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专题20 原子物理
考点
五年考情（2020-2024）
命题趋势
考点1 能量量
子化 光电效
应 波粒二象
性
2020 年江苏卷、浙江卷；
2021 年辽宁卷、浙江卷；
2022 年江苏卷、湖南卷、浙江卷；
2023 年江苏卷、湖南卷、浙江卷；
2024 年上海卷、湖南卷、浙江卷、辽宁卷等
原子部分考点的特点是“点
多面宽”，“考点分散”，高考
对本部分内容的能力考查以识记
为主，知识考查主要从对基本概
念的理解、辨别方面进行，一般
结合经典物理理论和现代科技最
新成果的命题趋势较强，以选择
题的形式出现。
考查概率最大的考点分别是
光电效应、氢原子的能级跃迁、
核反应方程、半衰期等。
复习建议
（1）要精读教材，了解教材
中对各知识点的描述，重视课后
习题。
（2）对考查概率最大的几个
考点要注重记忆和理解，强化训
练。
考点2 原子结
构
2020 年北京卷、浙江卷；
2021 年北京卷、浙江卷；
2022 年重庆卷、湖南卷、广东卷、海南卷、浙
江卷；
2023 年山东卷、辽宁卷、湖北卷、浙江卷；
2024 年安徽卷、江西卷、江苏卷等
考点2 原子核
核反应
2020 年海南卷、山东卷、全国卷、浙江卷；
2021 年重庆卷、江苏卷、北京卷、浙江卷、海
南卷、湖北卷、山东卷、广东卷、全国卷；
2022 年天津卷、湖北卷、山东卷、福建卷、北
京卷、辽宁卷、全国卷、浙江卷；
2023 年全国卷、北京卷、海南卷、天津卷、山
西卷、湖南卷、浙江卷；
2024 年河北卷、湖北卷、广东卷、全国卷、山
东卷、浙江卷、上海卷、北京卷、江苏卷、广
西卷、海南卷、甘肃卷等
1
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考点01 能量量子化 光电效应 波粒二象性
1.（2024·湖南·高考真题）量子技术是当前物理学应用研究的热点，下列关于量子论的说法正确的是（
）
A．普朗克认为黑体辐射的能量是连续的
B．光电效应实验中，红光照射可以让电子从某金属表面逸出，若改用紫光照射也可以让电子从该金属表
面逸出
C．康普顿研究石墨对X 射线散射时，发现散射后仅有波长小于原波长的射线成分
D．德布罗意认为质子具有波动性，而电子不具有波动性
2.（多选）（2024·浙江1 月·高考真题）下列说法正确的是（ ）
A. 相同温度下，黑体吸收能力最强，但辐射能力最弱
B. 具有相同动能的中子和电子，其德布罗意波长相同
C. 电磁场是真实存在的物质，电磁波具有动量和能量
D. 自然光经玻璃表面反射后，透过偏振片观察，转动偏振片时可观察到明暗变化
3.（多选）（2024·辽宁·高考真题）X 射线光电子能谱仪是利用X 光照射材料表面激发出光电子，并对
光电子进行分析的科研仪器，用某一频率的X 光照射某种金属表面，逸出了光电子，若增加此X 光的强
度，则（ ）
A. 该金属逸出功增大
B. X 光的光子能量不变
C. 逸出的光电子最大初动能增大
D. 单位时间逸出的光电子数增多
4.（2024·上海·高考真题） 某紫外激光波长为
，其单个光子能量为______。若用该激光做光电效应
实验，所用光电材料的截止频率为
，则逸出光电子的最大初动能为______。（普朗克常量为h，真空中
光速为c）
5.（2020·江苏·高考真题）“测温枪”（学名“红外线辐射测温仪”）具有响应快、非接触和操作方便
等优点。它是根据黑体辐射规律设计出来的，能将接收到的人体热辐射转换成温度显示。若人体温度升高，
则人体热辐射强度I 及其极大值对应的波长
的变化情况是（ ）
A．I 增大，
增大
B．I 增大，
减小
C．I 减小，
增大
D．I 减小，
减小
6.（2021·辽宁·高考真题）赫兹在研究电磁波的实验中偶然发现，接收电路的电极如果受到光照，就更
容易产生电火花。此后许多物理学家相继证实了这一现象，即照射到金属表面的光，能使金属中的电子从
表面逸出。最初用量子观点对该现象给予合理解释的科学家是（ ）
A．玻尔
B．康普顿
C．爱因斯坦
D．德布罗意
7.（2022·江苏·高考真题）上海光源通过电子-光子散射使光子能量增加，光子能量增加后（ ）
2
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A．频率减小
B．波长减小
C．动量减小
D．速度减小
8．（2022·湖南·统考高考真题）关于原子结构和微观粒子波粒二象性，下列说法正确的是（ ）
A．卢瑟福的核式结构模型解释了原子光谱的分立特征
B．玻尔的原子理论完全揭示了微观粒子运动的规律
C．光电效应揭示了光的粒子性
D．电子束穿过铝箔后的衍射图样揭示了电子的粒子性
9．（2021·浙江·高考真题）已知普朗克常量
，电子的质量为
，一个电子
和一滴直径约为
的油滴具有相同动能，则电子与油滴的德布罗意波长之比的数量级为（ ）（
）
A．
B．
C．
D．
10．（2020·浙江·统考高考真题）下列说法正确的是（ ）
A．质子的德布罗意波长与其动能成正比
B．天然放射的三种射线，穿透能力最强的是
射线
C．光电效应实验中的截止频率与入射光的频率有关
D．电子束穿过铝箔后的衍射图样说明电子具有波动性
11．（多选）（2023·海南·统考高考真题）已知一个激光发射器功率为
，发射波长为
的光，光速为
，普朗克常量为，则（ ）
A．光的频率为
B．光子的能量为
C．光子的动量为
D．在时间内激光器发射的光子数为
12．（多选）（2023·浙江·统考高考真题）有一种新型光电效应量子材料，其逸出功为W0。当紫外光照
射该材料时，只产生动能和动量单一的相干光电子束。用该电子束照射间距为d 的双缝，在与缝相距为L
的观测屏上形成干涉条纹，测得条纹间距为∆x。已知电子质量为m，普朗克常量为h，光速为c，则（
）
A．电子的动量
B．电子的动能
C．光子的能量
D．光子的动量
13．（多选）（2022·浙江·统考高考真题）电子双缝干涉实验是近代证实物质波存在的实验。如图所示，
电子枪持续发射的电子动量为1.2×10-23kg·m/s，然后让它们通过双缝打到屏上。已知电子质量取
9.1×10-31kg，普朗克常量取6.6×10-34J·s，下列说法正确的是（ ）
A．发射电子的动能约为8.0×10-15J
3
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B．发射电子的物质波波长约为5.5×10-11m
C．只有成对电子分别同时通过双缝才能发生干涉
D．如果电子是一个一个发射的，仍能得到干涉图样
14．（2020·江苏·统考高考真题）大量处于某激发态的氢原子辐射出多条谱线，其中最长和最短波长分
别为
和
，则该激发态与基态的能量差为_____，波长为
的光子的动量为_____。（已知普朗克常量为
h，光速为c）
15．（2023·江苏·统考高考真题）“夸父一号”太阳探测卫星可以观测太阳辐射的硬X 射线。硬X 射线
是波长很短的光子，设波长为
。若太阳均匀地向各个方向辐射硬X 射线，卫星探测仪镜头正对着太阳，
每秒接收到N 个该种光子。已知探测仪镜头面积为S，卫星离太阳中心的距离为R，普朗克常量为h，光速
为c，求：
（1）每个光子的动量p 和能量E；
（2）太阳辐射硬X 射线的总功率P。
考点02 原子结构
1.（2024·安徽·统考高考真题） 大连相干光源是我国第一台高增益自由电子激光用户装置，其激光辐
射所应用的玻尔原子理论很好地解释了氢原子的光谱特征。图为氢原子的能级示意图，已知紫外光的光子
能量大于
，当大量处于
能级的氢原子向低能级跃迁时，辐射不同频率的紫外光有（ ）
A. 1 种
B. 2 种
C. 3 种
D. 4 种
2.（2024·江西·统考高考真题） 近年来，江西省科学家发明硅衬底氮化镓基系列发光二极管，开创了
国际上第三条
技术路线。某氮化镓基
材料的简化能级如图所示，若能级差为
（约
）,普朗克常量
，则发光频率约为（ ）
A.
B.
C.
D.
3.（2024·江苏·统考高考真题）在原子跃迁中，辐射如图所示的4 种光子，其中只有一种光子可使某金
属发生光电效应，是哪一种（ ）
4
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A. λ1
B. λ2
C. λ3
D. λ4
4．（2023·山东·统考高考真题）“梦天号”实验舱携带世界首套可相互比对的冷原子钟组发射升空，
对提升我国导航定位、深空探测等技术具有重要意义。如图所示为某原子钟工作的四能级体系，原子吸收
频率为
的光子从基态能级I 跃迁至激发态能级Ⅱ，然后自发辐射出频率为
的光子，跃迁到钟跃迁的上
能级2，并在一定条件下可跃迁到钟跃迁的下能级1，实现受激辐射，发出钟激光，最后辐射出频率为
的光子回到基态。该原子钟产生的钟激光的频率
为（ ）
A．
B．
C．
D．
5．（2023·辽宁·统考高考真题）原子处于磁场中，某些能级会发生劈裂。某种原子能级劈裂前后的部
分能级图如图所示，相应能级跃迁放出的光子分别设为①②③④。若用①照射某金属表面时能发生光电效
应，且逸出光电子的最大初动能为Ek，则（ ）
A．①和③的能量相等
B．②的频率大于④的频率
C．用②照射该金属一定能发生光电效应
D．用④照射该金属逸出光电子的最大初动能小于Ek
6．（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（ ）
5
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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
7．（2022·重庆·高考真题）如图为氢原子的能级示意图。已知蓝光光子的能量范围为2.53 ~ 2.76eV，
紫光光子的能量范围为2.76 ~ 3.10eV。若使处于基态的氢原子被激发后，可辐射蓝光，不辐射紫光，则
激发氢原子的光子能量为（ ）
A．10.20eV
B．12.09eV
C．12.75eV
D．13.06eV
8．（2022·北京·高考真题）氢原子从某激发态跃迁到基态，则该氢原子（ ）
A．放出光子，能量增加
B．放出光子，能量减少
C．吸收光子，能量增加
D．吸收光子，能量减少
9．（2022·浙江·统考高考真题）如图为氢原子的能级图。大量氢原子处于n=3 的激发态，在向低能级跃
迁时放出光子，用这些光子照射逸出功为2.29eV 的金属钠。下列说法正确的是（ ）
A．逸出光电子的最大初动能为10.80eV
B．n=3 跃迁到n=1 放出的光子动量最大
C．有3 种频率的光子能使金属钠产生光电效应
D．用0.85eV 的光子照射，氢原子跃迁到n=4 激发态
10．（2022·广东·高考真题）目前科学家已经能够制备出能量量子数n 较大的氢原子。氢原子第n 能级
的能量为
，其中
。图是按能量排列的电磁波谱，要使
的氢原子吸收一个光子后，
恰好失去一个电子变成氢离子，被吸收的光子是（ ）
A．红外线波段的光子
B．可见光波段的光子
C．紫外线波段的光子
D．X 射线波段的光子
11．（2022·湖南·统考高考真题）关于原子结构和微观粒子波粒二象性，下列说法正确的是（ ）
6
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A．卢瑟福的核式结构模型解释了原子光谱的分立特征
B．玻尔的原子理论完全揭示了微观粒子运动的规律
C．光电效应揭示了光的粒子性
D．电子束穿过铝箔后的衍射图样揭示了电子的粒子性
12．（2021·北京·高考真题）北京高能光源是我国首个第四代同步辐射光源，计划于2025 年建成。同步
辐射光具有光谱范围宽（从远红外到X 光波段，波长范围约为10-5m～10-11m，对应能量范围约为10-1eV～
105eV）、光源亮度高、偏振性好等诸多特点，在基础科学研究、应用科学和工艺学等领域已得到广泛应用。
速度接近光速的电子在磁场中偏转时，会沿圆弧轨道切线发出电磁辐射，这个现象最初是在同步加速器上
观察到的，称为“同步辐射”。以接近光速运动的单个电子能量约为109eV，回旋一圈辐射的总能量约为
104eV。下列说法正确的是（ ）
A．同步辐射的机理与氢原子发光的机理一样
B．用同步辐射光照射氢原子，不能使氢原子电离
C．蛋白质分子的线度约为10-8 m，不能用同步辐射光得到其衍射图样
D．尽管向外辐射能量，但电子回旋一圈后能量不会明显减小
13．（2021·浙江·统考高考真题）下列说法正确的是（ ）
A．光的波动性是光子之间相互作用的结果
B．玻尔第一次将“量子”入原子领域，提出了定态和跃迁的概念
C．光电效应揭示了光的粒子性，证明了光子除了能量之外还具有动量
D．α 射线经过置于空气中带正电验电器金属小球的上方，验电器金属箔的张角会变大
14．（2020·北京·统考高考真题）氢原子能级示意如图。现有大量氢原子处于
能级上，下列说法正
确的是（ ）
A．这些原子跃迁过程中最多可辐射出2 种频率的光子
B．从
能级跃迁到
能级比跃迁到
能级辐射的光子频率低
C．从
能级跃迁到
能级需吸收
的能量
D．
能级的氢原子电离至少需要吸收
的能量
15．（多选）（2023·浙江·高考真题）氢原子从高能级向低能级跃迁时，会产生四种频率的可见光，其
光谱如图1 所示。氢原子从能级6 跃迁到能级2 产生可见光I，从能级3 跃迁到能级2 产生可见光Ⅱ。用同
一双缝干涉装置研究两种光的干涉现象，得到如图2 和图3 所示的干涉条纹。用两种光分别照射如图4 所
示的实验装置，都能产生光电效应。下列说法正确的是（ ）
7
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A．图1 中的
对应的是Ⅰ
B．图2 中的干涉条纹对应的是Ⅱ
C．Ⅰ的光子动量大于Ⅱ的光子动量
D．P 向a 移动，电流表示数为零时Ⅰ对应的电压表示数比Ⅱ的大
16．（多选）（2022·海南·高考真题）一群处于
激发态的氢原子跃迁向外辐射出不同频率的光子，
则（ ）
A．需要向外吸收能量
B．共能放出6 种不同频率的光子
C．
向
跃迁发出的光子频率最大
D．
向
跃迁发出的光子频率最大
17．（多选）（2020·浙江·高考真题）由玻尔原子模型求得氢原子能级如图所示，已知可见光的光子能
量在1.62eV 到3.11eV 之间，则（ ）
A．氢原子从高能级向低能级跃迁时可能辐射出
射线
B．氢原子从
的能级向
的能级跃迁时会辐射出红外线
C．处于
能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线并发生电离
D．大量氢原子从
能级向低能级跃迁时可辐射出2 种频率的可见光
考点03 原子核 核反应
1.（2024·河北·高考真题）锂是新能源汽车、储能和信息通信等新兴产业的关键材料．研究表明，锂元
素主要来自宇宙线高能粒子与星际物质的原子核产生的散裂反应，其中一种核反应方程为
，式中的X 为（ ）
A.
B.
C.
D.
2.（2024·湖北·高考真题）硼中子俘获疗法是目前治疗癌症最先进的手段之一、
是该疗法中一种核反应的方程，其中X、Y 代表两种不同的原子核，则（ ）
A. a=7，b=1
B. a=7，b=2
C. a=6，b=1
D. a=6，b=2
3.（2024·广东·高考真题） 我国正在建设的大科学装置——“强流重离子加速器”。其科学目标之一
8
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是探寻神秘的“119 号”元素，科学家尝试使用核反应
产生该元素。关于原子核
Y 和质量数A，下列选项正确的是（ ）
A. Y 为
B. Y 为
C. Y 为为
D. Y 为
4.（2024·江苏·高考真题）用粒子轰击氮核从原子核中打出了质子，该实验的核反应方程式是
，粒子X 为（ ）
A. 正电子
B. 中子
C 氘核
D. 氦核
5.（2024·全国甲卷·高考真题） 氘核可通过一系列聚变反应释放能量，总的反应效果可用
表示，式中x、y 的值分别为（ ）
A.
，
B.
，
C.
，
D.
，
6.（2024·山东·高考真题） 2024 年是中国航天大年，神舟十八号、嫦娥六号等已陆续飞天，部分航天
器装载了具有抗干扰性强的核电池。已知
衰变为
的半衰期约为29 年；
衰变为
的半衰
期约87 年。现用相同数目的
和
各做一块核电池，下列说法正确的是（ ）
A.
衰变为
时产生α 粒子
B.
衰变为
时产生β 粒子
C. 50 年后，剩余的
数目大于
的数目
D. 87 年后，剩余的
数目小于
的数目
7.（2024·浙江·高考真题）已知氘核质量为
，氚核质量为
，氦核质量为
，中
子质量为
，阿伏加德罗常数
取
，氘核摩尔质量为
，
相当于
。关于氘与氚聚变成氦，下列说法正确的是（ ）
A. 核反应方程式
B. 氘核的比结合能比氦核的大
C. 氘核与氚核的间距达到
就能发生核聚变
D.
氘完全参与聚变释放出能量的数量级为
8.（2024·上海·高考真题） 原子核之间由于相互作用会产生新核，这一过程具有多种形式。
（1）质量较小的原子核结合成质量较大原子核的过程称为______
A．链式反应 B．衰变 C．核聚变 D．核裂变
（2）
核的质量为
，
核的质量为
，它们通过核反应形成一个质量为
的氮原子核
，此过程释放的能量为______。（真空中光速为c）
9
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9.（2024·福建·高考真题）
，则其中的X 表示（ ）
A．
B．
C．
D．
10.（2024·北京·高考真题）已知钍234 的半衰期是24 天。1g 钍234 经过48 天后，剩余钍234 的质量为
（ ）
A．0g
B．0.25g
C．0.5g
D．0.75g
11.（2024·广西·高考真题）近期，我国科研人员首次合成了新核素锇
（
）和钨
（
）。若锇
经过1 次衰变，钨
经过1 次
衰变（放出一个正电子），则上述两新核素衰变后的新
核有相同的（ ）
A．电荷数
B．中子数
C．质量数
D．质子数
12.（2024·海南·高考真题）人工核反应
中的X 是（ ）
A．中子
B．质子
C．电子
D．α 粒子
13.（2024·甘肃·高考真题） 2024 年2 月，我国科学家在兰州重离子加速器国家大科学装置上成功合成
了新核素
，核反应方程如下：
该方程中X 是（ ）
A. 质子
B. 中子
C. 电子
D.
粒子
14.（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．
，
15．（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．
16．（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
17．（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：
18．（2023·山西·统考高考真题）一电子和一α 粒子从铅盒上的小孔O 竖直向上射出后，打到铅盒上方
水平放置的屏幕P 上的a 和b 两点，a 点在小孔O 的正上方，b 点在a 点的右侧，如图所示。已知α 粒子的
速度约为电子速度的
，铅盒与屏幕之间存在匀强电场和匀强磁场，则电场和磁场方向可能为（ ）
10
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A．电场方向水平向左、磁场方向垂直纸面向里
B．电场方向水平向左、磁场方向垂直纸面向外
C．电场方向水平向右、磁场方向垂直纸面向里
D．电场方向水平向右、磁场方向垂直纸面向外
19．（2023·浙江·统考高考真题）“玉兔二号”装有核电池，不惧漫长寒冷的月夜。核电池将
衰
变释放的核能一部分转换成电能。
的衰变方程为
，则（ ）
A．衰变方程中的X 等于233
B．
的穿透能力比γ 射线强
C．
比
的比结合能小
D．月夜的寒冷导致
的半衰期变大
20．（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
21．（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．
22．（2023·浙江·高考真题）宇宙射线进入地球大气层与大气作用会产生中子，中子与大气中的氮14 会
产生以下核反应：
，产生的
能自发进行
衰变，其半衰期为5730 年，利用碳14 的
衰变规律可推断古木的年代．下列说法正确的是（ ）
A．
发生
衰变的产物是
B．
衰变辐射出的电子来自于碳原子的核外电子
C．近年来由于地球的温室效应，引起
的半衰期发生微小变化
D．若测得一古木样品的
含量为活体植物的
，则该古木距今约为11460 年
23．（2022·天津·高考真题）从夸父逐日到羲和探日，中华民族对太阳的求知探索从未停歇。2021 年10
月，我国第一颗太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”顺利升空。太阳的能量由核反应提供，其中一种反
应序列包含核反应：
，下列说法正确的是（ ）
A．X 是中子
B．该反应有质量亏损
C．
比
的质子数多
D．该反应是裂变反应
24．（2022·福建·高考真题）2011 年3 月，日本发生的大地震造成了福岛核电站核泄漏。在泄露的污染
11
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物中含有大量放射性元素
，其衰变方程为
，半衰期为8 天，已知
，
，
，则下列说法正确的是（ ）
A．衰变产生的射线来自于
原子的核外电子
B．该反应前后质量亏损
C．放射性元素
发生的衰变为衰变
D．经过16 天，75%的
原子核发生了衰变
25．（2022·北京·高考真题）正电子是电子的反粒子，与电子质量相同、带等量正电荷。在云室中有垂
直于纸面的匀强磁场，从P 点发出两个电子和一个正电子，三个粒子运动轨迹如图中1、2、3 所示。下列
说法正确的是（ ）
A．磁场方向垂直于纸面向里
B．轨迹1 对应的粒子运动速度越来越大
C．轨迹2 对应的粒子初速度比轨迹3 的大
D．轨迹3 对应的粒子是正电子
26．（2022·辽宁·高考真题）2022 年1 月，中国锦屏深地实验室发表了首个核天体物理研究实验成果。
表明我国核天体物理研究已经跻身国际先进行列。实验中所用核反应方程为
，已知
、
、
的质量分别为
，真空中的光速为c，该反应中释放的能量为E。下列说法正确的是
（ ）
A．X 为氘核
B．X 为氚核
C．
D．
27．（2022·湖北·统考高考真题）上世纪四十年代初，我国科学家王淦昌先生首先提出证明中微子存在
的实验方案：如果静止原子核
俘获核外K 层电子e，可生成一个新原子核X，并放出中微子νe，即
。根据核反应后原子核X 的动能和动量，可以间接测量中微子的能量和动量，进而确定
中微子的存在。下列说法正确的是（ ）
A．原子核X 是
B．核反应前后的总质子数不变
C．核反应前后总质量数不同
D．中微子
的电荷量与电子的相同
28．（2022·山东·统考高考真题）碘125 衰变时产生
射线，医学上利用此特性可治疗某些疾病。碘
125 的半衰期为60 天，若将一定质量的碘125 植入患者病灶组织，经过180 天剩余碘125 的质量为刚植入
时的（ ）
A．
B．
C．
D．
29．（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
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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．
30．（2021·重庆·高考真题）放射性元素
会衰变为稳定的
，半衰期约为
，可以用于检测人
体的甲状腺对碘的吸收。若某时刻
与
的原子数量之比为
，则通过
后
与
的质量之比
（ ）
A．
B．
C．
D．
31．（2021·江苏·高考真题）用“中子活化”技术分析某样品的成分，中子轰击样品中的
产生
和
另一种粒子X，则X 是（ ）
A．质子
B．
粒子
C．
粒子
D．正电子
32．（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
D．X 表示的是氚原子核
33．（2021·湖北·统考高考真题）20 世纪60 年代，我国以国防为主的尖端科技取得了突破性的发展。
1964 年，我国第一颗原子弹试爆成功；1967 年，我国第一颗氢弹试爆成功。关于原子弹和氢弹，下列说法
正确的是（ ）
A．原子弹和氢弹都是根据核裂变原理研制的
B．原子弹和氢弹都是根据核聚变原理研制的
C．原子弹是根据核裂变原理研制的，氢弹是根据核聚变原理研制的
D．原子弹是根据核聚变原理研制的，氢弹是根据核裂变原理研制的
34．（2021·北京·高考真题）硼（B）中子俘获治疗是目前最先进的癌症治疗手段之一、治疗时先给病
人注射一种含硼的药物，随后用中子照射，硼俘获中子后，产生高杀伤力的α 粒子和锂（Li）离子。这个
核反应的方程是（ ）
A．
B．
C．
D．
35．（2021·山东·高考真题）在测定年代较近的湖泊沉积物形成年份时，常利用沉积物中半衰期较短的
，其衰变方程为
。以下说法正确的是（ ）
A．衰变方程中的X 是电子
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B．升高温度可以加快
的衰变
C．
与
的质量差等于衰变的质量亏损
D．方程中的X 来自于
内质子向中子的转化
36．（2021·广东·高考真题）科学家发现银河系中存在大量的放射性同位素铝26，铝26 的半衰期为72
万年，其衰变方程为
，下列说法正确的是（ ）
A．Y 是氦核
B．Y 是质子
C．再经过72 万年，现有的铝26 衰变一半
D．再经过144 万年，现有的铝26 全部衰变
37．（2021·全国·高考真题）医学治疗中常用放射性核素
产生
射线，而
是由半衰期相对较长
的
衰变产生的。对于质量为
的
，经过时间t 后剩余的
质量为m，其
图线如图所示。
从图中可以得到
的半衰期为（ ）
A．
B．
C．
D．
38．（2021·全国·高考真题）如图，一个原子核X 经图中所示的一系列
、
衰变后，生成稳定的原子
核Y，在此过程中放射出电子的总个数为（ ）
A．6
B．8
C．10
D．14
39．（2021·河北·高考真题）银河系中存在大量的铝同位素
，
核
衰变的衰变方程为
，测得
核的半衰期为72 万年，下列说法正确的是（ ）
A．
核的质量等于
核的质量
B．
核的中子数大于
核的中子数
C．将铝同位素
放置在低温低压的环境中，其半衰期不变
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D．银河系中现有的铝同位素
将在144 万年后全部衰变为
40．（2021·湖南·高考真题）核废料具有很强的放射性，需要妥善处理。下列说法正确的是（ ）
A．放射性元素经过两个完整的半衰期后，将完全衰变殆尽
B．原子核衰变时电荷数守恒，质量数不守恒
C．改变压力、温度或浓度，将改变放射性元素的半衰期
D．过量放射性辐射对人体组织有破坏作用，但辐射强度在安全剂量内则没有伤害
41．（2020·海南·统考高考真题）100 年前，卢瑟福猜想在原子核内除质子外还存在着另一种粒子X，后
来科学家用
粒子轰击铍核证实了这一猜想，该核反应方程为：
，则（ ）
A．
，
，X 是中子
B．
，
，X 是电子
C．
，
，X 是中子
D．
，
，X 是电子
42．（2020·山东·统考高考真题）氚核
发生β 衰变成为氦核
。假设含氚材料中
发生β 衰变产
生的电子可以全部定向移动，在3.2 104 s 时间内形成的平均电流为5.0 10-8 A。已知电子电荷量为1.6
10-19 C，在这段时间内发生β 衰变的氚核
的个数为（ ）
A．
B．
C．
D．
43．（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
44．（2020·浙江·高考真题）下列说法正确的是（ ）
A．
射线的穿透能力比
射线强
B．天然放射现象说明原子具有复杂的结构
C．核聚变中平均每个核子放出的能量比裂变中平均每个核子的小
D．半衰期跟放射性元素以单质或化合物形式存在无关
45．(多选)（2022·浙江·统考高考真题）秦山核电站生产
的核反应方程为
，其产
物
的衰变方程为
。下列说法正确的是（ ）
A．X 是
B．
可以用作示踪原子
C．
来自原子核外
D．经过一个半衰期，10 个
将剩下5 个
46．(多选)（2022·浙江·统考高考真题）2021 年12 月15 日秦山核电站迎来了安全发电30 周年，核电站
累计发电约6.9×1011kW·h，相当于减排二氧化碳六亿多吨。为了提高能源利用率，核电站还将利用冷却
水给周围居民供热。下列说法正确的是（ ）
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A．秦山核电站利用的是核聚变释放的能量
B．秦山核电站发电使原子核亏损的质量约为27.6kg
C．核电站反应堆中需要用镉棒控制链式反应的速度
D．反应堆中存在
的核反应
47．(多选)（2021·浙江·高考真题）对四个核反应方程（1）
；（2）
；
（3）
；（4）
。下列说法正确的是（ ）
A．（1）（2）式核反应没有释放能量
B．（1）（2）（3）式均是原子核衰变方程
C．（3）式是人类第一次实现原子核转变的方程
D．利用激光引发可控的（4）式核聚变是正在尝试的技术之一
48．(多选)（2021·浙江·统考高考真题）如图所示是我国全超导托卡马克核聚变实验装置。2018 年11
月，该装置实现了1×108℃等离子体运行等多项重大突破，为未来和平利用聚变能量迈出了重要一步。关
于核聚变，下列说法正确的是（ ）
A．聚变又叫热核反应
B．太阳就是一个巨大的热核反应堆
C．高温能使原子核克服核力而聚变
D．对相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变产能多
49．(多选)（2020·浙江·统考高考真题）太阳辐射的总功率约为
，其辐射的能量来自于聚变反
应。在聚变反应中，一个质量为
（c 为真空中的光速）的氘核（
）和一个质量为
的氚核（
）结合为一个质量为
的氦核（
），并放出一个X 粒子，同
时释放大约
的能量。下列说法正确的是（ ）
A．X 粒子是质子
B．X 粒子的质量为
C．太阳每秒因为辐射损失的质量约为
D．太阳每秒因为辐射损失的质量约为
50．(多选)（2020·全国·统考高考真题）1934 年，约里奥—居里夫妇用α 粒子轰击铝箔，首次产生了
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人工放射性同位素X，反应方程为：
。X 会衰变成原子核Y，衰变方程为
，则（
）
A．X 的质量数与Y 的质量数相等
B．X 的电荷数比Y 的电荷数少1
C．X 的电荷数比
的电荷数多2
D．X 的质量数与
的质量数相等
51．(多选)（2020·全国·统考高考真题）下列核反应方程中，X1，X2，X3，X4代表α 粒子的有（ ）
A．
B．
C．
D．
52．（2021·福建·统考高考真题）核污水中常含有氚等放射性核素，处置不当将严重威胁人类安全。氚衰
变的半衰期长达12.5 年，衰变方程为，其中是质量可忽略不计的中性粒子，Z=___________，
A=___________。若将含有质量为m 的氚的核污水排入大海，即使经过50 年，排入海中的氚还剩
___________m（用分数表示）。
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