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第2 讲 原子和原子核
一、原子结构
1.原子的核式结构
(1)1909～1911 年，英籍物理学家卢瑟福进行了α 粒子散射实验，提出了原子核式
结构模型。
(2)α 粒子散射实验的结果：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 粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于90°，也就是说它
们几乎被“撞了回来”，如图1 所示。
图1
(3)原子的核式结构模型：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.氢原子光谱
(1)光谱分类
(2)氢原子光谱的实验规律：巴耳末系是氢原子光谱在可见光区的谱线，其波长公
式＝R∞(－)(n＝3，4，5，…，R 是里德伯常量，R∞＝1.10×107 m－1)。
(3)光谱分析：利用每种原子都有自己的特征谱线可以用来鉴别物质和确定物质
的组成成分，且灵敏度很高。
3.玻尔理论
(1)定态：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些能量状态中原子是稳
定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量。
(2)跃迁：电子从能量较高的定态轨道跃迁到能量较低的定态轨道时，会放出能量
1
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为hν 的光子，这个光子的能量由前后两个能级的能量差决定，即hν＝En－
E m。(h
是普朗克常量，h＝6.63×10－34 J·s)
(3)轨道：原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应。原子的
定态是不连续的，因此电子的可能轨道也是不
连续的
。
4.氢原子的能级图，如图2 所示
图2
【自测】 金属钠的逸出功为2.49 eV，氢原子的能级分布如图3 所示，一群氢原子
处于n＝4 的激发态，当它们向较低的能级跃迁时发出的光照射金属钠，能使金属
钠逸出光电子的光子频率有( )
图3
A.1 种
B.2 种
C.3 种
D.4 种
答案 D
二、天然放射现象和原子核
1.天然放射现象
(1)天然放射现象
放射性元素自发地发出射线的现象，首先由贝克勒尔发现。天然放射现象的发现，
说明原子核具有复杂的结构。
(2)放射性同位素的应用与防护
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两类，放射性同位素
的化学性质相同。
②应用：消除静电、工业探伤、做示踪原子等。
③防护：防止放射性对人体组织的伤害。
2
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2.原子核的组成
(1)原子核由质子和中子组成，质子和中子统称为核子。质子带正电，中子不带电。
(2)基本关系
①电荷数(Z)＝质子数＝元素的原子序数＝中性原子的核外
电子数
。
②质量数(A)＝核子数＝质子数＋中子数。
(3)X 元素的原子核的符号为X，其中A 表示质量数，Z 表示核电荷数。
3.原子核的衰变、半衰期
(1)原子核的衰变
①原子核自发地放出α 粒子或β 粒子，变成另一种原子核的变化称为原子核的衰
变。
②分类
当放射性物质连续发生衰变时，原子核中有的发生α 衰变，有的发生β 衰变，同时
伴随着γ 辐射。
③两个典型的衰变方程
α 衰变：U→Th＋He
β 衰变：Th→Pa＋e。
(2)半衰期
放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间。
4.核力和核能
(1)核力：原子核内部，核子间所特有的相互作用力。
(2)结合能：原子核是核子凭借核力结合在一起构成的，要将它们分开，需要吸收
能量，这些能量就是原子核的结合能。
(3)比结合能：
①定义：原子核的结合能与核子数之比，称作比结合能，也叫平均结合能。
②特点：不同原子核的比结合能不同，原子核的比结合能越大，原子核中核子结
合得越牢固，原子核越稳定。
(4)爱因斯坦质能方程：物体的能量和它的质量一一对应，即E＝mc
2 。
(5)质量亏损：
①原子核的质量小于组成它的核子的质量之和，这个现象叫作质量亏损。质量亏
损表明，原子核的结合能是的确存在的。
②由质量亏损可求出核反应中释放的核能ΔE＝Δ m · c 2 。
5.裂变反应和聚变反应、裂变反应堆 核反应方程
3
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(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：
U＋n→Kr＋Ba＋3n。
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：
H＋H→He＋n＋17.6 MeV
命题点一 玻尔理论和能级跃迁
1.定态间的跃迁——满足能级差
(1)从低能级(n)――→高能级(m)―→吸收能量。hν＝Em－En
(2)从高能级(m)――→低能级(n)―→放出能量。hν＝Em－En
2.电离
电离态：n＝∞，E＝0
基态→电离态：E 吸＝0－(－13.6 eV)＝13.6 eV。
激发态→电离态：E 吸＞0－En＝|En|。
若吸收能量足够大，克服电离能后，获得自由的电子还携带动能。
【真题示例1】 (2020·江苏卷，12)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λ1和λ2，则该激发态与基态的能量差为________，波
长为λ1的光子的动量为________(已知普朗克常量为h，光速为c)。
答案
解析
激
向基
迁
生的光子能量最大，波
最短，所以
激
与
该
发态
态跃
时产
长
该
发态
基
的能量差
态
ΔE＝；波长为λ1的光子的
量
动
为p＝。
【例2】 氢原子的能级图如图4 所示，大量处于n＝4 的氢原子跃迁发出的光照射
在金属Ag 的表面上。已知Ag 的逸出功为4.73 eV，则产生的光电子的初动能最
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大为( )
图4
A.7.36 eV
B.8.02 eV
C.10.20 eV
D.12.75 eV
答案 B
解析 从n＝4
迁到
跃
n＝1 能
射出的光子能量最大
级辐
E41＝－0.85 eV－(－13.6
eV)＝12.75 eV，用其照射金属表面光
子的初
能最大，有
电
动
Ekm＝hν－W0＝12.75
eV－4.73 eV＝8.02 eV，故B 正确，A、C、D
。
错误
【针对训练1】 (2019·全国Ⅰ卷，14)氢原子能级示意图如图5 所示。光子能量在
1.63 eV～3.10 eV 的光为可见光。要使处于基态(n＝1)的氢原子被激发后可辐射
出可见光光子，最少应给氢原子提供的能量为( )
图5
A.12.09 eV
B.10.20 eV
C.1.89 eV
D.1.51 eV
答案 A
解析 因
可
光光子的能量范
是
为
见
围
1.63 eV～3.10 eV，所以
原子至少要被激
氢
到
发
n＝3 能
，要
原子提供的能量最少
级
给氢
为E＝(－1.51＋13.60) eV＝12.09
eV，即选项A 正确。
命题点二 原子核的衰变及半衰期
1.衰变规律
(1)α 衰变和β 衰变的比较
衰变类型
α 衰变
β 衰变
衰变过程
X→Y＋He
X→Y＋e
5
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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
2H＋2n→He
n→H＋e
匀强磁场中轨迹形状
衰变规律
电荷数守恒、质量数守恒、动量守恒
(2)γ 射线：γ 射线经常伴随着α 衰变或β 衰变同时产生。其实质是放射性原子核在
发生α 衰变或β 衰变的过程中，产生的新核由于具有过多的能量(原子核处于激
发态)而辐射出光子。
2.衰变次数
因为β 衰变对质量数无影响，所以先由质量数的改变确定α 衰变的次数，然后再
根据衰变规律确定β 衰变的次数。
3.半衰期
(1)公式：N 余＝N 原()，m 余＝m 原()。
(2)影响因素：放射性元素衰变的快慢是由原子核内部自身因素决定的，跟原子所
处的物理状态(如温度、压强)或化学状态(如单质、化合物)无关。
4.衰变中的动量问题：满足动量守恒定律。
【真题示例3】 (2021·山东卷，1)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Pb→Bi＋X。以下说法正确的是( )
A.衰变方程中的X 是电子
B.升高温度可以加快Pb 的衰变
C.Pb 与Bi 的质量差等于衰变的质量亏损
D.方程中的X 来自于Pb 内质子向中子的转化
答案 A
解析 根据
量数和
荷数守恒可知，
质
电
X 是
子，
电
A 正确；放射性元素衰
的快慢
变
是由核内部自身的因素决定的，跟原子所
的化学状
和外部条件无关，
处
态
B 错误
Pb 与Bi 和
子
电
X 的
量差等于衰
的
量
，
质
变
质
亏损
C
；方程中的
错误
X 来自于Pb
内中子向
子的
化，
质
转
D
。
错误
【真题示例4】 (2021·广东卷，1)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Al→Mg＋Y。下列说法正确的是(
)
A.Y 是氦核
6
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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
答案 C
解析 根据
荷数守恒与
量数守恒可知
电
质
Y
正
子
为
电
e，A、B
；
一个半
错误经过
衰期，铝26 衰
一半，
两个半衰期，
变
经过
铝26
剩下四分之一，
还
C 正确，D
。
错误
【针对训练2】 (2021·
常
四市
研
苏锡
镇
调
)铋(Bi)衰变为铊(Tl)的半衰期达到宇宙寿
命的10 亿倍。最近，科学家发现铋晶体具有某种特殊的导电性质，被称为“拓扑
绝缘体”，可能掀起材料科学领域的一场革命。下列说法正确的是( )
图6
A.铋变成铊的衰变是β 衰变
B.铋的放射性很微弱
C.铋晶体不具有固定熔点
D.铋晶体各项物理性质均表现为各向异性
答案 B
解析
成
的衰
是
铋变
铊
变
α 衰
，所以
变
A
；半衰期越
，
原子的放射性越
错误
长
则
弱，
的放射性很微弱，所以
则铋
B 正确；晶体具有固定熔点，所以
铋
C
；晶
错误铋
体部分物理性
表
各向异性，不是所有物理性
都表
各向异性，所以
质
现为
质
现为
D
。
错误
【针对训练3】 居里夫人一份约120 年前的手稿被保存在法国国立图书馆，记载
了放射性元素钋和镭的发现。手稿中残留有镭至今仍具有放射性，因此存放在铅
盒里。已知镭的半衰期是1620 年。如图7 所示表示镭含量的直方图中，“今年”
表示今年手稿上镭的含量，则可以表示当年手稿上镭含量的是( )
7
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图7
A.①
B.②
C.③
D.④
答案 B
解析
当年手稿上
含量
设
镭
为m0，今年手稿上
的含量
镭
为m，则m＝m0＝m0＝
m0，可知当年手稿上
含量
镭
m0略大于今年手稿上
的含量
镭
m，所以
中
图
②可以表
示当年手稿上
含量，故
镭
B 正确，A、C、D
。
错误
命题点三 核反应及核反应类型
1.核反应的四种类型
类 型
可控性
核反应方程典例
衰
变
α 衰变
自发
U―→Th＋He
β 衰变
自发
Th―→Pa＋e
人工转变
人工
控制
N＋He―→O＋H
(卢瑟福发现质子)
He＋Be―→C＋n
(查德威克发现中子)
Al＋He―→P＋n
约里奥·居里夫妇发
现放射性同位素，同
时发现正电子
P―→Si＋e
重核裂变
比较容易进行
人工控制
U＋n―→Ba＋Kr＋3n
U＋n―→Xe＋Sr＋10n
轻核聚变
很难控制
H＋H―→He＋n
2.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( 0＋1e)、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。
(3)核反应过程中质量数守恒，电荷数守恒。
【例5】 (2021·浙江卷改编)对四个核反应方程(1)U→Th＋He；(2)Th→Pa＋e；(3)N
＋He→O＋H；(4)H＋H→He＋n＋17.6 MeV。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
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C.(2)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
答案 D
解析 (1)是α 衰
，
变(2)是β 衰
，均有能量放出，故
变
A
；
错误(3)是人工核
，故
转变
B
；
错误
(3)是人
第一次
原子核
的方程，故
类
实现
转变
C
；利用激光引
可控
错误
发
的(4)式核聚
是正在
的技
之一，故
变
尝试
术
D 正确。
【例6】 (2021·1 月重庆适应性测试，2)下列核反应方程正确的是( )
A.U＋n→Ba＋Kr＋3n
B.U＋n→Rb＋Cs＋2n
C.U＋n→Br＋La＋3H
D.U＋n→Sr＋Xe＋9n
答案 B
解析 A 中方程左
量数
边质
237＋1＝238，右
量数
边质
142＋91＋3＝236，量数
质
不守恒，92＝56＋36，荷数守恒，故
电
A
；
错误B 中方程左右两
量数
边质
235＋1＝
142＋91＋3，量数守恒；
质
B 中方程左右两
荷数
边电
92＝37＋55，荷数守恒，故
电
B 正确；C 中方程左右两
量数
边质
235＋1＝87＋146＋3，量数守恒；
质
C 中方程左
右两
荷数
边电
92≠57＋35＋3，荷数不守恒，故
电
C
；
错误D 中方程左右两
量
边质
数235＋1≠90＋136＋9，量数不守恒；
质
D 中方程左右两
荷数
边电
92＝38＋54，
荷数守恒，故
电
D
。
错误
【针对训练4】 (2021·江苏卷，1)用“中子活化”技术分析某样品的成分，中子轰
击样品中的N 产生C 和另一种粒子X，则X 是( )
A.质子
B.α 粒子
C.β 粒子
D.正电子
答案 A
解析 由核反
中的
荷数守恒以及
量数守恒写出中子
应
电
质
轰击N
生
产
C 的核反
方程，即
应
n＋N→C＋H，
生成的粒子
则
X
子，
应为质
A 正确，B、C、D
。
错误
命题点四 质量亏损及核能的计算
1.利用质能方程计算核能
(1)根据核反应方程，计算出核反应前与核反应后的质量亏损Δm。
(2)根据爱因斯坦质能方程ΔE＝Δmc2计算核能。
①ΔE＝Δmc2中，若Δm 的单位用“kg”，c 的单位用“m/s”，则ΔE 的单位为“J”。
②ΔE＝Δmc2中，若Δm 的单位用“u”，则可直接利用ΔE＝Δm×931.5 MeV/u 计
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算，此时ΔE 的单位为“MeV”，即1 u＝1.660 6×10－27 kg，相当于931.5 MeV，这
个结论可在计算中直接应用。
2.利用比结合能计算核能
原子核的结合能＝核子的比结合能×核子数。
核反应中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。
【例7】 (2021·江
七市
研
苏
调
)氖原子的部分能级图如图8 所示，E1为基态能级，在
氦氖激光器中，处于能级为E2或E3激发态的氖原子，受激向低能级跃迁，发出三
种不同波长的激光，已知普朗克常量为h，真空中光速为c。
图8
(1)求激光的最大波长λ；
(2)用多束激光使氘(H)和氚(H)聚变产生α 粒子，已知氘核、氚核、α 粒子和中子的
质量分别为m1、m2、m3、m4，请写出核聚变方程，并求出聚变过程中释放的能量
ΔE。
答案 (1) (2)H＋H→He＋n(m1＋m2－m3－m4)c2
解析 (1)
原子从
氖
E3向E2
迁
，放出光的波
最大，可得
跃
时
长
E3－E2＝h
解得λ＝。
(2)核聚
方程
变
为H＋H→He＋n，
聚
程中
放的能量
变过
释
ΔE＝(m1＋m2－m3－m4)c2。
【针对训练5】 放射性同位素Li(锂5)是不稳定的，它会分解成一个α 粒子和一个
质子。已知Li、α 粒子、质子的质量分别为m1、m2、m3，真空中光速为c，则上述过
程( )
A.释放的能量为(m1－m2－m3)c2
B.释放的能量为(m2＋m3－m1)c2
C.吸收的能量为(m1－m2－m3)c2
D.吸收的能量为(m1＋m2＋m3)c2
答案 A
解析 由不
定的核
成
定的核是放能反
。根据
能方程得
稳
变
稳
应
质
ΔE＝(m1－m2－
10
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m3)c2。
对点练1 玻尔理论和能级跃迁
1.(2021·
城一模
盐
)如图1 所示为氢原子的能级示意图。氢原子可在各能级间发生
跃迁，设从n＝4 能级跃迁到n＝1 能级辐射的电磁波的波长为λ1，从n＝4 能级跃
迁到n＝2 能级辐射的电磁波的波长为λ2，从n＝2 能级跃迁到n＝1 能级辐射的
电磁波的波长为λ3，则下列关系式中正确的是( )
图1
A.λ3＞λ2
B.λ1＞λ2
C.λ1＞λ3
D.＝＋
答案 D
解析 能
迁
射光子能量
级跃
辐
ΔE＝hν＝h，能
差越大，波
越短，因
级
长
为ΔE4→1＞
ΔE2→1＞ΔE4→2，所以λ2＞λ3＞λ1，故A、B、C
；因
错误
为ΔE4→1＝ΔE2→1＋ΔE4→2，即h
＝h＋h，所以＝＋，故D 正确。
2.(2021·山
南模
东济
拟)处于基态的一群氢原子被一束单色光照射后，最多能发出
6 种频率的光，氢原子的能级图如图2 所示，如果用这束光照射某一金属，测得从
该金属中射出电子的最大初动能为10.54 eV，则该金属的逸出功是( )
图2
A.12.75 eV
B.12.1 eV
C.2.21 eV
D.1.56 eV
11
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答案 C
解析 因受到激
后的
原子能
射出
发
氢
辐
6 种不同
率的光子，故
原子是从
频
氢
n＝
4 的能
迁，而从金属表面逸出的
子具有最大的初
能是
级跃
电
动
10.54 eV，光子从n
＝4 能
迁到
级跃
n＝1 能
射出的能量
级辐
E＝－0.85 eV－(－13.6 eV)＝12.75 eV，
用此种光子照射
金属，可得逸出功
该
W＝E－Ek＝2.21 eV，C 正确。
对点练2 原子核的衰变及半衰期
3.(2020·江苏卷，12)“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λ 的变化情况是( )
A.I 增大，λ 增大
B.I 增大，λ 减小
C.I 减小，λ 增大
D.I 减小，λ 减小
答案 B
解析 黑体
射
辐
的
律如
，特点是，随着温度
实验规
图
升高，各种波
的
射
度都有增加，所以人体
长
辐
强
热辐
射的
度
强
I 增大；随着温度的升高，
射
度的峰
辐
强
值
向波
短的方向移
，所以
长较
动
λ 减小。
4.(2021·南通
研
调
)14C 发生放射性衰变为14N，半衰期
约为5730 年。已知植物存活期间，其体内14C 与12C
的比例不变，生命活动结束后，14C 的比例会持续减少。
现测量某古木样品中14C 的比例，发现正好是现代植
物样品中14C 比例的二分之一。则( )
A.该古木生命活动结束的年代距今约5730 年
B.再过约5730 年，该样品中的14C 将全部衰变殆尽
C.14C 衰变为14N 的本质是H→n＋e
D.改变样品测量环境的温度和压强，可以改变14C 的衰变快慢
答案 A
解析 由半衰期公式可得m＝m0，古木
品中
样
14C 的比例，是
代植物
品中
现
样
14C
比例的二分之一，则t＝5730 年，A 正确；再过约5730 年，
品中的
该样
14C 将变为
原来的四分之一，B
；
错误
14C 衰变为14N 的本
是
质
β 衰
，
变C
；改
品
量
错误
变样
测
境的温度和
，不可以改
环
压强
变14C 的半衰期，因此不可以改
的衰
快慢，
变
变
D 错
。
误
5.(2021·
云港月考
连
)图3 中曲线a、b、c、d 为气泡室中某放射物质发生衰变放出
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的部分粒子的径迹，气泡室中磁感应强度方向垂直纸面向里。以下判断可能正确
的是( )
图3
A.a、b 为β 粒子的径迹
B.a、b 为γ 粒子的径迹
C.c、d 为α 粒子的径迹
D.c、d 为β 粒子的径迹
答案 D
解析 γ 射
是不
的光子流，在磁
中不偏
，故
线
带电
场
转
选项B
；
错误α 粒子
氦核
为
正
，由左手定
知受到向上的洛
力向上偏
，故
带
电
则
伦兹
转
选项A、C
；
错误β 粒子
是
的
子流，
向下偏
，
带负电
电
应
转
选项D 正确。
6.(2021·湖南卷，1)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
答案 D
解析 根据半衰期的定
可知，放射性元素
两个完整的半衰期后，
剩原来
义
经过
还
的未衰
，
变A
；原子核衰
荷数和
量数都守恒，
错误
变时电
质
B
；放射性元素的
错误
半衰期由原子核内部自身的因素决定，跟原子所
的化学状
和外部条件没有关
处
态
系，因此改
力、温度或
度，放射性元素的半衰期不
，
变压
浓
变C
；量放射性
错误过
射
人体
有破坏作用，若
射
度在安全
量内
不会
人体
造成
辐
对
组织
辐
强
剂
则
对
组织
伤
害，D 正确。
7.(2021·河北卷，1)银河系中存在大量的铝同位素26Al。26Al 核β＋衰变的衰变方程
为Al→Mg＋e，测得26Al 核的半衰期为72 万年。下列说法正确的是( )
A.26Al 核的质量等于26Mg 核的质量
B.26Al 核的中子数大于26Mg 核的中子数
C.将铝同位素26Al 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26Al 将在144 万年后全部衰变为26Mg
答案 C
解析 26Al
生衰
的
程中
放正
子的同
有核能
放，
生
量
，
发
变
过
释
电
时还
释
发
质
亏损
所以26Al 核的
量大于
质
26Mg 核的
量，故
质
A
；
错误
26Al 核的中子数n1＝26－13＝
13，而26Mg 核的中子数n2＝26－12＝14，所以26Al 核的中子数小于26Mg 核的中
子数，故B
；半衰期是原子核固有的属性，与物理
境和化学状
无关，故
错误
环
态
C
正确；同位素
铝
26Al 的半衰期为72 万年，所以经过144 万年也就是两个半衰期后
剩下
还
没有衰
，故
变
D
。
错误
8.(2021·福建南平质检)关于物理知识在科技和生活中的应用，下列各图对应的说
法正确的是( )
A.图甲中行李安检仪采用α 射线来透视安检物品
B.图乙中肥皂泡上不同的颜色是光的衍射造成的
C.图丙中测温仪是利用红外线来感应物体表面温度
D.图丁中紫外线验钞机是利用紫外线的化学作用
答案 C
解析
甲中行李安
采用
图
检仪
X 射
来透
安
物品，
线
视
检
A
；乙中肥皂泡上
错误图
不同的
色是光的干涉造成的，
颜
B
；
丙中
温
是利用
外
来感
物体
错误
图
测
仪
红
线
应
表面温度，C 正确；
丁中紫外
机是利用紫外
的
光作用，
图
线验钞
线
荧
D
。
错误
对点练3 核反应方程及书写
9.U 俘获一个慢中子后发生裂变反应可以有多种方式，其中一种可表示为：U＋
n→Sr＋Xe＋3n(x，y 待求)，则核反应方程中Sr 的中子数为( )
A.38
B.56
C.65
D.94
答案 B
解析 根据
量数守恒和
荷数守恒可得
质
电
235＋1＝y＋139＋1，92＝x＋54，解得
x＝38，y＝94，所以Sr 的中子数为y－x＝56。
10.下列说法正确的是( )
A.英国物理学家查德威克发现了中子，质子和中子统称为核子
B.α 粒子轰击氮原子核的核反应方程式为：He＋N→O＋H
C.两个轻核结合成较重的单个原子核时要吸收能量
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D.只要入射光的强度足够大就一定能发生光电效应
答案 A
解析 英国物理学家
德威克
了中子，子和中子
称
核子，
查
发现
质
统
为
A 正确；α 粒
子
氮原子核的核反
方程式
：
轰击
应
为
He＋N→O＋H，B
；两个
核
合成
错误
轻
结
较
重的
个原子核
要放出能量，
单
时
C
；只要入射光的
率大于金属的截止
率
错误
频
频
就能
生光
效
，
发
电
应
D
。
错误
11.(2021·山
泰安
东
检测)2021 年1 月30 日，华龙一号全球首堆中核集团福建福清
核电5 号机组投入商业运行，这标志着我国在三代核电技术领域跻身世界前列。
目前核能发电都是利用核裂变反应，下列表示重核裂变的是( )
A.U＋n→Ba＋Kr＋3n
B.Th→Pa＋e
C.He＋Be→n＋C
D.H＋H→He＋n
答案 A
解析 A
是重核裂
，
项
变选项A 正确；B
衰
方程，
项为
变
选项B
；
错误C
原子
项为
核的人工
方程，
转变
选项C
；
错误
D
反
是
核聚
反
，
项
应
轻
变
应
选项D
。
错误
12.北京时间2020 年12 月1 日23 时11 分，在经历了为期一周的地月转移、近月
制动、环月飞行之旅后，嫦娥五号探测器成功着陆在月球正面预选着陆区。科学
证明，氦3 大量存在于月球表面月壤中，是未来的清洁能源，两个氦3 聚变的核反
应方程是He＋He→He＋2X＋12.86 MeV，则X 为( )
A.电子
B.质子
C.中子
D.氘核
答案 B
解析 设X 的
量数
质
为A，荷数
电
为Z，根据
量数守恒和核
荷数守恒可得
质
电
3＋
3＝4＋2A，2＋2＝2＋2Z，解得A＝1，Z＝1，故X
子。
为质
对点练4 质量亏损及核能的计算
13.(2021·常州模拟)关于核反应方程U→Th＋X，下列说法正确的是( )
A.此核反应一定会释放能量
B.通过降低温度的方法，一定能缩短U 的半衰期
C.此核反应方程中的X 代表的粒子为氢原子核
D.铀核的比结合能大于钍核的比结合能
答案 A
解析 此核反
是
应
α 衰
方程，一定会
放能量，
变
释
A 正确；外部条件不能改变U
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的半衰期，B
；此核反
方程中的
错误
应
X
量数
质
为4，荷数
电
为2，则X 为α 粒子，
代表的粒子
氦原子核，
为
C
；因反
放能量，
核的比
合能小于
核
错误
应释
则铀
结
钍
的比
合能，
结
D
。
错误
14.(2021·山
坊模
东潍
拟)2020 年12 月4 日，我国新一代“人造太阳”－中国环流
器二号M 装置在成都建成并实现发电，标志着我国在核聚变反应堆建设中处于
世界前列。中国环流器二号M 装置内主要核反应是H＋H→He＋X，已知氘核的
比结合能是1.09 MeV、氚核的比结合能是2.78 MeV、氦核的比结合能是7.03
MeV，该聚变反应中( )
A.X 为质子
B.X 为电子
C.一次反应释放的核能为3.16 MeV
D.一次反应释放的核能为17.6 MeV
答案 D
解析 根据
量数守恒、荷数守恒可知，
质
电
X
中子，故
为
A、B
；核的比
错误氘
结
合能是1.09 MeV、核的比
合能是
氚
结
2.78 MeV、氦核的比
合能是
结
7.03 MeV，一
次反
放的核能
应释
为7.03×4 MeV－3×2.78 MeV－2×1.09 MeV＝17.6 MeV，故
D 正确，C
。
错误
16
