2025年高考物理压轴训练二十一.docx

2025年高考物理压轴训练21
一．选择题（共10小题）
1．（2024•洛阳一模）图像可以直观地反映物理量之间的关系，如图所示，甲图是光电管中光电流与电压关系图像，乙图是、两种金属遏止电压与入射光频率之间的关系图像，丙图是放射性元素氡的质量和初始时质量比值与时间之间的关系图像，丁图是原子核的比结合能与质量数之间关系图像，下列判断正确的是　　

A．甲图中，光的波长大于光的波长
B．乙图中，金属的逸出功小于金属的逸出功
C．丙图中，每过3.8天要衰变掉质量相同的氡
D．丁图中，质量数越大原子核越稳定
2．（2024•嘉兴模拟）如图所示的射线测厚仪采用放射性元素作为放射源，其发生衰变的半衰期为。则该测厚仪　　

A．衰变产物为
B．衰变的原因是弱相互作用
C．用于监测与控制钢板厚度的最佳选择是射线
D．放射源经后剩余物质的质量为
3．（2024•广东模拟）2023年8月24日，日本福岛第一核电站核污染水开始排海，核污染水中含有铯、碘、氚、碲等60多种放射性元素，它们将对海洋生物产生危害，最终会给人类带来威胁。核污染水中碘131的含量很高，碘131有多种方式产生，其中一种是由碲131发生衰变产生，已知碲131的衰变方程为，下列说法正确的是　　
A．是粒子
B．的比结合能比的要大
C．上述衰变方程中的粒子为原子核核外电子电离后的产物
D．碲在空气中燃烧生成二氧化碲，会导致碲元素的半衰期发生变化
4．（2024•江苏一模）在磁感应强度为的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核发生了一次衰变，放射出的粒子在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为．以、分别表示粒子的质量和电荷量，生成的新核用表示，真空中光速为，下列说法正确的是　　
A．新核在磁场中做圆周运动的轨道半径为
B．粒子做圆周运动可等效成一个环形电流，且电流大小为
C．若衰变过程中释放的核能都转化为粒子和新核的动能，则衰变过程中的质量亏损约为△
D．发生衰变后产生的粒子与新核在磁场中旋转方向相同，且轨迹为相内切的圆
5．（2024•海淀区校级模拟）如图所示，某次铀核裂变反应式为，反应产生的中子可能击中其它铀原子核从而引发链式反应，用、、分别表示、、核的质量，为真空中的光速，下列说法正确的是　　

A．链式反应若能发生，铀原料的体积必须大于临界体积
B．裂变产物的比结合能小于的比结合能
C．该核反应过程中质量有所增加
D．该核反应中放出的核能为
6．（2024•浙江）发现中子的核反应方程为，“玉兔二号”巡视器的核电池中钚238的衰变方程为型正确的是　　
A．核反应方程中的为 B．衰变方程中的为
C．中子的质量数为零 D．钚238的衰变吸收能量
7．（2024•东湖区校级模拟）下列四幅图分别对应四种说法，其中正确的是　　

A．图甲中铀238的半衰期是45亿年，经过45亿年，10个铀238必定有5个发生衰变
B．图乙中氘核的比结合能小于氦核的比结合能
C．图丙中一个氢原子从的能级向基态跃迁时，最多可以放出6种不同频率的光
D．图丁中为光电效应实验，用不同光照射某金属得到的关系图，则光频率最高
8．（2024•江西模拟）1898年居里夫妇发现了放射性元素针。若元素针发生某种衰变，其半衰期是138天，衰变方程为，下列说法正确的是　　
A．该元素发生的是衰变
B．原子核含有3个核子
C．射线可用于肿瘤治疗
D．的经276天，已发生衰变的质量为
9．（2024•邗江区模拟）在医疗诊断中，常用半衰期为的作为示踪原子，获得的核反应方程为：，的衰变方程为：，则　　
A．为中子
B．衰变放出射线
C．比电离作用强
D．经，会全部发生衰变
10．（2024•茂名一模）放射性同位素温差电池又称核电池技术比较成熟的核电池是利用衰变工作的，其半衰期大约88年，衰变方程为，下列说法正确的是　　
A．经过88年，核电池的质量会减小一半
B．随着电池的不断消耗，的半衰期会逐渐减小
C．衰变放出的射线是射线，其电离能力强于射线
D．衰变放出的射线是射线，其本质上是带负电荷的电子流
二．多选题（共5小题）
11．（2024•天津）中国钍基熔盐堆即将建成小型实验堆，为我国能源安全和可持续发展提供有力支持。反应堆中涉及的核反应方程有：①②，下列说法正确的是　　
A．方程①中是中子
B．方程②中发生了衰变
C．受反应堆高温影响，的半衰期会变短
D．方程②释放电子，说明电子是原子核的组成部分
12．（2024•浙江二模）2023年8月24日，日本政府不顾周边国家的反对执意向海洋排放福岛第一核电站的核污水，核污水中的放射性物质会对海水产生长久的、风险不可控的污染。如核污水中的具有放射性，其发生衰变时的核反应方程为，该核反应过程中放出的能量为。设的结合能为，的结合能为，的结合能为，已知光在真空中的传播速度为，则下列说法正确的是　　
A．的比结合能大于的比结合能
B．该核反应过程中放出的能量
C．该核反应过程中的质量亏损可以表示为
D．衰变过程中放出的光子是由新原子核从高能级向低能级跃迁产生的
13．（2024•宁波二模）在磁感应强度为的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核发生了衰变放出了一个粒子。放射出的粒子及生成的新核在与磁场垂直的平面内做圆周运动。粒子的运动轨道半径为，质量为和电荷量为。下面说法正确的是　　

A．衰变后产生的粒子与新核在磁场中运动的轨迹（箭头表示运动方向）正确的是图甲
B．新核在磁场中圆周运动的半径
C．粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，环形电流大小为
D．若衰变过程中释放的核能都转化为粒子和新核的动能，则衰变过程中的质量亏损为
14．（2024•乐清市校级三模）（物理常识）下列说法正确的是　　
A．强子是参与强相互作用的粒子，质子、中子和电子都是强子
B．在惯性约束下，可以用高能量密度的激光照射参加反应物质从而引发核聚变
C．常见的金属没有规则的形状，但具有确定的熔点，故金属是晶体
D．取分子间距离为无穷远时的分子势能为0，则当时，分子势能一定小于0
15．（2024•保定一模）人体暴露于强烈的中子辐射中会在血浆中产生钠24，可以通过测量钠24的数量来确定患者吸收的辐射剂量。钠24具有放射性，某次研究其放射特性的实验中，将孤立钠24原子静置于匀强磁场中，衰变后在磁场中形成两条圆周径迹，如图所示，下列说法中正确的是　　

A．两条轨迹对应的粒子的质量之和等于衰变前钠24的质量
B．小圆和大圆的轨道半径之比为
C．钠24发生了衰变
D．小圆对应的粒子的运动方向为逆时针方向
三．填空题（共5小题）
16．（2024•仓山区校级模拟）2011年3月11日，日本福岛核电站发生核泄漏事故，其中铯对核辐射的影响最大，其半衰期约为30年。
（1）请写出铯137发生衰变的核反应方程 　　已知53号元素是碘，56号元素是钡。
（2）若在该反应过程中释放的核能为，则该反应过程中质量亏损为 　　（真空中的光速为。
（3）泄漏出的铯137约要经历 　　年才会有的原子核发生衰变。
17．（2024•鲤城区校级模拟）全球首座球床模块式高温气冷堆核电站—山东荣成石岛湾高温气冷堆核电站示范工程送电成功，标志着我国成为世界少数几个掌握第四代核能技术的国家之一。目前核电站获取核能的基本核反应方程：，这个核反应方程中的表示 　　。这个核反应释放出大量核能；的比结合能 　　（选填“大于”“等于”或“小于” 的比结合能。已知、、、的质量分别为、、、，真空中的光速为，这个核反应中释放的核能△　　。
18．（2024•鲤城区校级二模）如图所示关于原子核结构探究的一个重要实验示意图，图中放射性元素钋射出的①是 　　粒子（选填“”或“” ，科学家查德威克研究证实从金属铍射出的射线②是由 　　组成的（选填“中子”或“射线” 。铍核发生的核反应方程为 　　。

19．（2024•泉州模拟）2023年8月25日，“中国环流三号”托卡马克装置首次实现100万安培等离子体电流下的高约束模式运行，是我国核能开发进程中的重要里程碑。其中的核反应方程之一为，则该核反应属于 　　（选填“聚变”或“裂变” 反应，是 　　（选填“质子”或“中子” 。已知核的质量为，核的质量为，核的质量为，的质量为，真空中光速为，则该核反应释放的核能大小为 　　。
20．（2024•宝山区校级模拟）快堆，全称为快中子增殖反应堆，是指没有中子慢化剂的核裂变反应堆。快堆采用钚做燃料，在钚的外围放置不易发生裂变的，钚239裂变释放出的快中子被铀238吸收，转变为铀239，铀239极不稳定，经过衰变，进一步转变为易裂变的钚239，从而实现核燃料的“增殖”。
（1）铀239转变为钚239，需要经过 　　次衰变，　　次衰变。
（2）通常的核裂变反应堆，需要将裂变产生的高速中子（快中子）减速成为速度较慢的中子（热中子）。重水作慢化剂可使快中子减速。假设速度为的中子与重水中的氘核发生正面弹性碰撞，经过一次碰撞后中子速度变为 　　。
（3）钚239既可能发生衰变，也可能发生衰变。将钚239核置于匀强磁场中，衰变后粒子运动方向与磁场方向垂直，图中的、、、分别表示粒子的运动轨迹，则下列说法正确的是 　　。

．衰变过程中粒子的动量守恒
．磁场方向垂直纸面向里
．甲图是衰变，乙图是衰变
．为粒子的运动轨迹，为粒子的运动轨迹
（4）如图丙所示，两极板间的电压为，钚239衰变后放出的比荷为粒子以初速度从距离为、水平长度为的两极板中心处水平射入，不计粒子的重力，则粒子射出极板时速度方向与水平方向夹角的正切值为 　　。

．
．
．
．
四．解答题（共5小题）
21．（2024•武进区校级模拟）掌握并采用核聚变产生能源是核物理中最具有前景的研究方向之一。太阳上的一种核反应为两个氘核聚变成一个核。已知氘核的质量为，中子质量为，核的质量为。对应。
（1）写出该核反应方程；
（2）计算上述核反应中释放的核能△（保留三位有效数字）；
（3）若两个氘核以相等的动能做对心碰撞即可发生上述核反应，且释放的核能全部转化成动能，则反应中生成的核和中子的动能各是多少？
22．（2024•江宁区校级模拟）在磁感应强度为的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核发生了一次衰变。放射出的粒子在与磁场垂直的平面内做圆周运动。以、分别表示粒子的质量和电荷量。
（1）放射性原子核用表示，新核的元素符号用表示，写出该衰变的核反应方程；
（2）粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，求环形电流大小。
23．（2024•南关区校级模拟）如图所示，在坐标系的第一象限内，分布着垂直纸面向外的匀强磁场（含坐标轴），磁感应强度大小为。坐标为的点处有一静止的原子核发生了衰变，粒子的比荷为，放出的粒子以大小为的速度垂直磁场方向射入磁场中，方向与轴正方向成，刚好与轴相切而过，从轴射出。不计粒子重力及粒子与新原子核间相互作用，衰变后产生的新核为。
（1）写出衰变的核反应方程；
（2）求粒子离开磁场的速度。

24．（2024•海门区校级二模）我国是国际热核聚变研究领域的领先者之一。在某次核反应中，一个氘核和一个氚核结合生成一个氦核，并放出一个粒子。已知氘核的比结合能为，氚核的比结合能为，该核反应释放的核能为△，真空中光速为。
（1）写出核反应方程并求出质量亏损；
（2）求氦核的比结合能。
25．（2024•香坊区校级模拟）如图，处的粒子源能不断地向右发射速度为的粒子，假设粒子和核堆中静止的核都能对心正碰并发生核反应。核反应的生成物均能从小孔进入板间垂直于纸面的匀强磁场（方向未知），磁感应强度的大小为，其中为一个质子（或中子）的质量（设原子核的质量等于各核子的质量和），为一个质子的电荷量，为板间距。已知生成物进入磁场后分别打在、两点，、、、在同一水平线上，打在点的粒子，速度偏向角为。不计粒子重力和粒子间的相互作用力（核反应过程除外）。
（1）补全粒子与核发生核反应的方程：　　。
（2）简要说明，打在、两点的分别是哪种粒子并判断板间磁场的方向；
（3）假设每秒钟发生次核反应，击中点的粒子有被板吸收，以原速率反弹，求点每秒钟受到的撞击力多大。

2025年高考物理压轴训练21
参考答案与试题解析
一．选择题（共10小题）
1．（2024•洛阳一模）图像可以直观地反映物理量之间的关系，如图所示，甲图是光电管中光电流与电压关系图像，乙图是、两种金属遏止电压与入射光频率之间的关系图像，丙图是放射性元素氡的质量和初始时质量比值与时间之间的关系图像，丁图是原子核的比结合能与质量数之间关系图像，下列判断正确的是　　

A．甲图中，光的波长大于光的波长
B．乙图中，金属的逸出功小于金属的逸出功
C．丙图中，每过3.8天要衰变掉质量相同的氡
D．丁图中，质量数越大原子核越稳定
【答案】
【考点】爱因斯坦光电效应方程；衰变的特点、本质及方程
【专题】推理法；推理能力；光电效应专题；定量思想
【分析】理解逸出功的概念，结合光电效应分析出光的波长大小关系；
理解半衰期的概念，结合题目选项完成分析；
原子核的比结合能与质量数没有必然联系。
【解答】解：．由图可知，光的截止电压大，根据逸出功表达式

因此光频率大，光波长短，故错误；
．根据光电效应方程可知

根据能量守恒定律可得：

有
当频率相等时，由于金属遏止电压大，所以的逸出功小，故正确；
．根据题意可知氡半衰期为3.8天，因为每次衰变后的氡质量均变成原来的一半，所以每过3.8天要衰变掉质量不相同的氡，故错误；
．质量数大，比结合能不一定大，故错误。
故选：。
【点评】本题主要考查了光电效应的相关应用，理解光电效应的发生条件，结合光电效应方程和半衰期的概念即可完成分析。
2．（2024•嘉兴模拟）如图所示的射线测厚仪采用放射性元素作为放射源，其发生衰变的半衰期为。则该测厚仪　　

A．衰变产物为
B．衰变的原因是弱相互作用
C．用于监测与控制钢板厚度的最佳选择是射线
D．放射源经后剩余物质的质量为
【答案】
【考点】衰变的特点、本质及方程；、、射线的本质及特点
【专题】推理法；定性思想；衰变和半衰期专题；推理能力
【分析】根据质量数守恒和电荷数守恒推导产物并判断；
根据衰变的原因进行分析解答；
根据射线和射线的差别进行分析解答；
根据衰变规律判断剩余质量和总质量关系。
【解答】解：衰变放出的粒子是电子，根据质量数和电荷数守恒可知，衰变产物为，故错误；
发生衰变的原因是弱相互作用，故正确；
用于监测与控制钢板厚度的最佳选择是射线而不是射线，故错误；
根据衰变方程可知，放射源经后剩余的未发生衰变，但剩余物质的质量大于，故错误。
故选：。
【点评】考查放射性元素的衰变和半衰期等问题，以及射线的特征，会根据题意进行准确的分析和解答。
3．（2024•广东模拟）2023年8月24日，日本福岛第一核电站核污染水开始排海，核污染水中含有铯、碘、氚、碲等60多种放射性元素，它们将对海洋生物产生危害，最终会给人类带来威胁。核污染水中碘131的含量很高，碘131有多种方式产生，其中一种是由碲131发生衰变产生，已知碲131的衰变方程为，下列说法正确的是　　
A．是粒子
B．的比结合能比的要大
C．上述衰变方程中的粒子为原子核核外电子电离后的产物
D．碲在空气中燃烧生成二氧化碲，会导致碲元素的半衰期发生变化
【答案】
【考点】辐射与安全；结合能与比结合能的概念及简单计算；衰变的特点、本质及方程
【专题】寻找守恒量法；比较思想；衰变和半衰期专题；理解能力
【分析】根据质量数守恒和电荷数守恒，确定是何粒子；比结合能越大，原子核越稳定；衰变的实质是原子核内部的一个中子转化为一个质子和一个电子；半衰期与原子所处的化学状态和外部条件没有关系。
【解答】解：、根据质量数守恒和电荷数守恒，可知是粒子，故错误；
、衰变过程要释放核能，生成的新核更稳定，根据比结合能越大，原子核越稳定，可知的比结合能比的要大，故正确；
、衰变的实质是原子核内部的一个中子转化为一个质子和一个电子，产生的电子发射到核外，就是粒子，故错误；
、放射性元素衰变的快慢是由原子核内部自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系，故错误。
故选：。
【点评】本题考查衰变方程、半衰期和比结合能。关键要理解并掌握衰变的实质，知道比结合能越大，原子核越稳定。
4．（2024•江苏一模）在磁感应强度为的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核发生了一次衰变，放射出的粒子在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为．以、分别表示粒子的质量和电荷量，生成的新核用表示，真空中光速为，下列说法正确的是　　
A．新核在磁场中做圆周运动的轨道半径为
B．粒子做圆周运动可等效成一个环形电流，且电流大小为
C．若衰变过程中释放的核能都转化为粒子和新核的动能，则衰变过程中的质量亏损约为△
D．发生衰变后产生的粒子与新核在磁场中旋转方向相同，且轨迹为相内切的圆
【答案】
【考点】用爱因斯坦质能方程计算核反应的核能；动量守恒定律在绳连接体问题中的应用；衰变的特点、本质及方程；计算和衰变的次数
【专题】推理法；定量思想；分析综合能力；动量和能量的综合
【分析】核反应过程质量数与核电荷数守恒，反应后核子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，应用牛顿第二定律求出粒子轨道半径，应用爱因斯坦质能方程分析答题
【解答】解：．粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：，
解得，粒子的轨道半径：，
根据半径公式可知，则：，，故错误；
．粒子做圆周运动的周期：，环形电流：，故错误；
．对粒子，由洛伦兹力提供向心力：，解得：①，
由质量关系可知，衰变后新核质量为：②，
衰变过程系统动量守恒，由动量守恒定律得：，解得：③，
系统增加的能量为：△ ④，
由质能方程得：△△ ⑤，
由①②③④⑤解得：△，故正确；
．由动量守恒可知，衰变后粒子与新核运动方向相反，所以，轨迹圆应外切，故错误。
故选：。
【点评】解决该题的关键是明确知道衰变过程中系统的动量守恒，总动量为零，知道衰变后粒子做匀速圆周运动，掌握圆周运动公式和质能方程；
5．（2024•海淀区校级模拟）如图所示，某次铀核裂变反应式为，反应产生的中子可能击中其它铀原子核从而引发链式反应，用、、分别表示、、核的质量，为真空中的光速，下列说法正确的是　　

A．链式反应若能发生，铀原料的体积必须大于临界体积
B．裂变产物的比结合能小于的比结合能
C．该核反应过程中质量有所增加
D．该核反应中放出的核能为
【答案】
【考点】利用结合能或比结合能计算核能；链式反应的条件与控制
【专题】定量思想；推理法；重核的裂变和轻核的聚变专题；分析综合能力
【分析】根据重核裂变条件分析；比结合能越大原子核越稳定；根据质能方程分析，并根据质能方程计算释放的核能。
【解答】解：、链式反应若能发生，铀原料的体积必须大于临界体积，故正确；
、该反应释放能量，生成物比反应物更稳定，所以裂变产物的比结合能大于的比结合能，故错误；
、该核反应过程中质量有亏损，根据质能方程可知释放的核能为△△，故错误。
故选：。
【点评】本题考查重核裂变中的质量亏损的计算，核能的计算，比结合能大小的比较，整体考查较全面，比结合能比较易出错。
6．（2024•浙江）发现中子的核反应方程为，“玉兔二号”巡视器的核电池中钚238的衰变方程为型正确的是　　
A．核反应方程中的为 B．衰变方程中的为
C．中子的质量数为零 D．钚238的衰变吸收能量
【答案】
【考点】核反应方程式的书写或判断核反应方程式中的粒子
【专题】定量思想；衰变和半衰期专题；信息给予题；推理法；理解能力
【分析】根据质量数和电荷数守恒进行分析；原子核的衰变发生质量亏损，因此要释放能量。
【解答】解：设的质量数为、电荷数为；
根据质量数守恒，解得
根据电荷数守恒，解得
因此为，故正确；
同理，对应的质量数为4，电荷数为2，因此为，故错误；
中子的质量数为1，故错误；
衰变过程要释放能量，故错误。
故选：。
【点评】本题主要考查了核反应过程中的质量数和核电荷数守恒，知道是原子核的衰变要释放能量。
7．（2024•东湖区校级模拟）下列四幅图分别对应四种说法，其中正确的是　　

A．图甲中铀238的半衰期是45亿年，经过45亿年，10个铀238必定有5个发生衰变
B．图乙中氘核的比结合能小于氦核的比结合能
C．图丙中一个氢原子从的能级向基态跃迁时，最多可以放出6种不同频率的光
D．图丁中为光电效应实验，用不同光照射某金属得到的关系图，则光频率最高
【答案】
【考点】光电效应现象及其物理物理意义；爱因斯坦光电效应方程；衰变的特点、本质及方程；分析能量跃迁过程中的能量变化（吸收或释放光子）
【专题】定量思想；衰变和半衰期专题；分析综合能力；原子的能级结构专题；推理法
【分析】半衰期具有统计意义；比结合能越大原子核越稳定；一个氢原子从能级向基态跃迁时，最多辐射出中不同频率的光；根据遏止电压比较最大初动能，从而比较光子频率的大小。
【解答】解：、半衰期是大量放射性原子衰变的统计规律，对个别的原子没有意义，故错误；
、比结合能越大原子核越稳定，由于生成物比反应物更稳定，所以氘核的比结合能小于氦核比结合能，故正确；
、一个氢原子从的能级向基态跃迁时，最多可以放出3种不同频率的光，故错误；
、由丁图可知：光对应的遏止电压最大，根据动能定理结合光电效应方程可知光的频率最高，故错误。
故选：。
【点评】该题考查半衰期、光电效应、玻尔理论以及聚变与裂变，考查到的知识点较多，在平时的学习中多加积累即可做好这一类的题目。
8．（2024•江西模拟）1898年居里夫妇发现了放射性元素针。若元素针发生某种衰变，其半衰期是138天，衰变方程为，下列说法正确的是　　
A．该元素发生的是衰变
B．原子核含有3个核子
C．射线可用于肿瘤治疗
D．的经276天，已发生衰变的质量为
【答案】
【考点】衰变的特点、本质及方程；、、射线的本质及特点
【专题】应用题；学科综合题；定量思想；推理法；推理能力；衰变和半衰期专题
【分析】根据电荷数守恒和质量数守恒得出原子核的电荷数和质量数，从而得出核子数，射线根据半衰期的公式求衰变的质量。
【解答】解：、根据质量数守恒和电荷数守恒，可知原子核的电荷数为2，质量数为4，则核子数为4，是粒子，此衰变为衰变，而射线是伴随着衰变产生的，故错误；
、射线在医疗上作为伽马手术刀可以精准切除肿瘤组织，故正确；
、根据半衰期的定义可得，其中，，由此可知，的经276天，还剩余，故已发生衰变的质量为，故错误。
故选：。
【点评】解决本题的关键知道核反应过程中电荷数、质量数守恒，以及知道核子数等于质量数，同时注意射线是伴随着衰变，或衰变产生的。
9．（2024•邗江区模拟）在医疗诊断中，常用半衰期为的作为示踪原子，获得的核反应方程为：，的衰变方程为：，则　　
A．为中子
B．衰变放出射线
C．比电离作用强
D．经，会全部发生衰变
【答案】
【考点】、、射线的本质及特点；衰变的特点、本质及方程
【专题】定性思想；推理法；衰变和半衰期专题；理解能力
【分析】根据电荷数守恒和质量数守恒，写出核反应方程式和衰变方程，分析、的种类，分析，根据半衰期的概念，分析选项。
【解答】解：根据电荷数守恒和质量数守恒，可得核反应方程式为：，衰变方程为：。
、由核反应方程以及衰变方程可知：为粒子，为正电子。粒子的电离能力强于正电子，故错误，正确；
、的半衰期为，为2个半衰期，故剩余的原子数目为原来的，即，故错误。
故选：。
【点评】该题考查对衰变的理解，要注意半衰期的计算以及核反应方程中的守恒条件。
10．（2024•茂名一模）放射性同位素温差电池又称核电池技术比较成熟的核电池是利用衰变工作的，其半衰期大约88年，衰变方程为，下列说法正确的是　　
A．经过88年，核电池的质量会减小一半
B．随着电池的不断消耗，的半衰期会逐渐减小
C．衰变放出的射线是射线，其电离能力强于射线
D．衰变放出的射线是射线，其本质上是带负电荷的电子流
【答案】
【考点】、、射线的本质及特点；衰变的特点、本质及方程；衰变的特点、本质及方程；原子核的半衰期及影响因素
【专题】推理法；定性思想；理解能力；衰变和半衰期专题
【分析】根据核反应过程遵循的质量数守恒和电荷数守恒分析判断；根据半衰期的概念和规律分析判断。
【解答】解：．根据核反应过程遵循的质量数守恒和电荷数守恒可知衰变放出的射线，质子数为2，质量数为4，是射线，其本质是原子核，电离能力最强，故正确，错误；
．经过一个半衰期，一半质量的放射性元素会衰变为其他物质，核电池的质量不会减小一半，故错误；
．半衰期是统计概念，只要是大量原子核衰变。半衰期是不变的，故错误。
故选：。
【点评】本题关键掌握核反应过程遵循的质量数守恒和电荷数守恒、半衰期的概念和规律。
二．多选题（共5小题）
11．（2024•天津）中国钍基熔盐堆即将建成小型实验堆，为我国能源安全和可持续发展提供有力支持。反应堆中涉及的核反应方程有：①②，下列说法正确的是　　
A．方程①中是中子
B．方程②中发生了衰变
C．受反应堆高温影响，的半衰期会变短
D．方程②释放电子，说明电子是原子核的组成部分
【答案】
【考点】原子核的半衰期及影响因素；核反应前后质量数、质子数、中子数、核子数等参数的关系；衰变的特点、本质及方程
【专题】定量思想；重核的裂变和轻核的聚变专题；推理法；推理论证能力
【分析】根据电荷数守恒和质量数守恒规律进行分析判断，结合反应产物分析衰变类型；
根据放射性元素的半衰期的决定因素进行分析解答；
根据衰变的原理进行分析解释。
【解答】解：．根据反应过程满足质量数和电荷数守恒可知，方程①中是中子，故正确；
．方程②中放出的粒子是电子，则发生了衰变，故正确；
．半衰期只由原子核自身决定，与外界因素无关，也不会受反应堆高温影响，故的半衰期不变，故错误；
．方程②释放电子，但该电子是由于原子核的中子转化为质子释放出来的，并不能说明电子是原子核的组成部分，故错误。
故选：。
【点评】考查核反应方程的书写规则以及放射性元素半衰期等知识，会根据题意进行准确分析解答。
12．（2024•浙江二模）2023年8月24日，日本政府不顾周边国家的反对执意向海洋排放福岛第一核电站的核污水，核污水中的放射性物质会对海水产生长久的、风险不可控的污染。如核污水中的具有放射性，其发生衰变时的核反应方程为，该核反应过程中放出的能量为。设的结合能为，的结合能为，的结合能为，已知光在真空中的传播速度为，则下列说法正确的是　　
A．的比结合能大于的比结合能
B．该核反应过程中放出的能量
C．该核反应过程中的质量亏损可以表示为
D．衰变过程中放出的光子是由新原子核从高能级向低能级跃迁产生的
【答案】
【考点】计算能级跃迁过程吸收或释放的能量；结合能与比结合能的概念及简单计算；核反应前后的质量亏损
【专题】信息给予题；定量思想；推理法；爱因斯坦的质能方程应用专题；理解能力
【分析】原子的比结合能越大，原子核越稳定；
根据结合能的含义求解核反应释放的能量；
根据爱因斯坦质能方程求解作答；
根据衰变后新核的特点结合向低能级跃迁分析。
【解答】解：．比结合能越大，原子核越稳定，由于比更稳定，所以的比结合能大于的比结合能，故正确；
．该核反应过程中放出的能量为，故错误；
．根据爱因斯坦质能方程
可得，故错误；
．核衰变后，生成的新原子核位于高能级，能自发向低能级跃迁，从而放出光子，故正确。
故选：。
【点评】本题考查了爱因斯坦质能方程与比结合能相关知识，理解物理量的准确含义以及公式的物理表达是解决此类问题的关键。
13．（2024•宁波二模）在磁感应强度为的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核发生了衰变放出了一个粒子。放射出的粒子及生成的新核在与磁场垂直的平面内做圆周运动。粒子的运动轨道半径为，质量为和电荷量为。下面说法正确的是　　

A．衰变后产生的粒子与新核在磁场中运动的轨迹（箭头表示运动方向）正确的是图甲
B．新核在磁场中圆周运动的半径
C．粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，环形电流大小为
D．若衰变过程中释放的核能都转化为粒子和新核的动能，则衰变过程中的质量亏损为
【答案】
【考点】衰变的特点、本质及方程；带电粒子在匀强磁场中的圆周运动；反冲现象中的动量守恒
【专题】定量思想；衰变和半衰期专题；推理法；推理能力
【分析】反应后核子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，应用牛顿第二定律求出粒子轨道半径，核反应过程质量数与核电荷数守恒，应用爱因斯坦质能方程分析答题。
【解答】解：．由于原子核静止，根据动量守恒定律可知，放射出的粒子及生成的新核在衰变初始位置的速度相反，根据左手定则可知，两者圆周运动的轨迹外切，根据洛伦兹力提供向心力有

解得：
由于衰变过程动量守恒，即大小相等，即电荷量越大，轨道半径越小，可知粒子的轨道半径大一些，可知衰变后产生的粒子与新核在磁场中运动的轨迹（箭头表示运动方向）正确的是图丁，故错误；
．根据质量数与电荷数守恒，该核反应方程为

由于质量为和电荷量为，则新核的质量为和电荷量为，根据上述有
，
由于动量守恒，即有

解得：
故正确；
．粒子圆周运动的周期

则粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，环形电流大小为

故错误；
．根据能量守恒定律有

根据质能方程有
△△
解得：
故正确。
故选：。
【点评】本题是原子核内容与磁场的综合，首先是衰变问题，质量数与电荷数守恒；再就是衰变前后动量守恒，衰变后做匀速圆周运动，由牛顿第二定律就能求出半径之比。
14．（2024•乐清市校级三模）（物理常识）下列说法正确的是　　
A．强子是参与强相互作用的粒子，质子、中子和电子都是强子
B．在惯性约束下，可以用高能量密度的激光照射参加反应物质从而引发核聚变
C．常见的金属没有规则的形状，但具有确定的熔点，故金属是晶体
D．取分子间距离为无穷远时的分子势能为0，则当时，分子势能一定小于0
【答案】
【考点】轻核的聚变及反应条件；晶体和非晶体；分子势能与分子间距的关系
【专题】重核的裂变和轻核的聚变专题；分子间相互作用力与分子间距离的关系；归纳法；定性思想；理解能力
【分析】电子不是强子；根据发生核聚变的条件分析；晶体具有一定的熔点；根据分子势能与分子间距离的关系分析。
【解答】解：强子是参与强相互作用的粒子，质子、中子都是强子，电子不是强子，故错误；
在惯性约束下，可以用高能量密度的激光照射参加反应物质从而引发核聚变，故正确；
常见的金属没有规则的形状，但具有确定的熔点，故金属是晶体，故正确；
取分子间距离为无穷远时的分子势能为0，当时分子势能一定小于0，但是当时，根据分子势能与分子间距离的图像可以知道，分子势能可能大于0，故错误。
故选：。
【点评】掌握强子的类型、发生核聚变的条件、晶体的特点以及分子势能与分子间距离的关系是解题的基础，需要多看多记。
15．（2024•保定一模）人体暴露于强烈的中子辐射中会在血浆中产生钠24，可以通过测量钠24的数量来确定患者吸收的辐射剂量。钠24具有放射性，某次研究其放射特性的实验中，将孤立钠24原子静置于匀强磁场中，衰变后在磁场中形成两条圆周径迹，如图所示，下列说法中正确的是　　

A．两条轨迹对应的粒子的质量之和等于衰变前钠24的质量
B．小圆和大圆的轨道半径之比为
C．钠24发生了衰变
D．小圆对应的粒子的运动方向为逆时针方向
【答案】
【考点】衰变的特点、本质及方程；带电粒子在匀强磁场中的圆周运动
【专题】推理能力；学科综合题；应用题；寻找守恒量法；定量思想；衰变和半衰期专题
【分析】衰变的过程中动量守恒，则小圆为衰变后产生的新核，根据左手定则分析运动方向；再根据大圆和小圆的运动方向相反和左手定则分析大圆粒子的电性，从而分析衰变类型；根据，动量相同，分析半径关系；衰变的过程中有质量亏损。
【解答】解：、根据爱因斯坦质能方程知，衰变的过程中有质量亏损，则两条轨迹对应的粒子的质量之和小于衰变前钠24的质量，故错误；
、根据洛伦兹力提供向心力可得：，解得：，因为衰变的过程中动量守恒，可知沿小圆和大圆运动的粒子的动量大小相等，所以衰变后电荷量大的轨道半径小，沿小圆运动为衰变后产生的新核，根据左手定则知，则沿小圆运动的粒子的运动方向为逆时针方向，则沿大圆运动的粒子带负电，所以钠24发生了衰变，故正确；
、衰变放出的粒子为产生的新核为，根据，由于动量相同，所以，故正确。
故选：。
【点评】本题考查了原子核的衰变。
三．填空题（共5小题）
16．（2024•仓山区校级模拟）2011年3月11日，日本福岛核电站发生核泄漏事故，其中铯对核辐射的影响最大，其半衰期约为30年。
（1）请写出铯137发生衰变的核反应方程 　　已知53号元素是碘，56号元素是钡。
（2）若在该反应过程中释放的核能为，则该反应过程中质量亏损为 　　（真空中的光速为。
（3）泄漏出的铯137约要经历 　　年才会有的原子核发生衰变。
【答案】（1）；（2）；（3）90。
【考点】衰变的特点、本质及方程；用爱因斯坦质能方程计算核反应的核能
【专题】定量思想；推理法；理解能力；光电效应专题；衰变和半衰期专题；信息给予题
【分析】（1）根据质量数和核电荷数守恒求解核反应方程；
（2）根据爱因斯坦质量方程求解质量亏损；
（3）根据半衰期求衰变时间。
【解答】解：（1）铯发生衰变时，由质量数和电荷数守恒，可得该核反应方程是

（2）根据爱因斯坦的质能方程，可得该反应过程中质量亏损是
（3）泄漏出的铯137有的原子核发生衰变，还剩，设衰变的时间约为，则有

半衰期约为30年，解得年。
故答案为：（1）；（2）；（3）90。
【点评】本题考查了核反应方程的书写、半衰期的求解以及爱因斯坦的质能方程，要求熟练掌握相关知识。
17．（2024•鲤城区校级模拟）全球首座球床模块式高温气冷堆核电站—山东荣成石岛湾高温气冷堆核电站示范工程送电成功，标志着我国成为世界少数几个掌握第四代核能技术的国家之一。目前核电站获取核能的基本核反应方程：，这个核反应方程中的表示 　　。这个核反应释放出大量核能；的比结合能 　　（选填“大于”“等于”或“小于” 的比结合能。已知、、、的质量分别为、、、，真空中的光速为，这个核反应中释放的核能△　　。
【答案】（中子），大于，。
【考点】用爱因斯坦质能方程计算核反应的核能；结合能与比结合能的概念及简单计算
【专题】定量思想；推理法；爱因斯坦的质能方程应用专题；推理能力
【分析】根据核反应方程的书写规则推导的属性，根据比结合能越大越稳定进行分析判断，结合爱因斯坦的质能方程列式求解。
【解答】解：根据核反应书写规则，质量数守恒和电荷数守恒，的质量数为1，电荷数为0，所以表示中子，即；根据比结合能越大越稳定的规律可知，的比结合能大于的比结合能；根据爱因斯坦的质能方程，释放的核能为△△。
故答案为：（中子），大于，。
【点评】考查核反应方程的书写规则以及爱因斯坦的质能方程，会根据题意进行分析求解。
18．（2024•鲤城区校级二模）如图所示关于原子核结构探