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专题17原子结构 原子核
一．选择题（共38小题）
1．（2023 山东）“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ν0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ν1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ν3的光子回到基态。该原子钟产生的钟激光的频率ν2为（ ）
A．ν0+ν1+ν3 B．ν0+ν1﹣ν3 C．ν0﹣ν1+ν3 D．ν0﹣ν1﹣ν3
【解答】解：原子吸收频率为ν0的光子从基态能级Ⅰ跃迁至激发态能级Ⅱ，吸收的能量为hν0；
自发辐射出频率为ν1的光子，跃迁到钟跃迁的上能级2，释放的能量为hν1；
在一定条件下可跃迁到钟跃迁的下能级1，释放的能量为hν2；
辐射出频率为ν3的光子回到基态，释放的能量为hν3；
由能量守恒定律得：hν0＝hν1+hν2+hν3
则该原子钟产生的钟激光的频率为ν2＝ν0﹣ν1﹣ν3
故ABC错误，D正确。
故选：D。
2．（2023 湖北）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121.6nm的氢原子谱线（对应的光子能量为10.2eV）。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．n＝2和n＝1能级之间的跃迁
B．n＝3和n＝1能级之间的跃迁
C．n＝3和n＝2能级之间的跃迁
D．n＝4和n＝2能级之间的跃迁
【解答】解：根据题意可知，波长为121.6nm的氢原子谱线对应的光子能量为10.2eV。
A、n＝2和n＝1能级之间的跃迁时释放的光子能量为：E1＝﹣3.4eV﹣（﹣13.6eV）＝10.2eV，故A正确；
B、n＝3和n＝1能级之间的跃迁时释放的光子能量为：E2＝﹣1.51eV﹣（﹣13.6eV）＝12.09eV，故B错误；
C、n＝3和n＝2能级之间的跃迁时释放的光子能量为：E3＝﹣1.51eV﹣（﹣3.4eV）＝1.89eV，故C错误；
D、n＝4和n＝2能级之间的跃迁时释放的光子能量为：E4＝﹣0.85eV﹣（﹣3.4eV）＝2.55eV，故D错误。
故选：A。
3．（2023 辽宁）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
【解答】解：因原子能级跃迁放出的光子的能量等于原子的能级差，由题图可知光子①、②、③、④对应的能量关系为：E②＜E①＝E③＜E④
A、由上述分析可知光子①和③的能量相等，故A正确；
B、由光子能量E＝hν，和E②＜E④，可得到②的频率小于④的频率，故B错误；
C、发生光电效应的条件是光子的能量大于金属的逸出功，已知用①照射该金属表面时能发生光电效应，可知E①大于此金属的逸出功W0，因E②＜E①，则无法比较E②与W0的大小关系，故用②照射该金属不一定能发生光电效应，故C错误；
D、根据爱因斯坦光电效应方程：hν﹣W0＝Ekm
已知用①照射该金属逸出光电子的最大初动能为Ek，即E①﹣W0＝Ek
因E④＞E①，故用④照射该金属逸出光电子的最大初动能大于Ek，故D错误。
故选：A。
4．（2023 新课标）铯原子基态的两个超精细能级之间跃迁发射的光子具有稳定的频率，铯原子钟利用的两能级的能量差量级为10﹣5eV，跃迁发射的光子的频率量级为（普朗克常量h＝6.63×10﹣34J s，元电荷e＝1.60×10﹣19C）（ ）
A．103Hz B．106Hz C．109Hz D．1012Hz
【解答】解：跃迁过程中，辐射处光子的能量为ΔE＝hν
则跃迁发射的光子的频率为νHz≈2.4×109Hz
频率量级为109Hz，故C正确，ABD错误。
故选：C。
5．（2023 上海）关于α粒子散射实验正确的是（ ）
A．实验要在真空中进行
B．荧光屏是为了阻挡α粒子
C．实验中显微镜必须正对放射源
D．证明了原子核中有质子存在
【解答】解：A，真空对α粒子没有阻碍作用。故A正确；
B，荧光屏是为了观察穿过金铂的α粒子的。故B错误；
C，显微镜是为了观察荧光屏上的发光点的，故C错误；
D，该实验证明了原子中存在一个核，故D错误。
故选：A。
6．（2023 全国）根据卢瑟福提出的原子核式结构模型解释α粒子散射实验，使少数α粒子发生大角度偏转的作用力是金原子核对α粒子的（ ）
A．库仑斥力 B．库仑引力 C．万有引力 D．核力
【解答】解：α粒子和电子之间有相互作用力，它们接近时就有库仑引力作用，但因为电子的质量只有α粒子质量的，粒子与电子碰撞就像一颗子弹与一个灰尘碰撞一样，α粒子质量大，其运动方向几乎不改变，只有是原子核对α粒子的库仑斥力，其力较大，且原子核质量较大，导致极少数α粒子发生大角度偏转，所以A正确，BCD错误。
故选：A。
7．（2022 重庆）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
【解答】解：依题意知使处于基态的氢原子被激发后，可辐射蓝光，不辐射紫光，则由蓝光光子能量范围可知，氢原子从n＝4能级向低能级跃迁可辐射蓝光，不辐射紫光（即从n＝4，跃迁到n＝2辐射蓝光），则需激发氢原子到n＝4能级，则激发氢原子的光子能量为
ΔE＝E4﹣E1＝﹣0.85ev﹣（﹣13.6ev）＝12.75eV，故C正确，ABD错误。
故选：C。
8．（2022 北京）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
【解答】解：氢原子从某激发态跃迁到基态，则该氢原子放出光子，能量减小，故B正确，ACD错误；
故选：B。
9．（2022 浙江）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放出的光电子动量最大
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
【解答】解：AB、一群处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁时最多能产生3种不同频率的光子，故其中从n＝3能级跃迁到n＝1能级产生的光子能量最大，频率最大，波长最短.
逸出光电子的最大初动能为：
Ek＝hν﹣w0＝E3﹣E1﹣w0
代入数据解得：Ek＝9.8eV
由德布罗意波公式 λ
知p，从n＝3能级跃迁到n＝1能级产生的光子动量最大，
故A错误，B正确；
C、从n＝2能级的氢原子跃迁到n＝3需要E＝﹣1.51eV﹣（﹣3.40eV）＝1.89eV的光子能量，1.89eV＜2.29eV，不能使金属钠发生光电效应，故C错误；
D、n＝4能级的氢原子跃迁发出的光的能量可以是E＝﹣0.85eV﹣（﹣1.51eV）＝0.66eV，用0.85eV的光子照射，不满足能量差等于能级3到能级4的能量差值，氢原子不能跃迁到n＝4激发态，故D错误；
故选：B。
10．（2022 广东）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En，其中E1＝﹣13.6eV。如图是按能量排列的电磁波谱，要使n＝20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
【解答】解：氢原子第n能级的能量为En，其中E1＝﹣13.6eV，且要使n＝20的氢原子吸收一个光子后，恰好失去一个电子变成氢离子，则被吸收的光子能量为，结合电磁波谱可知，被吸收的光子是红外线波段的光子，故A正确，BCD错误；
故选：A。
11．（2022 湖南）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
【解答】解：A、卢瑟福的核式结构模型是为了解释α粒子散射实验现象的，氢原子光谱的分立特征说明了卢瑟福核式结构模型有一定的局限性，故A错误
B、玻尔原子理论只能解释氢原子光谱，对于其他原子的光谱无法解释，由于其理论中还保留了部分经典物理理论，所以不能完全揭示微观粒子运动的规律，故B错误；
C、光电效应现象无法用经典的电磁理论解释，爱因斯坦的光子说能够完美的解释这一现象，揭示了光的粒子性，故C正确。
D、衍射是波特有的现象，电子束穿过铝箔后的衍射图样揭示了电子的波动性，故D错误。
故选：C。
12．（2021 全国）被激发到第4能级的大量氢原子向低能级跃迁时辐射出各种频率的光，其中能量最小的光子来自于（ ）
A．从第4能级到基态的跃迁
B．从第2能级到基态的跃迁
C．从第3能级到第2能级的跃迁
D．从第4能级到第3能级的跃迁
【解答】解：能量最小的光子来自能极差最小的跃迁，因为从n＝4到低能态跃迁中，以从n＝4到n＝3的能极差最小，则辐射出的光子的能量最小，故D正确，ABC错误；
故选：D。
13．（2021 北京）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10﹣8m，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
【解答】解：A、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，这是“同步辐射”。处于激发态的原子是不稳定的，会自发地向能量较低的能级跃迁，放出光子，这是原子发光的机理，二者发光的机理不同，故A错误；
B、使基态的氢原子电离需要的能量是13.6eV，单个电子回旋一圈辐射的总能量约为104eV＞13.6eV，所以用同步辐射光照射氢原子，能使氢原子电离，故B错误；
C、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，蛋白质分子的线度约为10﹣8m，可以用同步辐射光得到其衍射图样，故C错误；
D、回旋一圈辐射的总能量约为104eV，占单个电子能量的十万分之一，所以电子回旋一圈后能量不会明显减小，故D正确。
故选：D。
14．（2023 浙江）“玉兔二号”装有核电池，不惧漫长寒冷的月夜，核电池将Pu衰变释放的核能一部分转换成电能。Pu的衰变方程为Pu→UHe，则（ ）
A．衰变方程中的X等于233
B．He的穿透能力比γ射线强
C．Pu比U的比结合能小
D．月夜的寒冷导致Pu的半衰期变大
【解答】解：A、由质量数守恒得：X＝238﹣4＝234
故A错误；
B、He的穿透能力比γ射线弱，故B错误；
C、Pu衰变过程释放能量，比结合能增大，即Pu比U的比结合能小，故C正确。
D、半衰期的大小反映衰变的快慢，与所处的物理环境无关，故D错误。
故选：C。
15．（2023 湖南）2023年4月13日，中国“人造太阳”反应堆中科院环流器装置（EAST）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HH→Hee
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
【解答】解：A、相同质量的核燃料，轻核聚变的质量亏损比重核裂变的质量亏损大，释放的核能更多，故A正确；
B、氘氚核聚变过程，质量数守恒，电荷数守恒，则氘氚核聚变的核反应方程为：HH→Hen，故B错误；
C、铀235是重核，核裂变的核反应燃料主要是铀235，故C错误；
D、核聚变反应过程中发生质量亏损，故D错误。
故选：A。
16．（2023 乙卷）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1048J。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3×108m/s ）（ ）
A．1019kg B．1024kg C．1029kg D．1034kg
【解答】解：根据ΔE＝Δmc2，可得每分钟平均减少的质量量级为Δmkg≈1031kg
1min＝60s
则每秒钟平均减少的质量量级为Δm′kg≈1029kg
故ABD错误，C正确。
故选：C。
17．（2023 甲卷）在下列两个核反应方程中
XN→YO
YLi→2X
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．Z＝1，A＝1 B．Z＝1，A＝2 C．Z＝2，A＝3 D．Z＝2，A＝4
【解答】解：由题中的两个核反应方程
XN→YO
YLi→2X
两方程可简化为：LiN→XO
由质量数和电荷数守恒可得：
14+7＝A+17
7+3＝Z+8
解得：Z＝2，A＝4，故D正确，ABC错误。
故选：D。
18．（2023 浙江）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：Nn→CH，产生的C能自发进行β衰变，其半接期为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．C发生β衰变的产物是N
B．β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C的半衰期发生微小变化
D．若测得一古木样品的C含量为活体植物的，则该古木距今约为11460年
【解答】解：A、C能自发进行β衰变，根据质量数守恒与电荷数守恒可知，其衰变方程为：→，故A错误；
B、β衰变产生的电子是β衰变过程中中子转化为一个质子同时放出一个电子形成的，故B错误；
C、半衰期是放射性物质固有属性，由原子核自身的因素决定，与原子所处的化学状态和外部条件无关，温度变化不能改变碳14的半衰期，故C错误；
D、测得一古木样品的C含量为活体植物的，根据，可知经过了两个半衰期，所以该古木距今约为：N＝2T＝2×5700年＝11460年，故D正确。
故选：D。
19．（2022 天津）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：HeHe→He+2X，下列说法正确的是（ ）
A．X是中子
B．该反应有质量亏损
C．He比He的质子数多
D．该反应是裂变反应
【解答】解：A、根据质量数守恒和电荷数守恒可得X为质子，故A错误；
BD、该反应为聚变反应，释放能量，故该反应有质量亏损，故B正确、D错误；
C、He和He的质子数均为2，一样多，故C错误。
故选：B。
20．（2022 福建）2011年3月，日本发生的大地震造成了福岛核电站核泄漏，在泄露的污染物中含有大量放射性元素I，其衰变方程为I→Xee，半衰期为8天，已知m1＝131.03721u，mXe＝131.03186u，me＝0.000549u，则下列说法正确的是（ ）
A．衰变产生的β射线来自于I原子的核外电子
B．该反应前后质量亏损0.00535u
C．放射性元素I发生的衰变为α衰变
D．经过16天，75%的I原子核发生了衰变
【解答】解：A.I衰变时，原子核内中子转化为质子和电子，大量电子从原子核释放出来形成β射线，故A错误；
B.该反应前后质量亏损为Δm＝131.03721u﹣131.03186u﹣0.000549u＝0.004801u，故B错误；
C.放射性元素I发生的衰变为β衰变，故C错误；
D.由于半衰期为8天，可知经过16天，即经过两个半衰期，设I原子核原来的质量为m，则剩余m0＝（）2mm；
则有75%的I原子核发生了衰变，故D正确。
故选：D。
21．（2022 海南）下列属于β衰变的是（ ）
A．
B．
C．
D．
【解答】解：A、核反应方程，放出的是α粒子，这是α衰变，故A错误；
B、核反应方程，是原子核的人工转变，不是β衰变，故B错误；
C、核反应方程，释放出e，是β衰变，故C正确；
D、核反应方程，属于裂变，故D错误；
故选：C。
22．（2022 辽宁）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XMg→Al，已知X、Mg、Al的质量分别为m1、m2、m3，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H B．X为氚核H
C．E＝（m1+m2+m3）c2 D．E＝（m1+m2﹣m3）c2
【解答】解：AB、根据电荷量守恒可知，X的电荷量为1，根据质量数守恒可知，X的质量数为1，则X表示质子H，故AB错误；
CD、这个核反应中释放的核能为：E＝（m1+m2﹣m3）c2，故C错误，D正确；
故选：D。
23．（2022 湖北）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Be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Bee→Xνe。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Li
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νe的电荷量与电子的相同
【解答】解：ABC、根据核反应方程，结合质量数与电荷数守恒，可知X的质量数为：A＝7+0＝7，质子数为：Z＝4﹣1＝3，所以新核为，反应前总质子数为4，反应后为3，故A正确，BC错误；
D、中微子不带电，故中微子的电荷量与电子的不同，故D错误。
故选：A。
24．（2022 上海）某元素可表示为，则下列可能为该元素同位素的是（ ）
A． B． C． D．
【解答】解：同位素的质子数相等且中子数不相等，即左下角的数值相等，而且左上角和左下角的差不相等，故C正确，ABD错误；
故选：C。
25．（2022 山东）碘125衰变时产生γ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．
【解答】解：根据m'mmm；
故ACD错误，B正确；
故选：B。
26．（2022 甲卷）两种放射性元素的半衰期分别为t0和2t0，在t＝0时刻这两种元素的原子核总数为N，在t＝2t0时刻，尚未衰变的原子核总数为，则在t＝4t0时刻，尚未衰变的原子核总数为（ ）
A． B． C． D．
【解答】解：设两种放射性元素的原子核数分别为N1、N2，对应的半衰期分别为t0、2t0，则
N1+N2＝N
经过t＝2t0后，尚未衰变的原子核总数
解得：N1N，N2N
设经过t＝4t0后，尚未衰变的原子核总数为X，则
X
联立解得：X，
故C正确，ABD错误；
故选：C。
27．（2021 全国）原子序数为n的某放射性元素经过1次α衰变和1次β衰变，衰变后元素的原子序数为（ ）
A．n﹣2 B．n﹣1 C．n+1 D．n+2
【解答】解：某放射性元素经过1次α衰变和1次β衰变共产生：1个和1个，所以质子数减小：2×1+1×（﹣1）＝1，衰变后元素的原子序数为n﹣1，故B正确，ACD错误；
故选：B。
28．（2021 重庆）放射性元素123I会衰变为稳定的123Te，半衰期约为13h，可以用于检测人体的甲状腺对碘的吸收。若某时刻123I与123Te的原子数量之比为4：1，则通过26h后123I与123Te的质量之比（ ）
A．1：2 B．1：4 C．1：8 D．1：16
【解答】解：根据题述，123I与123Te原子数量之比为4：1，则通过26h（两个半衰期）后，4份123I衰变剩余1份，生成了3份123Te原子，此时剩余123I与123Te原子数量之比为1：4，因为123I与123Te原子质量相同，所以通过26h（两个半衰期）后，与123Te原子的质量之比为1：4，故B正确，ACD错误。
故选：B。
29．（2021 江苏）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
【解答】解：该核反应方程为：
可知X是质子，故A正确，BCD错误；
故选：A。
30．（2021 海南）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LiH→Be→2X。已知H、Li、X的质量分别为m1＝1.00728u、m2＝7.01601u、m3＝4.00151u，光在真空中的传播速度为c，则在该核反应中（ ）
A．质量亏损Δm＝4.02178u
B．释放的核能ΔE＝（m1+m2﹣2m3）c2
C．铍原子核内的中子数是5
D．X表示的是氚原子核
【解答】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LiH→Be→2He则z＝3+1＝4，A＝7+1＝8，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
Δm＝m+m2﹣2m3＝0.02027u
则释放的核能为
ΔE＝Δmc2＝（m+m2﹣2m3） c2
故A错误，B正确；
故选：B。
31．（2021 湖北）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
【解答】解：原子弹和核反应堆是利用重核裂变的链式反应中能在极短时间内释放出巨大能量的原理制成的，发生可控的链式反应的是核电站，不可控链式反应的是原子弹。
氢弹则是利用轻核的聚变制成的。
故ABD错误，C正确。
故选：C。
32．（2021 北京）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．Bn→LiHe
B．BHe→Nn
C．NHe→OH
D．Nn→CH
【解答】解：根据题意可知，硼俘获中子后，产生高杀伤力的α粒子和锂（Li）离子，核反应过程中满足质量数守恒和电荷数守恒，所以该核反应方程为：Bn→LiHe，故A正确、BCD错误。
故选：A。
33．（2021 山东）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Pb，其衰变方程为→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
【解答】解：A、根据质量数守恒可知X的质量数为：A＝210﹣210＝0，电荷数为82﹣83＝﹣1，可知X是电子，故A正确；
B、半衰期与外界因素无关，只与自身有关，故B错误；
C、与的质量差等于电子的质量与质量亏损的和，故C错误；
D、方程式中的电子来自于铅的一个中子转化为一个质子同时生成一个电子，故D错误。
故选：A。
34．（2021 乙卷）医学治疗中常用放射性核素113In产生γ射线，而113In是由半衰期相对较长的113Sn衰变产生的。对于质量为m0的113Sn，经过时间t后剩余的113Sn质量为m，其t图线如图所示。从图中可以得到113Sn的半衰期为（ ）
A．67.3d B．101.0d C．115.1d D．124.9d
【解答】解：由图可知质量为m0的113Sn衰变到m0的所用的时间Δt＝t2﹣t1，其中t2＝182.4d，t1＝67.3d，代入解得Δt＝115.1d，故113Sn的半衰期为115.1d，故C正确，ABD错误。
故选：C。
35．（2021 甲卷）如图，一个原子核X经图中所示的一系列α、β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
【解答】解：由题图可知原子核X的质量数为A＝92+146＝238，电荷数为Z＝92，即
原子核Y的质量数为A′＝82+124＝206，电荷数为Z＝82，即
设经过x次α衰变和y次β衰变，由质量数守恒和电荷数守恒可得：238＝206+4x，92＝82+2x﹣y
解得：x＝8，y＝6
发生β衰变时，原子核内的中子转化为一个质子的同时放出一个电子，所以该过程共释放了6个电子，故A正确，BCD错误。
故选：A。
36．（2021 广东）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
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
【解答】解：AB、根据电荷数守恒、质量数守恒知，Y的电荷数为1，质量数为0，可知Y为正电子，故A、B错误；
C、每经过一个半衰期，有半数发生衰变，再经过72万年，现有的铝有一半发生衰变，故C正确；
D、每经过一个半衰期，有半数发生衰变，再经过144万年，现有的铝有发生衰变，还剩没有衰变，故D错误。
故选：C。
37．（2021 河北）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→Mge，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
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
【解答】解：A、26Al核的质量数等于26Mg核的质量数，Al衰变过程释放出e，26Al核的质量与26Mg核的质量不相等，故A错误；
B、26Al核的中子数N铝＝（26﹣13）个＝13个，26Mg核的中子数N镁＝（26﹣12）个＝14个，26Al核的中子数小于26Mg核的中子数，故B错误；
C、半衰期由原子核本身结构决定，与外界环境无关，将铝同位素26Al放置在低温低压的环境中，其半衰期不变，故C正确；
D、26Al核的半衰期为72万年，银河系中现有的铝同位素26Al将在144万年后未衰变质量占原来质量的比值n，则银河系中现有的铝同位素26Al在144万年后没有全部衰变为26Mg，故D错误。
故选：C。
38．（2021 湖南）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
【解答】解：A、半衰期是放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间，经过两个完整的半衰期后，还剩下四分之一的原子核没有衰变，故A错误；
B、原子核衰变时电荷数守恒，质量数也守恒，故B错误；
C、半衰期由放射性原子核内部本身的因素决定，不会受到阳光、温度、气候变化等自然环境因素影响，故C错误；
D、核辐射强度在安全剂量内则对人体没有伤害，但是过量的核辐射对人体有害，故D正确。
故选：D。
二．多选题（共5小题）
（多选）39．（2023 浙江）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（ ）
A．图1中的Hα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
【解答】解：A、根据玻尔理论可知，氢原子从能级6跃迁到能级2产生可见光Ⅰ的能量值大于氢原子从能级3跃迁到能级2产生可见光Ⅱ的能量值，根据E＝hν，可知氢原子从能级6跃迁到能级2产生可见光Ⅰ的波长小于氢原子从能级3跃迁到能级2产生可见光Ⅱ的波长，所以图1中的Hα对应的是Ⅱ，故A错误；
B、由A的判断可知Ⅱ的波长大，根据可知，图3中的干涉条纹对应的是Ⅱ，故B错误；
C、可见光Ⅱ的波长大，根据p可知可见光Ⅱ的对应的光子的动量小，故C正确；
D、根据Ek＝hν﹣W0和Ek＝eUc，结合可见光Ⅱ的能量值小，可知光Ⅰ对应的遏止电压比Ⅱ的对应的遏止电压大，即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，故D正确。
故选：CD。
（多选）40．（2022 天津）不同波长的电磁波具有不同的特性，在科研、生产和生活中有广泛的应用。a、b两单色光在电磁波谱中的位置如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．若a、b光均由氢原子能级跃迁产生，产生a光的能级能量差大
B．若a、b光分别照射同一小孔发生衍射，a光的衍射现象更明显
C．若a、b光分别照射同一光电管发生光电效应，a光的遏止电压高
D．若a、b光分别作为同一双缝干涉装置光源时，a光的干涉条纹间距大
【解答】解：根据a、b两单色光在电磁波谱中的位置，a的波长长、频率小（光子能量小）
A.若a、b光均由氢原子能级跃迁产生，根据跃迁规律，产生a光的能级能量差小，故A错误；
B.若a、b光分别照射同一小孔发生衍射，a光的衍射现象更明显，故B正确；
C.若a、b光分别照射同一光电管发生光电效应，根据爱因斯坦光电效应规律，a光逸出的电子最大初动能更小，故遏止电压低，故C错误；
D.若a、b光分别作为同一双缝干涉装置光源时，根据干涉条纹间距公式Δx＝L，a光的干涉条纹间距大，故D正确；
故选：BD。
（多选）41．（2022 海南）一群处于n＝4激发态的氢原子向基态跃迁向外发出不同频率的光子，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．n＝4向n＝3跃迁发出的光子频率最大
D．n＝4向n＝1跃迁发出的光子频率最大
【解答】解：A、氢原子从第4激发态跃迁到基态需要释放光子，对外释放能力，故A错误；
B、一群处于在n＝4激发态的氢原子向基态跃迁时可发出的光谱线条数最多为6种，故B正确；
CD、根据E＝En﹣Em，可知n＝4向n＝1跃迁发出的光子能量最大，光频率最大，故C错误，D正确；
故选：BD。
（多选）42．（2022 浙江）秦山核电站生产C的核反应方程为Nn→C+X，其产物C的衰变方程为C→Ne。下列说法正确的是（ ）
A．X是H
B．C可以用作示踪原子
C．e来自原子核外
D．经过一个半衰期，10个C将剩下5个
【解答】解：A、根据质量数守恒和核电荷数守恒知，生产C的核反应方程为Nn→CH，故A正确；
B、根据同位素标记法可知产物C可以用作示踪原子，故B正确；
C、产物C的发生β衰变产生电子来源于核内中子转变成质子过程，故C错误；
D、半衰期具有统计学意义，少量原子无意义，故D错误；
故选：AB。
（多选）43．（2021 浙江）对四个核反应方程
（1）U→ThHe；
（2）Th→Pae；
（3）NHe→OH；
（4）HH→Hen+17.6MeV
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
【解答】解：A、（1）、（2）式都是衰变反应，释放能量，故A错误；
B、（1）（2）式都是衰变反应，（3）式是原子核的人工转变，故B错误；
C、（3）式是卢瑟福用α粒子轰击氮核首次实现了原子核的人工转变的方程式，并发现了质子，故C正确；
D、核聚变是两个较轻的原子核聚合为一个较重的原子核，并释放出能量的过程。自然界中最容易实现的聚变反应是氢的同位素——氘与氚的聚变，利用激光引发可控的核聚变是正在尝试的技术，故D正确。
故选：CD。
三．填空题（共3小题）
44．（2023 上海）能量为8eV的光子的波长为 1.55×10﹣7m ，下一代超高精度原子钟的工作原理依据核反应方程U→Th+ 。（已知：h＝6.63×10﹣34J s，1eV＝1.6×10﹣19J）
【解答】解：光子能量
光子的波长
根据质量数和核电荷守恒，核反应方程为，是α衰变。
故答案为：1.55×10﹣7m；。
45．（2022 上海）“玉兔号”月球车的电池中具有同位素“钚”。请补充该元素原子核发生的核反应方程式：→ ；该反应属于 衰变 反应。（选填：“裂变”或“衰变”）
【解答】解：根据质量数守恒和电荷守恒可知，→，该反应属于衰变反应。
故答案为：，衰变
46．（2021 福建）核污水中常含有氚（H）等放射性核素，处置不当将严重威胁人类安全。氚β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＝ 2 ，A＝ 3 。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）。
【解答】解：衰变方程为，根据电荷数守恒和质量数守恒可得，Z﹣1＝1，解得：Z＝2
A+0＝3，解得：A＝3；
经过50年，排入海水中的氚的剩余质量为：
故答案为：2；3；。
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专题17原子结构 原子核
一．选择题（共38小题）
1．（2023 山东）“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ν0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ν1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ν3的光子回到基态。该原子钟产生的钟激光的频率ν2为（ ）
A．ν0+ν1+ν3 B．ν0+ν1﹣ν3 C．ν0﹣ν1+ν3 D．ν0﹣ν1﹣ν3
2．（2023 湖北）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121.6nm的氢原子谱线（对应的光子能量为10.2eV）。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．n＝2和n＝1能级之间的跃迁
B．n＝3和n＝1能级之间的跃迁
C．n＝3和n＝2能级之间的跃迁
D．n＝4和n＝2能级之间的跃迁
3．（2023 辽宁）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
4．（2023 新课标）铯原子基态的两个超精细能级之间跃迁发射的光子具有稳定的频率，铯原子钟利用的两能级的能量差量级为10﹣5eV，跃迁发射的光子的频率量级为（普朗克常量h＝6.63×10﹣34J s，元电荷e＝1.60×10﹣19C）（ ）
A．103Hz B．106Hz C．109Hz D．1012Hz
5．（2023 上海）关于α粒子散射实验正确的是（ ）
A．实验要在真空中进行
B．荧光屏是为了阻挡α粒子
C．实验中显微镜必须正对放射源
D．证明了原子核中有质子存在
6．（2023 全国）根据卢瑟福提出的原子核式结构模型解释α粒子散射实验，使少数α粒子发生大角度偏转的作用力是金原子核对α粒子的（ ）
A．库仑斥力 B．库仑引力 C．万有引力 D．核力
7．（2022 重庆）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）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）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放出的光电子动量最大
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）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En，其中E1＝﹣13.6eV。如图是按能量排列的电磁波谱，要使n＝20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）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
12．（2021 全国）被激发到第4能级的大量氢原子向低能级跃迁时辐射出各种频率的光，其中能量最小的光子来自于（ ）
A．从第4能级到基态的跃迁
B．从第2能级到基态的跃迁
C．从第3能级到第2能级的跃迁
D．从第4能级到第3能级的跃迁
13．（2021 北京）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10﹣8m，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
14．（2023 浙江）“玉兔二号”装有核电池，不惧漫长寒冷的月夜，核电池将Pu衰变释放的核能一部分转换成电能。Pu的衰变方程为Pu→UHe，则（ ）
A．衰变方程中的X等于233
B．He的穿透能力比γ射线强
C．Pu比U的比结合能小
D．月夜的寒冷导致Pu的半衰期变大
15．（2023 湖南）2023年4月13日，中国“人造太阳”反应堆中科院环流器装置（EAST）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HH→Hee
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
16．（2023 乙卷）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1048J。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3×108m/s ）（ ）
A．1019kg B．1024kg C．1029kg D．1034kg
17．（2023 甲卷）在下列两个核反应方程中
XN→YO
YLi→2X
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．Z＝1，A＝1 B．Z＝1，A＝2 C．Z＝2，A＝3 D．Z＝2，A＝4
18．（2023 浙江）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：Nn→CH，产生的C能自发进行β衰变，其半接期为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．C发生β衰变的产物是N
B．β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C的半衰期发生微小变化
D．若测得一古木样品的C含量为活体植物的，则该古木距今约为11460年
19．（2022 天津）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：HeHe→He+2X，下列说法正确的是（ ）
A．X是中子
B．该反应有质量亏损
C．He比He的质子数多
D．该反应是裂变反应
20．（2022 福建）2011年3月，日本发生的大地震造成了福岛核电站核泄漏，在泄露的污染物中含有大量放射性元素I，其衰变方程为I→Xee，半衰期为8天，已知m1＝131.03721u，mXe＝131.03186u，me＝0.000549u，则下列说法正确的是（ ）
A．衰变产生的β射线来自于I原子的核外电子
B．该反应前后质量亏损0.00535u
C．放射性元素I发生的衰变为α衰变
D．经过16天，75%的I原子核发生了衰变
21．（2022 海南）下列属于β衰变的是（ ）
A．
B．
C．
D．
22．（2022 辽宁）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XMg→Al，已知X、Mg、Al的质量分别为m1、m2、m3，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H B．X为氚核H
C．E＝（m1+m2+m3）c2 D．E＝（m1+m2﹣m3）c2
23．（2022 湖北）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Be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Bee→Xνe。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Li
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νe的电荷量与电子的相同
24．（2022 上海）某元素可表示为，则下列可能为该元素同位素的是（ ）
A． B． C． D．
25．（2022 山东）碘125衰变时产生γ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．
26．（2022 甲卷）两种放射性元素的半衰期分别为t0和2t0，在t＝0时刻这两种元素的原子核总数为N，在t＝2t0时刻，尚未衰变的原子核总数为，则在t＝4t0时刻，尚未衰变的原子核总数为（ ）
A． B． C． D．
27．（2021 全国）原子序数为n的某放射性元素经过1次α衰变和1次β衰变，衰变后元素的原子序数为（ ）
A．n﹣2 B．n﹣1 C．n+1 D．n+2
28．（2021 重庆）放射性元素123I会衰变为稳定的123Te，半衰期约为13h，可以用于检测人体的甲状腺对碘的吸收。若某时刻123I与123Te的原子数量之比为4：1，则通过26h后123I与123Te的质量之比（ ）
A．1：2 B．1：4 C．1：8 D．1：16
29．（2021 江苏）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
30．（2021 海南）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LiH→Be→2X。已知H、Li、X的质量分别为m1＝1.00728u、m2＝7.01601u、m3＝4.00151u，光在真空中的传播速度为c，则在该核反应中（ ）
A．质量亏损Δm＝4.02178u
B．释放的核能ΔE＝（m1+m2﹣2m3）c2
C．铍原子核内的中子数是5
D．X表示的是氚原子核
31．（2021 湖北）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
32．（2021 北京）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．Bn→LiHe
B．BHe→Nn
C．NHe→OH
D．Nn→CH
33．（2021 山东）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Pb，其衰变方程为→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
34．（2021 乙卷）医学治疗中常用放射性核素113In产生γ射线，而113In是由半衰期相对较长的113Sn衰变产生的。对于质量为m0的113Sn，经过时间t后剩余的113Sn质量为m，其t图线如图所示。从图中可以得到113Sn的半衰期为（ ）
A．67.3d B．101.0d C．115.1d D．124.9d
35．（2021 甲卷）如图，一个原子核X经图中所示的一系列α、β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
36．（2021 广东）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
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 河北）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→Mge，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
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
38．（2021 湖南）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
二．多选题（共5小题）
（多选）39．（2023 浙江）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（ ）
A．图1中的Hα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
（多选）40．（2022 天津）不同波长的电磁波具有不同的特性，在科研、生产和生活中有广泛的应用。a、b两单色光在电磁波谱中的位置如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．若a、b光均由氢原子能级跃迁产生，产生a光的能级能量差大
B．若a、b光分别照射同一小孔发生衍射，a光的衍射现象更明显
C．若a、b光分别照射同一光电管发生光电效应，a光的遏止电压高
D．若a、b光分别作为同一双缝干涉装置光源时，a光的干涉条纹间距大
（多选）41．（2022 海南）一群处于n＝4激发态的氢原子向基态跃迁向外发出不同频率的光子，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．n＝4向n＝3跃迁发出的光子频率最大
D．n＝4向n＝1跃迁发出的光子频率最大
（多选）42．（2022 浙江）秦山核电站生产C的核反应方程为Nn→C+X，其产物C的衰变方程为C→Ne。下列说法正确的是（ ）
A．X是H
B．C可以用作示踪原子
C．e来自原子核外
D．经过一个半衰期，10个C将剩下5个
（多选）43．（2021 浙江）对四个核反应方程
（1）U→ThHe；
（2）Th→Pae；
（3）NHe→OH；
（4）HH→Hen+17.6MeV
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
三．填空题（共3小题）
44．（2023 上海）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U→Th+ 。（已知：h＝6.63×10﹣34J s，1eV＝1.6×10﹣19J）
45．（2022 上海）“玉兔号”月球车的电池中具有同位素“钚”。请补充该元素原子核发生的核反应方程式：→ ；该反应属于 反应。（选填：“裂变”或“衰变”）
46．（2021 福建）核污水中常含有氚（H）等放射性核素，处置不当将严重威胁人类安全。氚β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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