第5章 第1节 认识原子核
题型1 天然放射现象的发现及意义 题型2 α、β、γ射线的本质及特点
题型3 原子核的内部构成 题型4 核反应前后质量数、质子数、中子数、核子数等参数的关系
题型5 核反应方程式的书写或判断核反应方程式中的粒子 题型6 人工核反应
▉题型1 天然放射现象的发现及意义
【知识点的认识】
1.天然放射现象的定义与发现：放射性元素自发地发出射线的现象，叫做天然放射现象，1896年由法国物理学家贝克勒尔发现．
2．天然放射现象的物理意义：天然放射现象说明原子核内部是有复杂的结构的。
1．下列各种关于近代物理学的现象中，与原子核内部变化有关的是（ ）
A．紫外线照射锌板时，锌板向外发射光电子的现象
B．α粒子轰击金箔时，少数发生大角度偏转的现象
C．含铀的矿物质自发向外放出β射线（高速电子流）的现象
D．氢原子发光时，形成不连续的线状光谱的现象
2．如图所示的火灾自动报警器具有稳定性好、安全性高的特点，应用非常广泛，其工作原理为：放射源处的镅放出的α粒子，使壳内气室空气电离而导电，当烟雾进入壳内气室时，α粒子被烟雾颗粒阻挡，导致工作电路的电流减小，于是锋鸣器报警。则（ ）
A．发生火灾时温度升高，的半衰期变短
B．这种报警装置应用了α射线贯穿本领强的特点
C．发生α衰变的核反应方程是Pu→Ame
D．发生α衰变的核反应方程是Am→NpHe
▉题型2 α、β、γ射线的本质及特点
【知识点的认识】
1.α，β、γ射线的本质分别是高速氦核流、高速电子流和高速光子流。
2.α，β、γ射线的区别如下表
种类 α射线 β射线 γ射线
组成 高速氦核流 高速电子流 光子流（高频电磁波）
带电荷量 2e ﹣e 0
质量 4mp 静止质量为零
符号 He e γ
速度 0.1c 0.99c c
贯穿本领 最弱 较强 最强
贯穿实例 用纸能挡住 穿透几毫 米的铝板 穿透几厘米的铅板
对空气的 电离作用 很强 较弱 很弱
3．贝克勒尔是最早发现衰变的科学家，在衰变过程中往往能放出α、β、γ三种射线，下列关于三种射线的说法正确的是（ ）
A．α射线的穿透性最强
B．β射线的电离能力最强
C．γ射线不带电
D．三种射线均来自核外电子的跃迁
4．第五代移动通信技术简称5G，5G应用3300MHz～5000MHz频段的无线电波传送信号，5G将帮助世界开启万物互联新时代。下列关于电磁波谱的说法正确的是（ ）
A．遥控器是利用无线电波工作的
B．红外线的波长比无线电波的波长更长
C．医院里常用紫外线对病房和手术室进行消毒
D．X射线的频率比γ射线的频率大
5．新冠病毒会引起体温升高、肺炎等症状，人们往往通过红外测温技术和X射线透视技术来检测病情。下列说法正确的是（ ）
A．红外测温技术利用了红外线的荧光效应
B．使用红外体温计测温时一定要与人体接触
C．X射线可以透视是因为它的波长较长，容易发生明显衍射，可以绕过人体继续传播
D．X射线可以透视是因为它能够穿透物质，所以可用来检查人体内部器官
6．安全生活离不开安检，近到地铁，远到火车和飞机，都会感受安检的存在。针对行李的安检机工作原理与医院里面用的CT成像原理很相似。当行李箱通过安检机的时候，就会在显示屏上显示出不同物体的轮廓，然后再根据颜色的不同，就能进一步判断物体大概属于哪一类。
安检门主要是用来检测人身上是否携带了金属类管制利器的，它本质上是一种金属检测仪，根据金属的种类和大小，金属检测仪可以大致给出报警的金属所在的位置和大小，且不会对身体健康造成影响。
现在国内外某些机场已经配备了人体扫描仪，人体扫描仪能对人体实行比安检门更详细的检查。人体扫描仪利用了一种毫米波段的电磁波，其频率比可见光还低，辐射强度极小，成为无害安检的理想波段。相比于金属探测仪，人体扫描仪能识别各种金属和非金属，因此，一般配备了人体扫描仪的机场不会再额外的安装检测金属的安检门。根据以上信息可知，下列说法中正确的是（ ）
A．安检机是利用γ射线的穿透作用来工作的
B．安检门的金属检测仪是利用静电感应原理来探测金属的
C．人体扫描仪的图象可能是利用了红外线反射所成的像
D．人体扫描仪可能是利用某种电磁波的穿透作用来工作的
7．图甲是研究天然放射现象的示意图，图乙是电子束穿过铝箔后的衍射图样，下列描述正确的是（ ）
A．图甲中②粒子束是α射线
B．图甲中③粒子束是α射线
C．图乙证明了电子具有波动性
D．图乙证明了电子具有粒子性
8．某实验室利用水平向右的匀强电场，研究放射性元素的衰变产物。α、β、γ三束射线均垂直射入电场，如图为射线在电场中运动的径迹示意图，下列说法正确的是（ ）
A．径迹①对应α射线，其动量最大且电离能力最强
B．径迹②对应β射线，其速度为光速的0.99倍
C．径迹③对应γ射线，其穿透能力最强
D．若将电场换为同方向匀强磁场，三束射线在图示示意图中都在径迹②所在直线
9．有关量子理论及相关现象，下列说法中正确的是（ ）
A．能量量子化的观点是爱因斯坦首先提出的
B．在光电效应现象中，遏止电压与入射光的频率成正比
C．一个处于n＝4激发态的氢原子向基态跃迁时，最多能辐射出3种频率的光子
D．α射线、β射线、γ射线都是波长极短的电磁波
10．硼中子俘获治疗技术（BNCT）的治疗原理是向患者体内注入含硼药剂，这种药剂对肿瘤细胞有很强的亲和力，当足够浓度的硼元素进入肿瘤细胞后，再用中子束照射肿瘤部位，中子被肿瘤细胞内的硼（）俘获后，释放出射线Ⅰ和新的原子核，这种射线能使肿瘤细胞DNA双股螺旋断裂，从而消灭肿瘤细胞，并且射线的穿透距离均小于细胞半径，不会对相邻的正常细胞产生过多影响。因此，BNCT疗法被认为是治疗肿瘤的新希望。已知新核是Li，则射线Ⅰ应该是（ ）
A．α射线 B．β射线 C．γ射线 D．X射线
11．2024年2月26日，中国科学院高能物理研究所在《科学通报》上发表了重大研究成果：历史上首次在天鹅座恒星形成区发现了一个巨型超高能γ射线泡状结构，内有多个能量超过1千万亿电子伏的光子分布其中，最高达到2千万亿电子伏。关于γ射线，下列说法正确的是（ ）
A．电子发生轨道跃迁时可以产生γ射线
B．γ射线是波长很长、频率很小的光子流
C．γ射线是高频电磁波，能量越大，传播速度越大
D．γ射线在星系间传播时，不受星系磁场的影响
12．下表给出了四种放射性同位素的辐射线和半衰期。
同位素 钋210 锝99 钴60 锶90
辐射线 α γ γ β
半衰期 138天 6小时 5年 28年
在医疗技术中，常用放射线治疗肿瘤，其放射线必须满足：①具有较强的穿透能力，以辐射到体内的肿瘤处；②在较长时间内具有相对稳定的辐射强度。为此所选择的放射源应为（ ）
A．钋210 B．锝99 C．钴60 D．锶90
（多选）13．已知天然放射性物质衰变时放出α、β、γ三种射线，下列说法正确的是（ ）
A．α、β、γ三种射线分别是氢原子核、质子和中子
B．三种射线中α射线电离作用最强、γ射线穿透能力最强
C．α粒子轰击氮原子核可以产生质子，核反应方程为→
D．三种射线在真空中的传播速度都等于光速
（多选）14．关于α、β、γ三种射线，下列说法中正确的是（ ）
A．α 射线是原子核自发放射出的氦核，它的穿透能力最弱
B．β 射线是原子核外电子电离形成的电子流，它具有中等的穿透能力
C．γ 射线一般伴随着α或β射线产生，它的穿透能力最强
D．γ 射线是电磁波，它的穿透能力最弱
▉题型3 原子核的内部构成
【知识点的认识】
1.定义：原子核是由质子和中子组成的。
2.发现过程：1919年，卢瑟福用镭放射出的α粒子轰击氮原子核，从氮原子核中打出了一种新的粒子。根据这种粒子在电场和磁场中的偏转，测出了它的质量和电荷量，原来它就是氢原子核，叫作质子（proton），用p表示。以后，人们用同样的方法从氟、钠、铝等原子核中都打出了质子，由此断定，质子是原子核的组成部分。
质子带正电荷，电荷量与一个电子的电荷量相等。质子的质量为mP＝1.672 621 898×10﹣27kg
但经过研究发现绝大多数原子核的质量与电荷量之比都大于质子的相应比值。卢瑟福猜想，原子核内可能还存在着另一种粒子，它的质量与质子相同，但是不带电，他把这种粒子叫作中子（neutron）。1932年，卢瑟福的学生查德威克通过实验证实了这个猜想。中子不带电，用n表示。中子的质量是mn＝1.674927471x10﹣27kg。
3.核子的概念：质子和中子除了是否带电的差异以及质量上的微小差别外，其余性质十分相似，而且，都是原子核的组成成分，所以统称为核子（nucleon）。
15．物理学中，将如同He是H这样质子数与中子数互换的原子核互称为“镜像核”。已知H和He的质量分别为m3H＝3.016050u和mHe＝3.016029u，中子和质子质量分别是mn＝1.008665u和mP＝1.007825u，则关于“镜像核”，及核反应，下列说法正确的是（ ）
A．N和O互为“镜像核”
B．N和C互为“镜像核”
C．互为“镜像核”的两个原子核的结合能是一样的
D．核反应HH→Hen的生成物中有α粒子，该反应是α衰变
▉题型4 核反应前后质量数、质子数、中子数、核子数等参数的关系
【知识点的认识】
1.核反应前后质量数守恒，电荷数（核电荷数）守恒。
2.各参数之间的关系如下：
质量数＝质子数+中子数＝核子数
核电荷数＝质子数＝原子序数＝核外电子数
16．用中子轰击锂核，可产生α粒子和氚核，核反应方程为；氘是“人造小太阳”的核燃料，“人造小太阳”中的核反应方程为，关于两个核反应，下列说法正确的是（ ）
A．X是质子
B．X是中子
C．两个核反应均为α衰变
D．两个核反应均为轻核聚变
17．伽马刀是一种特殊的治疗手段，其原理是进入癌细胞内的硼核（）吸收慢中子，转变成锂核（）和α粒子，释放出γ射线。已知单个γ光子的能量为E0，普朗克常量为h，光在真空中传播的速度为c。下列说法正确的是（ ）
A．γ射线的电离能力大于α射线的电离能力
B．γ光的频率为
C．硼核（）中的中子数大于质子数
D．硼核（）的比结合能大于锂核（）的比结合能
18．Cu被国际原子能机构（IAEA）称为“新兴PET核素”，可以用于PET成像和放射性治疗，有望用于基于放射性核素的诊疗一体化研究。在核反应方程Cu→Zn+X中，X为（ ）
A．α粒子 B．电子 C．质子 D．中子
19．放射性元素钍广泛分布在地壳中，通常以化合物的形式存在于矿物内，天然钍232经过中子轰击可得到铀233，因此钍232是一种前景十分可观的能源材料。天然钍232的衰变方程为Th→RnHee，下列判断正确的是（ ）
A．m＝2，n＝3 B．m＝3，n＝2 C．m＝2，n＝2 D．m＝3，n＝3
20．2025年4月全球首个陆上商用模块化小堆“玲龙一号”主泵成功就位。其核心的核反应是铀235的裂变反应，反应方程为→。则（ ）
A．x＝141，y＝36 B．x＝144，y＝36
C．x＝144，y＝33 D．x＝141，y＝33
21．2025年1月20日，我国全超导托卡马克核聚变实验装置，创造了新纪录，实现1亿摄氏度1066秒稳态长脉冲高约束模式等离子体运行，若反应方程表示为：，式中x、y的值分别为（ ）
A．x＝1，y＝5 B．x＝4，y＝2 C．x＝1，y＝2 D．x＝2，y＝2
22．2023年5月10日，中国自主研发的“人造太阳”装置“中国环流三号”首次在实验室里实现了1.17亿度的原子核温度和1.6亿度的电子温度，并直接输出了电力。这一成就意味着在直径不到10米的装置中，造出了一个比太阳核心温度还高8倍的“小太阳”。已知太阳的其中一种核反应方程是。则下列说法正确的是（ ）
A．该反应是α衰变
B．的穿透能力最强
C．X是中子
D．目前世界上主流的核电站都利用了该反应的原理
23．太阳中的核反应主要是“质子﹣质子链反应（pp链）”和“碳氮氧循环（CNO循环）”，CNO循环中有两个核反应方程式：→和→。则方程式中X为（ ）
A．α射线 B．β射线 C．正电子 D．中子
24．近年来，我国核电技术快速发展，“中国核能”已成为国家建设的重要力量。目前，核电主要是通过铀核裂变产生，在慢中子的轰击下发生核反应：。关于核反应方程式中的元素，下列说法中正确的是（ ）
A．a＝48，b＝84 B．a＝36，b＝86 C．a＝38，b＝94 D．a＝37，b＝95
25．中国原子能科学研究院利用100兆电子伏强流质子回旋加速器辐照自主研制的镓镍合金靶件，通过系列分离纯化工艺，成功生产出满足医用要求、核纯度大于99.9%的放射性同位素锗﹣68样品。放射性同位素锗﹣68的衰变方程为Ge→Ga+X，该方程中的X为（ ）
A．中子 B．质子 C．电子 D．正电子
（多选）26．核聚变发电有望提供人类需要的丰富清洁能源，氢核聚变可以简化为如下过程，4个氢核（H）聚变生成氦核并放出2个X和2个中微子，同时伴随着γ光子的产生，γ光子照射到逸出功为W0的金属上，逸出光电子的最大初动能为Ek0，其中中微子的性质十分特别，在实验中很难探测。1953年，莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统，利用中微子与水中的H反应，产生中子和正电子，间接地证实了中微子的存在。已知光电子的质量为m，光速为c，普朗克常量为h。下列说法正确的是（ ）
A．中微子的质量数为0，电荷数为1
B．X为正电子
C．γ光子的波长为
D．光电子的德布罗意波波长为
▉题型5 核反应方程式的书写或判断核反应方程式中的粒子
【知识点的认识】
一、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.
（3）核反应过程中质量数守恒，电荷数守恒.
二、判断核反应方程式中的粒子
根据核反应方程中质量数守恒和电荷数守恒判断核反应方程中的粒子
27．全球首个商业化的第四代核电—甘肃武威22MWt液态燃料钍基熔盐实验堆于2022年9月获批进入调试，反应堆的关键核反应方程是Th→U+2X，其中X为（ ）
A．质子 B．中子 C．电子 D．氦核
28．我国于2024年1月研发出全球首款民用核电池，它最大的特点是可以实现50年稳定发电。该核电池利用镍63来工作，其核反应方程为→X，则X是（ ）
A． B． C． D．
29．在考古研究中，通常利用的衰变来测算文物的大致年代。已知的衰变方程为：→，下列关于衰变产物X的说法正确的是（ ）
A．X是α粒子 B．X是β粒子 C．X是正电子 D．X是光子
30．用中子轰击氮核从原子核中打出了粒子X，该实验的核反应方程是nN→XC，粒子X为（ ）
A．质子 B．正电子
C．氘核 D．氦核
31．在下列4个核反应方程中，X表示α粒子的是（ ）
A．X→
B．→X
C．X→
D．→X
32．2020年12月12日，大亚湾反应堆“中微子实验”正式退役了。在3275天11小时43分0秒的运行期间，这里产出了一系列重要的中微子研究成果，包括发现第三种中微子振荡模式，使我国的中微子研究跨入国际先进行列。中微子是宇宙中最古老、数量最多的物质粒子，太阳、地球、超新星、宇宙线、核反应堆，甚至人体都在不停地产生中微子，每秒钟有亿万个中微子穿过人们的身体。大多数原子核发生核反应的过程中也都伴有中微子的产生，例如核裂变、核聚变、β衰变等。下列关于核反应的说法，正确的是（ ）
A．HHHen是α衰变方程，ThPae是β衰变方程
B．高速运动的α粒子轰击氮核可从氮核中打出中子，其核反应方程为NHeOn
C．Th衰变为Rn，经过3次α衰变，2次β衰变
D．UnBaKrn是核裂变方程，也是氢弹的核反应方程
33．在过去漫长的40亿年岁月里，大量来自太阳风的氦—3粒子得以持续不断地抵达月球，并在月壤内“安营扎寨”。据科学家估算，月球表层10至50米深的土壤内，氦—3的储量极为可观，约有100万吨之多。如果实现了氘与氦—3核聚变反应，月球上丰富的氦—3资源将为人类持续提供长达一万年以上能源需求的燃料，这无疑为人类面临的能源危机带来了曙光，一个氦—3核和一个氘核聚变生成一个氦—4核和另外一个粒子X，X为（ ）
A．中子 B．质子 C．电子 D．正电子
34．在核反应中常伴随一种称为“中微子v”的粒子放出，而中微子的性质十分特别，在实验中很难探测。科学家们建造了一个由大水槽和探测器组成的实验装置，利用中微子与水中的核反应，产生中子和正电子，间接地证实了中微子的存在。中微子的质量数m和电荷数n分别为（ ）
A．m＝0，n＝0 B．m＝1，n＝0 C．m＝0，n＝1 D．m＝0，n＝﹣2
35．原子核可以实现人工转变，例如一个Na核俘获1个α粒子后变成1个新核，并释放某个粒子x，其核反应方程为NaHe→Mg+x。则x粒子为（ ）
A．n B． C．H D．γ光子
36．钍基熔盐实验堆是中国自主研发、设计和建设的第四代先进裂变的核能系统。该系统以钍为核燃料，钍核Th首先俘获一个中子，然后经过两次衰变变成核燃料铀U，铀U的一种典型裂变产物是氖和钡，则钍核第一次衰变的核反应方程为（ ）
A．Thn→Th
B．Th→RaHe
C．Th→Pae
D．Un→BaKrn
37．铁、钴、镍是常见的三种铁磁性物质，它们的原子半径及性质十分相似。铁、钴、镍的某些同位素具有放射性，放射性铁59作为示踪剂在人体代谢及血液系统疾病治疗中起重要作用，医学上常用钴60产生的γ射线对患有恶性肿瘤的病人进行治疗。用中子轰击铁58可得放射性铁59，放射性铁59衰变后可产生钴59，用中子轰击钴59可得放射性钴60，放射性钴60衰变后可产生镍60，下列核反应方程错误的是（ ）
A．Fen→Fe
B．Fe→Coe
C．Con→Co
D．Co→NiHe
38．太阳的辐射能量主要来源于内部的核聚变反应，在与太阳质量相当的恒星中，核聚变发生的主要途径为质子﹣质子链，其中两个核反应方程为（中微子）、（光子），则X2为（ ）
A． B． C． D．γ
39．核电池是利用放射性同位素衰变释放能量发电的装置，其应用在了“嫦娥四号”的着陆器和月球车上。某种核电池原料为钚（Pu）的氧化物，核反应方程为Pu→U+X。则X为（ ）
A．H B．H C．He D．H
40．微核电池是一种利用放射性同位素的放射性衰变释放能量的电池，使用寿命可长达近百年。一种常见的微核电池的原料是Am，其衰变方程为Am→Np+X。则下列说法正确的是（ ）
A．核反应方程中的X为电子
B．Am的电荷数比Np多4个
C．Am的中子数比Np多2个
D．核反应前后质量和电荷量均守恒
▉题型6 人工核反应
【知识点的认识】
1，定义：人工核反应是指通过人为的方式，利用射线（通常是用高速粒子）来轰击某些元素的原子核，使之发生核反应，这就叫“人工核反应”。
2.当初卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，产生了氧的一种同位素——氧17和一个质子，即BeHe→Cn
这是人类第一次实现的原子核的人工转变。
3.其他人工核反应还有：
查德威克发现质子的反应：HeN→OH
居里夫人发现正电子的反应：AlHe→Pn
P→Sie
41．放射性核素铬Bk通过电子俘获（Electron Capture，EC）发生衰变，衰变方程为：Bke→X+νe，其中νe是不带电且质量极其微小的中微子，则X是（ ）
A．Cf B．Cm
C．Am D．Cm
42．医学影像诊断设备PET﹣CT堪称“现代医学高科技之冠”。它在医疗诊断中，常用半衰期为20min的作为示踪原子。获得的核反应方程为：，诊断设备工作时，放射粒子的核反应方程为：，下列说法中正确的是（ ）
A．放射出β射线
B．X的电荷数与Y的电荷数相等
C．经会全部发生衰变
D．X的电离作用较强，通过气体时很容易使气体电离
43．卢瑟福用α粒子轰击氮原子核（N），产生了氧的同位素（氧17）和一个粒子X，这是人类第一次实验原子核的人工转变。在该原子核人工转变中释放的粒子X是（ ）
A．n B．H C．e D．e
44．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
45．2022年10月，中国新一代“人造太阳”装置等离子体电流突破100万安培，创造了我国可控核聚变实验装置运行新纪录，“人造太阳”实验中可控热核反应的方程为HH→Hen，其中氚核（H）可以用中子轰击锂核（Li）得到，下列说法正确的是（ ）
A．可控热核反应可以在常温条件下进行
B．中子轰击锂核的核反应方程为nLi→HHe
C．中子轰击锂核的核反应属于核裂变
D．氘核和氚核的比结合能均比氦核的比结合能大
46．用α粒子轰击其他原子核是实现人工核转变的一种方法，下列几个核反应方程中的X与其他不一样的是（ ）
A．
B．
C．
D．
47．某核动力航母的核燃料是铀，其核反应方程为，下列说法正确的是（ ）
A．该反应为人工核转变
B．反应生成物X（不计重力）垂直磁场射入时不会发生偏转
C．反应过程中需要不断吸收热量
D．核动力航母的核废料可直接在地表下浅埋
48．近代科学家发现了质子和中子等微观粒子，促进了对原子核的认识和利用。下列四个核反应方程式中都有中子，我国利用中子进行核裂变发电的反应方程式是（ ）
A．
B．
C．
D．
49．原子和原子核物理在近一百年取得了很大的成就。关于这一领域，下列说法正确的是（ ）
A．α粒子散射现象说明原子核具有复杂的结构
B．由HeN→OH可知，在密闭容器中混合存放一定比例的氦气和N2，几天后将有O2生成
C．碘131的半衰期为8.3天，则4个碘原子核经16.6天后一定剩下一个原子核
D．光电效应和康普顿效应都说明光具有粒子性
50．科学家用中子轰击F时，生成了人工放射性元素F，其放出一个β粒子后形成稳定的新核X；用α粒子轰击F时，产生一个稳定的新核Y和一个质子。下列说法正确的是（ ）
A．新核X、Y为同位素
B．新核X、Y的质量相等
C．新核X比新核Y少两个质子
D．新核X与新核Y的结合能相等
51．下列关于核衰变和核反应的表述，正确的是（ ）
A．NHe→OH，是查德威克利用原子核人工转变发现质子的反应方程
B．Un→SrXen，是核裂变的反应方程
C．U→ThHe，是α衰变的反应方程，属于天然放射现象，最先发现天然放射现象的物理学家是居里夫妇
D．Se→Kre，该β衰变的反应方程书写正确第5章 第1节 认识原子核
题型1 天然放射现象的发现及意义 题型2 α、β、γ射线的本质及特点
题型3 原子核的内部构成 题型4 核反应前后质量数、质子数、中子数、核子数等参数的关系
题型5 核反应方程式的书写或判断核反应方程式中的粒子 题型6 人工核反应
▉题型1 天然放射现象的发现及意义
【知识点的认识】
1.天然放射现象的定义与发现：放射性元素自发地发出射线的现象，叫做天然放射现象，1896年由法国物理学家贝克勒尔发现．
2．天然放射现象的物理意义：天然放射现象说明原子核内部是有复杂的结构的。
1．下列各种关于近代物理学的现象中，与原子核内部变化有关的是（ ）
A．紫外线照射锌板时，锌板向外发射光电子的现象
B．α粒子轰击金箔时，少数发生大角度偏转的现象
C．含铀的矿物质自发向外放出β射线（高速电子流）的现象
D．氢原子发光时，形成不连续的线状光谱的现象
【答案】C
【解答】解：A，光电效应是原子核外层电子脱离原子核的束缚而逸出，没有涉及到原子核的变化，故A错误；
B，α粒子散射实验表明了原子内部有一个很小的核，并没有涉及到核内部的变化，故B错误；
C，天然放射现象是原子核内部发生变化自发的放射出α射线或β射线，从而发生α衰变或β衰变，反应的过程中核内核子数，质子数，中子数发生变化，故C正确；
D，原子发光是原子跃迁形成的，即电子从高能级向低能级跃迁，释放的能量以光子形式辐射出去，没有涉及到原子核的变化，故D错误；
故选：C。
2．如图所示的火灾自动报警器具有稳定性好、安全性高的特点，应用非常广泛，其工作原理为：放射源处的镅放出的α粒子，使壳内气室空气电离而导电，当烟雾进入壳内气室时，α粒子被烟雾颗粒阻挡，导致工作电路的电流减小，于是锋鸣器报警。则（ ）
A．发生火灾时温度升高，的半衰期变短
B．这种报警装置应用了α射线贯穿本领强的特点
C．发生α衰变的核反应方程是Pu→Ame
D．发生α衰变的核反应方程是Am→NpHe
【答案】D
【解答】解：A．半衰期不因外界环境的温度而改变，只会受到核子本身的性质影响，故A错误；
B．根据题意可知，这种报警装置应用了α射线电离能力强的特点，故B错误；
CD．α衰变释放出氦核，故核反应方程是Am→NpHe，故C错误，D正确。
故选：D。
▉题型2 α、β、γ射线的本质及特点
【知识点的认识】
1.α，β、γ射线的本质分别是高速氦核流、高速电子流和高速光子流。
2.α，β、γ射线的区别如下表
种类 α射线 β射线 γ射线
组成 高速氦核流 高速电子流 光子流（高频电磁波）
带电荷量 2e ﹣e 0
质量 4mp 静止质量为零
符号 He e γ
速度 0.1c 0.99c c
贯穿本领 最弱 较强 最强
贯穿实例 用纸能挡住 穿透几毫 米的铝板 穿透几厘米的铅板
对空气的 电离作用 很强 较弱 很弱
3．贝克勒尔是最早发现衰变的科学家，在衰变过程中往往能放出α、β、γ三种射线，下列关于三种射线的说法正确的是（ ）
A．α射线的穿透性最强
B．β射线的电离能力最强
C．γ射线不带电
D．三种射线均来自核外电子的跃迁
【答案】C
【解答】解：A、α射线是氦核，它的电离能力最强，穿透能力最弱，故A错误；
B、β射线是原子核发生β衰变时产生的，是高速电子流，来自于原子核，其电离能力不是最强的，α射线的电离能力最强，故B错误；
C、γ射线属于电磁波，所以不带电，故C正确；
D、天然放射现象中的α、β、γ射线都是来自放射性元素的原子核，故D错误。
故选：C。
4．第五代移动通信技术简称5G，5G应用3300MHz～5000MHz频段的无线电波传送信号，5G将帮助世界开启万物互联新时代。下列关于电磁波谱的说法正确的是（ ）
A．遥控器是利用无线电波工作的
B．红外线的波长比无线电波的波长更长
C．医院里常用紫外线对病房和手术室进行消毒
D．X射线的频率比γ射线的频率大
【答案】C
【解答】解：A．遥控器是利用红外线工作的，而不是无线电波，故A错误；
B．红外线的波长比无线电波的波长更短，频率更高，故B错误；
C．紫外线有较高的光子能量，医院里常用紫外线对病房和手术室进行消毒，故C正确；
D．X射线的频率比γ射线的频率小，故D错误。
故选：C。
5．新冠病毒会引起体温升高、肺炎等症状，人们往往通过红外测温技术和X射线透视技术来检测病情。下列说法正确的是（ ）
A．红外测温技术利用了红外线的荧光效应
B．使用红外体温计测温时一定要与人体接触
C．X射线可以透视是因为它的波长较长，容易发生明显衍射，可以绕过人体继续传播
D．X射线可以透视是因为它能够穿透物质，所以可用来检查人体内部器官
【答案】D
【解答】解：A、红外线测温仪，是利用了红外线的热效应，故A错误；
B、红外测温枪是通过测量人体发射出的红外线，从而测量人体温度，所以不与人体接触，故B错误；
CD、X射线具有较强的穿透性，所以在医学上可以可用来检查人体内部器官，但是X射线的频率较高，波长较短，不容易发生明显的衍射现象，故C错误，D正确。
故选：D。
6．安全生活离不开安检，近到地铁，远到火车和飞机，都会感受安检的存在。针对行李的安检机工作原理与医院里面用的CT成像原理很相似。当行李箱通过安检机的时候，就会在显示屏上显示出不同物体的轮廓，然后再根据颜色的不同，就能进一步判断物体大概属于哪一类。
安检门主要是用来检测人身上是否携带了金属类管制利器的，它本质上是一种金属检测仪，根据金属的种类和大小，金属检测仪可以大致给出报警的金属所在的位置和大小，且不会对身体健康造成影响。
现在国内外某些机场已经配备了人体扫描仪，人体扫描仪能对人体实行比安检门更详细的检查。人体扫描仪利用了一种毫米波段的电磁波，其频率比可见光还低，辐射强度极小，成为无害安检的理想波段。相比于金属探测仪，人体扫描仪能识别各种金属和非金属，因此，一般配备了人体扫描仪的机场不会再额外的安装检测金属的安检门。根据以上信息可知，下列说法中正确的是（ ）
A．安检机是利用γ射线的穿透作用来工作的
B．安检门的金属检测仪是利用静电感应原理来探测金属的
C．人体扫描仪的图象可能是利用了红外线反射所成的像
D．人体扫描仪可能是利用某种电磁波的穿透作用来工作的
【答案】C
【解答】解：AB、安检门利用涡流探测人身上携带的金属物品原理是：线圈中交变电流产生交变的磁场，会在金属物品产生交变的感应电流，而金属物品中感应电流产生的交变磁场会在线圈中产生感应电流，引起线圈中交变电流发生变化，从而被探测到。故AB错误；
CD、由题意可知，人体扫描仪所用的电磁波的频率低于可见光，属于红外线，是利用红外线反射成像，故C正确，D错误。
故选：C。
7．图甲是研究天然放射现象的示意图，图乙是电子束穿过铝箔后的衍射图样，下列描述正确的是（ ）
A．图甲中②粒子束是α射线
B．图甲中③粒子束是α射线
C．图乙证明了电子具有波动性
D．图乙证明了电子具有粒子性
【答案】C
【解答】解：AB.α射线带正电，在磁场中运动时向左偏转，即①粒子束，故AB错误；
CD.衍射图样证明电子的波动性，故C正确，D错误。
故选：C。
8．某实验室利用水平向右的匀强电场，研究放射性元素的衰变产物。α、β、γ三束射线均垂直射入电场，如图为射线在电场中运动的径迹示意图，下列说法正确的是（ ）
A．径迹①对应α射线，其动量最大且电离能力最强
B．径迹②对应β射线，其速度为光速的0.99倍
C．径迹③对应γ射线，其穿透能力最强
D．若将电场换为同方向匀强磁场，三束射线在图示示意图中都在径迹②所在直线
【答案】D
【解答】解：A、径迹①对应射线带负电，受力方向与场强方向相反，是β射线，其速度为光速的0.99倍，故A错误；
B、径迹②对应射线不带电，是γ光线，其穿透能力最强，故B错误；
C、径迹③对应射线带正电，是α射线，其动量最大且电离能力最强，故C错误；
D、若将电场换为同方向匀强磁场，根据左手定则判断，如果是α射线则垂直与纸面向里偏转，如果是β射线则垂直于纸面向外偏转，如果是γ射线则不偏转，故三束射线在图示示意图中都在径迹②所在直线，故D正确；
故选：D。
9．有关量子理论及相关现象，下列说法中正确的是（ ）
A．能量量子化的观点是爱因斯坦首先提出的
B．在光电效应现象中，遏止电压与入射光的频率成正比
C．一个处于n＝4激发态的氢原子向基态跃迁时，最多能辐射出3种频率的光子
D．α射线、β射线、γ射线都是波长极短的电磁波
【答案】C
【解答】解：A、根据物理学史可知，能量量子化的观点是普朗克首先提出的，故A错误；
B、在光电效应现象中，光电子的最大初动能：Ekm＝hγ﹣W0
若加反向电压，则：﹣eU遏止＝0﹣Ekm
可得：，其中W0为金属的逸出功，可知遏止电压与入射光的频率不是成正比，故B错误；
C、一个氢原子处于n＝4的激发态，当它向基态跃迁时最多可以发出3条不同频率的光谱线，其跃迁方式为：n＝4→n＝3→n＝2→n＝1，故C正确；
D、α射线是高速运动的氦核流，β射线是光速运动的电子流，γ射线是波长极短的电磁波，故D错误。
故选：C。
10．硼中子俘获治疗技术（BNCT）的治疗原理是向患者体内注入含硼药剂，这种药剂对肿瘤细胞有很强的亲和力，当足够浓度的硼元素进入肿瘤细胞后，再用中子束照射肿瘤部位，中子被肿瘤细胞内的硼（）俘获后，释放出射线Ⅰ和新的原子核，这种射线能使肿瘤细胞DNA双股螺旋断裂，从而消灭肿瘤细胞，并且射线的穿透距离均小于细胞半径，不会对相邻的正常细胞产生过多影响。因此，BNCT疗法被认为是治疗肿瘤的新希望。已知新核是Li，则射线Ⅰ应该是（ ）
A．α射线 B．β射线 C．γ射线 D．X射线
【答案】A
【解答】解：根据核反应过程满足质量数守恒可知粒子的质量数A＝10+1﹣7＝4
根据电荷数守恒可知其电荷数Z＝5+0﹣3＝2
可得到核反应方程为
则射线Ⅰ应该是由氦核构成的α射线。故A正确，BCD错误。
故选：A。
11．2024年2月26日，中国科学院高能物理研究所在《科学通报》上发表了重大研究成果：历史上首次在天鹅座恒星形成区发现了一个巨型超高能γ射线泡状结构，内有多个能量超过1千万亿电子伏的光子分布其中，最高达到2千万亿电子伏。关于γ射线，下列说法正确的是（ ）
A．电子发生轨道跃迁时可以产生γ射线
B．γ射线是波长很长、频率很小的光子流
C．γ射线是高频电磁波，能量越大，传播速度越大
D．γ射线在星系间传播时，不受星系磁场的影响
【答案】D
【解答】解：A、γ射线是处于激发状态的原子核放射的，并不是电子发生轨道跃迁产生的，故A错误；
BCD、γ射线是波长极短、频率极高的高能光子，在真空中传播速度为光速，传播时不受磁场的影响，故BC错误，D正确。
故选：D。
12．下表给出了四种放射性同位素的辐射线和半衰期。
同位素 钋210 锝99 钴60 锶90
辐射线 α γ γ β
半衰期 138天 6小时 5年 28年
在医疗技术中，常用放射线治疗肿瘤，其放射线必须满足：①具有较强的穿透能力，以辐射到体内的肿瘤处；②在较长时间内具有相对稳定的辐射强度。为此所选择的放射源应为（ ）
A．钋210 B．锝99 C．钴60 D．锶90
【答案】C
【解答】解：AD．钋释放α射线，锶释放β射线，穿透能力都较弱，故AD错误；
B．锝释放γ射线，具有较强的穿透能力，但半衰期太短，不能在较长时间内具有相对稳定的辐射强度，故B错误；
C．钴释放γ射线，具有较强的穿透能力，且半衰期较长，在较长时间内具有相对稳定的辐射强度，故C正确；
故选：C。
（多选）13．已知天然放射性物质衰变时放出α、β、γ三种射线，下列说法正确的是（ ）
A．α、β、γ三种射线分别是氢原子核、质子和中子
B．三种射线中α射线电离作用最强、γ射线穿透能力最强
C．α粒子轰击氮原子核可以产生质子，核反应方程为→
D．三种射线在真空中的传播速度都等于光速
【答案】BC
【解答】解：A、α、β、γ三种射线分别是氦核、电子、电磁波，故A错误；
B、α、β、γ三种射线的电离作用依次减弱，穿透能力依次增强，故B正确；
C、α射线轰击氮原子核可以产生质子，核反应方程为→，故C正确；
D、α 射线在真空中的传播速度约为光速的，β射线在真空中的传播速度约为光速的99%，γ射线在真空中的传播速度与光速相同，故D错误。
故选：BC。
（多选）14．关于α、β、γ三种射线，下列说法中正确的是（ ）
A．α 射线是原子核自发放射出的氦核，它的穿透能力最弱
B．β 射线是原子核外电子电离形成的电子流，它具有中等的穿透能力
C．γ 射线一般伴随着α或β射线产生，它的穿透能力最强
D．γ 射线是电磁波，它的穿透能力最弱
【答案】AC
【解答】解：A、α 射线是原子核自发放射出的氦核，它的穿透能力最弱，故A正确。
B、β 射线是原子核内的中子转变为质子时产生的，它具有中等的穿透能力，故B错误
C、γ 射线一般伴随着α或β射线产生，它的穿透能力最强，故C正确，D错误
故选：AC。
▉题型3 原子核的内部构成
【知识点的认识】
1.定义：原子核是由质子和中子组成的。
2.发现过程：1919年，卢瑟福用镭放射出的α粒子轰击氮原子核，从氮原子核中打出了一种新的粒子。根据这种粒子在电场和磁场中的偏转，测出了它的质量和电荷量，原来它就是氢原子核，叫作质子（proton），用p表示。以后，人们用同样的方法从氟、钠、铝等原子核中都打出了质子，由此断定，质子是原子核的组成部分。
质子带正电荷，电荷量与一个电子的电荷量相等。质子的质量为mP＝1.672 621 898×10﹣27kg
但经过研究发现绝大多数原子核的质量与电荷量之比都大于质子的相应比值。卢瑟福猜想，原子核内可能还存在着另一种粒子，它的质量与质子相同，但是不带电，他把这种粒子叫作中子（neutron）。1932年，卢瑟福的学生查德威克通过实验证实了这个猜想。中子不带电，用n表示。中子的质量是mn＝1.674927471x10﹣27kg。
3.核子的概念：质子和中子除了是否带电的差异以及质量上的微小差别外，其余性质十分相似，而且，都是原子核的组成成分，所以统称为核子（nucleon）。
15．物理学中，将如同He是H这样质子数与中子数互换的原子核互称为“镜像核”。已知H和He的质量分别为m3H＝3.016050u和mHe＝3.016029u，中子和质子质量分别是mn＝1.008665u和mP＝1.007825u，则关于“镜像核”，及核反应，下列说法正确的是（ ）
A．N和O互为“镜像核”
B．N和C互为“镜像核”
C．互为“镜像核”的两个原子核的结合能是一样的
D．核反应HH→Hen的生成物中有α粒子，该反应是α衰变
【答案】B
【解答】解：A、N的质子数为7，中子数为8，互换后质子数变为8，质量数应仍为15，则N和O不是“镜像核”，故A错误；
B、N的质子数为7，中子数为6，互换后质子数变为6，质量数仍为13，则N和C互为“镜像核”，故B正确；
C、质子和中子质量不同，所以镜像核结合能不同，故C错误；
D、核反应HH→Hen是核聚变，生成物中虽然有α粒子，但该反应不是α衰变，故D错误。
故选：B。
▉题型4 核反应前后质量数、质子数、中子数、核子数等参数的关系
【知识点的认识】
1.核反应前后质量数守恒，电荷数（核电荷数）守恒。
2.各参数之间的关系如下：
质量数＝质子数+中子数＝核子数
核电荷数＝质子数＝原子序数＝核外电子数
16．用中子轰击锂核，可产生α粒子和氚核，核反应方程为；氘是“人造小太阳”的核燃料，“人造小太阳”中的核反应方程为，关于两个核反应，下列说法正确的是（ ）
A．X是质子
B．X是中子
C．两个核反应均为α衰变
D．两个核反应均为轻核聚变
【答案】B
【解答】解：AB.根据质量数和电荷数守恒可知，X是中子，故A错误，B正确；
CD.是原子核的人工转变，是轻核聚变，故CD错误。
故选：B。
17．伽马刀是一种特殊的治疗手段，其原理是进入癌细胞内的硼核（）吸收慢中子，转变成锂核（）和α粒子，释放出γ射线。已知单个γ光子的能量为E0，普朗克常量为h，光在真空中传播的速度为c。下列说法正确的是（ ）
A．γ射线的电离能力大于α射线的电离能力
B．γ光的频率为
C．硼核（）中的中子数大于质子数
D．硼核（）的比结合能大于锂核（）的比结合能
【答案】B
【解答】解：A．γ射线的电离能力小于α射线的电离能力，故A错误；
B．γ光子的能量为E0＝hν，则γ光子的频率为，故B正确；
C．硼核中的中子数和质子数都等于5，故C错误；
D．比结合能越大原子核越稳定，锂核稳定，则硼核的比结合能小于锂核的比结合能，故D错误。
故选：B。
18．Cu被国际原子能机构（IAEA）称为“新兴PET核素”，可以用于PET成像和放射性治疗，有望用于基于放射性核素的诊疗一体化研究。在核反应方程Cu→Zn+X中，X为（ ）
A．α粒子 B．电子 C．质子 D．中子
【答案】B
【解答】解：根据质量数电荷数守恒，核反应方程为，可知X为电子，故B正确，ACD错误。
故选：B。
19．放射性元素钍广泛分布在地壳中，通常以化合物的形式存在于矿物内，天然钍232经过中子轰击可得到铀233，因此钍232是一种前景十分可观的能源材料。天然钍232的衰变方程为Th→RnHee，下列判断正确的是（ ）
A．m＝2，n＝3 B．m＝3，n＝2 C．m＝2，n＝2 D．m＝3，n＝3
【答案】B
【解答】解：根据质量数和电荷数守恒，有232﹣220＝4m，90﹣86＝2m﹣n，解得m＝3，n＝2，故B正确，ACD错误。
故选：B。
20．2025年4月全球首个陆上商用模块化小堆“玲龙一号”主泵成功就位。其核心的核反应是铀235的裂变反应，反应方程为→。则（ ）
A．x＝141，y＝36 B．x＝144，y＝36
C．x＝144，y＝33 D．x＝141，y＝33
【答案】B
【解答】解：根据质量数和电荷数守恒，有235+1＝x+89+3，92+0＝56+y+0，解得x＝144，y＝36，故B正确，ACD错误。
故选：B。
21．2025年1月20日，我国全超导托卡马克核聚变实验装置，创造了新纪录，实现1亿摄氏度1066秒稳态长脉冲高约束模式等离子体运行，若反应方程表示为：，式中x、y的值分别为（ ）
A．x＝1，y＝5 B．x＝4，y＝2 C．x＝1，y＝2 D．x＝2，y＝2
【答案】B
【解答】解：根据质量数和电荷数守恒分别有4×2+2×3＝2×4+x+y，4×1+2×1＝2×2+y，联立解得x＝4，y＝2，故B正确，ACD错误。
故选：B。
22．2023年5月10日，中国自主研发的“人造太阳”装置“中国环流三号”首次在实验室里实现了1.17亿度的原子核温度和1.6亿度的电子温度，并直接输出了电力。这一成就意味着在直径不到10米的装置中，造出了一个比太阳核心温度还高8倍的“小太阳”。已知太阳的其中一种核反应方程是。则下列说法正确的是（ ）
A．该反应是α衰变
B．的穿透能力最强
C．X是中子
D．目前世界上主流的核电站都利用了该反应的原理
【答案】C
【解答】解：A、题目中太阳的核反应是核聚变（轻核结合成重核，如氢核聚变成氦核），而α衰变是重核自发释放α粒子（氦核）的核裂变过程，二者本质不同，因此该反应不是α衰变，故A错误；
B、为α粒子，其穿透能力最弱，故B错误；
C、根据质量数和电荷数守恒有
2+3＝4+A
1+1＝2+Z
可知，X的质量数为1，电荷数为0，为中子，故C正确；
D、目前世界上主流的核电站利用的是核裂变，而非聚变，故D错误。
故选：C。
23．太阳中的核反应主要是“质子﹣质子链反应（pp链）”和“碳氮氧循环（CNO循环）”，CNO循环中有两个核反应方程式：→和→。则方程式中X为（ ）
A．α射线 B．β射线 C．正电子 D．中子
【答案】C
【解答】解：根据电荷数守恒、质量数守恒，方程式中a＝6+1＝7
b＝a﹣6＝7﹣6＝1
c＝13﹣13＝0
X粒子为正电子，故C正确，ABD错误。
故选：C。
24．近年来，我国核电技术快速发展，“中国核能”已成为国家建设的重要力量。目前，核电主要是通过铀核裂变产生，在慢中子的轰击下发生核反应：。关于核反应方程式中的元素，下列说法中正确的是（ ）
A．a＝48，b＝84 B．a＝36，b＝86 C．a＝38，b＝94 D．a＝37，b＝95
【答案】C
【解答】解：根据核反应方程的书写规则，即电荷数守恒和质量数守恒，可得235+1＝140+b+2×1，92+0＝54+a+2×0，联立解得a＝38，b＝94，故C正确，ABD错误。
故选：C。
25．中国原子能科学研究院利用100兆电子伏强流质子回旋加速器辐照自主研制的镓镍合金靶件，通过系列分离纯化工艺，成功生产出满足医用要求、核纯度大于99.9%的放射性同位素锗﹣68样品。放射性同位素锗﹣68的衰变方程为Ge→Ga+X，该方程中的X为（ ）
A．中子 B．质子 C．电子 D．正电子
【答案】D
【解答】解：根据质量数和电荷数守恒，X的质量数为0，电荷数为1，故X为正电子，故D正确，ABC错误。
故选：D。
（多选）26．核聚变发电有望提供人类需要的丰富清洁能源，氢核聚变可以简化为如下过程，4个氢核（H）聚变生成氦核并放出2个X和2个中微子，同时伴随着γ光子的产生，γ光子照射到逸出功为W0的金属上，逸出光电子的最大初动能为Ek0，其中中微子的性质十分特别，在实验中很难探测。1953年，莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统，利用中微子与水中的H反应，产生中子和正电子，间接地证实了中微子的存在。已知光电子的质量为m，光速为c，普朗克常量为h。下列说法正确的是（ ）
A．中微子的质量数为0，电荷数为1
B．X为正电子
C．γ光子的波长为
D．光电子的德布罗意波波长为
【答案】BC
【解答】解：A.中微子与水中的核反应产生中子和正电子，由核反应过程的质量数守恒和电荷数守恒，可知中微子的质量数为0，电荷数为0，故A错误；
B.4个氢核聚变生成氦核，并放出2个X和2个中微子，核反应方程为，可知X的质量数为0，电荷数为1，则X为正电子，故B正确；
C.γ光子照射到逸出功为W0的金属上，逸出光电子的最大初动能为Ek0，由光电效应方程得W0，解得γ光子的波长为λ，故C正确；
D.因为动量p，所以光电子的德布罗意波波长为，故D错误。
故选：BC。
▉题型5 核反应方程式的书写或判断核反应方程式中的粒子
【知识点的认识】
一、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.
（3）核反应过程中质量数守恒，电荷数守恒.
二、判断核反应方程式中的粒子
根据核反应方程中质量数守恒和电荷数守恒判断核反应方程中的粒子
27．全球首个商业化的第四代核电—甘肃武威22MWt液态燃料钍基熔盐实验堆于2022年9月获批进入调试，反应堆的关键核反应方程是Th→U+2X，其中X为（ ）
A．质子 B．中子 C．电子 D．氦核
【答案】C
【解答】解：设X为，
根据核反应方程的电荷数守恒，可得X的电荷数为：90＝92+2a，故解得：a＝﹣1；
根据核反应方程的质量数守恒，可知X的质量数为：233＝233+2b，故解得：b＝0，故X为电子。故ABD错误，C正确。
故选：C。
28．我国于2024年1月研发出全球首款民用核电池，它最大的特点是可以实现50年稳定发电。该核电池利用镍63来工作，其核反应方程为→X，则X是（ ）
A． B． C． D．
【答案】B
【解答】解：根据质量数和电荷数守恒可知，X的质量数为63﹣63＝0，电荷数为28﹣29＝﹣1，则X是，故B正确，ACD错误。
故选：B。
29．在考古研究中，通常利用的衰变来测算文物的大致年代。已知的衰变方程为：→，下列关于衰变产物X的说法正确的是（ ）
A．X是α粒子 B．X是β粒子 C．X是正电子 D．X是光子
【答案】B
【解答】解：根据核反应方程的书写规则，质量数和电荷数守恒，则有14＝14+b，6＝7+a，解得b＝0，a＝﹣1，故X为电子，即β粒子，故B正确，ACD错误。
故选：B。
30．用中子轰击氮核从原子核中打出了粒子X，该实验的核反应方程是nN→XC，粒子X为（ ）
A．质子 B．正电子
C．氘核 D．氦核
【答案】A
【解答】解：核反应方程为
根据核反应质量数和电荷数守恒，可知粒子X为质子，故A正确，BCD错误。
故选：A。
31．在下列4个核反应方程中，X表示α粒子的是（ ）
A．X→
B．→X
C．X→
D．→X
【答案】A
【解答】解：A、根据质量数守恒和电荷数守恒可得：X的电荷数Z＝15﹣13＝2，质量数A＝30+1﹣27＝4，即X为α粒子，故A正确；
B、根据质量数守恒和电荷数守恒可得：X的电荷数Z＝90﹣91＝﹣1，质量数A＝234﹣234＝0，即X为电子，故B错误；
C、根据质量数守恒和电荷数守恒可得：X的电荷数Z＝12+1﹣13＝0，质量数A＝27+1﹣27＝1，即X为中子，故C错误。
D、根据质量数守恒和电荷数守恒可得：X的电荷数Z＝15﹣14＝1，质量数A＝30﹣30＝0，即X为正电子，故D错误。
故选：A。
32．2020年12月12日，大亚湾反应堆“中微子实验”正式退役了。在3275天11小时43分0秒的运行期间，这里产出了一系列重要的中微子研究成果，包括发现第三种中微子振荡模式，使我国的中微子研究跨入国际先进行列。中微子是宇宙中最古老、数量最多的物质粒子，太阳、地球、超新星、宇宙线、核反应堆，甚至人体都在不停地产生中微子，每秒钟有亿万个中微子穿过人们的身体。大多数原子核发生核反应的过程中也都伴有中微子的产生，例如核裂变、核聚变、β衰变等。下列关于核反应的说法，正确的是（ ）
A．HHHen是α衰变方程，ThPae是β衰变方程
B．高速运动的α粒子轰击氮核可从氮核中打出中子，其核反应方程为NHeOn
C．Th衰变为Rn，经过3次α衰变，2次β衰变
D．UnBaKrn是核裂变方程，也是氢弹的核反应方程
【答案】C
【解答】解：A、方程
是轻核聚变反应方程
是β衰变方程，故A错误；
B、高速运动的α粒子轰击氮核可从氮核中打出质子，其核反应方程为
故B错误；
C、每经过一次α衰变，电荷数少2，质量数少4，每经过一次β衰变，电荷数多1，质量数不变，衰变为，经过3次α衰变，2次β衰变，故C正确；
D、方程
是核裂变方程，不是氢弹的核反应方程，氢弹的发生的核反应为聚变，故D错误。
故选：C。
33．在过去漫长的40亿年岁月里，大量来自太阳风的氦—3粒子得以持续不断地抵达月球，并在月壤内“安营扎寨”。据科学家估算，月球表层10至50米深的土壤内，氦—3的储量极为可观，约有100万吨之多。如果实现了氘与氦—3核聚变反应，月球上丰富的氦—3资源将为人类持续提供长达一万年以上能源需求的燃料，这无疑为人类面临的能源危机带来了曙光，一个氦—3核和一个氘核聚变生成一个氦—4核和另外一个粒子X，X为（ ）
A．中子 B．质子 C．电子 D．正电子
【答案】B
【解答】解：根据核反应前后满足质量数和核电荷数守恒，可知→，则X为质子，故B正确，ACD错误。
故选：B。
34．在核反应中常伴随一种称为“中微子v”的粒子放出，而中微子的性质十分特别，在实验中很难探测。科学家们建造了一个由大水槽和探测器组成的实验装置，利用中微子与水中的核反应，产生中子和正电子，间接地证实了中微子的存在。中微子的质量数m和电荷数n分别为（ ）
A．m＝0，n＝0 B．m＝1，n＝0 C．m＝0，n＝1 D．m＝0，n＝﹣2
【答案】A
【解答】解：质子、中子、正电子电荷数分别为1、0、1，质子、中子、正电子质量数分别为1、1、0，根据核反应前后质量数、电荷数守恒，有
m+1＝1+0
n+1＝0+1
解得
m＝0
n＝0
故A正确，BCD错误。
故选：A。
35．原子核可以实现人工转变，例如一个Na核俘获1个α粒子后变成1个新核，并释放某个粒子x，其核反应方程为NaHe→Mg+x。则x粒子为（ ）
A．n B． C．H D．γ光子
【答案】C
【解答】解：根据核反应过程中，质量数与电荷数守恒，可得粒子x的质量数为：23+4﹣26＝1，电荷数为：11+2﹣12＝1，所以x为，即X为质子，故C正确，ABD错误。
故选：C。
36．钍基熔盐实验堆是中国自主研发、设计和建设的第四代先进裂变的核能系统。该系统以钍为核燃料，钍核Th首先俘获一个中子，然后经过两次衰变变成核燃料铀U，铀U的一种典型裂变产物是氖和钡，则钍核第一次衰变的核反应方程为（ ）
A．Thn→Th
B．Th→RaHe
C．Th→Pae
D．Un→BaKrn
【答案】C
【解答】解：钍核Th首先俘获一个中子变成钍核Th，然后钍核Th经过两次衰变变成核燃料铀U，故钍核Th进行的是β衰变，钍核第一次衰变的核反应方程应为Th→Pae，故ABD错误，C正确。
故选：C。
37．铁、钴、镍是常见的三种铁磁性物质，它们的原子半径及性质十分相似。铁、钴、镍的某些同位素具有放射性，放射性铁59作为示踪剂在人体代谢及血液系统疾病治疗中起重要作用，医学上常用钴60产生的γ射线对患有恶性肿瘤的病人进行治疗。用中子轰击铁58可得放射性铁59，放射性铁59衰变后可产生钴59，用中子轰击钴59可得放射性钴60，放射性钴60衰变后可产生镍60，下列核反应方程错误的是（ ）
A．Fen→Fe
B．Fe→Coe
C．Con→Co
D．Co→NiHe
【答案】D
【解答】解：A．用中子轰击铁58可得放射性铁59，由质量数和电荷数守恒，可得，故A正确；
B．放射性铁59衰变后可产生钴59，由质量数和电荷数守恒，可得，故B正确；
C．用中子轰击钴59可得放射性钴60，由质量数和电荷数守恒，可得，故C正确；
D．放射性钴60衰变后可产生镍60，由质量数和电荷数守恒，可得，故D错误。
本题选错误的，故选：D。
38．太阳的辐射能量主要来源于内部的核聚变反应，在与太阳质量相当的恒星中，核聚变发生的主要途径为质子﹣质子链，其中两个核反应方程为（中微子）、（光子），则X2为（ ）
A． B． C． D．γ
【答案】A
【解答】解：对第二个方程根据质量数守恒和电荷数守恒，得X1的质量数为3﹣1＝2，电荷数为2﹣1＝1，同理对第一个方程，得X2的质量数为2﹣2＝0，电荷数为2﹣1＝1，所以X2为，故A正确，BCD错误。
故选：A。
39．核电池是利用放射性同位素衰变释放能量发电的装置，其应用在了“嫦娥四号”的着陆器和月球车上。某种核电池原料为钚（Pu）的氧化物，核反应方程为Pu→U+X。则X为（ ）
A．H B．H C．He D．H
【答案】C
【解答】解：设X质量数等于A，电荷数等于Z，根据质量数守恒和核电荷数守恒有238＝234+A、94＝92+Z，解得A＝4、Z＝2，故X为，故C正确，ABD错误。
故选：C。
40．微核电池是一种利用放射性同位素的放射性衰变释放能量的电池，使用寿命可长达近百年。一种常见的微核电池的原料是Am，其衰变方程为Am→Np+X。则下列说法正确的是（ ）
A．核反应方程中的X为电子
B．Am的电荷数比Np多4个
C．Am的中子数比Np多2个
D．核反应前后质量和电荷量均守恒
【答案】C
【解答】解：AD.根据质量数和电荷数守恒，质量不守恒，X的质量数为4，电荷数为2，故X为α粒子，故AD错误；
B.Am的电荷数比Np多2个，故B错误；
C.Am的中子数为243﹣95＝148，Np的中子数为239﹣93＝146，故C正确。
故选：C。
▉题型6 人工核反应
【知识点的认识】
1，定义：人工核反应是指通过人为的方式，利用射线（通常是用高速粒子）来轰击某些元素的原子核，使之发生核反应，这就叫“人工核反应”。
2.当初卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，产生了氧的一种同位素——氧17和一个质子，即BeHe→Cn
这是人类第一次实现的原子核的人工转变。
3.其他人工核反应还有：
查德威克发现质子的反应：HeN→OH
居里夫人发现正电子的反应：AlHe→Pn
P→Sie
41．放射性核素铬Bk通过电子俘获（Electron Capture，EC）发生衰变，衰变方程为：Bke→X+νe，其中νe是不带电且质量极其微小的中微子，则X是（ ）
A．Cf B．Cm
C．Am D．Cm
【答案】B
【解答】解：根据质量数和电荷数守恒有Bke→νe，则X是，故B正确，ACD错误。
故选：B。
42．医学影像诊断设备PET﹣CT堪称“现代医学高科技之冠”。它在医疗诊断中，常用半衰期为20min的作为示踪原子。获得的核反应方程为：，诊断设备工作时，放射粒子的核反应方程为：，下列说法中正确的是（ ）
A．放射出β射线
B．X的电荷数与Y的电荷数相等
C．经会全部发生衰变
D．X的电离作用较强，通过气体时很容易使气体电离
【答案】D
【解答】解：A、根据质量数和核电荷数守恒，可得Y的质量数为0，核电荷数为1，所以Y为，故A错误；
B、根据质量数和核电荷数守恒，可得X的质量数为14+1﹣11＝4，核电荷数为7+1﹣6＝2，所以X为，所以X的电荷数与Y的电荷数不相等，故B错误；
C．的半衰期为20min，所以经40min只有的发生衰变，故C错误；
D、X是的电离作用较强，通过气体时很容易使气体电离，故D正确。
故选：D。
43．卢瑟福用α粒子轰击氮原子核（N），产生了氧的同位素（氧17）和一个粒子X，这是人类第一次实验原子核的人工转变。在该原子核人工转变中释放的粒子X是（ ）
A．n B．H C．e D．e
【答案】B
【解答】解：根据质量数守恒、电荷数守恒可知，这个核反应的方程是，故粒子X是，故B正确；ACD错误。
故选：B。
44．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。
45．2022年10月，中国新一代“人造太阳”装置等离子体电流突破100万安培，创造了我国可控核聚变实验装置运行新纪录，“人造太阳”实验中可控热核反应的方程为HH→Hen，其中氚核（H）可以用中子轰击锂核（Li）得到，下列说法正确的是（ ）
A．可控热核反应可以在常温条件下进行
B．中子轰击锂核的核反应方程为nLi→HHe
C．中子轰击锂核的核反应属于核裂变
D．氘核和氚核的比结合能均比氦核的比结合能大
【答案】B
【解答】解：A、热核反应必须在高温下进行，故A错误；
B、根据质量数守恒和电荷数守恒，可以判断该核反应正确，故B正确；
C、中子轰击锂核的核反应属于原子核的人工转变，故C错误；
D、核反应是朝着比结合能大的方向进行的，所以氘核和氚核的比结合能均比氦核的比结合能小，故D错误。
故选：B。
46．用α粒子轰击其他原子核是实现人工核转变的一种方法，下列几个核反应方程中的X与其他不一样的是（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】C
【解答】解：选项中核反应方程的完整表达分别为：
C选项中X为，ABD选项中X为，故ABD错误；C正确。
故选：C。
47．某核动力航母的核燃料是铀，其核反应方程为，下列说法正确的是（ ）
A．该反应为人工核转变
B．反应生成物X（不计重力）垂直磁场射入时不会发生偏转
C．反应过程中需要不断吸收热量
D．核动力航母的核废料可直接在地表下浅埋
【答案】B
【解答】解：A、该反应中铀﹣235吸收中子后分裂成两个中等质量的核，是重核裂变，不是人工转变，人工转变是用粒子轰击原子核产生新核的反应，如卢瑟福发现质子的反应，故A错误。
B、根据核反应方程中电荷数守恒、质量数守恒可知X的质量数，核电荷数，则X是，为中子，垂直磁场射入时不会发生偏转，故B正确。
C、该核反应是重核裂变，重核裂变会释放大量能量，故C错误。
D、核动力航母的核废料仍有放射性，不可直接在地表下浅埋处理，需要进行特殊处理和深埋，故D错误。
故选：B。
48．近代科学家发现了质子和中子等微观粒子，促进了对原子核的认识和利用。下列四个核反应方程式中都有中子，我国利用中子进行核裂变发电的反应方程式是（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】B
【解答】解：核裂变是指重核被中子轰击后分裂成两块质量差不多的中等大小的原子核，故B选项为核裂变。由题意知A选项是轻核聚变，CD选项都是人工核反应，故B正确，ACD错误。
故选：B。
49．原子和原子核物理在近一百年取得了很大的成就。关于这一领域，下列说法正确的是（ ）
A．α粒子散射现象说明原子核具有复杂的结构
B．由HeN→OH可知，在密闭容器中混合存放一定比例的氦气和N2，几天后将有O2生成
C．碘131的半衰期为8.3天，则4个碘原子核经16.6天后一定剩下一个原子核
D．光电效应和康普顿效应都说明光具有粒子性
【答案】D
【解答】解：A.α粒子散射现象说明原子的核式结构模型，不能得出原子核内部具有复杂结构，故A错误；
B.方程HeN→OH是人工核反应方程，不能自然发生，故B错误；
C.半衰期是统计规律，对极少数的原子核不起作用，故C错误；
D.光电效应和康普顿效应都说明光具有粒子性，故D正确。
故选：D。
50．科学家用中子轰击F时，生成了人工放射性元素F，其放出一个β粒子后形成稳定的新核X；用α粒子轰击F时，产生一个稳定的新核Y和一个质子。下列说法正确的是（ ）
A．新核X、Y为同位素
B．新核X、Y的质量相等
C．新核X比新核Y少两个质子
D．新核X与新核Y的结合能相等
【答案】A
【解答】解：ABC、科学家用中子轰击F时，生成了人工放射性元素F，其发生β衰变，由质量数和电荷数守恒可得：→，则X为；
用α粒子轰击F时，由质量数和电荷数守恒可得：→，则Y为；
新核X、Y的质子数相同，质量数不同，互为同位素，其质量不等，故A正确，BC错误；
D，新核X比新核Y的核子数少，结合能小，故D错误。
故选：A。
51．下列关于核衰变和核反应的表述，正确的是（ ）
A．NHe→OH，是查德威克利用原子核人工转变发现质子的反应方程
B．Un→SrXen，是核裂变的反应方程
C．U→ThHe，是α衰变的反应方程，属于天然放射现象，最先发现天然放射现象的物理学家是居里夫妇
D．Se→Kre，该β衰变的反应方程书写正确
【答案】B
【解答】解：A．，是卢瑟福利用原子核人工转变发现质子的反应方程，查德威克首先发现了中子，故A错误；
B．，是核裂变的反应方程，故B正确；
C．，是α衰变的反应方程，属于天然放射现象，最先发现天然放射现象的物理学家是贝克勒尔，居里夫妇发现了镭元素，故C错误；
D．根据质量数和核电荷数守恒可知，该β衰变的反应方程为
故D错误。
故选：B。
