2025年高考物理解密之21原子核與核技術(shù)

Page2025年高考物理解密之原子核與核技術(shù)一．選擇題（共10小題）1．（2024?開福區(qū)校級模擬）下列關(guān)于原子和原子核的說法正確的是A．粒子的穿透能力比粒子的穿透能力強(qiáng) B．天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)說明了原子有復(fù)雜的結(jié)構(gòu) C．紫外線照射到鋅板表面能夠發(fā)生光電效應(yīng)，則當(dāng)增大紫外線的照射強(qiáng)度時，從鋅板表面逸出的光電子的最大初動能不變 D．按照玻爾理論，氫原子由較高能級躍遷到較低能級，核外電子的動能和電勢能都減小2．（2025?邯鄲一模）核電站鈾核裂變的產(chǎn)物是多樣的。有一種典型的鈾核裂變是生成鋇和氪，核反應(yīng)方程是，已知鈾核的質(zhì)量為，鋇核的質(zhì)量為，氪核的質(zhì)量為，中子的質(zhì)量為，以下說法正確的是A．核反應(yīng)方程中的 B．該核反應(yīng)釋放的核能是 C．的比結(jié)合能大于（或的比結(jié)合能 D．目前部分高科技核電站已經(jīng)實(shí)現(xiàn)可控核聚變發(fā)電3．（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。該電池將衰變釋放的能量轉(zhuǎn)化為電能，衰變方程為，式中，是質(zhì)量可忽略不計的中性粒子，則表示的是A． B． C． D．4．（2024?深圳一模）科學(xué)家設(shè)想未來較為理想的可控核聚變反應(yīng)方程為，下列說法正確的是A．為 B．該方程為衰變方程 C．該反應(yīng)質(zhì)量數(shù)守恒 D．大亞灣核電站采用核聚變反應(yīng)發(fā)電5．（2024?梅州一模）如圖所示，2023年11月2日，日本東京電力公司啟動第三批福島核污染水排海。核污染水雖然經(jīng)過“多核素去除設(shè)備”處理，但核污染水中的氚很難被分離清除，氚會通過食物鏈在人體內(nèi)累積，對人的傷害將不可估量。其衰變方程為，半衰期為12.5年，下列說法正確的是A．衰變過程核子總質(zhì)量不變 B．衰變放出的是由原子核外電子受激發(fā)而產(chǎn)生 C．受核污染的海產(chǎn)品經(jīng)過高溫烹煮不能去除其放射性 D．在食物鏈傳遞過程中，其半衰期會逐漸縮短6．（2024?甲卷）氘核可通過一系列聚變反應(yīng)釋放能量，總的反應(yīng)效果可用表示，式中、的值分別為A．， B．， C．， D．，7．（2024?洛陽一模）圖像可以直觀地反映物理量之間的關(guān)系，如圖所示，甲圖是光電管中光電流與電壓關(guān)系圖像，乙圖是、兩種金屬遏止電壓與入射光頻率之間的關(guān)系圖像，丙圖是放射性元素氡的質(zhì)量和初始時質(zhì)量比值與時間之間的關(guān)系圖像，丁圖是原子核的比結(jié)合能與質(zhì)量數(shù)之間關(guān)系圖像，下列判斷正確的是A．甲圖中，光的波長大于光的波長 B．乙圖中，金屬的逸出功小于金屬的逸出功 C．丙圖中，每過3.8天要衰變掉質(zhì)量相同的氡 D．丁圖中，質(zhì)量數(shù)越大原子核越穩(wěn)定8．（2024?長春一模）自然界中的碳主要是碳12，也有少量的碳14。碳14具有放射性，能夠自發(fā)地進(jìn)行衰變而變成氮，碳14的半衰期為5730年。在考古和經(jīng)濟(jì)建設(shè)中可用碳14測定年代。以下說法正確的是A．射線是一種穿透能力極強(qiáng)的高頻電磁波 B．碳14的衰變方程為 C．當(dāng)環(huán)境溫度變化時，碳14的半衰期會發(fā)生改變，從而影響年代測定的結(jié)果 D．100個碳14原子核經(jīng)過11460年一定還剩下25個9．（2024?嘉興模擬）如圖所示的射線測厚儀采用放射性元素作為放射源，其發(fā)生衰變的半衰期為。則該測厚儀A．衰變產(chǎn)物為 B．衰變的原因是弱相互作用 C．用于監(jiān)測與控制鋼板厚度的最佳選擇是射線 D．放射源經(jīng)后剩余物質(zhì)的質(zhì)量為10．（2024?衡陽模擬）地球上只有百萬分之一的碳是以碳14形式存在于大氣中。能自發(fā)進(jìn)行衰變，關(guān)于發(fā)生衰變下列說法正確的是A．衰變放出的粒子來自于的核外電子 B．衰變放出的粒子帶負(fù)電，具有很強(qiáng)的電離能力 C．衰變產(chǎn)生的新核是 D．衰變產(chǎn)生的新核的比結(jié)合能比大二．多選題（共5小題）11．（2024?天津）中國釷基熔鹽堆即將建成小型實(shí)驗堆，為我國能源安全和可持續(xù)發(fā)展提供有力支持。反應(yīng)堆中涉及的核反應(yīng)方程有：①②，下列說法正確的是A．方程①中是中子 B．方程②中發(fā)生了衰變 C．受反應(yīng)堆高溫影響，的半衰期會變短 D．方程②釋放電子，說明電子是原子核的組成部分12．（2024?浙江模擬）已知原子核中核子平均質(zhì)量隨原子序數(shù)變化如右圖所示。下列說法正確的是A．裂變成和一定吸收核能 B．裂變成和一定釋放核能 C．和聚變成一定吸收核能 D．和聚變成一定釋放核能13．（2024?浙江二模）2023年8月24日，日本政府不顧周邊國家的反對執(zhí)意向海洋排放福島第一核電站的核污水，核污水中的放射性物質(zhì)會對海水產(chǎn)生長久的、風(fēng)險不可控的污染。如核污水中的具有放射性，其發(fā)生衰變時的核反應(yīng)方程為，該核反應(yīng)過程中放出的能量為。設(shè)的結(jié)合能為，的結(jié)合能為，的結(jié)合能為，已知光在真空中的傳播速度為，則下列說法正確的是A．的比結(jié)合能大于的比結(jié)合能 B．該核反應(yīng)過程中放出的能量 C．該核反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損可以表示為 D．衰變過程中放出的光子是由新原子核從高能級向低能級躍遷產(chǎn)生的14．（2024?和平區(qū)一模）下列對于原子及原子核結(jié)構(gòu)規(guī)律的研究，正確的是A．圖①中射線2的穿透能力最強(qiáng) B．圖②中鎘棒的作用是吸收中子以控制反應(yīng)速度 C．圖③中的實(shí)驗現(xiàn)象可得出原子核具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu) D．圖④中的核反應(yīng)屬于原子核的人工轉(zhuǎn)變15．（2024?泉州模擬）我國自主研發(fā)成功的玲龍一號核反應(yīng)堆正式亮相，是全球最小型的緊湊型核反應(yīng)堆，可為航母提供強(qiáng)大的動力。關(guān)于核反應(yīng)方程式，A．式中是質(zhì)子 B．式中是中子 C．式中 D．式中三．填空題（共5小題）16．（2024?倉山區(qū)校級模擬）2011年3月11日，日本福島核電站發(fā)生核泄漏事故，其中銫對核輻射的影響最大，其半衰期約為30年。（1）請寫出銫137發(fā)生衰變的核反應(yīng)方程已知53號元素是碘，56號元素是鋇。（2）若在該反應(yīng)過程中釋放的核能為，則該反應(yīng)過程中質(zhì)量虧損為（真空中的光速為。（3）泄漏出的銫137約要經(jīng)歷年才會有的原子核發(fā)生衰變。17．（2024?鯉城區(qū)校級模擬）全球首座球床模塊式高溫氣冷堆核電站—山東榮成石島灣高溫氣冷堆核電站示范工程送電成功，標(biāo)志著我國成為世界少數(shù)幾個掌握第四代核能技術(shù)的國家之一。目前核電站獲取核能的基本核反應(yīng)方程：，這個核反應(yīng)方程中的表示。這個核反應(yīng)釋放出大量核能；的比結(jié)合能（選填“大于”“等于”或“小于”的比結(jié)合能。已知、、、的質(zhì)量分別為、、、，真空中的光速為，這個核反應(yīng)中釋放的核能△。18．（2024?鯉城區(qū)校級二模）如圖所示關(guān)于原子核結(jié)構(gòu)探究的一個重要實(shí)驗示意圖，圖中放射性元素釙射出的①是粒子（選填“”或“”，科學(xué)家查德威克研究證實(shí)從金屬鈹射出的射線②是由組成的（選填“中子”或“射線”。鈹核發(fā)生的核反應(yīng)方程為。19．（2024?思明區(qū)校級模擬）太陽能量來源于太陽內(nèi)部氫核的聚變，設(shè)每次聚變反應(yīng)可以看作是4個氫核結(jié)合成1個氦核，同時釋放出正電子：已知?dú)浜说馁|(zhì)量為，氦核的質(zhì)量為，正電子的質(zhì)量為，真空中光速為。則每次核反應(yīng)中的質(zhì)量（選填“增加”、“減少”或“不變”；氦核的比結(jié)合能為。20．（2024?福州模擬）福建福清核電站采用我國完全自主研發(fā)的“華龍一號”反應(yīng)堆技術(shù)，建設(shè)了安全級別世界最高的機(jī)組。機(jī)組利用鈾235裂變釋放的能量發(fā)電，那么，鈾核經(jīng)過次衰變和次衰變變成鉛核，關(guān)于該過程，鈾核的比結(jié)合能比鉛核的比結(jié)合能（填“大”、“小”、“相等”。四．解答題（共5小題）21．（2024?武進(jìn)區(qū)校級模擬）掌握并采用核聚變產(chǎn)生能源是核物理中最具有前景的研究方向之一。太陽上的一種核反應(yīng)為兩個氘核聚變成一個核。已知氘核的質(zhì)量為，中子質(zhì)量為，核的質(zhì)量為。對應(yīng)。（1）寫出該核反應(yīng)方程；（2）計算上述核反應(yīng)中釋放的核能△（保留三位有效數(shù)字）；（3）若兩個氘核以相等的動能做對心碰撞即可發(fā)生上述核反應(yīng)，且釋放的核能全部轉(zhuǎn)化成動能，則反應(yīng)中生成的核和中子的動能各是多少？22．（2024?江寧區(qū)校級模擬）在磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場中，一個靜止的放射性原子核發(fā)生了一次衰變。放射出的粒子在與磁場垂直的平面內(nèi)做圓周運(yùn)動。以、分別表示粒子的質(zhì)量和電荷量。（1）放射性原子核用表示，新核的元素符號用表示，寫出該衰變的核反應(yīng)方程；（2）粒子的圓周運(yùn)動可以等效成一個環(huán)形電流，求環(huán)形電流大小。23．（2024?南關(guān)區(qū)校級模擬）如圖所示，在坐標(biāo)系的第一象限內(nèi)，分布著垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場（含坐標(biāo)軸），磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為。坐標(biāo)為的點(diǎn)處有一靜止的原子核發(fā)生了衰變，粒子的比荷為，放出的粒子以大小為的速度垂直磁場方向射入磁場中，方向與軸正方向成，剛好與軸相切而過，從軸射出。不計粒子重力及粒子與新原子核間相互作用，衰變后產(chǎn)生的新核為。（1）寫出衰變的核反應(yīng)方程；（2）求粒子離開磁場的速度。24．（2024?海門區(qū)校級二模）我國是國際熱核聚變研究領(lǐng)域的領(lǐng)先者之一。在某次核反應(yīng)中，一個氘核和一個氚核結(jié)合生成一個氦核，并放出一個粒子。已知氘核的比結(jié)合能為，氚核的比結(jié)合能為，該核反應(yīng)釋放的核能為△，真空中光速為。（1）寫出核反應(yīng)方程并求出質(zhì)量虧損；（2）求氦核的比結(jié)合能。25．（2024?荊州區(qū)校級四模）我國是國際熱核聚變研究領(lǐng)域的領(lǐng)先者之一。在某次核反應(yīng)中，一個氘核和一個氚核結(jié)合生成一個氦核，并放出一個粒子。已知氘核的比結(jié)合能為，氚核的比結(jié)合能為，該核反應(yīng)釋放的核能為△，真空中光速為。（1）寫出核反應(yīng)方程并求出質(zhì)量虧損；（2）求氦核的比結(jié)合能。

2025年高考物理解密之原子核與核技術(shù)參考答案與試題解析一．選擇題（共10小題）1．（2024?開福區(qū)校級模擬）下列關(guān)于原子和原子核的說法正確的是A．粒子的穿透能力比粒子的穿透能力強(qiáng) B．天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)說明了原子有復(fù)雜的結(jié)構(gòu) C．紫外線照射到鋅板表面能夠發(fā)生光電效應(yīng)，則當(dāng)增大紫外線的照射強(qiáng)度時，從鋅板表面逸出的光電子的最大初動能不變 D．按照玻爾理論，氫原子由較高能級躍遷到較低能級，核外電子的動能和電勢能都減小【答案】【考點(diǎn)】光電效應(yīng)的條件和判斷能否發(fā)生光電效應(yīng)；天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)及意義；分析能級躍遷過程中的能量變化（吸收或釋放能量）；、、射線的本質(zhì)及特點(diǎn)【專題】衰變和半衰期專題；歸納法；原子的能級結(jié)構(gòu)專題；定性思想；理解能力；光電效應(yīng)專題【分析】利用、、三種射線特點(diǎn)判斷；原子核內(nèi)部是有結(jié)構(gòu)；根據(jù)光電效應(yīng)方程，光電子的最大初動能和光照強(qiáng)度無關(guān)；根據(jù)玻爾理論的特點(diǎn)判斷。【解答】解：．粒子的穿透能力比粒子的穿透能力弱，故錯誤；．天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)說明了原子核有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，故錯誤；．發(fā)生光電效應(yīng)時，根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程，逸出的光電子的最大初動能只與入射光頻率有關(guān)，與照射強(qiáng)度無關(guān)，故正確；．按照玻爾理論，氫原子由較高能級躍遷到較低能級，核外電子的動能增大，電勢能減小，故錯誤。故選：?！军c(diǎn)評】本題考查了天然放射性的特點(diǎn)、光電效應(yīng)、玻爾理論等知識點(diǎn)。注意光電子的最大初動能和入射光的頻率、逸出功有關(guān)，和光強(qiáng)無關(guān)，光電效應(yīng)是?？碱}型，學(xué)生的出錯率也比較高。2．（2025?邯鄲一模）核電站鈾核裂變的產(chǎn)物是多樣的。有一種典型的鈾核裂變是生成鋇和氪，核反應(yīng)方程是，已知鈾核的質(zhì)量為，鋇核的質(zhì)量為，氪核的質(zhì)量為，中子的質(zhì)量為，以下說法正確的是A．核反應(yīng)方程中的 B．該核反應(yīng)釋放的核能是 C．的比結(jié)合能大于（或的比結(jié)合能 D．目前部分高科技核電站已經(jīng)實(shí)現(xiàn)可控核聚變發(fā)電【答案】【考點(diǎn)】核反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)、質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)、核子數(shù)等參數(shù)的關(guān)系；結(jié)合能與比結(jié)合能的概念及物理意義；核反應(yīng)前后存在質(zhì)量虧損及其計算【專題】推理法；推理論證能力；定量思想；愛因斯坦的質(zhì)能方程應(yīng)用專題【分析】、根據(jù)核反應(yīng)過程質(zhì)量數(shù)守恒求解；、根據(jù)愛因斯坦的質(zhì)能方程求解；、根據(jù)核反應(yīng)過程釋放能量，可知核反應(yīng)前后原子核的穩(wěn)定性，根據(jù)比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定分析；、根據(jù)核裂變反應(yīng)較容易控制分析?！窘獯稹拷猓?、根據(jù)核反應(yīng)過程質(zhì)量數(shù)守恒可得：，可得，故錯誤；、該核反應(yīng)過程的質(zhì)量虧損為：△根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程可得該核反應(yīng)釋放的核能為：，故正確；、比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定，此核反應(yīng)過程釋放能量，核反應(yīng)后產(chǎn)物（或比反應(yīng)前的更穩(wěn)定，所以的比結(jié)合能小于（或的比結(jié)合能，故錯誤；、核裂變反應(yīng)較容易控制，所以現(xiàn)在的核電站仍采用核裂變反應(yīng)發(fā)電，還沒有實(shí)現(xiàn)可控核聚變發(fā)電，故錯誤。故選：?！军c(diǎn)評】本題考查了比結(jié)合能、核反應(yīng)過程釋放的核能，解題的關(guān)鍵是知道核反應(yīng)過程質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)都守恒，知道比結(jié)合越大，原子核越穩(wěn)定，熟練掌握愛因斯坦的質(zhì)能方程。3．（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。該電池將衰變釋放的能量轉(zhuǎn)化為電能，衰變方程為，式中，是質(zhì)量可忽略不計的中性粒子，則表示的是A． B． C． D．【答案】【考點(diǎn)】核反應(yīng)方程式的書寫或判斷核反應(yīng)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【分析】根據(jù)核反應(yīng)方程的書寫規(guī)則導(dǎo)出粒子的性質(zhì)。【解答】解：根據(jù)核反應(yīng)方程滿足質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒的規(guī)則，核反應(yīng)方程式為，故正確，錯誤。故選：。【點(diǎn)評】考查核反應(yīng)方程的書寫規(guī)則，會根據(jù)題意進(jìn)行準(zhǔn)確分析解答。4．（2024?深圳一模）科學(xué)家設(shè)想未來較為理想的可控核聚變反應(yīng)方程為，下列說法正確的是A．為 B．該方程為衰變方程 C．該反應(yīng)質(zhì)量數(shù)守恒 D．大亞灣核電站采用核聚變反應(yīng)發(fā)電【答案】【考點(diǎn)】輕核的聚變及反應(yīng)條件；衰變的特點(diǎn)、本質(zhì)及方程【專題】重核的裂變和輕核的聚變專題；定量思想；推理法；理解能力【分析】核反應(yīng)方程遵循質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，從而分析，核電站采用核裂變反應(yīng)發(fā)電?！窘獯稹拷猓海朔磻?yīng)方程遵循質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，則的質(zhì)量數(shù)為；電荷數(shù)為則是，故錯誤，正確；．該反應(yīng)是可控核聚變反應(yīng)，不是衰變，故錯誤；．大亞灣核電站采用核裂變反應(yīng)發(fā)電，故錯誤。故選：。【點(diǎn)評】本題考查輕核聚變與核反應(yīng)的問題，要求學(xué)生熟練掌握核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒的計算。5．（2024?梅州一模）如圖所示，2023年11月2日，日本東京電力公司啟動第三批福島核污染水排海。核污染水雖然經(jīng)過“多核素去除設(shè)備”處理，但核污染水中的氚很難被分離清除，氚會通過食物鏈在人體內(nèi)累積，對人的傷害將不可估量。其衰變方程為，半衰期為12.5年，下列說法正確的是A．衰變過程核子總質(zhì)量不變 B．衰變放出的是由原子核外電子受激發(fā)而產(chǎn)生 C．受核污染的海產(chǎn)品經(jīng)過高溫烹煮不能去除其放射性 D．在食物鏈傳遞過程中，其半衰期會逐漸縮短【答案】【考點(diǎn)】衰變的特點(diǎn)、本質(zhì)及方程【專題】定性思想；推理法；衰變和半衰期專題；推理能力【分析】根據(jù)質(zhì)能方程分析；根據(jù)衰變的實(shí)質(zhì)分析；放射性為物理性質(zhì)，高溫亨煮無法除去，半衰期由原子核內(nèi)部因素決定?！窘獯稹拷猓骸⑺プ冞^程中會釋放能量，根據(jù)質(zhì)能方程可知，反應(yīng)后的質(zhì)量會減小，故錯誤；、衰變釋放出的電子是由于原子核內(nèi)的變化產(chǎn)生的，與核外電子無關(guān)，故錯誤；、放射性為物理性質(zhì)，高溫亨煮無法除去，故正確；、半衰期為物理性質(zhì)，不會隨著食物鏈傳遞而縮短周期的，故錯誤故選：?！军c(diǎn)評】本題考查了質(zhì)能方程、半衰期等基礎(chǔ)知識點(diǎn)，關(guān)鍵要熟悉教材，牢記這些基礎(chǔ)知識點(diǎn)，注意衰變過程中質(zhì)量數(shù)守恒，質(zhì)量不守恒，有質(zhì)量虧損。6．（2024?甲卷）氘核可通過一系列聚變反應(yīng)釋放能量，總的反應(yīng)效果可用表示，式中、的值分別為A．， B．， C．， D．，【答案】【考點(diǎn)】輕核的聚變及反應(yīng)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【分析】根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒判斷和數(shù)值；【解答】解：根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可知解得故正確，錯誤。故選：?！军c(diǎn)評】本題考查核反應(yīng)遵循的規(guī)律，知道核反應(yīng)過程中的守恒關(guān)系是解題關(guān)鍵。7．（2024?洛陽一模）圖像可以直觀地反映物理量之間的關(guān)系，如圖所示，甲圖是光電管中光電流與電壓關(guān)系圖像，乙圖是、兩種金屬遏止電壓與入射光頻率之間的關(guān)系圖像，丙圖是放射性元素氡的質(zhì)量和初始時質(zhì)量比值與時間之間的關(guān)系圖像，丁圖是原子核的比結(jié)合能與質(zhì)量數(shù)之間關(guān)系圖像，下列判斷正確的是A．甲圖中，光的波長大于光的波長 B．乙圖中，金屬的逸出功小于金屬的逸出功 C．丙圖中，每過3.8天要衰變掉質(zhì)量相同的氡 D．丁圖中，質(zhì)量數(shù)越大原子核越穩(wěn)定【答案】【考點(diǎn)】愛因斯坦光電效應(yīng)方程；衰變的特點(diǎn)、本質(zhì)及方程【專題】推理法；推理能力；光電效應(yīng)專題；定量思想【分析】理解逸出功的概念，結(jié)合光電效應(yīng)分析出光的波長大小關(guān)系；理解半衰期的概念，結(jié)合題目選項完成分析；原子核的比結(jié)合能與質(zhì)量數(shù)沒有必然聯(lián)系?！窘獯稹拷猓海蓤D可知，光的截止電壓大，根據(jù)逸出功表達(dá)式因此光頻率大，光波長短，故錯誤；．根據(jù)光電效應(yīng)方程可知根據(jù)能量守恒定律可得：有當(dāng)頻率相等時，由于金屬遏止電壓大，所以的逸出功小，故正確；．根據(jù)題意可知氡半衰期為3.8天，因為每次衰變后的氡質(zhì)量均變成原來的一半，所以每過3.8天要衰變掉質(zhì)量不相同的氡，故錯誤；．質(zhì)量數(shù)大，比結(jié)合能不一定大，故錯誤。故選：。【點(diǎn)評】本題主要考查了光電效應(yīng)的相關(guān)應(yīng)用，理解光電效應(yīng)的發(fā)生條件，結(jié)合光電效應(yīng)方程和半衰期的概念即可完成分析。8．（2024?長春一模）自然界中的碳主要是碳12，也有少量的碳14。碳14具有放射性，能夠自發(fā)地進(jìn)行衰變而變成氮，碳14的半衰期為5730年。在考古和經(jīng)濟(jì)建設(shè)中可用碳14測定年代。以下說法正確的是A．射線是一種穿透能力極強(qiáng)的高頻電磁波 B．碳14的衰變方程為 C．當(dāng)環(huán)境溫度變化時，碳14的半衰期會發(fā)生改變，從而影響年代測定的結(jié)果 D．100個碳14原子核經(jīng)過11460年一定還剩下25個【答案】【考點(diǎn)】、、射線的本質(zhì)及特點(diǎn)；衰變的特點(diǎn)、本質(zhì)及方程【專題】推理法；定性思想；衰變和半衰期專題；理解能力【分析】根據(jù)的本質(zhì)判斷；根據(jù)核反應(yīng)方程書寫規(guī)律：電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒；半衰期由原子核本身決定，與外界因素?zé)o關(guān)；半衰期是大量原子核的統(tǒng)計學(xué)規(guī)律?！窘獯稹拷猓海渚€是衰變中產(chǎn)生的電子，不是電磁波，穿透能力較強(qiáng)，很容易穿透黑紙，故錯誤；．碳14能夠自發(fā)地進(jìn)行衰變而變成氮，其核反應(yīng)方程為，故正確；．放射性元素的半衰期是由原子核內(nèi)部自身因素決定的，跟原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件沒有關(guān)系，故錯誤；．半衰期是大量原子核的統(tǒng)計學(xué)規(guī)律，對于少量原子核不成立，故錯誤。故選：?！军c(diǎn)評】本題考查學(xué)生對半衰期的理解與應(yīng)用能力，需要學(xué)生熟知核反應(yīng)方程的書寫規(guī)則和半衰期的概念，體現(xiàn)了物理觀念這一核心素養(yǎng)，注意半衰期的適用條件，及影響因素。9．（2024?嘉興模擬）如圖所示的射線測厚儀采用放射性元素作為放射源，其發(fā)生衰變的半衰期為。則該測厚儀A．衰變產(chǎn)物為 B．衰變的原因是弱相互作用 C．用于監(jiān)測與控制鋼板厚度的最佳選擇是射線 D．放射源經(jīng)后剩余物質(zhì)的質(zhì)量為【答案】【考點(diǎn)】衰變的特點(diǎn)、本質(zhì)及方程；、、射線的本質(zhì)及特點(diǎn)【專題】推理法；定性思想；衰變和半衰期專題；推理能力【分析】根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒推導(dǎo)產(chǎn)物并判斷；根據(jù)衰變的原因進(jìn)行分析解答；根據(jù)射線和射線的差別進(jìn)行分析解答；根據(jù)衰變規(guī)律判斷剩余質(zhì)量和總質(zhì)量關(guān)系。【解答】解：衰變放出的粒子是電子，根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，衰變產(chǎn)物為，故錯誤；發(fā)生衰變的原因是弱相互作用，故正確；用于監(jiān)測與控制鋼板厚度的最佳選擇是射線而不是射線，故錯誤；根據(jù)衰變方程可知，放射源經(jīng)后剩余的未發(fā)生衰變，但剩余物質(zhì)的質(zhì)量大于，故錯誤。故選：?！军c(diǎn)評】考查放射性元素的衰變和半衰期等問題，以及射線的特征，會根據(jù)題意進(jìn)行準(zhǔn)確的分析和解答。10．（2024?衡陽模擬）地球上只有百萬分之一的碳是以碳14形式存在于大氣中。能自發(fā)進(jìn)行衰變，關(guān)于發(fā)生衰變下列說法正確的是A．衰變放出的粒子來自于的核外電子 B．衰變放出的粒子帶負(fù)電，具有很強(qiáng)的電離能力 C．衰變產(chǎn)生的新核是 D．衰變產(chǎn)生的新核的比結(jié)合能比大【答案】【考點(diǎn)】結(jié)合能與比結(jié)合能的概念及簡單計算；衰變的特點(diǎn)、本質(zhì)及方程【專題】推理能力；定性思想；推理法；衰變和半衰期專題【分析】根據(jù)衰變的本質(zhì)判斷；電子的電離能力較弱；根據(jù)核反應(yīng)方程書寫規(guī)律：電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒；【解答】解：．衰變產(chǎn)生的電子是衰變過程中中子轉(zhuǎn)化為一個質(zhì)子同時放出一個電子形成的，故錯誤；．衰變放出的粒子帶負(fù)電，具有較弱的電離能力，故錯誤；．根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒與電荷數(shù)守恒可得發(fā)生衰變的核反應(yīng)方程為，故衰變產(chǎn)生的新核是，故錯誤；．發(fā)生衰變的過程釋放能量，存在質(zhì)量虧損，因此產(chǎn)生新核的比結(jié)合能比大，故正確。故選：?！军c(diǎn)評】本題考查學(xué)生對衰變的理解，需要學(xué)生熟知核反應(yīng)方程的書寫規(guī)則，體現(xiàn)了物理觀念這一核心素養(yǎng)。二．多選題（共5小題）11．（2024?天津）中國釷基熔鹽堆即將建成小型實(shí)驗堆，為我國能源安全和可持續(xù)發(fā)展提供有力支持。反應(yīng)堆中涉及的核反應(yīng)方程有：①②，下列說法正確的是A．方程①中是中子 B．方程②中發(fā)生了衰變 C．受反應(yīng)堆高溫影響，的半衰期會變短 D．方程②釋放電子，說明電子是原子核的組成部分【答案】【考點(diǎn)】原子核的半衰期及影響因素；核反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)、質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)、核子數(shù)等參數(shù)的關(guān)系；衰變的特點(diǎn)、本質(zhì)及方程【專題】定量思想；重核的裂變和輕核的聚變專題；推理法；推理論證能力【分析】根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒規(guī)律進(jìn)行分析判斷，結(jié)合反應(yīng)產(chǎn)物分析衰變類型；根據(jù)放射性元素的半衰期的決定因素進(jìn)行分析解答；根據(jù)衰變的原理進(jìn)行分析解釋?！窘獯稹拷猓海鶕?jù)反應(yīng)過程滿足質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，方程①中是中子，故正確；．方程②中放出的粒子是電子，則發(fā)生了衰變，故正確；．半衰期只由原子核自身決定，與外界因素?zé)o關(guān)，也不會受反應(yīng)堆高溫影響，故的半衰期不變，故錯誤；．方程②釋放電子，但該電子是由于原子核的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子釋放出來的，并不能說明電子是原子核的組成部分，故錯誤。故選：?！军c(diǎn)評】考查核反應(yīng)方程的書寫規(guī)則以及放射性元素半衰期等知識，會根據(jù)題意進(jìn)行準(zhǔn)確分析解答。12．（2024?浙江模擬）已知原子核中核子平均質(zhì)量隨原子序數(shù)變化如右圖所示。下列說法正確的是A．裂變成和一定吸收核能 B．裂變成和一定釋放核能 C．和聚變成一定吸收核能 D．和聚變成一定釋放核能【答案】【考點(diǎn)】元素核子平均質(zhì)量曲線；愛因斯坦質(zhì)能方程的應(yīng)用【專題】定性思想；推理法；愛因斯坦的質(zhì)能方程應(yīng)用專題；推理能力【分析】根據(jù)圖象判斷出各原子核質(zhì)量關(guān)系，然后判斷發(fā)生核反應(yīng)時質(zhì)量變化情況，最后根據(jù)質(zhì)能方程分析答題?！窘獯稹拷猓?、裂變成和，由于后者的核子平均質(zhì)量小，故發(fā)生質(zhì)量虧損，所以一定釋放核能，故錯誤，正確；、和聚變成，根據(jù)圖象得出平均核子質(zhì)量變小，故發(fā)生質(zhì)量虧損，所以一定釋放核能，故錯誤，正確。故選：?！军c(diǎn)評】本題難度不大，知道質(zhì)量虧損的概念、分析清楚圖象、了解核反應(yīng)的常識，明確核子平均質(zhì)量越小，則比結(jié)合能越小，原子核越不穩(wěn)定。13．（2024?浙江二模）2023年8月24日，日本政府不顧周邊國家的反對執(zhí)意向海洋排放福島第一核電站的核污水，核污水中的放射性物質(zhì)會對海水產(chǎn)生長久的、風(fēng)險不可控的污染。如核污水中的具有放射性，其發(fā)生衰變時的核反應(yīng)方程為，該核反應(yīng)過程中放出的能量為。設(shè)的結(jié)合能為，的結(jié)合能為，的結(jié)合能為，已知光在真空中的傳播速度為，則下列說法正確的是A．的比結(jié)合能大于的比結(jié)合能 B．該核反應(yīng)過程中放出的能量 C．該核反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損可以表示為 D．衰變過程中放出的光子是由新原子核從高能級向低能級躍遷產(chǎn)生的【答案】【考點(diǎn)】計算能級躍遷過程吸收或釋放的能量；結(jié)合能與比結(jié)合能的概念及簡單計算；核反應(yīng)前后的質(zhì)量虧損【專題】信息給予題；定量思想；推理法；愛因斯坦的質(zhì)能方程應(yīng)用專題；理解能力【分析】原子的比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定；根據(jù)結(jié)合能的含義求解核反應(yīng)釋放的能量；根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程求解作答；根據(jù)衰變后新核的特點(diǎn)結(jié)合向低能級躍遷分析。【解答】解：．比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定，由于比更穩(wěn)定，所以的比結(jié)合能大于的比結(jié)合能，故正確；．該核反應(yīng)過程中放出的能量為，故錯誤；．根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程可得，故錯誤；．核衰變后，生成的新原子核位于高能級，能自發(fā)向低能級躍遷，從而放出光子，故正確。故選：?！军c(diǎn)評】本題考查了愛因斯坦質(zhì)能方程與比結(jié)合能相關(guān)知識，理解物理量的準(zhǔn)確含義以及公式的物理表達(dá)是解決此類問題的關(guān)鍵。14．（2024?和平區(qū)一模）下列對于原子及原子核結(jié)構(gòu)規(guī)律的研究，正確的是A．圖①中射線2的穿透能力最強(qiáng) B．圖②中鎘棒的作用是吸收中子以控制反應(yīng)速度 C．圖③中的實(shí)驗現(xiàn)象可得出原子核具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu) D．圖④中的核反應(yīng)屬于原子核的人工轉(zhuǎn)變【答案】【考點(diǎn)】、、射線的本質(zhì)及特點(diǎn)；核反應(yīng)方程式的書寫或判斷核反應(yīng)方程式中的粒子；盧瑟福粒子散射實(shí)驗；原子的核式結(jié)構(gòu)模型【專題】理解能力；定性思想；衰變和半衰期專題；歸納法【分析】射線穿透能力強(qiáng)；根據(jù)鎘棒的作用分析；盧瑟福根據(jù)粒子散射實(shí)驗提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型，核反應(yīng)屬于天然放射現(xiàn)象?！窘獯稹拷猓簣D1中射線2是射線，穿透能力強(qiáng)，故正確；圖2中鎘棒的作用是吸收中子以控制反應(yīng)速度，故正確；天然放射現(xiàn)象說明原子核具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，圖3中的實(shí)驗現(xiàn)象可得出原子核式結(jié)構(gòu)，故錯誤；圖4中的核反應(yīng)屬于天然放射現(xiàn)象，不是原子核的人工轉(zhuǎn)變，故錯誤。故選：?！军c(diǎn)評】本題是原子物理問題，要注意理解各自粒子的性質(zhì)，并明確天然放射性現(xiàn)象。15．（2024?泉州模擬）我國自主研發(fā)成功的玲龍一號核反應(yīng)堆正式亮相，是全球最小型的緊湊型核反應(yīng)堆，可為航母提供強(qiáng)大的動力。關(guān)于核反應(yīng)方程式，A．式中是質(zhì)子 B．式中是中子 C．式中 D．式中【答案】【考點(diǎn)】重核的裂變及反應(yīng)條件【專題】定量思想；推理法；重核的裂變和輕核的聚變專題；推理能力【分析】本題根據(jù)反應(yīng)前后電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒分析求解。【解答】解：根據(jù)電荷數(shù)守恒可得的電荷數(shù)為：，故為中子，故錯誤，正確；根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒可得為：，故錯誤，正確；故選：?！军c(diǎn)評】本題考查了核反應(yīng)方程，理解反應(yīng)前后電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒是解決此類問題的關(guān)鍵。三．填空題（共5小題）16．（2024?倉山區(qū)校級模擬）2011年3月11日，日本福島核電站發(fā)生核泄漏事故，其中銫對核輻射的影響最大，其半衰期約為30年。（1）請寫出銫137發(fā)生衰變的核反應(yīng)方程已知53號元素是碘，56號元素是鋇。（2）若在該反應(yīng)過程中釋放的核能為，則該反應(yīng)過程中質(zhì)量虧損為（真空中的光速為。（3）泄漏出的銫137約要經(jīng)歷年才會有的原子核發(fā)生衰變?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）90?！究键c(diǎn)】衰變的特點(diǎn)、本質(zhì)及方程；用愛因斯坦質(zhì)能方程計算核反應(yīng)的核能【專題】定量思想；推理法；理解能力；光電效應(yīng)專題；衰變和半衰期專題；信息給予題【分析】（1）根據(jù)質(zhì)量數(shù)和核電荷數(shù)守恒求解核反應(yīng)方程；（2）根據(jù)愛因斯坦質(zhì)量方程求解質(zhì)量虧損；（3）根據(jù)半衰期求衰變時間?！窘獯稹拷猓海?）銫發(fā)生衰變時，由質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，可得該核反應(yīng)方程是（2）根據(jù)愛因斯坦的質(zhì)能方程，可得該反應(yīng)過程中質(zhì)量虧損是（3）泄漏出的銫137有的原子核發(fā)生衰變，還剩，設(shè)衰變的時間約為，則有半衰期約為30年，解得年。故答案為：（1）；（2）；（3）90?！军c(diǎn)評】本題考查了核反應(yīng)方程的書寫、半衰期的求解以及愛因斯坦的質(zhì)能方程，要求熟練掌握相關(guān)知識。17．（2024?鯉城區(qū)校級模擬）全球首座球床模塊式高溫氣冷堆核電站—山東榮成石島灣高溫氣冷堆核電站示范工程送電成功，標(biāo)志著我國成為世界少數(shù)幾個掌握第四代核能技術(shù)的國家之一。目前核電站獲取核能的基本核反應(yīng)方程：，這個核反應(yīng)方程中的表示。這個核反應(yīng)釋放出大量核能；的比結(jié)合能（選填“大于”“等于”或“小于”的比結(jié)合能。已知、、、的質(zhì)量分別為、、、，真空中的光速為，這個核反應(yīng)中釋放的核能△?！敬鸢浮浚ㄖ凶樱?，大于，?！究键c(diǎn)】用愛因斯坦質(zhì)能方程計算核反應(yīng)的核能；結(jié)合能與比結(jié)合能的概念及簡單計算【專題】定量思想；推理法；愛因斯坦的質(zhì)能方程應(yīng)用專題；推理能力【分析】根據(jù)核反應(yīng)方程的書寫規(guī)則推導(dǎo)的屬性，根據(jù)比結(jié)合能越大越穩(wěn)定進(jìn)行分析判斷，結(jié)合愛因斯坦的質(zhì)能方程列式求解。【解答】解：根據(jù)核反應(yīng)書寫規(guī)則，質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，的質(zhì)量數(shù)為1，電荷數(shù)為0，所以表示中子，即；根據(jù)比結(jié)合能越大越穩(wěn)定的規(guī)律可知，的比結(jié)合能大于的比結(jié)合能；根據(jù)愛因斯坦的質(zhì)能方程，釋放的核能為△△。故答案為：（中子），大于，。【點(diǎn)評】考查核反應(yīng)方程的書寫規(guī)則以及愛因斯坦的質(zhì)能方程，會根據(jù)題意進(jìn)行分析求解。18．（2024?鯉城區(qū)校級二模）如圖所示關(guān)于原子核結(jié)構(gòu)探究的一個重要實(shí)驗示意圖，圖中放射性元素釙射出的①是粒子（選填“”或“”，科學(xué)家查德威克研究證實(shí)從金屬鈹射出的射線②是由組成的（選填“中子”或“射線”。鈹核發(fā)生的核反應(yīng)方程為?！敬鸢浮?，中子，?！究键c(diǎn)】人工核反應(yīng)方程式【專題】理解能力；定性思想；衰變和半衰期專題；歸納法【分析】天然放射性元素釙放出的射線轟擊鈹時會產(chǎn)生高速中子流，轟擊石蠟時會打出質(zhì)放射性元素釙發(fā)生衰變放出粒子1是碳原子，由質(zhì)量數(shù)守恒知生成的為，圖中射線從石蠟中打出的粒子2是中子。【解答】解：查德威克根據(jù)放射性元素釙射出的粒子轟擊金屬鈹發(fā)現(xiàn)了中子，其核反應(yīng)方程為。故答案為：，中子，?！军c(diǎn)評】本題考查了天然放射現(xiàn)象，核反應(yīng)產(chǎn)生的粒子，會利用質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒判斷核反應(yīng)方程式的書寫。19．（2024?思明區(qū)校級模擬）太陽能量來源于太陽內(nèi)部氫核的聚變，設(shè)每次聚變反應(yīng)可以看作是4個氫核結(jié)合成1個氦核，同時釋放出正電子：已知?dú)浜说馁|(zhì)量為，氦核的質(zhì)量為，正電子的質(zhì)量為，真空中光速為。則每次核反應(yīng)中的質(zhì)量減少（選填“增加”、“減少”或“不變”；氦核的比結(jié)合能為?！敬鸢浮繙p少；【考點(diǎn)】用愛因斯坦質(zhì)能方程計算核反應(yīng)的核能；結(jié)合能與比結(jié)合能的概念及簡單計算【專題】愛因斯坦的質(zhì)能方程應(yīng)用專題；定量思想；推理法；推理能力【分析】反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損等于反應(yīng)前的質(zhì)量與反應(yīng)后的質(zhì)量的差，再由質(zhì)能方程求得結(jié)合能；比結(jié)合能是核反應(yīng)的過程中每一個核子的平均結(jié)合能?！窘獯稹拷猓汉司圩兪欠拍芊从常苑磻?yīng)前后質(zhì)量減少。根據(jù)核反應(yīng)質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒，可知生成了2個正電子，所以質(zhì)量虧損為△根據(jù)△產(chǎn)生的能量為：所以氦核的比結(jié)合能為故答案為：減少；【點(diǎn)評】質(zhì)能方程是原子物理中的重點(diǎn)內(nèi)容之一，該知識點(diǎn)中，關(guān)鍵的地方是要知道反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損等于反應(yīng)前的質(zhì)量與反應(yīng)后的質(zhì)量的差。屬于基礎(chǔ)題目。20．（2024?福州模擬）福建福清核電站采用我國完全自主研發(fā)的“華龍一號”反應(yīng)堆技術(shù)，建設(shè)了安全級別世界最高的機(jī)組。機(jī)組利用鈾235裂變釋放的能量發(fā)電，那么，鈾核經(jīng)過7次衰變和次衰變變成鉛核，關(guān)于該過程，鈾核的比結(jié)合能比鉛核的比結(jié)合能（填“大”、“小”、“相等”?！敬鸢浮?，4，小?！究键c(diǎn)】計算和衰變的次數(shù)；衰變的特點(diǎn)、本質(zhì)及方程；結(jié)合能與比結(jié)合能的概念及簡單計算【專題】定量思想；推理法；分析綜合能力；衰變和半衰期專題【分析】本題利用核反應(yīng)的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒求得衰變次數(shù)；比結(jié)合能越大原子核越穩(wěn)定。【解答】解：設(shè)經(jīng)過次衰變，次衰變，根據(jù)核反應(yīng)的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知：，，解得：，在釋放能量的核反應(yīng)中，生成物比反應(yīng)物更穩(wěn)定，其比結(jié)合能也更大，所以鈾核的比結(jié)合能比鉛核的比結(jié)合能小。故答案為：7，4，小?！军c(diǎn)評】本題考查了核反應(yīng)方程等基礎(chǔ)知識點(diǎn)，熟悉基礎(chǔ)方程并學(xué)會電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒相關(guān)計算，難度不大。四．解答題（共5小題）21．（2024?武進(jìn)區(qū)校級模擬）掌握并采用核聚變產(chǎn)生能源是核物理中最具有前景的研究方向之一。太陽上的一種核反應(yīng)為兩個氘核聚變成一個核。已知氘核的質(zhì)量為，中子質(zhì)量為，核的質(zhì)量為。對應(yīng)。（1）寫出該核反應(yīng)方程；（2）計算上述核反應(yīng)中釋放的核能△（保留三位有效數(shù)字）；（3）若兩個氘核以相等的動能做對心碰撞即可發(fā)生上述核反應(yīng)，且釋放的核能全部轉(zhuǎn)化成動能，則反應(yīng)中生成的核和中子的動能各是多少？【答案】（1）該核反應(yīng)方程為；（2）計算上述核反應(yīng)中釋放的核能為；（3）反應(yīng)中生成的核和中子的動能分別是，。【考點(diǎn)】動量守恒與能量守恒共同解決實(shí)際問題；用愛因斯坦質(zhì)能方程計算核反應(yīng)的核能【專題】定量思想；推理法；愛因斯坦的質(zhì)能方程應(yīng)用專題；推理能力【分析】（1）根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和核電荷數(shù)守恒書寫核反應(yīng)方程．（2）先求出核反應(yīng)中質(zhì)量虧損，再由愛因斯坦質(zhì)能方程，求出核反應(yīng)中釋放的核能；（3）兩氘核對心碰撞過程，遵守動量守恒和能量守恒根據(jù)動量守恒和能量守恒列方程求解．【解答】解：（1）由質(zhì)量數(shù)守恒和核電荷數(shù)守恒，可知核反應(yīng)方程為（2）設(shè)核反應(yīng)的質(zhì)量虧損為△，則有△根據(jù)質(zhì)能方程有：△△解得：△（3）設(shè)核反應(yīng)后核和中子的動量分別為、，動能分別為、，則根據(jù)動量守恒定律有，根據(jù)能量守恒定律有：△解得，答：（1）該核反應(yīng)方程為；（2）計算上述核反應(yīng)中釋放的核能為；（3）反應(yīng)中生成的核和中子的動能分別是，。【點(diǎn)評】對于核反應(yīng)書寫核反應(yīng)方程，要抓住微觀粒子的碰撞，相當(dāng)于彈性碰撞，遵守兩大守恒：動量守恒和能量守恒．22．（2024?江寧區(qū)校級模擬）在磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場中，一個靜止的放射性原子核發(fā)生了一次衰變。放射出的粒子在與磁場垂直的平面內(nèi)做圓周運(yùn)動。以、分別表示粒子的質(zhì)量和電荷量。（1）放射性原子核用表示，新核的元素符號用表示，寫出該衰變的核反應(yīng)方程；（2）粒子的圓周運(yùn)動可以等效成一個環(huán)形電流，求環(huán)形電流大小。【答案】（1）放射性原子核用表示，新核的元素符號用表示，該衰變的核反應(yīng)方程為：；（2）粒子的圓周運(yùn)動可以等效成一個環(huán)形電流，環(huán)形電流大小為?！究键c(diǎn)】電流大小的計算；帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的圓周運(yùn)動；衰變的特點(diǎn)、本質(zhì)及方程【專題】定量思想；推理法；衰變和半衰期專題；恒定電流專題；推理能力【分析】（1）根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可寫出反應(yīng)方程；（2）先得到粒子的運(yùn)動周期，然后根據(jù)電流的定義式計算即可。【解答】解：（1）根據(jù)質(zhì)量數(shù)與核電荷數(shù)守恒可知，反應(yīng)方程為：。（2）設(shè)粒子的速度大小為，根據(jù)牛頓第二定律：可得：即粒子在磁場中的運(yùn)動周期為：環(huán)形電流大小為：答：（1）放射性原子核用表示，新核的元素符號用表示，該衰變的核反應(yīng)方程為：；（2）粒子的圓周運(yùn)動可以等效成一個環(huán)形電流，環(huán)形電流大小為。【點(diǎn)評】掌握核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，以及電流的定義式是解題的基礎(chǔ)。23．（2024?南關(guān)區(qū)校級模擬）如圖所示，在坐標(biāo)系的第一象限內(nèi)，分布著垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場（含坐標(biāo)軸），磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為。坐標(biāo)為的點(diǎn)處有一靜止的原子核發(fā)生了衰變，粒子的比荷為，放出的粒子以大小為的速度垂直磁場方向射入磁場中，方向與軸正方向成，剛好與軸相切而過，從軸射出。不計粒子重力及粒子與新原子核間相互作用，衰變后產(chǎn)生的新核為。（1）寫出衰變的核反應(yīng)方程；（2）求粒子離開磁場的速度?！敬鸢浮浚?）衰變的核反應(yīng)方程為；（2）粒子離開磁場的速度為?！究键c(diǎn)】帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的圓周運(yùn)動；衰變的特點(diǎn)、本質(zhì)及方程【專題】定量思想；推理法；帶電粒子在磁場中的運(yùn)動專題；推理能力【分析】（1）根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒寫出衰變方程；（2）畫出粒子的軌跡圖，求出粒子的軌道半徑，再進(jìn)行求解即可。【解答】解：（1）原子核在發(fā)生衰變時，衰變前后質(zhì)量數(shù)及電荷數(shù)守恒，則衰變的核反應(yīng)方程為；（2）畫出粒子在磁場中運(yùn)動軌跡如圖所示由幾何知識可得解得：粒子在磁場中做圓周運(yùn)動。由牛頓第二定律得代入數(shù)據(jù)解得：；答：（1）衰變的核反應(yīng)方程為；（2）粒子離開磁場的速度為。【點(diǎn)評】本題考查的知識比較零散，但都很簡單，碰到這類題慢慢一步步分析即可，粒子在磁場中運(yùn)動要畫出軌跡應(yīng)用圓周運(yùn)動知識求解即可。24．（2024?海門區(qū)校級二模）我國是國際熱核聚變研究領(lǐng)域的領(lǐng)先者之一。在某次核反應(yīng)中，一個氘核和一個氚核結(jié)合生成一個氦核，并放出一個粒子。已知氘核的比結(jié)合能為，氚核的比結(jié)合能為，該核反應(yīng)釋放的核能為△，真空中光速為。（1）寫出核反應(yīng)方程并求出質(zhì)量虧損；（2）求氦核的比結(jié)合能。【答案】（1）核反應(yīng)方程為；質(zhì)量虧損為；（2）氦核的比結(jié)合能為。【考點(diǎn)】用愛因斯坦質(zhì)能方程計算核反應(yīng)的核能；結(jié)合能與比結(jié)合能的概念及簡單計算【專題】信息給予題；計算題；愛因斯坦的質(zhì)能方程應(yīng)用專題；推理法；定量思想；理解能力【分析】（1）根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒求解核反應(yīng)方程；根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程求解質(zhì)量虧損；（2）根據(jù)比結(jié)合能的含義求解氦核的比結(jié)合能。【解答】解：（1）核反應(yīng)方程為根據(jù)質(zhì)能方程△△解得質(zhì)量虧損為（2）依題意，可得△解得。答：（1）核反應(yīng)方程為；質(zhì)量虧損為；（2）氦核的比結(jié)合能為?！军c(diǎn)評】本題主要考查了核反應(yīng)方程的書寫、愛因斯坦質(zhì)能方程的運(yùn)用以及比結(jié)合能的求解，基礎(chǔ)題。25．（2024?荊州區(qū)校級四模）我國是國際熱核聚變研究領(lǐng)域的領(lǐng)先者之一。在某次核反應(yīng)中，一個氘核和一個氚核結(jié)合生成一個氦核，并放出一個粒子。已知氘核的比結(jié)合能為，氚核的比結(jié)合能為，該核反應(yīng)釋放的核能為△，真空中光速為。（1）寫出核反應(yīng)方程并求出質(zhì)量虧損；（2）求氦核的比結(jié)合能?！敬鸢浮浚?）核反應(yīng)方程為，質(zhì)量虧損為；（2）氦核的比結(jié)合能為?！究键c(diǎn)】結(jié)合能與比結(jié)合能的概念及簡單計算；用愛因斯坦質(zhì)能方程計算核反應(yīng)的核能【專題】推理法；定量思想；愛因斯坦的質(zhì)能方程應(yīng)用專題；推理能力【分析】（1）根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒求解核反應(yīng)方程；根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程求解質(zhì)量虧損；（2）根據(jù)比結(jié)合能的含義求解氦核的比結(jié)合能。【解答】解：（1）根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，核反應(yīng)方程為根據(jù)質(zhì)能方程，可得△△解得（2）依題意，可得△解得氦核的比結(jié)合能為答：（1）核反應(yīng)方程為，質(zhì)量虧損為；（2）氦核的比結(jié)合能為?！军c(diǎn)評】本題主要考查了核反應(yīng)方程的書寫、愛因斯坦質(zhì)能方程的運(yùn)用以及比結(jié)合能的求解，基礎(chǔ)題。

考點(diǎn)卡片1．動量守恒與能量守恒共同解決實(shí)際問題【知識點(diǎn)的認(rèn)識】動量守恒定律與能量守恒定律的綜合應(yīng)用有很多，我們將板塊模型、子彈打木塊以及彈簧類模型單獨(dú)分了出來仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，其他的綜合應(yīng)用暫時歸類于此。例如多種因素共存的動量和能量的綜合應(yīng)用、有電場存在的綜合應(yīng)用等等。【命題方向】如圖所示為某種彈射裝置的示意圖，光滑的水平導(dǎo)軌MN右端N處與水平傳送帶理想連接，傳送帶長度L＝4.0m，皮帶輪沿順時針方向轉(zhuǎn)動，帶動皮帶以恒定速率v＝3.0m/s勻速傳動。三個質(zhì)量均為m＝1.0kg的滑塊A、B、C置于水平導(dǎo)軌上，開始時滑塊B、C之間用細(xì)繩相連，其間有一壓縮的輕彈簧，處于靜止?fàn)顟B(tài)?；瑝KA以初速度v0＝2.0m/s沿B、C連線方向向B運(yùn)動，A與B碰撞后粘合在一起，碰撞時間極短。連接B、C的細(xì)繩受擾動而突然斷開，彈簧伸展，從而使C與A、B分離?；瑝KC脫離彈簧后以速度vC＝2.0m/s滑上傳送帶，并從右端滑出落至地面上的P點(diǎn)。已知滑塊C與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ＝0.20，重力加速度g取10m/s2．求：（1）滑塊C從傳送帶右端滑出時的速度大小；（2）滑塊B、C用細(xì)繩相連時彈簧的彈性勢能Ep；（3）若每次實(shí)驗開始時彈簧的壓縮情況相同，要使滑塊C總能落至P點(diǎn)，則滑塊A與滑塊B碰撞前速度的最大值vm是多少？分析：本題主要考查以下知識點(diǎn)：碰撞中的動量守恒，碰撞中的能量守恒以及物體在傳送帶上的減速運(yùn)動，涉及平拋的基本知識。（1）碰撞前后系統(tǒng)的動量保持不變，這是動量守恒定律（2）彈性碰撞中在滿足動量守恒的同時還滿足機(jī)械能守恒及碰撞中的能量保持不變；本題中AB碰撞后在彈簧伸開的過程中同時滿足動量守恒和機(jī)械能守恒。（3）物體滑上傳送帶后，如果物體的速度大于傳送帶的速度則物體將在摩擦力的作用下做減速運(yùn)動，減速運(yùn)動持續(xù)到物體到達(dá)傳送帶的另一端或速度降為和傳送帶同速時止，解題時要注意判斷；如果物體的速度小于傳送帶的速度則物體將在摩擦力的作用下做勻加速運(yùn)動，加速運(yùn)動持續(xù)到物體到達(dá)傳送帶的另一端或速度加到與傳送帶同速時止，解題時同樣要注意判斷。（4）物體做平拋的射程與拋體的高度和初速度共同決定，要使C物體總能落到P點(diǎn)，在高度一定的情況下，即物體做平拋的初速度相等也就是物體到達(dá)C端時的速度相等（此為隱含條件）。解答：（1）滑塊C滑上傳送帶后做勻加速運(yùn)動，設(shè)滑塊C從滑上傳送帶到速度達(dá)到傳送帶的速度v所用的時間為t，加速度大小為a，在時間t內(nèi)滑塊C的位移為x。根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動學(xué)公式μmg＝mav＝vC+at代入數(shù)據(jù)可得x＝1.25m∵x＝1.25m＜L∴滑塊C在傳送帶上先加速，達(dá)到傳送帶的速度v后隨傳送帶勻速運(yùn)動，并從右端滑出，則滑塊C從傳送帶右端滑出時的速度為v＝3.0m/s（2）設(shè)A、B碰撞后的速度為v1，A、B與C分離時的速度為v2，由動量守恒定律mAv0＝（mA+mB）v1（mA+mB）v1＝（mA+mB）v2+mCvCAB碰撞后，彈簧伸開的過程系統(tǒng)能量守恒∴+代入數(shù)據(jù)可解得：EP＝1.0J（3）在題設(shè)條件下，若滑塊A在碰撞前速度有最大值，則碰撞后滑塊C的速度有最大值，它減速運(yùn)動到傳送帶右端時，速度應(yīng)當(dāng)恰好等于傳遞帶的速度v。設(shè)A與B碰撞后的速度為v1′，分離后A與B的速度為v2′，滑塊C的速度為vc′，根據(jù)動量守恒定律可得：AB碰撞時：mAvm＝（mA+mB）v1′（1）彈簧伸開時：（mA+mB）v1′＝mcvC′+（mA+mB）v2′（2）在彈簧伸開的過程中，系統(tǒng)能量守恒：則＝（3）∵C在傳送帶上做勻減速運(yùn)動的末速度為v＝3m/s，加速度大小為2m/s2∴由運(yùn)動學(xué)公式v2_vc′2＝2（﹣a）L得vC′＝5m/s（4）代入數(shù)據(jù)聯(lián)列方程（1）（2）（3）（4）可得vm＝7.1m/s點(diǎn)評：本題著重考查碰撞中的動量守恒和能量守恒問題，同時借助傳送帶考查到物體在恒定摩擦力作用下的勻減速運(yùn)動，還需用到平拋的基本知識，這是力學(xué)中的一道知識點(diǎn)比較多的綜合題，學(xué)生在所涉及的知識點(diǎn)中若存在相關(guān)知識缺陷，則拿全分的幾率將大大減小?！窘忸}思路點(diǎn)撥】1．應(yīng)用動量守恒定律的解題步驟：（1）明確研究對象（系統(tǒng)包括哪幾個物體及研究的過程）；（2）進(jìn)行受力分析，判斷系統(tǒng)動量是否守恒（或某一方向上是否守恒）；（3）規(guī)定正方向，確定初末狀態(tài)動量；（4）由動量守恒定律列式求解；（5）必要時進(jìn)行討論．2．解決動量守恒中的臨界問題應(yīng)把握以下兩點(diǎn)：（1）尋找臨界狀態(tài)：題設(shè)情境中看是否有相互作用的兩物體相距最近，避免相碰和物體開始反向運(yùn)動等臨界狀態(tài)．（2）挖掘臨界條件：在與動量相關(guān)的臨界問題中，臨界條件常常表現(xiàn)為兩物體的相對速度關(guān)系與相對位移關(guān)系，即速度相等或位移相等．正確把握以上兩點(diǎn)是求解這類問題的關(guān)鍵．3．綜合應(yīng)用動量觀點(diǎn)和能量觀點(diǎn)4．動量觀點(diǎn)和能量觀點(diǎn)：這兩個觀點(diǎn)研究的是物體或系統(tǒng)運(yùn)動變化所經(jīng)歷的過程中狀態(tài)的改變，不對過程變化的細(xì)節(jié)作深入的研究，而只關(guān)心運(yùn)動狀態(tài)變化的結(jié)果及引起變化的原因，簡單地說，只要求知道過程的始末狀態(tài)動量、動能和力在過程中所做的功，即可對問題求解．5．利用動量觀點(diǎn)和能量觀點(diǎn)解題應(yīng)注意下列問題：（1）動量守恒定律是矢量表達(dá)式，還可寫出分量表達(dá)式；而動能定理和能量守恒定律是標(biāo)量表達(dá)式，無分量表達(dá)式．（2）動量守恒定律和能量守恒定律，是自然界中最普遍的規(guī)律，它們研究的是物體系，在力學(xué)中解題時必須注意動量守恒條件及機(jī)械能守恒條件．在應(yīng)用這兩個規(guī)律時，當(dāng)確定了研究對象及運(yùn)動狀態(tài)的變化過程后，根據(jù)問題的已知條件和求解的未知量，選擇研究的兩個狀態(tài)列方程求解．（3）中學(xué)階段凡可用力和運(yùn)動解決的問題，若用動量觀點(diǎn)或能量觀點(diǎn)求解，一般比用力和運(yùn)動的觀點(diǎn)簡便．2．用定義式計算電流大小及電荷量【知識點(diǎn)的認(rèn)識】電流大小的計算有三個公式：①定義式：I＝；②決定式：I＝；③微觀表達(dá)式：I＝neSv．（n為導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)；e為自由電荷的電荷量；S為導(dǎo)體橫截面積；v為自由電荷定向移動的速度）．注意：（1）I＝是電流的定義式，是普遍適用的．電流的微觀表達(dá)式I＝nqSv就是由該定義式推得的．（2）應(yīng)用電流的微觀表達(dá)式時，要注意區(qū)分三種速率：①電子定向移動速率：一般比較小，速率數(shù)量級為10﹣5m/s；②電子熱運(yùn)動的速率：電子不停地做無規(guī)則熱運(yùn)動的速率，速率數(shù)量級約為105m/s；③電流傳導(dǎo)速率：等于光速，為3.0×108m/s．【命題方向】如圖所示，在1價離子的電解質(zhì)溶液內(nèi)插有兩根碳棒A和B作為電極，將它們接在直流電源上，于是溶液里就有電流通過．若在t秒內(nèi)，通過溶液內(nèi)截面S的正離子數(shù)為n1，通過的負(fù)離子數(shù)為n2，設(shè)基本電荷為e，則以下說法中正確的是（）A、正離子定向移動形成的電流方向從A→B，負(fù)離子定向移動形成的電流方向從B→AB、溶液內(nèi)由于正負(fù)離子移動方向相反，溶液中的電流抵消，電流等于零C、溶液內(nèi)的電流方向從A→B，電流I＝D、溶液內(nèi)的電流方向從A→B，電流I＝分析：正電荷的定向移動方向是電流的方向，負(fù)電荷的定向移動方向與電流方向相反；由電流的定義式I＝可以求出電流的大小．解答：A、電荷的定向移動形成電流，正電荷的定向移動方向是電流方向，由圖示可知，溶液中的正離子從A向B運(yùn)動，因此電流方向是A→B，故A錯誤；B、溶液中正離子由A向B移動，負(fù)離子由B向A移動，負(fù)電荷由B向A的移動相當(dāng)于正電荷由B向A移動，帶電離子在溶液中定向移動形成電流，電流不為零，故B錯誤；CD、溶液中的正離子從A向B運(yùn)動，因此電流方向是A→B，電流I＝＝，故C錯誤，D正確；故選：D。點(diǎn)評：知道電荷的定向移動形成電流，正電荷的定向移動方向是電流的方向，應(yīng)用電流定義式即可正確解題．【解題思路點(diǎn)撥】1.在計算電流大小時要根據(jù)題目所給的條件選擇合適的公式進(jìn)行計算。2.如果正、負(fù)電荷同時發(fā)生定向移動，定義式中I＝的q要取通過截面的凈剩電荷量。負(fù)電荷的定向移動在效果上等效于等量正電荷反方向的定向移動。3.微觀表達(dá)式I＝neSv并不是固定的電流大小計算方式，其中n、e、S、v都有特定的意義，如果題目的參數(shù)發(fā)生變化，微觀表達(dá)式的形式也會有相應(yīng)變化。但都是從定義式I＝推出的。3．帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的圓周運(yùn)動【知識點(diǎn)的認(rèn)識】帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動1．若v∥B，帶電粒子不受洛倫茲力，在勻強(qiáng)磁場中做勻速直線運(yùn)動．2．若v⊥B，帶電粒子僅受洛倫茲力作用，在垂直于磁感線的平面內(nèi)以入射速度v做勻速圓周運(yùn)動．3．半徑和周期公式：（v⊥B）【命題方向】如圖所示，MN是勻強(qiáng)磁場中的一塊薄金屬板，帶電粒子（不計重力）在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動并穿過金屬板，虛線表示其運(yùn)動軌跡，由圖知（）A、粒子帶負(fù)電B、粒子運(yùn)動方向是abcdeC、粒子運(yùn)動方向是edcbaD、粒子在上半周所用時間比下半周所用時間長分析：由半徑的變化可知粒子運(yùn)動方向；由軌跡偏轉(zhuǎn)方向可知粒子的受力方向，則由左手定則可判斷粒子的運(yùn)動方向，由圓周對應(yīng)的圓心角及周期公式可知時間關(guān)系。解答：ABC、帶電粒子穿過金屬板后速度減小，由r＝軌跡半徑應(yīng)減小，故可知粒子運(yùn)動方向是edcba。粒子所受的洛倫茲力均指向圓心，故粒子應(yīng)是由下方進(jìn)入，故粒子運(yùn)動方向為edcba，則粒子應(yīng)帶負(fù)電，故B錯誤，AC正確；D、由T＝可知，粒子運(yùn)動的周期和速度無關(guān)，而上下均為半圓，故所對的圓心角相同，故粒子的運(yùn)動時間均為，故D錯誤；故選：AC。點(diǎn)評：本題應(yīng)注意觀察圖形，圖形中隱含的速度關(guān)系是解決本題的關(guān)鍵，明確了速度關(guān)系即可由左手定則及圓的性質(zhì)求解?！窘忸}方法點(diǎn)撥】帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的勻速圓周運(yùn)動的分析方法．4．光電效應(yīng)的條件和判斷能否發(fā)生光電效應(yīng)【知識點(diǎn)的認(rèn)識】發(fā)生光電的條件是：入射光的頻率大于金屬的截止頻率（或者說說入射光的光子的能量大于金屬的逸出功）?！久}方向】現(xiàn)有a、b、c三束單色光，其波長關(guān)系為λa＞λb＞λc．用b光束照射某種金屬時，恰能發(fā)生光電效應(yīng)．若分別用a光束和c光束照射該金屬，則可以斷定（）A、a光束照射時，不能發(fā)生光電效應(yīng)B、c光束照射時，不能發(fā)生光電效應(yīng)C、a光束照射時，釋放出的光電子數(shù)目最多D、c光束照射時，釋放出的光電子的最大初動能最小分析：根據(jù)光電效應(yīng)的條件：γ＞γ0，而，判斷出a光、c光照射該金屬，能否發(fā)生光電效應(yīng)．放出的光電子數(shù)目與入射光的頻率無關(guān)，由入射光的強(qiáng)度決定．光電子的最大初動能可由光電效應(yīng)方程去比較．解答：AB、波長關(guān)系為λa＞λb＞λc，則γa＜γb＜γc．b光束照射某種金屬時，恰能發(fā)生光電效應(yīng)，根據(jù)光電效應(yīng)的條件，a光照射不能發(fā)生光電效應(yīng)，c光照射能發(fā)生光電效應(yīng)。故A正確，B錯誤。C、放出的光電子數(shù)目與入射光的頻率無關(guān)，由入射光的強(qiáng)度決定。故C錯誤。D、根據(jù)光電效應(yīng)方程：，知c光束照射時，釋放出的光電子的最大初動能最大。故D錯誤。故選：A。點(diǎn)評：解決本題的關(guān)鍵掌握光電效應(yīng)的條件，光電效應(yīng)方程及單位時間內(nèi)放出光電子的數(shù)目由入射光的強(qiáng)度決定．【解題思路點(diǎn)撥】只有當(dāng)入射光的頻率大于金屬的截止頻率時，才能發(fā)生光電效應(yīng)，否則，就算光照再強(qiáng)也不可能發(fā)生。5．愛因斯坦光電效應(yīng)方程【知識點(diǎn)的認(rèn)識】為了解釋光電效應(yīng)現(xiàn)象，愛因斯坦提出了光電效應(yīng)理論。1.光電效應(yīng)方程：Ek＝hν﹣W0，其中hν為入射光子的能量，Ek為光電子的最大初動能，W0是金屬的逸出功．2.愛因斯坦對光電效應(yīng)的理解：①只有當(dāng)hv＞W(wǎng)0時，光電子才可以從金屬中逸出，vc＝就是光電效應(yīng)的截止頻率。②光電子的最大初動能Ek與入射光的頻率v有關(guān)，而與光的強(qiáng)弱無關(guān)。這就解釋了截止電壓和光強(qiáng)無關(guān)。③電子一次性吸收光子的全部能量，不需要積累能量的時間，光電流自然幾乎是瞬時產(chǎn)生的。④對于同種頻率的光，光較強(qiáng)時，單位時間內(nèi)照射到金屬表面的光子數(shù)較多，照射金屬時產(chǎn)生的光電子較多，因而飽和電流較大?！久}方向】如圖，當(dāng)電鍵S斷開時，用光子能量為2.5eV的一束光照射陰極P，發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)不為零．合上電鍵，調(diào)節(jié)滑動變阻器，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表讀數(shù)小于0.60V時，電流表讀數(shù)仍不為零；當(dāng)電壓表讀數(shù)大于或等于0.60V時，電流表讀數(shù)為零．（1）求此時光電子的最大初動能的大?。?）求該陰極材料的逸出功．分析：光電子射出后，有一定的動能，若能夠到達(dá)另一極板則電流表有示數(shù)，當(dāng)恰好不能達(dá)到時，說明電子射出的初動能恰好克服電場力做功，然后根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程即可正確解答．解答：設(shè)用光子能量為2.5eV的光照射時，光電子的最大初動能為Ekm，陰極材料逸出功為W0，當(dāng)反向電壓達(dá)到U＝0.60V以后，具有最大初動能的光電子也達(dá)不到陽極，因此eU＝Ekm由光電效應(yīng)方程：Ekm＝hν﹣W0由以上二式：Ekm＝0.6eV，W0＝1.9eV．所以此時最大初動能為0.6eV，該材料的逸出功為1.9eV．答：（1）求此時光電子的最大初動能的大小是0.6eV．（2）求該陰極材料的逸出功是1.9eV．點(diǎn)評：正確理解該實(shí)驗的原理和光電效應(yīng)方程中各個物理量的含義是解答本題的關(guān)鍵．【解題方法點(diǎn)撥】光電效應(yīng)方程Ek＝hv﹣W0的四點(diǎn)理解（1）式中的Ek是光電子的最大初動能，就某個光電子而言，其離開金屬表面時剩余動能大小可以是0～Ek范圍內(nèi)的任何數(shù)值。（2）光電效應(yīng)方程實(shí)質(zhì)上是能量守恒方程。①能量為?＝hν的光子被電子吸收，電子把這些能量的一部分用來克服金屬表面對它的吸引而做功，另一部分就是電子離開金屬表面時的動能。②如果克服吸引力做功最少，為W0，則電子離開金屬表面時動能最大，為Ek，根據(jù)能量守恒定律可知Ek＝hν﹣W0。（3）光電效應(yīng)方程包含了產(chǎn)生光電效應(yīng)的條件。若發(fā)生光電效應(yīng)，則光電子的最大初動能必須大于零，即Ek＝hv一W0＞0，亦即hν＞W(wǎng)0，ν＞＝νc，而νc＝恰好是光電效應(yīng)的截止頻率。6．盧瑟福α粒子散射實(shí)驗【知識點(diǎn)的認(rèn)識】α粒子散射實(shí)驗1.α粒子從放射性物質(zhì)中發(fā)射出來的快速運(yùn)動的粒子，質(zhì)量為氫原子質(zhì)量的4倍、電子質(zhì)量的7300倍。2.裝置如圖所示，整個裝置處于真空中。3.實(shí)驗結(jié)果：大量α粒子穿過金箔后，基本上仍沿原來的方向前進(jìn)，但有少數(shù)α粒子（約占）發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)偏轉(zhuǎn)的角度甚大于90°，也就是說，它們幾乎被“反彈”。4.實(shí)驗意義：盧瑟福通過α粒子散射實(shí)驗，否定了湯姆孫的原子模型，建立了原子的核式模型?！久}方向】盧瑟福利用α粒子轟擊金箔的實(shí)驗研究原子結(jié)構(gòu)，正確反映實(shí)驗結(jié)果的示意圖是（）A、B、C、D、分析：本題比較簡單，正確理解α粒子散射實(shí)驗的結(jié)果即可解答．解答：實(shí)驗結(jié)果是：離金原子核遠(yuǎn)的α粒子偏轉(zhuǎn)角度小，離金原子核近的α粒子偏轉(zhuǎn)角度大，正對金原子核的α粒子被返回，故ABC錯誤，D正確。故選：D。點(diǎn)評：本題考查α粒子散射實(shí)驗的結(jié)果，對于類似基礎(chǔ)知識要熟練掌握．【解題思路點(diǎn)撥】1.α粒子散射實(shí)驗中，大量α粒子穿過金箔后，基本上仍沿原來的方向前進(jìn)，但有少數(shù)α粒子（約占1/8000）發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)偏轉(zhuǎn)的角度甚大于90°。2.盧瑟福通過α粒子散射實(shí)驗，否定了湯姆孫的原子模型，建立了原子的核式模型。7．原子的核式結(jié)構(gòu)模型【知識點(diǎn)的認(rèn)識】1.原子的核式結(jié)構(gòu)模型：在原子中心有一個很小的核，原子全部的正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在核里，帶負(fù)電的電子在核外空間繞核旋轉(zhuǎn)．2.核式結(jié)構(gòu)的提出：1911年，盧瑟福提出了自己的原子結(jié)構(gòu)模型。他設(shè)想：原子中帶正電部分的體積很小，但幾乎占有全部質(zhì)量，電子在正電體的外面運(yùn)動。3.核式結(jié)構(gòu)如下圖：4.核式結(jié)構(gòu)和西瓜模型的對比核式結(jié)構(gòu)西瓜模型原子內(nèi)部是非常空曠的，正電荷集中在一個很小的核里原子是充滿了正電荷的球體電子繞核高速旋轉(zhuǎn)電子均勻嵌在原子球體內(nèi)【命題方向】下列有關(guān)盧瑟福核式結(jié)構(gòu)學(xué)說的說法中錯誤的是（）A、原子的中心有一個很小的原子核B、原子的全部正電荷集中在原子核內(nèi)C、原子的質(zhì)量幾乎全部集中在原子核內(nèi)D、原子是由質(zhì)子和中子組成的分析：正確理解盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)模型：在原子的中心有一個很小的核，叫原子核，原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里，帶負(fù)電的電子在核外空間里繞著核旋轉(zhuǎn)．解答：當(dāng)α粒子穿過原子時，電子對α粒子影響很小，影響α粒子運(yùn)動的主要是原子核，離核遠(yuǎn)則α粒子受到的庫侖斥力很小，運(yùn)動方向改變小。只有當(dāng)α粒子與核十分接近時，才會受到很大庫侖斥力，而原子核很小，所以α粒子接近它的機(jī)會就很少，所以只有極少數(shù)大角度的偏轉(zhuǎn)，而絕大多數(shù)基本按直線方向前進(jìn)，因此為了解釋α粒子散射實(shí)驗，盧瑟福提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型：在原子的中心有一個很小的核，叫原子核，原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里，原子是由原子核和核外電子組成。故ABC正確，D錯誤。本題選錯誤的，故選：D。點(diǎn)評：本題比較簡單考查了盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)模型，要了解該模型提出的歷史背景，知道該模型的具體內(nèi)容．【解題思路點(diǎn)撥】1.盧瑟福通過α粒子散射實(shí)驗，否定了湯姆孫的原子模型，建立了原子的核式模型。2.核式模型指出：原子中帶正電部分的體積很小，但幾乎占有全部質(zhì)量，電子在正電體的外面運(yùn)動。8．分析能級躍遷過程中的能量變化（吸收或釋放能量）【知識點(diǎn)的認(rèn)識】在發(fā)生躍遷時，如果核外電子由低能級向高能級躍遷，需要吸收能量，如果由高能級向低能級躍遷，需要釋放能量（以光子的形式）。【命題方向】氫原子從能級A躍遷到能級B，吸收頻率ν1的光子，從能級A躍遷到能級C釋放頻率ν2的光子，若ν2＞ν1則當(dāng)它從能級C躍遷到能級B將放出還是吸收光子？對應(yīng)光子的頻率為多少？分析：能級間躍遷吸收和輻射光子的能量等于兩能級間的能級差．解答：氫原子從能級A躍遷到能級B吸收光子，則B能級的能量大于A能級的能量，從能級A躍遷到能級C，釋放光子，則A能級的能量大于C能級的能量，可知B與C能級間的能量為hv1+hv2．則由C能級躍遷B能級吸收光子，有hv＝hv1+hv2，頻率為ν＝v1+v2．答：從能級C躍遷到能級B將吸收頻率為v2+v1的光子．點(diǎn)評：解決本題的關(guān)鍵知道能級間躍遷輻射或吸收光子能量與能級差的關(guān)系，即Em﹣En＝hv．【解題方法點(diǎn)撥】對原子躍遷條件的理解（1）原子從低能級向高能級躍遷，吸收一定能量的光子，當(dāng)一個光子的能量滿足hν＝E末﹣E初時，才能被某一個原子吸收，使原子從低能級E初向高能級E末躍遷，而當(dāng)光子能量hν大于或小于E末﹣E初時都不能被原子吸收．（2）原子從高能級向低能級躍遷，以光子的形式向外輻射能量，所輻射的光子能量恰等于發(fā)生躍遷時的兩能級間的能量差．（3）原子躍遷條件hν＝Em﹣En只適用于光子和原子作用而使原子在各定態(tài)之間躍遷的情況．對于光子和處于基態(tài)的氫原子作用而使氫原子電離時，只要入射光子的能量E≥13.6eV，氫原子就能吸收．對于實(shí)物粒子與原子作用使原子激發(fā)時，粒子能量大于能級差即可．9．計算能級躍遷過程吸收或釋放的能量【知識點(diǎn)的認(rèn)識】電子從能量較高的定態(tài)軌道（其能量記為En）躍遷到能量較低的定態(tài)軌道（能量記為Em，m＜n）時，或者從能量較低的定態(tài)軌道（其能量記為Em）躍遷到能量較高的定態(tài)軌道（能量記為En，m＜n）時會釋放或吸收能量，能量的大小為E＝En﹣Em?！久}方向】已知?dú)湓拥哪芗壒綖椋?，其中E1＝﹣13.6eV．現(xiàn)讓一束單色光照射一群處于基態(tài)的氫原子，受照射后的氫原子能自發(fā)地發(fā)出3種不同頻率的光，則該照射單色光的光子能量為（）A、13.6eVB、12.75eVC、12.09eVD、10.2eV分析：當(dāng)處于基態(tài)的氫原子吸收某一能量的光子后，躍遷到更高能級，處于高能級的氫原子，向低能級躍遷時，多余的能量以光的形式放出，這就是氫原子發(fā)光的過程，本題中根據(jù)放出3種頻率的光可以求出此時氫原子所處能級，然后利用能級差球被吸收光子能量即可．解答：根據(jù)氫原子能自發(fā)的發(fā)出3種不同頻率的光，可得：，解得：n＝3，此時氫原子處于第3能級，有：能級差為：ΔE＝E3﹣E1＝﹣1.51﹣（﹣13.6）＝12.09eV，故ABD錯誤，C正確。故選：C。點(diǎn)評：明確原子吸收光子是量子化的，會求能級差是求這類問題的基礎(chǔ)．【解題思路點(diǎn)撥】在能級躍遷的過程中，輻射或吸收的能量總是等于兩個能級的能量之差，即E＝E高﹣E低。10．天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)及意義【知識點(diǎn)的認(rèn)識】1.天然放射現(xiàn)象的定義與發(fā)現(xiàn)：放射性元素自發(fā)地發(fā)出射線的現(xiàn)象，叫做天然放射現(xiàn)象，1896年由法國物理學(xué)家貝克勒爾發(fā)現(xiàn)．2．天然放射現(xiàn)象的物理意義：天然放射現(xiàn)象說明原子核內(nèi)部是有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)的。【命題方向】天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)揭示了（）A、原子具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)B、原子的核式結(jié)構(gòu)C、原子核具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)D、原子核由質(zhì)子和中子組成分析：原子是化學(xué)變化中的最小微粒，但還能再分，天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)就說明原子核能夠再分，以此來解答。解答：天然放射現(xiàn)象中，原子核發(fā)生衰變，生成新核，同時有電子或α粒子產(chǎn)生，因此說明了原子核可以再分，故選：C。點(diǎn)評：熟悉基本概念以及原子結(jié)構(gòu)等知識即可解答?！窘忸}思路點(diǎn)撥】知識點(diǎn)的延伸天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)是由法國物理學(xué)家亨利?貝克勒爾在1896年首次發(fā)現(xiàn)的。他在實(shí)驗中發(fā)現(xiàn)，鈾的化合物能夠自發(fā)地放射出一種看不見的、穿透力很強(qiáng)的射線，這種射線能夠使附近包在黑紙里的照相底片感光。這一發(fā)現(xiàn)揭示了原子核具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，為人類認(rèn)識原子核和放射性現(xiàn)象奠定了基礎(chǔ)。隨后，科學(xué)家們對這一現(xiàn)象進(jìn)行了深入研究，發(fā)現(xiàn)了放射性元素能夠放出三種主要的射線：α射線、β射線和γ射線，這些射線的發(fā)現(xiàn)和性質(zhì)的研究，逐漸揭示了放射性現(xiàn)象的本質(zhì)。天然放射現(xiàn)象的意義在于，它使人類認(rèn)識到原子核具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，并且能夠自發(fā)地進(jìn)行衰變，釋放出能量。這一發(fā)現(xiàn)不僅開辟了原子核物理學(xué)的新領(lǐng)域，而且為后來的核科學(xué)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。此外，天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)還促進(jìn)了人們對物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的認(rèn)識，推動了原子核物理、原子物理和粒子物理等學(xué)科的發(fā)展。這些學(xué)科的研究不僅加深了人們對物質(zhì)本質(zhì)的理解，而且在實(shí)際應(yīng)用中有著廣泛的應(yīng)用，如醫(yī)療診斷、能源開發(fā)等方面。天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)和研究，不僅在科學(xué)領(lǐng)域產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響，而且對人類認(rèn)識自然世界和探索未知提供了重要的線索和工具。它揭示了自然界中存在的不穩(wěn)定核素能夠自發(fā)衰變，并釋放出具有穿透力的射線，這一發(fā)現(xiàn)為后來的核科學(xué)發(fā)展開辟了道路，使人們對物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)有了更新的認(rèn)識。11．α、β、γ射線的本質(zhì)及特點(diǎn)【知識點(diǎn)的認(rèn)識】1.α，β、γ射線的本質(zhì)分別是高速氦核流、高速電子流和高速光子流。2.α，β、γ射線的區(qū)別如下表種類α射線β射線γ射線組成高速氦核流高速電子流光子流（高頻電磁波）帶電荷量2e﹣e0質(zhì)量4mp靜止質(zhì)量為零符號Heeγ速度0.1c0.99cc貫穿本領(lǐng)最弱較強(qiáng)最強(qiáng)貫穿實(shí)例用紙能擋住穿透幾毫米的鋁板穿透幾厘米的鉛板對空氣的電離作用很強(qiáng)較弱很弱【解題思路點(diǎn)撥】一、射線本身的性質(zhì)天然放射性元素放出的三種射線的穿透能力實(shí)驗結(jié)果如圖所示，由此可推知（）A、②來自于原子核外的電子B、①的電離作用最強(qiáng)，是一種電磁波C、③的電離作用較強(qiáng)，是一種電磁波D、③的電離作用最弱，是一種電磁波分析：α射線貫穿能力很弱，電離作用很強(qiáng)，一張紙就能把它擋住，α射線是高速氦核流；β射線能貫穿幾毫米厚的鋁板，電離作用較強(qiáng)，是原子核中的一個中子轉(zhuǎn)化成一個質(zhì)子，同時釋放出β射線；γ射線穿透本領(lǐng)最強(qiáng)，甚至能穿透幾厘米厚的鉛板，是原子核發(fā)生衰變時釋放的能量以γ光子的形式輻射出來的。解答：A、天然放射性元素放出的三種射線都是原子核發(fā)生衰變造成的，β射線能貫穿幾毫米厚的鋁板，電離作用較強(qiáng)，故②是β射線。β射線是原子核中的一個中子轉(zhuǎn)化成一個質(zhì)子，同時釋放出一個高速電子，該電子即β射線，故β射線來自原子核，故A錯誤。B、α射線貫穿能力很弱，電離作用很強(qiáng)，一張紙就能把它擋住，故①是α射線。α射線是高速氦核流，是實(shí)物粒子，不是電磁波。故B錯誤。CD、γ射線穿透本領(lǐng)最強(qiáng)，甚至能穿透幾厘米厚的鉛板，故③是γ射線，但γ射線電離本領(lǐng)很弱，它是一種光子，是一種電磁波。故C錯誤，D正確。故選：D。點(diǎn)評：本題考查天然放射性元素放出的三種射線的穿透能力比較，熟悉課本基本知識就能順利解決此類問題，故要加強(qiáng)基礎(chǔ)知識的積累。多記。二、結(jié)合磁場考查射線的性質(zhì)如圖所示，放射性元素鐳放出α、β、γ三種射線，它們分別進(jìn)入勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場中，下列說法正確的是（）A、①表示γ射線的運(yùn)動徑跡，③表示α射線的運(yùn)動徑跡B、②表示β射線的運(yùn)動徑跡，③表示α射線的運(yùn)動徑跡C、④表示α射線的運(yùn)動徑跡，⑤表示γ射線的運(yùn)動徑跡D、⑤表示β射線的運(yùn)動徑跡，⑥表示α射線的運(yùn)動徑跡分析：根據(jù)α、β、γ三種射線的帶電性質(zhì)和本質(zhì)以及帶電粒子在電場中受力特點(diǎn)可正確判斷。本題應(yīng)抓住：①三種射線的成分主要是指所帶電性：α射線是高速氦核流帶正電，β射線是高速電子流，帶負(fù)電，γ射線是γ光子，是中性的。②洛倫茲力方向的判定，左手定則：張開左手，拇指與四指垂直，讓磁感線穿入手心，四指的方向是正電荷運(yùn)動的方向，拇指的指向就是洛倫茲力的方向。解答：AB、α射線實(shí)質(zhì)為氦核，帶正電，β射線為電子流，帶負(fù)電，γ射線為高頻電磁波，根據(jù)電荷所受電場力特點(diǎn)可知：①為β射線，②為γ射線，③為α射線，故AB錯誤；CD、α射線是高速氦核流，一個α粒子帶兩個正電荷。根據(jù)左手定則，α射線受到的洛倫茲力向左，故④是α射線；β射線是高速電子流，帶負(fù)電荷。根據(jù)左手定則，β射線受到的洛倫茲力向右，故⑥是β射線；γ射線是γ光子，是中性的，故在磁場中不受磁場的作用力，軌跡不會發(fā)生偏轉(zhuǎn)。故⑤是γ射線。故C正確，D錯誤。故選：C。點(diǎn)評：熟練掌握α、β兩種衰變實(shí)質(zhì)以及衰變方程的書寫，同時明確α、β、γ三種射線性質(zhì)及應(yīng)用，本題綜合性較強(qiáng)，主要考查兩個方面的問題：①三種射線的成分主要是所帶電性。②洛倫茲力的方向的判定。只有基礎(chǔ)扎實(shí)，此類題目才能順利解決，故要重視基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)?！窘忸}思路點(diǎn)撥】1.α，β射線的本質(zhì)都是實(shí)物粒子，γ射線的本質(zhì)是光子。2.α射線是α衰變時產(chǎn)生的，β射線是β衰變時產(chǎn)生的，產(chǎn)生α射線和β射線時會伴生γ射線。12．核反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)、質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)、核子數(shù)等參數(shù)的關(guān)系【知識點(diǎn)的認(rèn)識】1.核反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)（核電荷數(shù)）守恒。2.各參數(shù)之間的關(guān)系如下：質(zhì)量數(shù)＝質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)＝核子數(shù)核電荷數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＝原子序數(shù)＝核外電子數(shù)【命題方向】某原子核的衰變過程是A，符號表示放出一個β粒子，表示放出一個α粒子，下列說法中正確的是（）A、核C比核B的中子數(shù)少2B、核C比核A的質(zhì)量數(shù)少5C、原子核為A的中性原子的電子數(shù)比原子核為B的中性原子的電子數(shù)多1D、核C比核A的質(zhì)子數(shù)少1分析：發(fā)生一次α衰變，電荷數(shù)少2，質(zhì)量數(shù)少4，發(fā)生一次β衰變，電荷數(shù)多1，質(zhì)量數(shù)不變．解答：A、B到C，電荷數(shù)少2，質(zhì)量數(shù)少4，因為電荷數(shù)等于質(zhì)子數(shù)，質(zhì)量數(shù)等于質(zhì)子數(shù)加上中子數(shù)，所以核C比核B中子數(shù)少2．故A正確。B、A到B，質(zhì)量數(shù)不變，B到C質(zhì)量數(shù)少4，則核C比核A質(zhì)量數(shù)少4．故B錯誤。C、中性原子的電子數(shù)等于質(zhì)子數(shù)，核B比核A電荷數(shù)多1，則核A的中性原子的電子數(shù)比核B中性原子的電子數(shù)少1．故C錯誤。D、A到B電荷數(shù)多1，B到C電荷數(shù)少2，則A到C電荷數(shù)少1，則核C比核A質(zhì)子數(shù)少1．故D正確。故選：AD。點(diǎn)評：解決本題的關(guān)鍵知道α衰變和β衰變的實(shí)質(zhì)，以及知道質(zhì)量數(shù)等于質(zhì)子數(shù)加中子數(shù)，質(zhì)子數(shù)等于電荷數(shù)．【解題思路點(diǎn)撥】核反應(yīng)前的質(zhì)量數(shù)之和等于核反應(yīng)后的質(zhì)量數(shù)之和；核反應(yīng)前的電荷數(shù)之和等于核反應(yīng)后的電荷數(shù)之和。13．α衰變的特點(diǎn)、本質(zhì)及方程【知識點(diǎn)的認(rèn)識】1.衰變的定義：原子核自發(fā)地放α粒子或β粒子，由于核電荷數(shù)變了，它在元素周期表中的位置就變了，變成另一種原子核。我們把這種變化稱為原子核的衰變。2.α衰變的定義：原子核釋放出一個α粒子變成一個新的原子核的過程。3.α衰變的本質(zhì)：原子核內(nèi)部兩個質(zhì)子和兩個中子結(jié)合在一起從從內(nèi)射出。4.α衰變的特點(diǎn)：發(fā)生α衰變后，原子核的質(zhì)量數(shù)減4，電荷數(shù)減2。5.α衰變的方程（舉例）：