遷基態(tài)能放出種頻率的光子，其中從n=3躍遷到n=2放出的光子能量為不能使金屬鈉產(chǎn)生光電效應，其他兩種均可以，故C錯誤；D．由于從n=3躍遷到n=4能級需要吸收的光子能量為所以用0.85eV的光子照射，不能使氫原子躍遷到n=4激發(fā)態(tài)，故D錯誤。故選B。【典例2】（2021河北省新高考適應性測試）14.在弗蘭克-赫茲實驗中，電子碰撞原子，原子吸收電子的動能從低能級躍遷到高能級。假設改用質(zhì)子碰撞氫原子來實現(xiàn)氫原子的能級躍遷，實驗裝置如圖1所示。緊靠電極A的O點處的質(zhì)子經(jīng)電壓為U1的電極AB加速后，進入兩金屬網(wǎng)電極B和C之間的等勢區(qū)。在BC區(qū)質(zhì)子與靜止的氫原子發(fā)生碰撞，氫原子吸收能量由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)。質(zhì)子在碰撞后繼續(xù)運動進入CD減速區(qū)，若質(zhì)子能夠到達電極D，則在電流表上可以觀測到電流脈沖。已知質(zhì)子質(zhì)量mp與氫原子質(zhì)量mH均為m，質(zhì)子的電荷量為e，氫原子能級圖如圖2所示，忽略質(zhì)子在O點時的初速度，質(zhì)子和氫原子只發(fā)生一次正碰。(1)求質(zhì)子到達電極B時的速度v0；(2)假定質(zhì)子和氫原子碰撞時，質(zhì)子初動能被氫原子吸收用于能級躍遷。要出現(xiàn)電流脈沖，求CD間電壓U2與U1應滿足的關系式；(3)要使碰撞后氫原子從基態(tài)躍遷到第一激發(fā)態(tài)，求U1的最小值。

【答案】(1)；(2)；(3)【解析】(1)根據(jù)動能定理解得質(zhì)子到達電極B時的速度(2)質(zhì)子和氫原子碰撞，設碰后質(zhì)子速度為，氫原子速度為，動量守恒能量守恒解得，在減速區(qū)聯(lián)立解得：(3)要使碰撞后氫原子從基態(tài)躍遷到第一激發(fā)態(tài)，則需要能量最小為碰撞過程，分析可知，當時，損失機械能最大，被吸收的最大，此時解得練習1、（2022年廣東省普通高中學業(yè)水平選擇性考試5）目前科學家已經(jīng)能夠制備出能量量子數(shù)n較大的氫原子。氫原子第n能級的能量為，其中。圖是按能量排列的電磁波譜，要使的氫原子吸收一個光子后，恰好失去一個電子變成氫離子，被吸收的光子是（）A.紅外線波段的光子 B.可見光波段的光子C.紫外線波段的光子 D.X射線波段的光子【答案】A【解析】要使處于n=20的氫原子吸收一個光子后恰好失去一個電子變成氫離子，則需要吸收光子的能量為則被吸收的光子是紅外線波段的光子。故選A。練習2、（2021廣東省新高考適應性測試）1.原子從高能級向低能級躍遷產(chǎn)生光子，將頻率相同的光子匯聚可形成激光。下列說法正確的是（）A.頻率相同的光子能量相同B.原子躍遷發(fā)射的光子頻率連續(xù)C.原子躍遷只產(chǎn)生單一頻率的光子D.激光照射金屬板不可能發(fā)生光電效應【答案】A【解析】A．根據(jù)可知，頻率相同的光子能量相同，故A正確；B．原子從一個定態(tài)躍遷到另一個定態(tài)時，原子輻射一定頻率的光子，光子的能量由這兩種定態(tài)的能量差決定。電子軌道是量子化，能量是量子化的，故而頻率是不連續(xù)的。這也就成功解釋了氫原子光譜不連續(xù)的特點——頻率不連續(xù)特點，故B錯誤；C．原子在不同的軌道之間躍遷產(chǎn)生不同頻率的光子，故C錯誤；D．根據(jù)可知，激光光子的能量大于金屬板的逸出功時，照射金屬板即可發(fā)生光電效應，故D錯誤?！厩蓪W妙記】解答氫原子能級圖與原子躍遷問題的注意事項解答氫原子能級圖與原子躍遷問題的注意事項(1)氫原子處在各能級的能量值是負值。(2)注意區(qū)分氫原子吸收光子和實物粒子的能量的條件，區(qū)分定態(tài)間躍遷和電離。(3)氫原子自發(fā)躍遷譜線條數(shù)的計算①一個處于n能級的氫原子躍遷時可能發(fā)出的光譜線條數(shù)最多為(n－1)。②一群處于n能級的氫原子躍遷時可能發(fā)出的光譜線條數(shù)a．用數(shù)學中的組合知識求解：N＝Ceq\o\al(2,n)＝eq\f(nn－1,2)。b．利用能級圖求解：在氫原子能級圖中將氫原子躍遷的各種可能情況一一畫出，然后相加?？枷蚨雍说乃プ?、半衰期1.天然放射現(xiàn)象元素自發(fā)地放出射線的現(xiàn)象，首先由貝克勒爾發(fā)現(xiàn)。天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，說明原子核具有復雜的結構。2.原子核的組成：原子核是由質(zhì)子和中子組成的，原子核的電荷數(shù)等于核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)。3.原子核的衰變(1)衰變：原子核放出α粒子或β粒子，變成另一種原子核的變化。(2)分類：α衰變：eq\o\al(A,Z)X→eq\o\al(A－4,Z－2)Y＋eq\o\al(4,2)He，如：eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)Heβ衰變：eq\o\al(A,Z)X→eq\o\al(A,Z＋1)Y＋eq\o\al(0,－1)e，如：eq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(234,91)Pa＋eq\o\al(0,－1)e(3)半衰期：放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時間。半衰期由原子核內(nèi)部的因素決定，跟原子所處的物理、化學狀態(tài)無關。4.放射性同位素(1)放射性同位素：有天然放射性同位素和人工放射性同位素兩類，放射性同位素的化學性質(zhì)相同。(2)應用：消除靜電、工業(yè)探傷、做示蹤原子等。(3)防護：防止放射性對人體組織的傷害。5.衰變規(guī)律及實質(zhì)(1)α衰變和β衰變的比較衰變類型α衰變β衰變衰變過程eq\o\al(A,Z)X→eq\o\al(A－4,Z－2)Y＋eq\o\al(4,2)Heeq\o\al(A,Z)X→eq\o\al(A,Z＋1)Y＋eq\o\al(0,－1)e衰變實質(zhì)2個質(zhì)子和2個中子結合成一個整體射出1個中子轉化為1個質(zhì)子和1個電子2eq\o\al(1,1)H＋2eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(4,2)Heeq\o\al(1,0)n→eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(0,－1)e勻強磁場中軌跡形狀衰變規(guī)律電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒、動量守恒(2)γ射線：γ射線經(jīng)常伴隨著α衰變或β衰變同時產(chǎn)生。其實質(zhì)是放射性原子核在發(fā)生α衰變或β衰變的過程中，產(chǎn)生的新核由于具有過多的能量(原子核處于激發(fā)態(tài))而輻射出光子。6.確定衰變次數(shù)的方法因為β衰變對質(zhì)量數(shù)無影響，所以先由質(zhì)量數(shù)的改變確定α衰變的次數(shù)，然后再根據(jù)衰變規(guī)律確定β衰變的次數(shù)。7.半衰期(1)公式：N余＝N原eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\s\up6(\f(t,τ))，m余＝m原eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\s\up6(\f(t,τ))。(2)影響因素：放射性元素衰變的快慢是由原子核內(nèi)部自身因素決定的，跟原子所處的物理狀態(tài)(如溫度、壓強)或化學狀態(tài)(如單質(zhì)、化合物)無關。（3）．確定衰變次數(shù)的方法①設放射性元素eq\o\al(A,Z)X經(jīng)過n次α衰變和m次β衰變后，變成穩(wěn)定的新元素eq\o\al(A′,Z′)Y，則表示該衰變的方程為eq\o\al(A,Z)X→eq\o\al(A′,Z′)Y＋neq\o\al(4,2)He＋meq\o\al(0,－1)e。根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可列方程A＝A′＋4nZ＝Z′＋2n－m。②因為β衰變對質(zhì)量數(shù)無影響，故先由質(zhì)量數(shù)的改變確定α衰變的次數(shù)，然后再根據(jù)電荷數(shù)的改變確定β衰變的次數(shù)。2．對半衰期的理解①半衰期是統(tǒng)計規(guī)律，描述的是大量原子核衰變的規(guī)律。②放射性元素衰變的快慢是由核內(nèi)部自身的因素決定的，跟原子所處的化學狀態(tài)(如單質(zhì)、化合物)和外部條件(如溫度、壓強)無關。3.衰變中的動量問題：滿足動量守恒定律?！镜淅?】（2022年全國高考甲卷物理試題4.）兩種放射性元素的半衰期分別為和，在時刻這兩種元素的原子核總數(shù)為N，在時刻，尚未衰變的原子核總數(shù)為，則在時刻，尚未衰變的原子核總數(shù)為（）A. B. C. D.【答案】C【解析】根據(jù)題意設半衰期為t0的元素原子核數(shù)為x，另一種元素原子核數(shù)為y，依題意有經(jīng)歷2t0后有聯(lián)立可得，在時，原子核數(shù)為x的元素經(jīng)歷了4個半衰期，原子核數(shù)為y的元素經(jīng)歷了2個半衰期，則此時未衰變的原子核總數(shù)為故選C?！镜淅?】（2022年山東省普通高中學業(yè)水平等級性考試1.）碘125衰變時產(chǎn)生射線，醫(yī)學上利用此特性可治療某些疾病。碘125的半衰期為60天，若將一定質(zhì)量的碘125植入患者病灶組織，經(jīng)過180天剩余碘125的質(zhì)量為剛植入時的（）A. B. C. D.【答案】B【解析】設剛植入時碘的質(zhì)量為，經(jīng)過180天后的質(zhì)量為m，根據(jù)代入數(shù)據(jù)解得故選B。練習3、（2021年高考全國甲卷17）如圖，一個原子核X經(jīng)圖中所示的一系列、衰變后，生成穩(wěn)定的原子核Y，在此過程中放射出電子的總個數(shù)為（）A.6 B.8 C.10 D.14【答案】A【解析】由圖分析可知，核反應方程為設經(jīng)過次衰變，次衰變。由電荷數(shù)與質(zhì)量數(shù)守恒可得；解得，故放出6個電子故選A。練習4、（2021年全國普通高等學校招生乙卷17）醫(yī)學治療中常用放射性核素產(chǎn)生γ射線，而是由半衰期相對較長的衰變產(chǎn)生的。對于質(zhì)量為的，經(jīng)過時間后剩余的質(zhì)量為，其圖線如圖所示。從圖中可以得到的半衰期為（） A.67.3dB.101.0d C.115.1dD.124.9d【答案】C【解析】題中給出的——t圖像是向下凹的曲線，=1/2對應的時間小于d=124.94d，且與124.94d相差不會太大，所以可以排除ABD選項，選擇C?！疽活}多解】解答本題可以在——t圖像上作出=1/2直線，該直線與——t圖像的交點對應的橫坐標即為半衰期，可以判斷出選項C正確?！厩蓪W妙記】1．原子核衰變、半衰期的易錯點1．原子核衰變、半衰期的易錯點(1)半衰期是一個統(tǒng)計規(guī)律，只有對大量的原子核才成立，對少數(shù)的原子核無意義。(2)經(jīng)過一個半衰期，有半數(shù)原子核發(fā)生衰變變?yōu)槠渌镔|(zhì)，而不是消失。(3)衰變的快慢由原子核內(nèi)部因素決定，跟原子所處的外部條件及所處化學狀態(tài)無關。2．原子核衰變過程中，α粒子、β粒子和新原子核在磁場中的軌跡靜止的原子核在勻強磁場中自發(fā)衰變，其軌跡為兩相切圓，α衰變時兩圓外切，β衰變時兩圓內(nèi)切，根據(jù)動量守恒定律m1v1＝m2v2和r＝eq\f(mv,qB)知，半徑小的為新核，半徑大的為α粒子或β粒子其特點對比如下：α衰變，兩圓外切，α粒子軌跡半徑大β衰變，兩圓內(nèi)切，β粒子軌跡半徑大考向三核反應及核反應方程式1．衰變方程及核反應方程的理解(1)衰變及核反應過程一般都是不可逆的，所以衰變及核反應方程只能用單向箭頭“→”連接并表示反應方向，不能用等號連接。(2)衰變及核反應的生成物一定要以實驗為基礎，不能憑空只依據(jù)兩個守恒規(guī)律杜撰出生成物來寫衰變及核反應方程。(3)衰變及核反應遵循質(zhì)量數(shù)守恒而不是質(zhì)量守恒，衰變及核反應過程中總質(zhì)量一般會發(fā)生變化。(4)衰變及核反應遵循電荷數(shù)守恒。2．衰變及三種核反應類型的特征(1)衰變：原子核自發(fā)地放出α粒子或β粒子并生成一個新核。特征是方程左邊只有一個原子核，生成物有α粒子或β粒子。(2)人工轉變：用粒子轟擊原子核產(chǎn)生新的原子核。特征是有粒子轟擊。(3)裂變：用粒子轟擊重核，產(chǎn)生幾個中等質(zhì)量的核。特征是方程左邊必須有轟擊粒子和重核，且生成物有幾個中等核。(4)聚變：兩個輕核結合成較重的核。特征是方程左邊有兩個輕核，方程右邊有較重的核生成。3．有關衰變方程及核反應方程的主要題型(1)判斷衰變或核反應的生成物。(2)判斷衰變或核反應類型。(3)判斷衰變或核反應是否成立。類型可控性核反應方程典例衰變α衰變自發(fā)eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)Heβ衰變自發(fā)eq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(234,91)Pa＋eq\o\al(0,－1)e人工轉變?nèi)斯た刂芿q\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)H(盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子)eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(9,4)Be→eq\o\al(12,6)C＋eq\o\al(1,0)n(查德威克發(fā)現(xiàn)中子)eq\o\al(27,13)Al＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)n(約里奧—居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性同位素，同時發(fā)現(xiàn)正電子)eq\o\al(30,15)P→eq\o\al(30,14)Si＋eq\o\al(0,＋1)e重核裂變較易進行人工控制eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)neq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(136,54)Xe＋eq\o\al(90,38)Sr＋10eq\o\al(1,0)n輕核聚變很難控制eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n2.核反應方程式的書寫(1)熟記常見基本粒子的符號，是正確書寫核反應方程的基礎．如質(zhì)子(eq\o\al(1,1)H)、中子(eq\o\al(1,0)n)、α粒子(eq\o\al(4,2)He)、β粒子(eq\o\al(0,－1)e)、正電子(eq\o\al(0,＋1)e)、氘核(eq\o\al(2,1)H)、氚核(eq\o\al(3,1)H)等．(2)掌握核反應方程遵守的規(guī)律，是正確書寫核反應方程或判斷某個核反應方程是否正確的依據(jù)，由于核反應不可逆，所以書寫核反應方程式時只能用“→”表示反應方向．【典例5】（湖北省2022年普通高中學業(yè)水平等級考試）1.上世紀四十年代初，我國科學家王淦昌先生首先提出證明中微子存在實驗方案：如果靜止原子核俘獲核外K層電子e，可生成一個新原子核X，并放出中微子νe，即。根據(jù)核反應后原子核X的動能和動量，可以間接測量中微子的能量和動量，進而確定中微子的存在。下列說法正確的是（）A.原子核X是 B.核反應前后的總質(zhì)子數(shù)不變C.核反應前后總質(zhì)量數(shù)不同 D.中微子的電荷量與電子的相同【答案】A【解析】AC．根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒有，X的質(zhì)量數(shù)為7，電荷數(shù)為3，可知原子核X是，A正確、C錯誤；B．由選項A可知，原子核X是，則核反應方程為+→+，則反應前的總質(zhì)子數(shù)為4，反應后的總質(zhì)子數(shù)為3，B錯誤；D．中微子不帶電，則中微子的電荷量與電子的不相同，D錯誤。故選A?！镜淅?】（多選）（2022年6月浙江省普通高中學業(yè)水平等級性考試14.）秦山核電站生產(chǎn)的核反應方程為，其產(chǎn)物的衰變方程為。下列說法正確的是（）A.X是B.可以用作示蹤原子C.來自原子核外D.經(jīng)過一個半衰期，10個將剩下5個【答案】AB【解析】A．根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知，X的質(zhì)子數(shù)為1，中子數(shù)為1，即為，故A正確；B．常用的示蹤原子有：，，，故B正確；C．由原子核內(nèi)的一個中子轉化為一個質(zhì)子和一個電子，電子被釋放出來，所以來自原子核內(nèi)，故C錯誤；D．半衰期是一個統(tǒng)計規(guī)律，對于大量原子核衰變是成立的，個數(shù)較少時規(guī)律不成立，故D錯誤。故選AB。練習5、（2021年湖南省普通高等學校招生適應性考試）1.2020年12月4日，新一代“人造太陽”裝置——中國環(huán)流器二號M裝置（HL-2M）在成都建成并首次實現(xiàn)利用核聚變放電。下列方程中，正確的核聚變反應方程是（）A. B.C. D.【答案】A【解析】核聚變反應是兩輕核反應變成中等質(zhì)量的核。A．，是輕核聚變，故A正確；B．，此核反應反應物只有一個原子核且生成物由氦核，屬于衰變，故B錯誤；C．，此反應反應物和生成物都有中子，構成鏈式反應，且生產(chǎn)物至少有兩個中等質(zhì)量的核，故屬于重核裂變，故C錯誤；D．，此反應是用粒子轟擊生成了同位素磷，是人工核轉變，發(fā)現(xiàn)同位素磷和正電子的方程，故D錯誤；故選A。練習6、（2021年遼寧省普通高等學校招生適應性考試）中科院近代物理研究所利用蘭州重離子加速器（HIRFL）通過“熔合蒸發(fā)”反應合成超重核并輻射出中子。下列可能合成該超重核的原子核組合是（）A.， B.， C.， D.，【答案】A【解析】根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒有，將選項代入檢驗得只有A符合。故選A。【巧學妙記】(1)掌握衰變及核反應方程遵守的規(guī)律是正確書寫衰變及核反應方程或判斷某個衰變或核反應方程是否正確的依據(jù)，所以要理解、應用好質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒的規(guī)律。(1)掌握衰變及核反應方程遵守的規(guī)律是正確書寫衰變及核反應方程或判斷某個衰變或核反應方程是否正確的依據(jù)，所以要理解、應用好質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒的規(guī)律。(2)生成物中有α粒子的不一定是α衰變，生成物中有β粒子的不一定是β衰變，需認清衰變、裂變、聚變、人工轉變的特點?？枷蛩馁|(zhì)量虧損、結合能及核能的計算一．核力和核能1.核力①概念：原子核內(nèi)部，核子間所特有的相互作用力。②特點：核力是強相互作用力、短程力，只發(fā)生在相鄰的核子間。2.核能①質(zhì)能關系：E＝mc2②核能的釋放：核子在結合成原子核時出現(xiàn)質(zhì)量虧損Δm，其釋放的能量ΔE＝Δmc2。③核能的吸收：原子核分解成核子時要吸收一定的能量，相應的質(zhì)量增加Δm，吸收的能量為ΔE＝Δmc2。3．裂變反應和聚變反應(1)重核裂變①定義：質(zhì)量數(shù)較大的原子核受到高能粒子的轟擊而分裂成幾個質(zhì)量數(shù)較小的原子核的過程。②典型的裂變反應方程：③鏈式反應：重核裂變產(chǎn)生的中子使裂變反應一代接一代繼續(xù)下去的過程。④臨界體積和臨界質(zhì)量：裂變物質(zhì)能夠發(fā)生鏈式反應的最小體積及其相應的質(zhì)量。⑤裂變的應用：原子彈、核反應堆。⑥反應堆構造：核燃料、減速劑、鎘棒、防護層。(2)輕核聚變①定義：兩個輕核結合成質(zhì)量較大的核的反應過程。輕核聚變反應必須在高溫下進行，因此又叫熱核反應。②典型的聚變反應方程：17.6MeV。4．質(zhì)能方程的理解(1)一定的能量和一定的質(zhì)量相聯(lián)系，物體的總能量和它的質(zhì)量成正比，即E＝mc2.方程的含義：物體具有的能量與它的質(zhì)量之間存在簡單的正比關系，物體的能量增大，質(zhì)量也增大；物體的能量減少，質(zhì)量也減少．(2)核子在結合成原子核時出現(xiàn)質(zhì)量虧損Δm，其能量也要相應減少，即ΔE＝Δmc2.(3)原子核分解成核子時要吸收一定的能量，相應的質(zhì)量增加Δm，吸收的能量為ΔE＝Δmc2.5．核能釋放的兩種途徑的理解中等大小的原子核的比結合能最大，這些核最穩(wěn)定．使較重的核分裂成中等大小的核或使較小的核結合成中等大小的核，核子的比結合能都會增加，都可以釋放能量．6．核能的計算方法(1)根據(jù)ΔE＝Δmc2計算時，Δm的單位是kg，c的單位是m/s，ΔE的單位是J.(2)根據(jù)ΔE＝Δm×931.5MeV計算時，Δm的單位是u，ΔE的單位是MeV.(3)根據(jù)核子比結合能來計算核能原子核的結合能＝核子的比結合能×核子數(shù)．核反應前系統(tǒng)內(nèi)所有原子核的總結合能與反應后生成的所有新核的總結合能之差，就是該核反應所釋放(或吸收)的核能．【典例7】（2022年遼寧省普通高中學業(yè)水平等級性考試2）.2022年1月，中國錦屏深地實驗室發(fā)表了首個核天體物理研究實驗成果。表明我國核天體物理研究已經(jīng)躋身國際先進行列。實驗中所用核反應方程為，己知、、的質(zhì)量分別為，真空中的光速為c，該反應中釋放的能量為E。下列說法正確的是（）A.X為氘核 B.X為氚核C. D.【答案】B【解析】AB．根據(jù)核反應的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，X的質(zhì)量數(shù)為3，電荷數(shù)為1，為氚核，選項A錯誤，B正確；CD．因該反應為人工轉變，反應前兩種粒子都有動能（總動能設為Ek1），反應后的生成物也有動能Ek2，根據(jù)質(zhì)能方程可知，由于質(zhì)量虧損反應放出的能量為則反應釋放的能量為選項CD錯誤。故選B。【典例8】（2021湖北省新高考適應性測試3.）用粒子加速器加速后的質(zhì)子轟擊靜止的鋰原子核，生成兩個動能均為8.919MeV的粒子（），其核反應方程式為：。已知質(zhì)子質(zhì)量為1.007825u，鋰原子核的質(zhì)量為7.016004u，粒子的質(zhì)量為4.00260u，1u相當于931MeV。若核反應釋放的能量全部轉化為粒子的動能，則入射質(zhì)子的動能約為（）A.0.5MeV B.8.4MeV C.8.9MeV D.17.3MeV【答案】A【解析】該反應放出能量入射質(zhì)子的動能故選A。練習7、（2020年全國普通高等學校招生考試新課標Ⅱ）5.氘核可通過一系列聚變反應釋放能量，其總效果可用反應式表示。海水中富含氘，已知1kg海水中含有的氘核約為1.0×1022個，若全都發(fā)生聚變反應，其釋放的能量與質(zhì)量為M的標準煤燃燒時釋放的熱量相等；已知1kg標準煤燃燒釋放的熱量約為2.9×107J，1MeV=1.6×10–13J，則M約為（）A.40kg B.100kg C.400kg D.1000kg【答案】C【解析】氘核可通過一系列聚變反應釋放能量，其總效果可用反應式則平均每個氘核聚變釋放的能量為1kg海水中含有的氘核約為1.0×1022個，可以放出的總能量為由可得，要釋放的相同的熱量，需要燃燒標準煤燃燒的質(zhì)量練習8、（2019年高考全國卷Ⅱ試題）2.太陽內(nèi)部核反應主要模式之一是質(zhì)子-質(zhì)子循壞，循環(huán)的結果可表示為，已知和的質(zhì)量分別為和，1u=931MeV/c2，c為光速。在4個轉變成1個的過程中，釋放的能量約為A.8MeV B.16MeV C.26MeV D.52MeV【答案】C【解析】【詳解】由知，=，忽略電子質(zhì)量，則：，故C選項符合題意；【巧學妙記】計算粒子與新核的動能時，可由計算粒子與新核的動能時，可由Ek＝eq\f(p2,2m)先算出兩者的動能之比，再由放出的能量等于兩者動能的和聯(lián)立方程組求解。求兩者動能比時，粒子與新核的質(zhì)量用質(zhì)量數(shù)即可，但求放出的能量時，所有粒子的質(zhì)量必須用實際質(zhì)量。1.(多選)(2022·海南省新高考一模)在醫(yī)學上，常用鈷60產(chǎn)生的γ射線對患有惡性腫瘤的病人進行治療。鈷60的衰變方程為eq\o\al(60,27)Co→eq\o\al(60,28)Ni＋X，下列說法正確的是()A.鈷60發(fā)生的是β衰變，X是電子B.γ射線比β射線的穿透能力強C.X粒子是鈷60原子核的組成部分D.該衰變過程釋放的核能全部轉化為γ射線的能量2.(2022·山東泰安市一輪檢測)已知氫原子基態(tài)的能量為E1＝－13.6eV。大量氫原子處于某一激發(fā)態(tài)。由這些氫原子可能發(fā)出的所有光子中，頻率最大的光子能量為－0.9375E1(激發(fā)態(tài)能量En＝eq\f(E1,n2)，其中n＝2，3……)，則下列說法正確的是()A.這些氫原子中最高能級為5能級B.這些氫原子中最高能級為6能級C.這些光子可具有6種不同的頻率D.這些光子可具有4種不同的頻率3.(2022·山東棗莊市第二次模擬)氫原子的能級圖如圖1所示。用氫原子從n＝4能級躍遷到n＝1能級輻射的光照射逸出功為6.34eV的金屬鉑，下列說法正確的是()A.產(chǎn)生的光電子的最大初動能為6.41eVB.產(chǎn)生的光電子的最大初動能為12.75eVC.氫原子從n＝2能級向n＝1能級躍遷時輻射的光不能使金屬鉑發(fā)生光電效應D.氫原子從n＝6能級向n＝2能級躍遷時輻射的光也能使金屬鉑發(fā)生光電效應4.(多選)(2022·東北三省三校4月第二次聯(lián)合考試)如圖所示，勻強磁場磁感應強度為B，一靜止的eq\o\al(238,)92U核在勻強磁場中發(fā)生α衰變，α粒子與新核運動軌跡為兩個圓周。已知小圓和大圓半徑分別為R1和R2。電子所帶電荷量為e，α粒子與新核的核子平均質(zhì)量為m0，衰變過程中釋放的核能全部轉化為動能。下列說法正確的是()A．小圓為α粒子的運動軌跡B．衰變過程中釋放的核能為eq\f(119e2B2Req\o\al(2,2),234m0)C．R2＝45R1D．α粒子和反沖核的運動周期之比為eq\f(92,117)5.(多選)(2017江蘇卷)原子核的比結合能曲線如圖所示．根據(jù)該曲線，下列判斷正確的有()A.eq\o\al(4,)2He核的結合能約為14MeVB.eq\o\al(4,)2He核比eq\o\al(6,)3Li核更穩(wěn)定C．兩個eq\o\al(2,)1H核結合成eq\o\al(4,)2He核時釋放能量D.eq\o\al(235,)92U核中核子的平均結合能比eq\o\al(89,)36Kr核中的大6.(多選)(2022·北京市西城區(qū)高三下統(tǒng)一測試)如圖，靜止的eq\o\al(238,92)U核發(fā)生α衰變后生成反沖Th核，兩個產(chǎn)物都在垂直于它們速度方向的勻強磁場中做勻速圓周運動，下列說法正確的是()A．衰變方程可表示為eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)HeB．Th核和α粒子的圓周軌道半徑之比為1∶45C．Th核和α粒子的動能之比為1∶45D．Th核和α粒子在勻強磁場中旋轉的方向相反7.(2022·山東省青島市高三下二模)一個氘核和一個氚核結合成一個氦核，同時放出一個中子，其聚變反應方程為eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n。已知氘核、氚核和氦核的結合能分別為E1、E2、E3，光在真空中的傳播速度為c。在上述聚變反應方程中質(zhì)量虧損為()A.eq\f(E1＋E2－E3,c2) B．eq\f(E3－E1＋E2,c2)C.eq\f(E1＋E2＋E3,c2) D．eq\f(－E1－E2－E3,c2)8.(2022·山東省日照市高三下二模)下列說法正確的是()A．用能量等于氘核結合能的光子照射靜止的氘核，可使氘核分解為一個質(zhì)子和一個中子B．質(zhì)子和中子結合成原子核時不一定有質(zhì)量虧損，但一定釋放出能量C．原子核的結合能越大，原子核越穩(wěn)定D．重核裂變前后質(zhì)量數(shù)守恒，但質(zhì)量一定減小9.(2022天津一中檢測)人們發(fā)現(xiàn)，不同的原子核，其核子的平均質(zhì)量(原子核的質(zhì)量除以核子數(shù))與原子序數(shù)有如圖所示的關系．下列關于原子結構和核反應的說法錯誤的是()A．由圖可知，原子核D和E聚變成原子核F時會有質(zhì)量虧損，要放出能量B．由圖可知，原子核A裂變成原子核B和C時會有質(zhì)量虧損，要放出能量C．已知原子核A裂變成原子核B和C時放出的γ射線能使某金屬板逸出光電子，若增加γ射線強度，則逸出光電子的最大初動能增大D．在核反應堆的鈾棒之間插入鎘棒是為了控制核反應速度1.（2019年高考全國卷Ⅰ試題）1.氫原子能級示意圖如圖所示。光子能量在1.63eV~3.10eV的光為可見光。要使處于基態(tài)（n=1）的氫原子被激發(fā)后可輻射出可見光光子，最少應給氫原子提供的能量為A.12.09eV B.10.20eV C.1.89eV D.1.5leV2.（2020年北京市普通高中學業(yè)水平等級性考試物理）2.氫原子能級示意如圖?，F(xiàn)有大量氫原子處于能級上，下列說法正確的是（）A.這些原子躍遷過程中最多可輻射出2種頻率的光子B.從能級躍遷到能級比躍遷到能級輻射的光子頻率低C.從能級躍遷到能級需吸收的能量D.能級氫原子電離至少需要吸收的能量3.（多選）（2020年1月浙江省普通高等學校招生考試）14．由玻爾原子模型求得氫原子能級如圖所示，已知可見光的光子能量在1.62eV到3.11eV之間，則第1第14題圖A．氫原子從高能級向低能級躍遷時可能輻射出γ射線B．氫原子從n=3的能級向n=2的能級躍遷時會輻射出紅外線C．處于n=3能級的氫原子可以吸收任意頻率的紫外線并發(fā)生電離D．大量氫原子從n=4能級向低能級躍遷時可輻射出2種頻率的可見光4.(多選)(2022·山東省菏澤市高三下二模)原來靜止在勻強磁場中的某種放射性元素的原子核，衰變后產(chǎn)生的新核Y和α粒子在磁場中運動徑跡如圖所示，假定原子核eq\o\al(A,Z)X衰變時釋放的核能全部轉化為Y核和α粒子的動能，已知Y核的動能為E0，光速為c，下列說法正確的是()A．衰變方程為eq\o\al(A,Z)X→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(A－4,Z－2)Y，其中α粒子由X核中兩個中子和兩個質(zhì)子結合而成B．Y核和α粒子在磁場中運動方向都為逆時針方向C．該反應中質(zhì)量虧損為eq\f(AEα,4c2)D．Y核和α粒子運動的半徑之比為(Z－2)∶25.（2021年河北普通高中學業(yè)水平選擇性考試）1．銀河系中存在大量的鋁同位素。核衰變的衰變方程為，測得核的半衰期為72萬年，下列說法正確的是（）A．核的質(zhì)量等于核的質(zhì)量B．核的中子數(shù)大于核的中子數(shù)C．將鋁同位素放置在低溫低壓的環(huán)境中，其半衰期不變D．銀河系中現(xiàn)有的鋁同位素將在144萬年后全部衰變?yōu)?.（2021福建省新高考適應性測試）4.已知某種核電池的電能由Pu衰變釋放的能量提供，該衰變方程形式上可表示為Pu→。某次由靜止Pu衰變釋放的能量為E，射出的α粒子動能是Eα，假定Pu衰變釋放的能量全部轉化為新核和α粒子的動能。則（）A.A=234，Z=92，B.A=234，Z=92，C.A=236，Z=94，D.A=236，Z=94，7.（2021年重慶市普通高等學校招生適應性考試）2.下列核反應方程正確的是（）A. B.C. D.8.（2021年湖南省普通高中學業(yè)水平選擇性考試）1.核廢料具有很強的放射性，需要妥善處理。下列說法正確的是（）A.放射性元素經(jīng)過兩個完整的半衰期后，將完全衰變殆盡B.原子核衰變時電荷數(shù)守恒，質(zhì)量數(shù)不守恒C.改變壓力、溫度或濃度，將改變放射性元素的半衰期D.過量放射性輻射對人體組織有破壞作用，但輻射強度在安全劑量內(nèi)則沒有傷害9.（2021年山東省普通高中學業(yè)水平選擇性考試）1．在測定年代較近的湖泊沉積物形成年份時，常利用沉積物中半衰期較短的，其衰變方程為。以下說法正確的是（）A．衰變方程中的X是電子B．升高溫度可以加快的衰變C．與的質(zhì)量差等于衰變的質(zhì)量虧損D．方程中的X來自于內(nèi)質(zhì)子向中子的轉化10.（多選）（2020年全國普通高等學校招生考試新課標Ⅰ）6.下列核反應方程中，X1，X2，X3，X4代表α粒子的有（）A. B.C. D.11.（多選）（2020年全國普通高等學校招生考試新課標Ⅲ）6.1934年，約里奧—居里夫婦用α粒子轟擊鋁箔，首次產(chǎn)生了人工放射性同位素X，反應方程為：。X會衰變成原子核Y，衰變方程為，則（）A.X的質(zhì)量數(shù)與Y的質(zhì)量數(shù)相等 B.X的電荷數(shù)比Y的電荷數(shù)少1C.X的電荷數(shù)比的電荷數(shù)多2 D.X的質(zhì)量數(shù)與的質(zhì)量數(shù)相等12.（2020年1月浙江省普通高等學校招生考試）4．下列說法正確的是A．α射線的穿透能力比γ射線強 B．天然放射現(xiàn)象說明原子具有復雜的結構C．核聚變中平均每個核子放出的能量比裂變中平均每個核子的小 D．半衰期跟放射性元素以單質(zhì)或化合物形式存在無關13.（2020年山東省普通高等學校招生考試）2.氚核發(fā)生β衰變成為氦核。假設含氚材料中發(fā)生β衰變產(chǎn)生的電子可以全部定向移動，在3.2104s時間內(nèi)形成的平均電流為5.010-8A。已知電子電荷量為1.610-19C，在這段時間內(nèi)發(fā)生β衰變的氚核的個數(shù)為（）A. B. C. D.14.（多選）（2020年浙江省高三7月普通高中學業(yè)水平等級性考試物理）14.太陽輻射的總功率約為，其輻射的能量來自于聚變反應。在聚變反應中，一個質(zhì)量為（c為真空中的光速）的氘核（）和一個質(zhì)量為的氚核（）結合為一個質(zhì)量為的氦核（），并放出一個X粒子，同時釋放大約的能量。下列說法正確的是（）A.X粒子是質(zhì)子B.X粒子的質(zhì)量為C.太陽每秒因為輻射損失的質(zhì)量約為D.太陽每秒因為輻射損失的質(zhì)量約為15.（多選）（2019年浙江省上半年高考試題）14.波長為λ1和λ2的兩束可見光入射到雙縫，在光屏上觀察到干涉條紋，其中波長為λ1的光的條紋間距大于波長為λ2的條紋間距．則（下列表述中，腳標“1”和“2”分別代表波長為λ1和λ2的光所對應的物理量）A.這兩束光的光子的動量p1＞p2B.這兩束光從玻璃射向真空時，其臨界角C1＞C2C.這兩束光都能使某種金屬發(fā)生光電效應，則遏止電壓U1＞U2D.這兩束光由氫原子從不同激發(fā)態(tài)躍遷到n＝2能級時產(chǎn)生，則相應激發(fā)態(tài)的電離能△E1＞△E216.（多選）（2019年浙江省上半年高考試題）15.靜止在勻強磁場中原子核X發(fā)生α衰變后變成新原子核Y．已知核X的質(zhì)量數(shù)為A，電荷數(shù)為Z，核X、核Y和α粒子的質(zhì)量分別為mX、mY和mα，α粒子在磁場中運動的半徑為R．則A.衰變方程可表示為 B.核Y的結合能為（mx-my-mα）c2C.核Y在磁場中運動的半徑為 D.核Y的動能為17.（多選）（2019年11月浙江省高考試題）14.處于較高能級的氫原子向較低能級躍遷時，能輻射出a、b兩種可見光，a光照射某金屬表面時有光電子逸出，b光照射該金屬表面時沒有光電子逸出，則（）A.以相同的入射角射向一平行玻璃磚，a光的側移量小于b光的B.垂直入射到同一單縫衍射裝置，a光的衍射中央亮條紋寬度小于b光的C.a光和b光的頻率之比可能是20/27D.a光子的動量大于b光子的18.（多選）（2019年天津高考試題）6.我國核聚變反應研究大科學裝置“人造太陽”2018年獲得重大突破，等離子體中心電子溫度首次達到1億度，為人類開發(fā)利用核聚變能源奠定了重要的技術基礎。下列關于聚變的說法正確的是（）A.核聚變比核裂變更為安全、清潔B.任何兩個原子核都可以發(fā)生聚變C.兩個輕核結合成質(zhì)量較大的核，總質(zhì)量較聚變前增加D.兩個輕核結合成質(zhì)量較大的核，核子的比結合能增加19.（2018年天津市高考卷試題）5.氫原子光譜在可見光區(qū)域內(nèi)有四條譜線，都是氫原子中電子從量子數(shù)n>2的能級躍遷到n=2的能級發(fā)出的光，它們在真空中的波長由長到短，可以判定A.對應的前后能級之差最小B.同一介質(zhì)對的折射率最大C.同一介質(zhì)中的傳播速度最大D.用照射某一金屬能發(fā)生光電效應，則也一定能20.（多選）（2019年11月浙江省高考試題）15.一個鈹原子核（47Be）俘獲一個核外電子（通常是最靠近原子核的K殼層的電子）后發(fā)生衰變，生成一個鋰核（37Li），并放出一個不帶電的質(zhì)量接近零的中微子νe，人們把這種衰變稱為“K俘獲”。靜止的鈹核發(fā)生零“K俘獲”，其核反應方程為47Be+?10e?A.中微子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)均為零B.鋰核（37LC.中微子與鋰核（37D.中微子與鋰核（3721.（2018年天津市高考卷試題）1.國家大科學過程——中國散裂中子源（CSNS）于2017年8月28日首次打靶成功，獲得中子束流，可以為諸多領域的研究和工業(yè)應用提供先進的研究平臺，下列核反應中放出的粒子為中子的是A.俘獲一個α粒子，產(chǎn)生并放出一個粒子B.俘獲一個α粒子，產(chǎn)生并放出一個粒子C.俘獲一個質(zhì)子，產(chǎn)生并放出一個粒子D.俘獲一個質(zhì)子，產(chǎn)生并放出一個粒子22.（湖南省2022年普通高中學業(yè)水平等級考試4.）1932年，查德威克用未知射線轟擊氫核，發(fā)現(xiàn)這種射線是由質(zhì)量與質(zhì)子大致相等的中性粒子（即中子）組成。如圖，中子以速度分別碰撞靜止的氫核和氮核，碰撞后氫核和氮核的速度分別為和。設碰撞為彈性正碰，不考慮相對論效應，下列說法正確的是（）

A.碰撞后氮核的動量比氫核的小 B.碰撞后氮核的動能比氫核的小C.大于 D.大于1.（2021年海南省普通高中學業(yè)水平選擇性考試）5．1932年，考克饒夫和瓦爾頓用質(zhì)子加速器進行人工核蛻變實驗，驗證了質(zhì)能關系的正確性．在實驗中，鋰原子核俘獲一個質(zhì)子后成為不穩(wěn)定的鈹原子核，隨后又蛻變?yōu)閮蓚€原子核，核反應方程為．已知、、X的質(zhì)量分別為、、，光在真空中的傳播速度為c，則在該核反應中（）A．質(zhì)量虧損B．釋放的核能C．鈹原子核內(nèi)的中子數(shù)是5D．X表示的是氚原子核2.（2021年湖北省普通高中學業(yè)水平選擇性考試）1、20世紀60年代，我國以國防為主的尖端科技取得了突破性的發(fā)展。1964年，我國第一顆原子彈試爆成功；1967年，我國第一顆氫彈試爆成功。關于原子彈和氫彈，下列說法正確的是（）A.原子彈和氫彈都是根據(jù)核裂變原理研制的B.原子彈和氫彈都是根據(jù)核聚變原理研制的C.原子彈是根據(jù)核裂變原理研制的，氫彈是根據(jù)核聚變原理研制的D.原子彈是根據(jù)核聚變原理研制的，氫彈是根據(jù)核裂變原理研制的3.（2021年廣東省普通高中學業(yè)水平選擇性考試）1.科學家發(fā)現(xiàn)銀河系中存在大量的放射性同位素鋁26，鋁26的半衰期為72萬年，其衰變方程為，下列說法正確的是（）A.Y是氦核B.Y是質(zhì)子C.再經(jīng)過72萬年，現(xiàn)有的鋁26衰變一半D.再經(jīng)過144萬年，現(xiàn)有的鋁26全部衰變4.（2021年浙江省6月普通高中學業(yè)水平選擇性考試）1.據(jù)《自然》雜志2021年5月17日報道，中國科學家在稻城“拉索”基地（如圖）探測到迄今為止最高能量的射線，能量值為，即（）

A. B. C. D.5.（多選）（2021年浙江省6月普通高中學業(yè)水平選擇性考試）對四個核反應方程（1）；（2）；（3）；（4）。下列說法正確的是（）A.（1）（2）式核反應沒有釋放能量B.（1）（2）（3）式均是原子核衰變方程C.（3）式是人類第一次實現(xiàn)原子核轉變的方程D.利用激光引發(fā)可控的（4）式核聚變是正在嘗試的技術之一6.（2021年江蘇省普通高中學業(yè)水平選擇性考試）1．用“中子活化”技術分析某樣品的成分，中子轟擊樣品中的產(chǎn)生和另一種粒子X，則X是（）A、質(zhì)子B、粒子C、粒子D、正電子7.（2021年北京市普通高中學業(yè)水平選擇性考試）1．硼（B）中子俘獲治療是目前最先進的癌癥治療手段之一。治療時先給病人注射一種含硼的藥物，隨后用中子照射，硼俘獲中子后，產(chǎn)生高殺傷力的α粒子和鋰（Li）離子。這個核反應的方程是A． B．C． D．8.（2021年1月福建省普通高中學業(yè)水平選擇性考試9.）（4分）核污水中常含有氚等放射性核素，處置不當將嚴重威脅人類安全.氚衰變的半衰期長達12.5年，衰變方程為其中是質(zhì)量可忽略不計的中性粒子，Z=__________，A=__________.若將含有質(zhì)量為m的氚的核污水排入大海，即使經(jīng)過50年，排入海中的氚還剩__________m（用分數(shù)表示）.9.（2019年江蘇省高考試題）13.100年前，盧瑟福用α粒子轟擊氮核打出了質(zhì)子．后來，人們用α粒子轟擊核也打出了質(zhì)子：；該反應中的X是______（選填“電子”“正電子”或“中子”）．此后，對原子核反應的持續(xù)研究為核能利用提供了可能．目前人類獲得核能的主要方式是_______（選填“核衰變”“核裂變”或“核聚變”）．10.（2018年江蘇省高考卷試題）（1）已知A和B兩種放射性元素的半衰期分別為T和2T，則相同質(zhì)量的A和B經(jīng)過2T后，剩有的A和B質(zhì)量之比為．（A）1:4（B）1:2（C）2:1（D）4:111.（2018年江蘇省高考卷試題）（2）光電效應實驗中，用波長為的單色光A照射某金屬板時，剛好有光電子從金屬表面逸出．當波長為的單色光B照射該金屬板時，光電子的最大初動能為，A、B兩種光子的動量之比為．（已知普朗克常量為h、光速為c）考點49原子結構和原子核新課程標準1.通過對氫原子光譜的分析，了解原子的能級結構。2．了解原子核的組成和核力的性質(zhì)。知道四種基本相互作用。能根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒寫出核反應方程。3．了解放射性和原子核衰變。知道半衰期及其統(tǒng)計意義。了解放射性同位素的應用，知道射線的危害與防護。4．認識原子核的結合能，了解核裂變反應和核聚變反應。關注核技術應用對人類生活和社會發(fā)展的影響。5．了解人類對物質(zhì)結構的探索歷程。命題趨勢考查內(nèi)容集中且固定，主要圍繞氫原子的躍遷、原子核的衰變、核反應方程等命題。氫原子躍遷有所考查。題目綜合性不強，相對基礎簡單，主要考查學生對基本概念的掌握。試題情境生活實踐類醫(yī)用放射性核素、霓虹燈、氖管、原子鐘、威耳遜云室、射線測厚儀、原子彈、反應堆與核電站、太陽、氫彈、環(huán)流器裝置等學習探究類氫原子光譜、原子的能級結構、射線的危害與防護、原子核的結合能、核裂變反應和核聚變反應等考向一玻爾理論能級躍遷考向二原子核的衰變、半衰期考向三核反應及核反應方程式考向四質(zhì)量虧損、結合能及核能的計算考向一玻爾理論能級躍遷一、玻爾的原子模型1.玻爾理論的三條假設(1)定態(tài)假設：原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中，在這些能量狀態(tài)中原子是穩(wěn)定的，電子雖然繞核運動，但并不向外輻射能量。(2)躍遷假設：原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)時，它輻射或吸收一定頻率的光子，光子的能量由這兩個定態(tài)的能量差決定，即hν＝Em－En。(h是普朗克常量，h＝6.63×10－34J·s)(3)軌道假設：原子的不同能量狀態(tài)跟電子在不同的圓周軌道繞核運動相對應。原子的定態(tài)是不連續(xù)的，因此電子的可能軌道也是不連續(xù)的。2.氫原子的能級、能級公式(1)能級公式：En＝eq\f(1,n2)E1(n＝1，2，3，…)，其中基態(tài)能量E1最低，其數(shù)值為－13.6eV。(2)軌道半徑公式：rn＝n2r1(n＝1，2，3，…)，其中r1為基態(tài)半徑，又稱玻爾半徑，其數(shù)值為r1＝0.53×10－10m。二、對原子能級躍遷的頻率條件hν＝En－Em的說明(1)原子能級躍遷的頻率條件hν＝En－Em只適用于原子在各定態(tài)之間躍遷的情況。(2)當光子能量大于或等于13.6eV(或|En|)時，也可以被處于基態(tài)(或n能級)的氫原子吸收，使氫原子電離。(3)原子還可吸收外來實物粒子(例如自由電子)的能量而被激發(fā)。由于實物粒子的動能可全部或部分被原子吸收，所以當入射粒子的能量大于或等于兩能級的能量差值(E≥En－Em)，則原子可能發(fā)生能級躍遷。二．躍遷中兩個易混問題(1)一群原子和一個原子氫原子核外只有一個電子，這個電子在某個時刻只能處在某一個可能的軌道上，在某段時間內(nèi)，由某一軌道躍遷到另一個軌道時，可能的情況只有一種，但是如果有大量的氫原子，這些原子的核外電子躍遷時就會有各種情況出現(xiàn)了。(2)直接躍遷與間接躍遷原子從一種能量狀態(tài)躍遷到另一種能量狀態(tài)時，有時可能是直接躍遷，有時可能是間接躍遷。兩種情況下輻射(或吸收)光子的能量是不同的。直接躍遷時輻射(或吸收)光子的能量等于間接躍遷時輻射(或吸收)的所有光子的能量和。三．氫原子躍遷時電子動能、電勢能與原子能量的變化規(guī)律(1)電子動能變化規(guī)律①從公式上判斷，電子繞氫原子核運動時靜電力提供向心力，即keq\f(e2,r2)＝meq\f(v2,r)，所以Ekn＝eq\f(ke2,2rn)，隨r增大而減小。②從庫侖力做功上判斷，當軌道半徑增大時，庫侖引力做負功，故電子的動能減小。反之，當軌道半徑減小時，庫侖引力做正功，電子的動能增大。(2)原子的電勢能的變化規(guī)律①通過庫侖力做功判斷，當軌道半徑增大時，庫侖引力做負功，原子的電勢能增大。反之，當軌道半徑減小時，庫侖引力做正功，原子的電勢能減小。②利用原子能量公式En＝Ekn＋Epn判斷，當軌道半徑增大時，原子能量增大，電子動能減小，原子的電勢能增大。反之，當軌道半徑減小時，原子能量減小，電子動能增大，原子的電勢能減小?！镜淅?】（2022年6月浙江省普通高中學業(yè)水平等級性考試）7.如圖為氫原子的能級圖。大量氫原子處于n=3的激發(fā)態(tài)，在向低能級躍遷時放出光子，用這些光子照射逸出功為2.29eV的金屬鈉。下列說法正確的是（）A.逸出光電子的最大初動能為10.80eVB.n=3躍遷到n=1放出的光子動量最大C.有3種頻率的光子能使金屬鈉產(chǎn)生光電效應D.用0.85eV的光子照射，氫原子躍遷到n=4激發(fā)態(tài)【答案】B【解析】A．從n=3躍遷到n=1放出的光電子能量最大，根據(jù)可得此時最大初動能為故A錯誤；B．根據(jù)又因為從n=3躍遷到n=1放出的光子能量最大，故可知動量最大，故B正確；C．大量氫原子從n=3的激發(fā)態(tài)躍遷基態(tài)能放出種頻率的光子，其中從n=3躍遷到n=2放出的光子能量為不能使金屬鈉產(chǎn)生光電效應，其他兩種均可以，故C錯誤；D．由于從n=3躍遷到n=4能級需要吸收的光子能量為所以用0.85eV的光子照射，不能使氫原子躍遷到n=4激發(fā)態(tài)，故D錯誤。故選B。【典例2】（2021河北省新高考適應性測試）14.在弗蘭克-赫茲實驗中，電子碰撞原子，原子吸收電子的動能從低能級躍遷到高能級。假設改用質(zhì)子碰撞氫原子來實現(xiàn)氫原子的能級躍遷，實驗裝置如圖1所示。緊靠電極A的O點處的質(zhì)子經(jīng)電壓為U1的電極AB加速后，進入兩金屬網(wǎng)電極B和C之間的等勢區(qū)。在BC區(qū)質(zhì)子與靜止的氫原子發(fā)生碰撞，氫原子吸收能量由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)。質(zhì)子在碰撞后繼續(xù)運動進入CD減速區(qū)，若質(zhì)子能夠到達電極D，則在電流表上可以觀測到電流脈沖。已知質(zhì)子質(zhì)量mp與氫原子質(zhì)量mH均為m，質(zhì)子的電荷量為e，氫原子能級圖如圖2所示，忽略質(zhì)子在O點時的初速度，質(zhì)子和氫原子只發(fā)生一次正碰。(1)求質(zhì)子到達電極B時的速度v0；(2)假定質(zhì)子和氫原子碰撞時，質(zhì)子初動能被氫原子吸收用于能級躍遷。要出現(xiàn)電流脈沖，求CD間電壓U2與U1應滿足的關系式；(3)要使碰撞后氫原子從基態(tài)躍遷到第一激發(fā)態(tài)，求U1的最小值。

【答案】(1)；(2)；(3)【解析】(1)根據(jù)動能定理解得質(zhì)子到達電極B時的速度(2)質(zhì)子和氫原子碰撞，設碰后質(zhì)子速度為，氫原子速度為，動量守恒能量守恒解得，在減速區(qū)聯(lián)立解得：(3)要使碰撞后氫原子從基態(tài)躍遷到第一激發(fā)態(tài)，則需要能量最小為碰撞過程，分析可知，當時，損失機械能最大，被吸收的最大，此時解得練習1、（2022年廣東省普通高中學業(yè)水平選擇性考試5）目前科學家已經(jīng)能夠制備出能量量子數(shù)n較大的氫原子。氫原子第n能級的能量為，其中。圖是按能量排列的電磁波譜，要使的氫原子吸收一個光子后，恰好失去一個電子變成氫離子，被吸收的光子是（）A.紅外線波段的光子 B.可見光波段的光子C.紫外線波段的光子 D.X射線波段的光子【答案】A【解析】要使處于n=20的氫原子吸收一個光子后恰好失去一個電子變成氫離子，則需要吸收光子的能量為則被吸收的光子是紅外線波段的光子。故選A。練習2、（2021廣東省新高考適應性測試）1.原子從高能級向低能級躍遷產(chǎn)生光子，將頻率相同的光子匯聚可形成激光。下列說法正確的是（）A.頻率相同的光子能量相同B.原子躍遷發(fā)射的光子頻率連續(xù)C.原子躍遷只產(chǎn)生單一頻率的光子D.激光照射金屬板不可能發(fā)生光電效應【答案】A【解析】A．根據(jù)可知，頻率相同的光子能量相同，故A正確；B．原子從一個定態(tài)躍遷到另一個定態(tài)時，原子輻射一定頻率的光子，光子的能量由這兩種定態(tài)的能量差決定。電子軌道是量子化，能量是量子化的，故而頻率是不連續(xù)的。這也就成功解釋了氫原子光譜不連續(xù)的特點——頻率不連續(xù)特點，故B錯誤；C．原子在不同的軌道之間躍遷產(chǎn)生不同頻率的光子，故C錯誤；D．根據(jù)可知，激光光子的能量大于金屬板的逸出功時，照射金屬板即可發(fā)生光電效應，故D錯誤?！厩蓪W妙記】解答氫原子能級圖與原子躍遷問題的注意事項解答氫原子能級圖與原子躍遷問題的注意事項(1)氫原子處在各能級的能量值是負值。(2)注意區(qū)分氫原子吸收光子和實物粒子的能量的條件，區(qū)分定態(tài)間躍遷和電離。(3)氫原子自發(fā)躍遷譜線條數(shù)的計算①一個處于n能級的氫原子躍遷時可能發(fā)出的光譜線條數(shù)最多為(n－1)。②一群處于n能級的氫原子躍遷時可能發(fā)出的光譜線條數(shù)a．用數(shù)學中的組合知識求解：N＝Ceq\o\al(2,n)＝eq\f(nn－1,2)。b．利用能級圖求解：在氫原子能級圖中將氫原子躍遷的各種可能情況一一畫出，然后相加?？枷蚨雍说乃プ?、半衰期1.天然放射現(xiàn)象元素自發(fā)地放出射線的現(xiàn)象，首先由貝克勒爾發(fā)現(xiàn)。天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，說明原子核具有復雜的結構。2.原子核的組成：原子核是由質(zhì)子和中子組成的，原子核的電荷數(shù)等于核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)。3.原子核的衰變(1)衰變：原子核放出α粒子或β粒子，變成另一種原子核的變化。(2)分類：α衰變：eq\o\al(A,Z)X→eq\o\al(A－4,Z－2)Y＋eq\o\al(4,2)He，如：eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)Heβ衰變：eq\o\al(A,Z)X→eq\o\al(A,Z＋1)Y＋eq\o\al(0,－1)e，如：eq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(234,91)Pa＋eq\o\al(0,－1)e(3)半衰期：放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時間。半衰期由原子核內(nèi)部的因素決定，跟原子所處的物理、化學狀態(tài)無關。4.放射性同位素(1)放射性同位素：有天然放射性同位素和人工放射性同位素兩類，放射性同位素的化學性質(zhì)相同。(2)應用：消除靜電、工業(yè)探傷、做示蹤原子等。(3)防護：防止放射性對人體組織的傷害。5.衰變規(guī)律及實質(zhì)(1)α衰變和β衰變的比較衰變類型α衰變β衰變衰變過程eq\o\al(A,Z)X→eq\o\al(A－4,Z－2)Y＋eq\o\al(4,2)Heeq\o\al(A,Z)X→eq\o\al(A,Z＋1)Y＋eq\o\al(0,－1)e衰變實質(zhì)2個質(zhì)子和2個中子結合成一個整體射出1個中子轉化為1個質(zhì)子和1個電子2eq\o\al(1,1)H＋2eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(4,2)Heeq\o\al(1,0)n→eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(0,－1)e勻強磁場中軌跡形狀衰變規(guī)律電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒、動量守恒(2)γ射線：γ射線經(jīng)常伴隨著α衰變或β衰變同時產(chǎn)生。其實質(zhì)是放射性原子核在發(fā)生α衰變或β衰變的過程中，產(chǎn)生的新核由于具有過多的能量(原子核處于激發(fā)態(tài))而輻射出光子。6.確定衰變次數(shù)的方法因為β衰變對質(zhì)量數(shù)無影響，所以先由質(zhì)量數(shù)的改變確定α衰變的次數(shù)，然后再根據(jù)衰變規(guī)律確定β衰變的次數(shù)。7.半衰期(1)公式：N余＝N原eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\s\up6(\f(t,τ))，m余＝m原eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\s\up6(\f(t,τ))。(2)影響因素：放射性元素衰變的快慢是由原子核內(nèi)部自身因素決定的，跟原子所處的物理狀態(tài)(如溫度、壓強)或化學狀態(tài)(如單質(zhì)、化合物)無關。（3）．確定衰變次數(shù)的方法①設放射性元素eq\o\al(A,Z)X經(jīng)過n次α衰變和m次β衰變后，變成穩(wěn)定的新元素eq\o\al(A′,Z′)Y，則表示該衰變的方程為eq\o\al(A,Z)X→eq\o\al(A′,Z′)Y＋neq\o\al(4,2)He＋meq\o\al(0,－1)e。根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可列方程A＝A′＋4nZ＝Z′＋2n－m。②因為β衰變對質(zhì)量數(shù)無影響，故先由質(zhì)量數(shù)的改變確定α衰變的次數(shù)，然后再根據(jù)電荷數(shù)的改變確定β衰變的次數(shù)。2．對半衰期的理解①半衰期是統(tǒng)計規(guī)律，描述的是大量原子核衰變的規(guī)律。②放射性元素衰變的快慢是由核內(nèi)部自身的因素決定的，跟原子所處的化學狀態(tài)(如單質(zhì)、化合物)和外部條件(如溫度、壓強)無關。3.衰變中的動量問題：滿足動量守恒定律?！镜淅?】（2022年全國高考甲卷物理試題4.）兩種放射性元素的半衰期分別為和，在時刻這兩種元素的原子核總數(shù)為N，在時刻，尚未衰變的原子核總數(shù)為，則在時刻，尚未衰變的原子核總數(shù)為（）A. B. C. D.【答案】C【解析】根據(jù)題意設半衰期為t0的元素原子核數(shù)為x，另一種元素原子核數(shù)為y，依題意有經(jīng)歷2t0后有聯(lián)立可得，在時，原子核數(shù)為x的元素經(jīng)歷了4個半衰期，原子核數(shù)為y的元素經(jīng)歷了2個半衰期，則此時未衰變的原子核總數(shù)為故選C?！镜淅?】（2022年山東省普通高中學業(yè)水平等級性考試1.）碘125衰變時產(chǎn)生射線，醫(yī)學上利用此特性可治療某些疾病。碘125的半衰期為60天，若將一定質(zhì)量的碘125植入患者病灶組織，經(jīng)過180天剩余碘125的質(zhì)量為剛植入時的（）A. B. C. D.【答案】B【解析】設剛植入時碘的質(zhì)量為，經(jīng)過180天后的質(zhì)量為m，根據(jù)代入數(shù)據(jù)解得故選B。練習3、（2021年高考全國甲卷17）如圖，一個原子核X經(jīng)圖中所示的一系列、衰變后，生成穩(wěn)定的原子核Y，在此過程中放射出電子的總個數(shù)為（）A.6 B.8 C.10 D.14【答案】A【解析】由圖分析可知，核反應方程為設經(jīng)過次衰變，次衰變。由電荷數(shù)與質(zhì)量數(shù)守恒可得；解得，故放出6個電子故選A。練習4、（2021年全國普通高等學校招生乙卷17）醫(yī)學治療中常用放射性核素產(chǎn)生γ射線，而是由半衰期相對較長的衰變產(chǎn)生的。對于質(zhì)量為的，經(jīng)過時間后剩余的質(zhì)量為，其圖線如圖所示。從圖中可以得到的半衰期為（） A.67.3dB.101.0d C.115.1dD.124.9d【答案】C【關鍵能力】本題通過題中給出的——t圖像，考查考生對——t圖像和半衰期的理解能力?！窘馕觥款}中給出的——t圖像是向下凹的曲線，=1/2對應的時間小于d=124.94d，且與124.94d相差不會太大，所以可以排除ABD選項，選擇C?！疽活}多解】解答本題可以在——t圖像上作出=1/2直線，該直線與——t圖像的交點對應的橫坐標即為半衰期，可以判斷出選項C正確?！厩蓪W妙記】1．原子核衰變、半衰期的易錯點1．原子核衰變、半衰期的易錯點(1)半衰期是一個統(tǒng)計規(guī)律，只有對大量的原子核才成立，對少數(shù)的原子核無意義。(2)經(jīng)過一個半衰期，有半數(shù)原子核發(fā)生衰變變?yōu)槠渌镔|(zhì)，而不是消失。(3)衰變的快慢由原子核內(nèi)部因素決定，跟原子所處的外部條件及所處化學狀態(tài)無關。2．原子核衰變過程中，α粒子、β粒子和新原子核在磁場中的軌跡靜止的原子核在勻強磁場中自發(fā)衰變，其軌跡為兩相切圓，α衰變時兩圓外切，β衰變時兩圓內(nèi)切，根據(jù)動量守恒定律m1v1＝m2v2和r＝eq\f(mv,qB)知，半徑小的為新核，半徑大的為α粒子或β粒子其特點對比如下：α衰變，兩圓外切，α粒子軌跡半徑大β衰變，兩圓內(nèi)切，β粒子軌跡半徑大考向三核反應及核反應方程式1．衰變方程及核反應方程的理解(1)衰變及核反應過程一般都是不可逆的，所以衰變及核反應方程只能用單向箭頭“→”連接并表示反應方向，不能用等號連接。(2)衰變及核反應的生成物一定要以實驗為基礎，不能憑空只依據(jù)兩個守恒規(guī)律杜撰出生成物來寫衰變及核反應方程。(3)衰變及核反應遵循質(zhì)量數(shù)守恒而不是質(zhì)量守恒，衰變及核反應過程中總質(zhì)量一般會發(fā)生變化。(4)衰變及核反應遵循電荷數(shù)守恒。2．衰變及三種核反應類型的特征(1)衰變：原子核自發(fā)地放出α粒子或β粒子并生成一個新核。特征是方程左邊只有一個原子核，生成物有α粒子或β粒子。(2)人工轉變：用粒子轟擊原子核產(chǎn)生新的原子核。特征是有粒子轟擊。(3)裂變：用粒子轟擊重核，產(chǎn)生幾個中等質(zhì)量的核。特征是方程左邊必須有轟擊粒子和重核，且生成物有幾個中等核。(4)聚變：兩個輕核結合成較重的核。特征是方程左邊有兩個輕核，方程右邊有較重的核生成。3．有關衰變方程及核反應方程的主要題型(1)判斷衰變或核反應的生成物。(2)判斷衰變或核反應類型。(3)判斷衰變或核反應是否成立。類型可控性核反應方程典例衰變α衰變自發(fā)eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)Heβ衰變自發(fā)eq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(234,91)Pa＋eq\o\al(0,－1)e人工轉變?nèi)斯た刂芿q\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)H(盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子)eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(9,4)Be→eq\o\al(12,6)C＋eq\o\al(1,0)n(查德威克發(fā)現(xiàn)中子)eq\o\al(27,13)Al＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)n(約里奧—居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性同位素，同時發(fā)現(xiàn)正電子)eq\o\al(30,15)P→eq\o\al(30,14)Si＋eq\o\al(0,＋1)e重核裂變較易進行人工控制eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)neq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(136,54)Xe＋eq\o\al(90,38)Sr＋10eq\o\al(1,0)n輕核聚變很難控制eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n2.核反應方程式的書寫(1)熟記常見基本粒子的符號，是正確書寫核反應方程的基礎．如質(zhì)子(eq\o\al(1,1)H)、中子(eq\o\al(1,0)n)、α粒子(eq\o\al(4,2)He)、β粒子(eq\o\al(0,－1)e)、正電子(eq\o\al(0,＋1)e)、氘核(eq\o\al(2,1)H)、氚核(eq\o\al(3,1)H)等．(2)掌握核反應方程遵守的規(guī)律，是正確書寫核反應方程或判斷某個核反應方程是否正確的依據(jù)，由于核反應不可逆，所以書寫核反應方程式時只能用“→”表示反應方向．【典例5】（湖北省2022年普通高中學業(yè)水平等級考試）1.上世紀四十年代初，我國科學家王淦昌先生首先提出證明中微子存在實驗方案：如果靜止原子核俘獲核外K層電子e，可生成一個新原子核X，并放出中微子νe，即。根據(jù)核反應后原子核X的動能和動量，可以間接測量中微子的能量和動量，進而確定中微子的存在。下列說法正確的是（）A.原子核X是 B.核反應前后的總質(zhì)子數(shù)不變C.核反應前后總質(zhì)量數(shù)不同 D.中微子的電荷量與電子的相同【答案】A【解析】AC．根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒有，X的質(zhì)量數(shù)為7，電荷數(shù)為3，可知原子核X是，A正確、C錯誤；B．由選項A可知，原子核X是，則核反應方程為+→+，則反應前的總質(zhì)子數(shù)為4，反應后的總質(zhì)子數(shù)為3，B錯誤；D．中微子不帶電，則中微子的電荷量與電子的不相同，D錯誤。故選A?！镜淅?】（多選）（2022年6月浙江省普通高中學業(yè)水平等級性考試14.）秦山核電站生產(chǎn)的核反應方程為，其產(chǎn)物的衰變方程為。下列說法正確的是（）A.X是B.可以用作示蹤原子C.來自原子核外D.經(jīng)過一個半衰期，10個將剩下5個【答案】AB【解析】A．根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知，X的質(zhì)子數(shù)為1，中子數(shù)為1，即為，故A正確；B．常用的示蹤原子有：，，，故B正確；C．由原子核內(nèi)的一個中子轉化為一個質(zhì)子和一個電子，電子被釋放出來，所以來自原子核內(nèi)，故C錯誤；D．半衰期是一個統(tǒng)計規(guī)律，對于大量原子核衰變是成立的，個數(shù)較少時規(guī)律不成立，故D錯誤。故選AB。練習5、（2021年湖南省普通高等學校招生適應性考試）1.2020年12月4日，新一代“人造太陽”裝置——中國環(huán)流器二號M裝置（HL-2M）在成都建成并首次實現(xiàn)利用核聚變放電。下列方程中，正確的核聚變反應方程是（）A. B.C. D.【答案】A【解析】核聚變反應是兩輕核反應變成中等質(zhì)量的核。A．，是輕核聚變，故A正確；B．，此核反應反應物只有一個原子核且生成物由氦核，屬于衰變，故B錯誤；C．