文档内容
考点 65 原子结构 原子核
1. 3年真题考点分布
题型 选择题、填空题
原子结构模型、波尔原子理论的考察；天然方式现象和原子核的衰变；核反
高考考点
应方程的书写和识别；核力、质量亏损的计算；
重庆卷6题、广东卷1题、天津卷3题、北京卷3题、浙江卷5题、海南卷1
2023 题、海南卷10题、湖南卷1题、乙卷3题、甲卷2题、浙江春招卷9题、山
东卷1题、湖北卷1题、辽宁卷、浙江春招卷15题
重庆卷6题、北京卷1题、海南卷10题、广东卷5题、湖南卷1题、天津卷
新高考 2022 1题、福建卷2题、北京卷14题、海南卷2题、辽宁卷2题、湖北卷1题、
浙江卷7题、浙江卷11题、山东卷1题、甲卷4题、浙江春招14题
辽宁卷2题、北京卷14题、浙江春招10题、重庆卷2题、福建卷9题、江
2021 苏卷1题、海南卷5题、湖北卷1题、北京卷1题、山东卷1题、浙江卷14
题、广东卷1题、乙卷4题、甲卷4题、河北卷1题、湖南卷1题、
2. 命题规律及备考策略
【命题规律】近3年新高考卷对于本节内容考查共计47次，主要考查：
（1）波尔原子理论、氢原子的能量和能级跃迁；
（2）核反应方程的识别和书写；
（3）利用质能方程计算质量亏损问题；
（4）半衰期的理解和计算
【备考策略】掌握三种原子结构模型的特点；理解并掌握波尔原子理论及能级跃迁的相关计算；区分衰变、
人工核反应、重核裂变和轻核衰变四种核反应方程的书写和简单的计算；学会利用质能方程
进行简单质量亏损的计算。
【命题预测】本节内容较为简单，但考察次数频繁，2024年考生需要着重基础，理解并区分核反应方程，
识别及书写，以及半衰期的计算，这也是2024年各省高考命题的热点。
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】考法 1 α 粒子的散射实验
卢瑟福α 粒子散射实验
①α 粒子散射实验装置由α粒子源、金箔、显微镜等几部分组成，实验时从α 粒子源到荧光屏这段路
程应处于真空中。
②实验现象
a.绝大多数的α 粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进；
b.少数α 粒子发生了大角度偏转；偏转的角度甚至大于90°，它们几乎被“撞了回来”。
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】c.实验意义：卢瑟福通过α 粒子散射实验，否定了汤姆孙的原子模型，建立了核式结构模型。
（3）卢瑟福的核式结构模型
①模型描述:原子中带正电部分的体积很小，但几乎占有全部质量，电子在正电体的外面运动.
②原子核:正电体的尺度是很小的，称为原子核.
③意义:明确了原子结构的空间分布、质量分布、电荷分布
④局限性:卢瑟福的原子核式结构模型能够很好地解释a粒子散射实验现象但不能解释原子光谱是特征
光谱和原子的稳定性.
【典例1】（2023·全国·校联考模拟预测）如图所示是α粒子散射实验装置的示意图。从α粒子源发射的α
粒子射向金箔，利用观测装置观测发现，绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但有
少数α粒子（约占八千分之一）发生了大角度偏转，极少数α粒子偏转的角度甚至大于 。下列说法正
确的是（ ）
A．α粒子束是快速运动的质子流
B．实验结果说明原子中的正电荷弥漫性地均匀分布在原子内
C．α粒子发生大角度偏转是金箔中的电子对α粒子的作用引起的
D．α粒子散射实验装置的内部需要抽成真空
【答案】D
【详解】A．α粒子是氦的原子核，因此不是质子流，选项A错误；
B．实验结果说明占原子质量绝大部分的带正电的物质集中在很小的空间范围，选项B错误；
C．α粒子发生大角度偏转是金箔中的带正电的原子核对 粒子的库仑斥力引起的，选项C错误；
D．为避免空气分子的影响，内部需要抽成真空，选项D正确。
故选D。
【变式】（2023·湖北·模拟预测）下列说法中正确的是（ ）
A．卢瑟福通过对 粒子散射实验结果分析，提出了原子核由质子和中子组成
B．康普顿散射实验证明了电子具有波动性
C．铀核 衰变为铅核 的过程中，要经过8次 衰变和6次 衰变
D．查德威克发现质子的核反应方程为
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】【答案】C
【详解】A．卢瑟福通过对 粒子散射实验结果分析，提出了原子的核式结构理论，选项A错误；
B．康普顿散射实验证明了光子有动量，有粒子性，选项B错误；
C．铀核（ ）衰变为铅核（ ）的过程中，质量数少32，电荷数少10，设经过n次 衰变，m次
衰变，根据质量数和电荷数守恒有 ， ，知 ， ，故C正确；
D．发现质子的是卢瑟福，查德威克发现中子，故D错误。
故选C。
考法 2 玻尔原子理论
1．轨道量子化
（1）原子中的电子在库仑引力的作用下，绕原子核做圆周运动．
（2）电子运行轨道的半径不是任意的，也就是说电子的轨道是量子化的(填“连续变化”或“量子化”)．
（3）电子在这些轨道上绕核的运动是稳定的，不产生电磁辐射．
2．定态
（1）当电子在不同的轨道上运动时，原子处于不同的状态，具有不同的能量．电子只能在特定轨道上运
动，原子的能量只能取一系列特定的值．这些量子化的能量值叫作能级．
（2）原子中这些具有确定能量的稳定状态，称为定态．能量最低的状态称为基态，其他的状态叫作激发
态．
3．频率条件
当电子从能量较高的定态轨道(其能量记为En)跃迁到能量较低的定态轨道(能量记为Em，m＜n)时，
会放出能量为hν的光子，该光子的能量hν＝En－Em，该式称为频率条件，又称辐射条件．
4. 氢原子的能量和能级跃迁
①能级和半径公式：
1
E = E
n n2 1 E
Ⅰ、能级公式： (n＝1，2，3，…)，其中 1为基态能量，其数值为
E =−13.6eV
1 .
r =n2r
Ⅱ、半径公式： n 1 (n＝1，2，3，…)，其中r 为基态轨道半径，又称玻尔半径，其数值
1
r
=0.53×10−10
m
为 1 .
②氢原子的能级图，如图所示
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】【典例2】（2023·湖北·统考高考真题）2022年10月，我国自主研发的“夸父一号”太阳探测卫星成功发
射。该卫星搭载的莱曼阿尔法太阳望远镜可用于探测波长为 的氢原子谱线（对应的光子能量为
）。根据如图所示的氢原子能级图，可知此谱线来源于太阳中氢原子（ ）
A． 和 能级之间的跃迁 B． 和 能级之间的跃迁
C． 和 能级之间的跃迁 D． 和 能级之间的跃迁
【答案】A
【详解】由图中可知n=2和n=1的能级差之间的能量差值为
与探测器探测到的谱线能量相等，故可知此谱线来源于太阳中氢原子n=2和n=1能级之间的跃迁。
故选A。
对波尔原子模型深入理解
①两类能级跃迁
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】ΔE E −E
ν= = 高 低
h h
Ⅰ、自发跃迁：高能级→低能级，释放能量，发射光子．光子的频率 .
Ⅱ、受激跃迁：低能级→高能级，吸收能量．吸收光子的能量必须恰好等于能级差
hυ=ΔE
.
②光谱线条数的确定方法
Ⅰ、一个氢原子跃迁发出可能的光谱线条数最多为(n－1)．
n(n−1)
N=C2
=
n 2
Ⅱ、一群氢原子跃迁发出可能的光谱线条数 .
③电离
Ⅰ、电离态：n＝∞，E＝0.
Ⅱ、电离能：指原子从基态或某一激发态跃迁到电离态所需要吸收的最小能量．
Ⅲ、吸收能量足够大，克服电离能后，获得自由的电子还具有动能．
【变式1】（2023·四川南充·统考模拟预测）氢原子的能级图如图，氢原子从 能级跃迁到 能级时
辐射出一种光子，这种光子照射到逸出功为 的金属上，逸出的光电子最大初动能为（ ）
A． B． C． D．
【答案】B
【详解】氢原子从 能级跃迁到 能级时辐射出一种光子，能量为
这种光子照射到逸出功为 的金属上，逸出的光电子最大初动能
故选B。
【变式2】（2023·河北唐山·开滦第一中学校考一模）如图是玻尔解释氢原子光谱画出的能级图，已知可见
光光子的能量范围约为1.62eV～3.11eV。大量处于 能级的氢原子向低能级跃迁，发出若干频率的光子，
设普朗克常量为h，下列说法正确的是（ ）
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】A．能产生6种不同频率的光子 B．能产生10种不同频率的光子
C．能产生6种不同频率的可见光 D．能产生3种不同频率的可见光
【答案】BD
【详解】AB．大量处于 能级的氢原子向低能级跃迁，可以发现 种不同频率的光子，故A错误，
B正确；
CD．氢原子处于 能级不稳定会自发向低能级跃迁，根据可见光光子的能量范围约为1.62eV～3.11eV，
可知只有从 、 、 跃迁到 的光子能量在可见光范围内，所以由高能级向低能级跃迁发出
10种不同频率的光子，只有3种是可见光，故C错误，D正确。
故选BD。
考法 3 原子结构模型
1.电子的发现
（1）对阴极射线本质的认识——两种观点
①电磁波说，代表人物——赫兹，他认为这种射线是一种电磁辐射；
②粒子说，代表人物——汤姆孙，他认为这种射线是一种带电粒子流；
（2）阴极射线
①发现:科学家在研究稀薄气体放电时发现，当玻璃管内的气体足够稀薄时，阴极发出一种射线，这种
射线称为阴极射线.
②本质:高速电子流.
(3)电子
①定义:组成阴极射线的粒子称为电子，是原子的组成部分
②电子电荷的测量:电子电荷的精确测定是在 1909~1913 年间由密立根通过著名的“油滴实验”测出
的.
电子的电荷量e=1.602×10-19C;电子的质量m=9.109×10-31 kg;
质子质量与电子质量的比值
③密立根更重要的发现:电是量子化的，任何带电体的电荷只能是e的整数倍；
2. 原子的核式结构模型
（1）汤姆孙原子模型：汤姆孙于1898年提出了原子模型，他认为原子是一个球体，正电荷弥漫性地均匀
分布在整个球体内，电子镶嵌其中，有人形象地把汤姆孙模型称为“西瓜模型”或“枣糕模型”。
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】【典例3】（2024·云南大理·云南省下关第一中学校联考模拟预测）下列说法正确的是（ ）
A．卢瑟福的核式结构模型可以解释氢原子光谱不连续的现象
B．氡的半衰期为38天，若有8个氡核，则经过76天后还剩下2个氡核
C．铀（ ）经多次 、 衰变形成稳定的铅（ ）的过程中，有8个中子转变成质子
D．质子、中子、 粒子的质量分别是 、 、 ，质子和中子结合成一个 粒子，释放的能量是
【答案】D
【详解】A．卢瑟福 粒子散射实验证明了原子核式结构，玻尔理论解释了氢原子光谱不连续性，故A错
误；
B．半衰期具有统计规律，对大量的原子核适用，对少数的原子核不适用，故B错误；
C．根据质量数和电荷数守恒知，238-206=4×8，则发生8次 衰变；
92=82+2×8-6，则发生6次 衰变，β衰变的实质即为中子转化为质子同时释放电子，故C错误；
D．质子和中子结合成一个 粒子的方程为
根据爱因斯坦质能方程，可得该核反应中释放的能量为 ，故D正确。
故选D。
【变式】（2023·四川成都·四川省成都列五中学校考三模）下列四幅图涉及不同的物理知识，如图所示，
其中说法正确的是（ ）
A．图甲，卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，否定了汤姆孙原子枣糕式模型
B．图乙，用中子轰击铀核使其发生聚变，链式反应会释放出巨大的核能
C．图丙，一个氢原子处于第三能级，最多可以辐射出三种频率的光子
D．图丁，汤姆孙通过电子的发现揭示了原子核内还有复杂结构
【答案】A
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】【详解】A．图甲，卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，得出原子的核式结构模型，否定了汤姆孙原子
枣糕式模型，A正确；
B．图乙，用中子轰击铀核使其发生裂变，裂变反应会释放出巨大的核能，B错误；
C．图丙，一个氢原子处于第三能级，辐射出不同频率的光子最多为 ，C错误；
D．图丁，汤姆孙通过电子的发现揭示了原子有一定结构，天然放射现象的发现揭示了原子核内还有复杂
结构，D错误。
故选A。
考法 4 天然放射现象 原子核的衰变
1. 天然放射现象：贝克勒尔发现天然放射现象；居里夫妇经过研究发现了新元素钋和镭；伦琴：X射线
2. 放射性元素的衰变的快慢由原子内部自身因素决定的，与原子的物理状态（温度、压强）或化学状态
（单质、混合物）无关，故天然放射现象说明原子核内部还有复杂结构。
3. 三种射线的性质
①α射线带正电，α粒子就是高速（0.1C）的氦原子核，贯穿本领很小，电离作用很强；
②β射线带负电，是高速（0.99C）电子流，贯穿本领很强（几毫米的铝板），电离作用较弱；
③γ射线中电中性的，是波长极短的电磁波，贯穿本领最强（几厘米的铅板），电离作用很小
4. 两种衰变（γ射线是伴随α射线或β射线产生的，没有单独的γ衰变）
α衰变：本质： 21n+21 H→ 4He ，例： 238 U→ 234Th+ 4He
0 1 2 92 90 2
β衰变：核内的中子转化成了一个质子和一个电子，电子放射到核外，质子留在新核中。
本质： ，例如：
234Th→ 234Pa+ 0e
90 91 −1
α衰变和β衰变（有时结合动量守恒、磁场考大题）
衰变类型 α衰变 β衰变
衰变过程 X→Y＋He X→Y＋e
衰变实质 2个质子和2个中子结合成一个整体射出 1个中子转化为1个质子和1个电子
匀强磁场
中轨迹形 （静止电荷衰变，两个正电荷，外切圆） （静止电荷衰变，一正一负，内接圆）
状
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】静止的核衰变： 匀速圆周运动： （动量相同，q
大r小）
5、半衰期：放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间。放射性元素衰变的快慢是由核内部本身的因
决定，与原子所处的物理状态或化学状态无关，它是对大量原子的统计规律。m ＝m ()
余 原
角度 1 ：对 3 种射线特点和性质的理解
【典例4】（2023·广东·统考高考真题）理论认为，大质量恒星塌缩成黑洞的过程，受核反应
的影响。下列说法正确的是（ ）
A．Y是 粒子， 射线穿透能力比 射线强
B．Y是 粒子， 射线电离能力比 射线强
C．Y是 粒子， 射线穿透能力比 射线强
D．Y是 粒子， 射线电离能力比 射线强
【答案】D
【详解】根据受核反应满足质量数和电荷数守恒可知，Y是 粒子（ ），三种射线的穿透能力， 射
线最强， 射线最弱；三种射线的电离能力， 射线最强， 射线最弱。
故选D。
角度 2 ：半衰期的理解和计算
【典例5】（2022·全国·统考高考真题）两种放射性元素的半衰期分别为 和 ，在 时刻这两种元素
的原子核总数为N，在 时刻，尚未衰变的原子核总数为 ，则在 时刻，尚未衰变的原子核总
数为（ ）
A． B． C． D．
【答案】C
【详解】根据题意设半衰期为t 的元素原子核数为x，另一种元素原子核数为y，依题意有
0
经历2t 后有
0
联立可得 ，
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】在 时，原子核数为x的元素经历了4个半衰期，原子核数为y的元素经历了2个半衰期，则此时未衰
变的原子核总数为
故选C。
【变式1】（2023·河北·模拟预测）“玉兔二号”月球车携带的放射性同位素钚 （ ）会不断衰变，
释放能量可以在月球超低温环境下为仪器设备供热。 可以通过以下反应过程得到：
， 。已知 的衰变方程为 ，其半衰期为88
年。下列说法正确的是（ ）
A． 反应前后总质量保持不变
B．X的穿透能力比Y强
C． 核子的平均质量比 的核子平均质量小
D．随时间延续， 的半衰期逐渐减小
【答案】B
【详解】A．核反应过程中质量数和电荷数守恒，一般会伴随质量增加或质量亏损，故A错误；
B．根据质量数守恒和电荷数守恒可得X的电荷数为
质量数为零，所以X是电子，对应射线为 射线，Y的质量数为
质子数为2，由此可知Y为氦原子核，为 粒子，对应射线为 射线，故B正确；
C．生成物更稳定，所以比结合能更大，释放核能，核子平均质量减小，所以 核子的平均质量比
的核子平均质量大，故C错误；
D．放射性元素的半衰期由原子核内部自身决定，与外界因素无关，故D错误。
故选B。
【变式2】（2024·福建漳州·统考模拟预测）1957年，吴健雄领导的小组在研究钴60的衰变中证实了宇称
不守恒的论断。钴60能自发地进行 衰变，半衰期为5.27年，衰变方程为 。则
。质量为m的钴60，经过10.54年，还剩 m。
【答案】 60 28
【详解】[1][2]根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，A=60，Z=28；
[3]10.54年为两个半衰期，则质量为m的钴60，经过10.54年，还剩
考法 5 核反应类型 及 核反应方程
1. 核反应方程
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】类型 可控性 核反应方程典例
衰 α衰变 自发 U→Th＋He
变 β衰变 自发 Th→Pa＋e
N＋He→O＋H(卢瑟福发现质子)
He＋Be→C＋n(查德威克发现中子)
人工转变 人工控制
Al＋He→P＋n 约里奥－居里夫妇发现放射
P→Si＋e 性同位素，同时发现正电子
U＋n→Ba＋Kr＋3n
重核裂变 容易控制
U＋n→Xe＋Sr＋10n
轻核聚变 现阶段很难控制 H＋H→He＋n
角度 1 ： 核反应的书写
【典例5】（2023·北京·统考高考真题）下列核反应方程中括号内的粒子为中子的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】A
【详解】A．根据电荷数和质量数守恒知，核反应方程为
故A符合题意；
B．根据电荷数和质量数守恒知，核反应方程为 ，故B不符合题意；
C．根据电荷数和质量数守恒知，核反应方程为 ，故C不符合题意；
D．根据电荷数和质量数守恒知，核反应方程为 ，故D不符合题意。
故选A。
角度 2 ： 核反应方程的识别
【典例6】（2022·海南·高考真题）下列属于 衰变的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】C
【详解】A．该反应属于 衰变，放出了氦核（ ），A错误；
B．该反应是卢瑟福发现质子（ ）的核反应方程，B错误；
C．该反应属于 衰变，放出了电子（ ），C正确；
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】D．该反应是重核裂变的核反应方程，D错误。
故选C。
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(H)、中子(n)、α粒子(He)、β粒子
(e)、正电子(e)、氘核(H)、氚核(H)等．
（2）掌握核反应方程遵守的规律，是正确书写核反应方程或判断某个核反应方程是否正确的依据，由于
核反应不可逆，所以书写核反应方程式时只能用“→”表示反应方向．
【变式1】（2023·湖南长沙·长沙一中校考二模）1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮原子核（ ）发现了质
子，首次实现了原子核的人工转变。已知核反应释放的能量全部转化成了 和质子的动能， ， ，
a粒子，质子的质量分别为m、m，m，m，真空中的光速为c，则（ ）
1 2 3 4
A．发现质子的核反应方程是
B．释放的核能等于 和质子的总动能
C．释放的核能等于
D．释放核能的原因是因为 的结合能大于 和α粒子总的结合能
【答案】D
【详解】A．发现质子的核反应方程是 ，故A错误；
BCD．核反应释放核能的原因是因为 的结合能大于 和α粒子总的结合能，释放的核能等于
，也等于反应后 和质子总动能与反应前 和α粒子总动能之差，故BC错误，D
正确。
故选D。
【变式2】（2023·云南玉溪·云南省玉溪第三中学校考模拟预测）下列四个核反应方程，属于聚变的是（
）
A． B．
C． D．
【答案】B
【详解】A．该核反应是放射性元素发生 衰变，故A错误；
B．该核反应是轻核结合成较重的原子核，属于聚变，故B正确；
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】C．该核反应是高能粒子轰击原子核使之转变为另一种原子核，属于原子核的人工转变，故C错误；
D．该核反应是重核分裂成两个质量较小的原子核，属于裂变，故D错误。
故选B。。
考法 6 核力 核能 质量亏损 质能方程
1.核力
（1）概念：原子核内部，核子间所特有的相互作用力。
（2）特点：核力是强相互作用力、短程力，只发生在相邻的核子间。
2.核能
（1）质能关系：E＝mc2
（2）核能的释放：核子在结合成原子核时出现质量亏损Δm，其释放的能量ΔE＝ Δmc 2 。
（3）核能的吸收：原子核分解成核子时要吸收一定的能量，相应的质量增加Δm，吸收的能量为ΔE＝
Δmc2。
3．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＝mc2.
方程的含义：物体具有的能量与它的质量之间存在简单的正比关系，物体的能量增大，质量也增大；物体
的能量减少，质量也减少．
（2）核子在结合成原子核时出现质量亏损Δm，其能量也要相应减少，即ΔE＝Δmc2.
（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Δm，吸收的能量为ΔE＝Δmc2.
4．核能释放的两种途径的理解
中等大小的原子核的比结合能最大，这些核最稳定．使较重的核分裂成中等大小的核或使较小的核结
合成中等大小的核，核子的比结合能都会增加，都可以释放能量．
【典例7】（2023·全国·统考高考真题）2022年10月，全球众多天文设施观测到迄今最亮伽马射线暴，其
中我国的“慧眼”卫星、“极目”空间望远镜等装置在该事件观测中作出重要贡献。由观测结果推断，该
伽马射线暴在1分钟内释放的能量量级为 。假设释放的能量来自于物质质量的减少，则每秒钟平均
减少的质量量级为（光速为 ）
A． B． C． D．
【答案】C
【详解】根据质能方程 可知，则每秒钟平均减少的质量为 ，则
每秒钟平均减少的质量量级为 。
故选C。
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】【变式1】（2023·河北秦皇岛·青龙满族自治县第一中学校联考三模）根据狭义相对论的理论，一定的质量
m与一定的能量E相对应： ，由此我们可以确定一个光子的质量。当照射到物体表面的光子被物
体吸收或反射时都会对物体产生一定的压强（即光压）。若一光源发出光的频率为 ，光柱横截面积为
S，单位体积内光子个数为n，设该光束垂直照射到物体表面被完全反射。已知光速为c，普朗克常数为
h，忽略光子之间相互作用。则（ ）
A．单个光子的质量为 B．单个光子的质量为
C．该光束产生的光压为 D．该光束产生的光压为
【答案】C
【详解】AB．光子的能量 ，可得 ，故A、B错误；
CD．光子的动量 ，时间t内照射到物体表面的光子数
取光入射方向为正方向，设光子与物体表面相互作用力的大小为F，对时间t内的光子，根据动量定理有
解得光压为 ，故C正确，D错误。
故选C。
【变式2】（2023·四川成都·校联考模拟预测）医学上，放射性同位素电池已广泛应用于心脏起搏器和人工
心脏中，某植入人体的微型核电池内部装有150mg钚（ ），体积仅18mm³。已知钚238的半衰期为
88年，钚238衰变时放出α射线和γ射线，生成新核X，若钚238、α粒子、X的质量分别为m₁、m、m₃，
2
普朗克常量为h，真空中的光速为c，则下列说法正确的是（ ）
A．经过两个半衰期，150mg钚全部发生衰变
B．钚238以不同化合物形态存在时，其半衰期可能发生变化
C．该核反应中释放的能量为（m₁-m₂-m₃）c²
D．新核X的中子数为150
【答案】C
【详解】A.经过两个半衰期，钚的质量为 ，故A错误；
B.半衰期与元素所处的状态无关，只由元素本身决定，B错误；
C.该反应的质量亏损
由质能方程可知释放的能量为 ，C正确；
D.根据质量数和电荷数守恒得 的质量数
质子数
所以中子数 ，故D错误。
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】故选C。
【点睛】本题考查核反应方程半衰期等内容，半衰期只与物质本身相关与其他因素无关。
考法 7 核能的计算 核裂变 核聚变
1. 裂变反应和聚变反应
（1）重核裂变
①定义：质量数较大的原子核受到高能粒子的轰击而分裂成几个质量数较小的原子核的过程。
②典型的裂变反应方程：
③链式反应：重核裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程。
④临界体积和临界质量：裂变物质能够发生链式反应的最小体积及其相应的质量。
⑤裂变的应用：原子弹、核反应堆。
⑥反应堆构造：核燃料、减速剂、镉棒、防护层。
（2）轻核聚变
①定义：两个轻核结合成质量较大的核的反应过程。轻核聚变反应必须在高温下进行，因此又叫热核
反应。
②典型的聚变反应方程： 17.6 MeV。
2．核能的计算方法
（1）根据ΔE＝Δmc2计算时，Δm的单位是kg，c的单位是m/s，ΔE的单位是J.
（2）根据ΔE＝Δm×931.5 MeV计算时，Δm的单位是u，ΔE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＝核子的比结合能×核子数．
核反应前系统内所有原子核的总结合能与反应后生成的所有新核的总结合能之差，就是该核反应所释
放(或吸收)的核能．
角度 1 ：核反应中的能量计算
【典例8】（2021·海南·高考真题）1932年，考克饶夫和瓦尔顿用质子加速器进行人工核蜕变实验，验证
了质能关系的正确性。在实验中，锂原子核俘获一个质子后成为不稳定的铍原子核，随后又蜕变为两个原
子核，核反应方程为 。已知 、 、X的质量分别为 、 、
，光在真空中的传播速度为c，则在该核反应中（ ）
A．质量亏损
B．释放的核能
C．铍原子核内的中子数是5
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】D．X表示的是氚原子核
【答案】B
【详解】CD．根据核反应方程满足质量数守恒和电荷数守恒，可知方程为
则 ， ，铍原子核内的中子数是4，X表示的是氦核，故CD错误；
AB．核反应质量亏损为 ，则释放的核能为 ，故A错误，
B正确；
故选B。
角度 2 ：核反应中的质量亏损计算
【典例9】（2020·全国·统考高考真题）氘核 可通过一系列聚变反应释放能量，其总效果可用反应式
表示。海水中富含氘，已知1kg海水中含有的氘核约为1.0×1022个，若全
都发生聚变反应，其释放的能量与质量为M的标准煤燃烧时释放的热量相等；已知1 kg标准煤燃烧释放的
热量约为2.9×107 J，1 MeV= 1.6×10–13J，则M约为（ ）
A．40 kg B．100 kg C．400 kg D．1 000 kg
【答案】C
【详解】氘核 可通过一系列聚变反应释放能量，其总效果可用反应式
则平均每个氘核聚变释放的能量为
1kg海水中含有的氘核约为1.0×1022个，可以放出的总能量为
由 可得，要释放的相同的热量，需要燃烧标准煤燃烧的质量
【变式1】（2023·海南海口·海南华侨中学校考一模）太阳辐射的能量主要来源于聚变反应，
，现有1mol氘和1.5mol氚充分发生聚变反应，已知阿伏加德罗常数
则该聚变反应释放的总能量约为（ ）
A．1×1025 MeV B．
C．2×1025 MeV D．5×1025 MeV
【答案】A
【详解】由聚变反应方程可知1个氘核和1个氚核聚变成氦核时放出 17.6 MeV的能量和1个中子，当
1mol的氘和1.5m ol氚充分发生聚变反应，其中氚过量，则反应生成1mol氦且释放能量
故选A。
【变式2】（2023·海南省直辖县级单位·嘉积中学校考一模）硼中子俘获疗法是肿瘤治疗的新技术。硼核（
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】）进入癌细胞后，吸收中子转变成锂核和α粒子。已知质子的质量为 ，中子的质量为 ，锂核的质
量为M，真空中的光速为c。则锂原子核的比结合能为（ ）
A． B．
C． D．
【答案】B
【详解】根据质量数和电荷数守恒，可知硼核吸收中子发生的核反应方程为
锂核（ ）分解成3个质子和4个中子，吸收的能量
锂（ ）原子共有7个核子，故锂原子核的比结合能为
故选B。
【基础过关】
1．（2023·西藏日喀则·统考一模）下列说法正确的是（ ）
A．光电效应中光电子的最大初动能与入射光的频率成正比
B．原子核的结合能越大，原子核越稳定
C．方程式 是核裂变反应，反应过程损失3个中子
D．一个处于 能级的氢原子向基态跃迁最多可能产生3种频率的光子
【答案】D
【详解】A．光电效应中光电子的最大初动能与入射光的频率呈线性关系，不成正比，A错误。
B．原子核的比结合能越大，原子核越稳定，故B错误。
C．方程式 是衰变反应，故C错误。
D．一个处于 能级的氢原子向基态跃迁最多可能产生n-1=3种频率的光子，对应于4→3，3→2，2→1
的跃迁，故D正确。
故选D。
2．（2023·河北邢台·河北巨鹿中学校联考三模）根据玻尔提出的轨道量子化模型，氢原子不同能级的能量
关系为 ，部分能级如图所示，已知可见光的波长在 之间，对应的可见光光子能量
范围为 。由此可推知氢原子在能级跃迁时（ ）
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】A．从 能级跃迁到基态时发出可见光
B．从高能级向 能级跃迁时发出的光均为可见光
C．处于基态的氢原子吸收能量为 的光子后可以跃迁至激发态
D．从高能级向 能级跃迁时发出的光波长比红光更长
【答案】D
【详解】A．由能级图得从 能级向基态跃迁时，发出的光子能量为 ，不在可见
光的能量范围内，故A错误；
B．从高能级向 能级跃迁时，辐射出的光子最大能量为 ，因此从高能
级向 能级跃迁时发出的光有部分为非可见光，故B错误；
C．根据能级图，基态的氢原子吸收能量为 的光子无法处于任何一个定态能级，故C错误；
D．从高能级向 能级跃迁时，辐射出的光子能量最大为 ，可知从高能
级向 能级跃迁时发出的光频率小于红光频率，则发出的光的波长均大于红光波长，故D正确。
故选D。
3．（2023·云南·模拟预测）氢原子能级示意图如图所示，现有大量氢原子处于 能级上，若用其跃迁辐
射的光子照射逸出功 的金属，则光电子的最大初动能 的最小值为（ ）
A．0.20eV B．7.00eV C．8.89eV D．10.40eV
【答案】B
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】【详解】由 可知，大量处于 能级上的氢原子跃迁能辐射3种频率的光子，其辐射光子的
能量分别为1.89eV、10.20eV、12.09eV，根据爱因斯坦光电效应方程 ，当光子能量为10.20eV时，
取最小值7.00eV，ACD错误，B正确。
故选B。
4．（2023·河南·校联考模拟预测）2022年10月，中国科学院近代物理研究所成功合成了新核素锕
，锕 的衰变方程为 ，同时释放 射线．下列有关说法正确的是
（ ）
A．X的核子数为87
B．X的中子数为113
C．由于发生质量亏损，X的比结合能比锕204的比结合能小
D． 和 的结合能之和一定小于 的结合能
【答案】B
【详解】A．根据质量数守恒可得X的核子数为A=204-4=200，故A错误；
B．根据核电荷守恒可得X的质子数为Z=89-2=87
X的中子数为N=200-87=113，故B正确；
C．核反应都是朝着比结合能大的方向进行的，所以X的比结合能比锕204的比结合能大，故C错误；
D．核反应都是朝着比结合能大的方向进行的，因为反应前后核子数不变，所以 和 的结合能之和一
定大于 的结合能，故D错误。
故选B。
5．（2023·河北唐山·迁西县第一中学校考二模）2022年6月13日，四川省文物考古研究院公布三星堆遗
址祭祀区最新考古发掘成果：在7号、8号祭祀坑，又发现大量造型前所未见的精美青铜器。考古学家利
用放射性元素 的半衰期确定了7号、8号祭祀坑的埋藏年代均为商代晚期。碳元素 能自发地释放
射线，衰变方程为 ，其半衰期约为5730年。则当衰变后的产物 数量是衰变后剩余的
数量的3倍时， 衰变所经历的时间为（ ）
A．3100年 B．5730年 C．11460年 D．17190年
【答案】C
【详解】根据题意可知，当 数量是 数量的3倍时， 数量占总原子核数量的 ，经过2个
半衰期，即 年 年
故选C。
6．（2023·广东汕头·仲元中学校联考二模）2023年4月12日，我国“人造太阳”之称的全超导托卡马克
核聚变实验装置（EAST）创造了新的世界纪录，成功实现稳定态高约束模式等离子体运行403秒。其内部
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】发生轻核聚变的核反应方程为 ，释放出能量，一段时间后测得反应物的质量亏损了 ，
光速为c、下列说法正确的是（ ）
A．x是 粒子，穿透能力强电离能力弱
B．这段时间内，轻核聚变释放的能量为
C．x粒子最早由汤姆孙通过实验发现的
D．轻核聚变质量亏损，则轻核聚变过程中质量数不守恒
【答案】B
【详解】AC．根据反应过程满足质量数和电荷数守恒，可知轻核聚变的核反应方程为
显然 为中子 ，中子最早是由查德威克通过实验发现的，故AC错误；
B．根据爱因斯坦质能方程可知，这段时间内，轻核聚变释放的能量为 ，故B正确；
D．轻核聚变质量亏损，但轻核聚变过程中质量数守恒，故D错误。
故选B。
7．（2023·江苏扬州·扬州市新华中学校考一模）正电子发射型计算机断层显像（PET）的基本原理：将放
射性同位素 注入人体， 在人体内衰变放出的正电子与人体内的负电子相遇而湮灭转化为一对 光子，
光子被探测器探测后经计算机处理产生清晰图像，下列说法正确的是（ ）
A． 在人体内衰变的方程是
B．正负电子湮灭的方程式是
C．正负电子相遇而湮灭违背了能量守恒定律
D．在PET中， 的主要用途是参与人体的代谢过程
【答案】B
【详解】A．将放射性同位素 O注入人体， O在人体内衰变放出正电子，衰变方程为 O→ N＋ e，故
A错误；
B．放出的正电子与人体内的负电子相遇而湮灭转化为一对γ光子，正、负电子湮灭的方程是 e＋
e→2γ，故B正确；
C．正负电子相遇而湮灭，但没有违背了能量守恒定律，故C错误；
D． O具有放射性，在PET中主要用途是作为示踪原子，故D错误。
故选B。
8．（2023·贵州毕节·统考三模）如图，一个原子核X经图中所示的14次衰变，其中有m次 衰变、n次
衰变，生成稳定的原子核Y，则（ ）
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】A． B．
C． D．
【答案】A
【详解】衰变过程满足质量数守恒和电荷数守恒，则有 ， ，联立解得
，
故选A。
9．（2023·江苏·模拟预测）超导托卡马克EAST装置被誉为“人造太阳”，4月12日21时获得了重大成果。
它实现了高功率稳定的403秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行，创造了托卡马克装置稳态高约束模运行
新的世界纪录。设可控热核反应前氘核（ ）的质量为 ，氚核（ ）的质量为 ，反应后氦核（
）的质量为 ，中子（ ）的质量为 ，已知真空中的光速为c。下列说法中正确的是（ ）
A．这种热核反应释放出氦核，是 衰变
B．核反应放出的能量为
C．上述核反应过程中原子核的比结合能减小
D．这种装置的核反应原理与我国大亚湾核电站所使用核装置的原理相同
【答案】B
【详解】A．这种热核实验反应是核聚变反应，而不是自发发生的α衰变，故A错误；
B．可控热核反应装置中发生的核反应方程式是
核反应过程中存在质量亏损，核反应过程中的质量亏损为
释放的核能为 ，故B正确；
C．因轻核聚变反应释放巨大核能，说明拆开的结合能小于组合的结合能，则生成物的比结合能增大，故C
错误；
D．这种装置的核反应是核聚变，我国大亚湾核电站所使用核装置是核裂变，它们的核反应原理不相同，
故D错误。
故选B。
10．（2023·上海·统考模拟预测）能量为8eV的光子的波长为 ，下一代超高精度原子钟的
工作原理依据核反应方程 。（已知：h = 6.63 × 10－34J∙s，1eV = 1.6 × 10－
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】19J）
【答案】 1.55 × 10－7m
【详解】[1]根据光子的能量公式
可知能量为8eV的光子的频率为
再根据 ，解得λ = 1.55 × 10－7m
[2]根据电荷数、质量数守恒，则超高精度原子钟的工作原理依据核反应方程为
【能力提升】
1．（2023·湖北武汉·华中师大一附中校考模拟预测）如图所示，（a）为氢原子能级图，（b）为某放射性
元素剩余质量m与原质量 的比值随时间t的变化图像，（c）为轧制钢板时动态监测钢板厚度的装置图，
（d）为原子核的比结合能随质量数变化图像。下列与四幅图对应的四种说法，正确的是（ ）
A．图（a）中，能量为10.5eV的光子轰击处于基态的氢原子，可能使之发生跃迁
B．图（b）中，由放射性元素剩余质量m与原质量 的比值随时间t的变化规律可知其半衰期为
C．图（c）中，探测器接收到的可能是 射线
D．图（d）中，比结合能越大，平均核子质量越大，原子核越稳定
【答案】B
【详解】A．10.2eV恰好为氢原子2能级和1能级的能极差，所以处于基态的氢原子恰好能吸收，发生跃迁，
故选项A错误；
B．放射性原子核从 衰变为 ，所用时间
有半数发生衰变，所以半衰期为 ，故选项B正确；
C． 粒子穿透能力比较弱，不能穿透钢板，故选项C错误；
D．比结合能越大，平均核子质量越小，故D错误。
故选B。
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】2．（2023·辽宁葫芦岛·统考二模）氢原子能级图如图， ， ，假设氢原子从n=3能级
跃迁到n=1能级和n=2能级发出的光的波长和频率分别为λ、λ 和ν、ν，氢原子从n=2能级跃迁到n=1能
1 2 1 2
级发出的光的波长和频率分别为λ 和ν，下列关系正确的是（ ）
3 3
A． B．
C． D．
【答案】A
【详解】AB．根据题意，有
，
所以 ，
即 ， ，故A正确，B错误；
CD．根据 可得 ，
所以 ， ，故CD错误。
故选A。
3．（2023·湖南郴州·统考三模）氧核 衰变成钋核 ，其核反应方程为 ，氡核的
半衰期为3.8天，一个静止的 衰变释放的能量为E，且能量完全转化为两粒子的动能，则下列说法正
确的是（ ）
A．方程式中的X是质子
B．该核反应前、后的质量守恒，且电荷数守恒
C．50个氡核 经过3.8天还剩25个氡核
D．衰变释放出的X粒子的动能为
【答案】D
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】【详解】A．核反应方程满足质量数和电荷数守恒，所以X的质量数为
电荷数为 ，所以X为氦核 ，故A错误；
B．核反应前后的电荷数和质量数都守恒，但质量有亏损，因为核反应过程伴随有能量产生，故B错误；
C．半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少量的原子核衰变不适用，故C错误；
D．一个静止的 衰变为新核和X粒子的动量相等，设X粒子的动能为 ，新核的动能为 ，根据
，可得
又 ，联立解得X粒子的动能为 ，故D正确。
故选D。
4．（2023·广东东莞·东莞实验中学校考模拟预测）如图所示是原子核 发生α衰变的能级图， 经
α衰变直接变至 基态，或者衰变至一个激发态 ，然后通过释放一个光子衰变至 基态。若
发生α衰变前是静止的，则（ ）
A． 原子核的比结合能大于 原子核的比结合能
B．α粒子的动能小于原子核 的动能
C． 的质量大于 与α粒子质量之和
D．激发态 释放光子至 基态的衰变是β衰变
【答案】C
【详解】A．原子核衰变时， 原子核的比结合能大于 原子核的比结合能， 原子核更稳定，
故A错误；
B．设 的反冲速度大小为v，α粒子的速度是 ，由动量守恒定律得
则有
根据动能的表达式 ，由于 的质量大于α粒子的质量，则衰变后 的动能小于α粒
子的动能，故B错误；
C．由于发生α衰变时要伴随释放一定的能量，由质能方程可知， 的质量大于 与α粒子质量之
和，故C正确；
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】D．激发态 释放光子至 基态不是β衰变，故D错误。
故选C。
5．（2023·江苏扬州·扬州市新华中学校考三模）下列四幅图的有关说法正确的是（ ）
A．图（1）中的人用大锤连续敲打，小车能在光滑的水平面上持续向右运动
B．图（2）中若改用绿光照射，验电器金属箔一定不张开
C．图（3）为氢原子能级示意图，一群氢原子处于n=4的激发态，当它们自发地跃迁到较低能级时，能
使逸出功为2.21eV的金属钾发生光电效应的光谱线有4条
D．图（4）可以得知原子核F的比结合能小于原子核E的比结合能，原子核D和E聚成原子核F时会有
质量亏损，要释放能量
【答案】C
【详解】A．用锤打车，人（包括铁锤）和车组成的系统在水平方向所受的外力之和为零，所以系统水平
方向动量守恒，人和车的初动量为零，根据水平方向动量守恒定律可知，锤头打下去时锤头向右运动，车
就向左运动；举起锤头时锤头向左运动，车就向右运动，用锤头连续敲击时，车只是左右运动，一但锤头
不动，车就停下来，故A错误；
B．由图可知，当用紫光照射时，可以发生光电效应，因为绿光的频率小于紫光的频率，所以若改用绿光
照射，验电器金属箔不一定张开，故B错误；
C．一群氢原子处于n=4的激发态，当它们自发地跃迁到较低能级时，一共能产生6条光谱线，其中n=4到
n=3的光子能量0.66eV<2.21eV不能使钾发生光电效应，还有n=3到n=2的光子能量1.89eV<2.21eV不能使
钾发生光电效应，其余4种光子能量都大于2.21eV均能使钾发生光电效应，故C正确；
D．原子核F的平均核子质量小于原子核E的平均核子质量，原子核F的比结合能大于原子核E的比结合能，
原子核D和E聚变成原子核F时核子平均质量减小，会有质量亏损，要释放能量，故D错误。
故选C。
6．（2023·江苏镇江·统考三模）人工放射性原子核 衰变时的核反应方程为 ，同时放出
射线，下列说法正确的是（ ）
A．X是正电子 B． 的结合能大于 的结合能
C． 射线由原子核 释放 D． 射线在真空中的速度可达0. 99光速
【答案】A
【详解】A．由核衰变前后的电荷数与质量数守恒可得，X的电荷数为
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】X的质量数为
则X是正电子 ，故A正确；
B．结合能是指使物质分解的能量，物质越稳定，这个能量越大，释放完能量后，物质为低能状态，更稳
定，更不易分解，所以结合能变大，所以 的结合能小于 的结合能，故B错误；
C．衰变过程产生的 光子是从不稳定的新核中放出的，不是 核释放的，是由衰变形成的 核释放的。
故C错误；
D． 射线是电磁波， 射线在真空中的速度等于光速，故D错误。
故选A。
7．（2023·全国·校联考模拟预测）太阳内部高温高压使三个氦核发生短暂的核反应，被称为氦内。该核反
应的方程式为 ，已知 核的比结合能为 核的比结合能为 ，真空中的光速为 。下列
说法正确的是（ ）
A．该核反应又称热核反应 B．X原子核中有8个中子
C．该核反应释放的能量为 D．该核反应核子的质量亏损为
【答案】A
【详解】A．根据质量数和核电荷数守恒，可知核反应方程为 ，该核反应属于轻核聚变，需要
超高温才能反应，又称热核反应，故A正确；
B．中子数等于质量数减去质子数，则 核中有6个中子，故B错误；
C．该核反应放出的能量等于反应前、后结合能的增加值，释放的能量
故C错误；
D．根据爱因斯坦质能方程知，该核反应核子的质量亏损
故D错误。
故选A。
8．（2023·陕西商洛·镇安中学校考模拟预测）沂水跋山遗址的发现填补了山东及中国北方地区旧石器时代
考古的空白。出土文物包括石制品、动物化石及一定数量的骨制品，在测定其年代时用碳十四断代法，某
制品初步测年数据为距今6万至10万年，已知14C的半衰期为5730年，该制品的14C原始质量为 。则该
制品中14C的剩余量不可能是（ ）
A． B． C． D．
【答案】D
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】【详解】根据半衰期计算公式
取6万至10万年， 年，可得发生了半衰期的次数n满足
显然，该制品中14C发生半衰期的次数n不可能为21次，则该制品中14C的剩余量不可能是
故选D。
9．（多选）（2023·湖南·校联考模拟预测）氩原子从一个能级跃迁到一个较低能级时，可能不发射光子，
而是把相应的能量转交给另一能级上的电子，并使之脱离原子，这一现象叫俄歇效应，以这种方式脱离原
子的电子叫俄歇电子。若氩原子的基态能量为 ，处于 能级的电子跃迁时，将释放的能量转交给处
于 能级的电子，使之成为俄歇电子a。假设氩原子的能级能量公式类似于氢原子，即
，则（ ）
A．氩原子从 能级向 能级跃迁时释放的能量为
B．氩原子从 能级向 能级跃迁时释放的能量为
C．俄歇电子a的动能为
D．俄歇电子a的动能为
【答案】BC
【详解】AB．根据玻尔理论，氩原子从 能级向 能级跃迁时释放的能量等于这两个能级间的能量
差为 ，故A错误，B正确；
CD． 能级的电子电离时需要吸收的能量为
由题意可知，俄歇电子a的动能为 ，故D错误，C正确。
故选BC。
10．（多选）（2023·新疆阿勒泰·统考三模）如图所示为氢原子的部分能级示意图。现有大量处于激发态
能级的氢原子，向较低能级跃迁时，会放出不同频率的光子。已知某锌板发生光电效应的逸出功为
。下列说法中正确的是（ ）
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】A．共放出5种不同频率的光子
B．从 能级跃迁到 能级放出的光子波长最短
C．放出的所有光子照射该锌板，逸出光电子的最大初动能为
D．从 能级跃迁到 能级放出的光子波长等于 能级跃迁到 能级放出的光子波长
【答案】BC
【详解】A．共放出 ，种不同频率的光子，故A错误；
B．从 能级跃迁到 能级放出的光子能量最大，频率最高，波长最短，故B正确；
C．从 能级跃迁到 能级放出的光子能量 ，照射该锌板，逸出光电子的最大初动能
为 ，故C正确；
D．从 能级跃迁到 能级放出的光子能量不等于 能级跃迁到 能级放出的光子能量，所以
两种光子波长不等，故D错误。
故选BC。
【真题感知】
1．（2023·重庆·统考高考真题）原子核 可以经过多次α和β衰变成为稳定的原子核 ，在该过程
中，可能发生的β衰变是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】A
【详解】原子核 衰变成为稳定的原子核 质量数减小了28，则经过了7次α衰变，中间生成的新
核的质量数可能为231，227，223，219，215，211，则发生β衰变的原子核的质量数为上述各数，则BCD
都不可能，根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，选项A反应正确。
故选A。
2．（2023·天津·统考高考真题）关于太阳上进行的核聚变，下列说法正确的是（ ）
A．核聚变需要在高温下进行 B．核聚变中电荷不守恒
C．太阳质量不变 D．太阳核反应方程式：
【答案】A
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】【详解】A．因为高温时才能使得粒子的热运动剧烈，才有可能克服他们自身相互间的排斥力，使得它们
间的距离缩短，才能发生聚变，故A正确；
B．核聚变中电荷是守恒的，故B错误；
C．因为太阳一直在发生核聚变，需要放出大量能量，根据质能方程可知是要消耗一定的质量的，故 C错
误；
D．核聚变的方程为 ，题中为核裂变方程，故D错误。
故选A。
3．（2023·海南·统考高考真题）钍元素衰变时会放出β粒子，其中β粒子是（ ）
A．中子 B．质子 C．电子 D．光子
【答案】C
【详解】放射性元素衰变时放出的三种射线α、β、γ分别是氦核流、电子流和光子流。
故选C。
4．（2023·湖南·统考高考真题）2023年4月13日，中国“人造太阳”反应堆中科院环流器装置 创
下新纪录，实现403秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行，为可控核聚变的最终实现又向前迈出了重要的
一步，下列关于核反应的说法正确的是（ ）
A．相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变释放的核能更多
B．氘氚核聚变的核反应方程为
C．核聚变的核反应燃料主要是铀235
D．核聚变反应过程中没有质量亏损
【答案】A
【详解】A．相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变释放的核能更多，A正确；
B．根据质量数守恒和核电荷数守恒可知，氘氚核聚变的核反应方程为 ，B错误；
C．核聚变的核反应燃料主要是氘核和氚核，C错误；
D．核聚变反应过程中放出大量能量，有质量亏损，D错误。
故选A。
5．（2023·全国·统考高考真题）在下列两个核反应方程中 、 ，X和Y代表
两种不同的原子核，以Z和A分别表示X的电荷数和质量数，则（ ）
A． ， B． ， C． ， D． ，
【答案】D
【详解】设Y电荷数和质量数分别为m和n，根据核反应方程质量数和电荷数守恒可知第一个核反应方程
的核电荷数和质量数满足 ，
第二个核反应方程的核电荷数和质量数满足 ，
联立解得 ， ，故选D。
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