（課標(biāo)人教版）2020年《高考風(fēng)向標(biāo)》物理 第12章原子物理 第2講 天然放射現(xiàn)象 衰變 核能（附第1-2講參考答案）

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1、第2講 天然放射現(xiàn)象 衰變 核能 ★一、考情直播 1．考綱解讀 考綱內(nèi)容 能力要求 考向定位 1.氫原子核的組成、放射性、原子核的衰變、半衰期 2.放射性同位素 3. 核力、核反應(yīng)方程 4. 結(jié)合能、質(zhì)量虧損 5. 裂變反應(yīng)和聚變反應(yīng)、裂變反應(yīng)堆 6. 放射性的防護(hù) 1.知道原子核的組成，三種射線及性質(zhì)，衰變規(guī)律 2.了解放輻射性同位素及應(yīng)用 3.知道書寫核反應(yīng)方程時(shí)要注意質(zhì)量數(shù)守恒、核電荷數(shù)守恒 4.知道愛因斯坦質(zhì)能聯(lián)系方程，會(huì)計(jì)算核能 5.知道釋放核能的兩種方式：聚變與裂變 6.了解放射性防護(hù) 考綱對(duì)這一部分知識(shí)均是Ⅰ級(jí)要求．本部分高考的熱點(diǎn)是核反

2、應(yīng)方程，三種射線的比較，質(zhì)子、中子以及正電子的發(fā)現(xiàn)，愛因斯坦質(zhì)能聯(lián)系方程，高考中以選擇題的形式出現(xiàn)． 2．考點(diǎn)整合 考點(diǎn)一：天然放射現(xiàn)象及三種放射線的比較 1、 天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn) 1896年， 在鈾礦石中發(fā)現(xiàn)未知的射線，把這些射線稱為α射線、β射線、γ射線，這就是天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn).天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，說(shuō)明原子核 . 2、 三種射線的比較 名稱 產(chǎn)生 本質(zhì) 電離作用 穿透能力 α射線 β射線 γ射線 γ射線的作用：工業(yè)探傷、γ刀、除靜電、消毒殺菌、育種保鮮等 3、三

3、種射線在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)（在射線旁寫明射線的種類） 三種射線在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn) 圖7 三種射線在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn) 特別提醒 三種射線均來(lái)自原子核內(nèi)部，說(shuō)明原子核具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)．α射線是氦的原子核，β射線是電子流，γ射線是光子． 4.天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)說(shuō)明原子核具有復(fù)雜結(jié)構(gòu) 天然放射現(xiàn)象中的三種射線均來(lái)自于 ，這就充分說(shuō)明了原子核具有復(fù)雜結(jié)構(gòu). 圖8 [例題1] 如圖8所示，x為一未知放射源，P為薄鋁箔，當(dāng)x放射源穩(wěn)定時(shí)，計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)率（單位時(shí)間內(nèi)接受射線的次數(shù)）穩(wěn)定.現(xiàn)在將磁場(chǎng)移開，發(fā)現(xiàn)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)率沒(méi)有什么變化，

4、然后抽走P，則計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)率大幅上升，說(shuō)明x為 A．純?chǔ)铝Ｗ臃派湓? B. 純?chǔ)昧Ｗ臃派湓? C．α粒子和β粒子的混合放射源 D. α粒子和γ粒子的混合放射源 答案：D 解析：薄鋁箔完全可以阻擋α粒子，所以能進(jìn)入計(jì)數(shù)器的一定沒(méi)有α粒子；β粒子和γ粒子都可以穿透薄鋁箔，但由于β粒子是電子，在磁場(chǎng)的作用下會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，將磁場(chǎng)移開，發(fā)現(xiàn)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)率沒(méi)有什么變化，說(shuō)明一定沒(méi)有β粒子；抽走P，則計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)率大幅上升，說(shuō)明一定有其它的粒子進(jìn)入了計(jì)數(shù)器，而這種粒子一定不是β粒子，只能是α粒子，所以D正確 【規(guī)律總結(jié)】α粒子穿透本領(lǐng)最弱，γ粒子穿透本

5、領(lǐng)最強(qiáng)．α粒子、β粒子在磁場(chǎng)中會(huì)受到洛倫茲力作用而發(fā)生偏轉(zhuǎn)，γ粒子是光子，無(wú)論在電場(chǎng)中還是在磁場(chǎng)中，都不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)． 考點(diǎn)二：原子核的半衰期 1.半衰期： . 2.半衰期由放射性元素的原子核內(nèi)部因素決定，與原子核所處的 無(wú)關(guān). 3.衰變公式為 特別提醒： 半衰期與原子核多少無(wú)關(guān)，半衰期是一個(gè)統(tǒng)計(jì)性的概念，只有對(duì)大量的原子核才成立，對(duì)少量的或是幾個(gè)原子核談半衰期無(wú)意義. 【例題2】若元素Ａ的半衰期為４天，元素Ｂ的半

6、衰期為５天，則相同質(zhì)量的Ａ和Ｂ，經(jīng)過(guò)２０天后，剩下兩元素的質(zhì)量之比mＡ:mＢ為 Ａ.30：31 Ｂ.31：20 Ｃ.１：２ Ｄ.２：１ 答案：C 【解析】根據(jù)半衰期公式，易得A經(jīng)歷5個(gè)半衰期，B經(jīng)歷4個(gè)半衰期，所以剩余質(zhì)量之比為1:2，C正確 【規(guī)律總結(jié)】放射性元素的半衰期計(jì)算公式為或 考點(diǎn)三：、衰變規(guī)律 1. 衰變規(guī)律 衰變方程： 衰變規(guī)律： 2. 衰變規(guī)律 衰變方程： 衰變規(guī)律：

7、 3.正電子衰變規(guī)律 正電子衰變方程： 正電子衰變規(guī)律： 特別提醒： 書寫核反應(yīng)方程要注意質(zhì)量數(shù)守恒和核電荷數(shù)守恒；衰變方程的特點(diǎn)是反應(yīng)前只有一個(gè)核，是釋放核能的核反應(yīng)． [例題3] 下面對(duì)某原子核衰變的描述，哪個(gè)是不對(duì)的？ Ａ.放出一個(gè)β粒子后，原子核的中子數(shù)減１，原子序數(shù)少１ Ｂ.放出一個(gè)α粒子后，原子核的質(zhì)量數(shù)少４，核電荷數(shù)少２ Ｃ.放出一個(gè)β粒子后，原子核的質(zhì)量數(shù)不變，核電荷數(shù)加１ Ｄ.經(jīng)過(guò)５次α衰變和４次β衰變后變成 答案：BCD 【解析】衰變衰變規(guī)律為核電荷數(shù)增加1，質(zhì)量數(shù)不變，A錯(cuò)C正確；衰變規(guī)律：核電荷數(shù)減少2，質(zhì)量數(shù)減少4，B正確；經(jīng)過(guò)５次

8、α衰變和４次β衰變后，質(zhì)量數(shù)減少20，核電荷數(shù)先減少10在增加4，一共增加6，變?yōu)?，D正確 【規(guī)律總結(jié)】發(fā)生α衰變無(wú)中子損失，每發(fā)生一次β衰變將有一個(gè)中子轉(zhuǎn)化為一個(gè)質(zhì)子，這一點(diǎn)是解決選項(xiàng)D的關(guān)鍵. 考點(diǎn)四：原子核的人工轉(zhuǎn)變與核反應(yīng)方程 1. 質(zhì)子的發(fā)現(xiàn) 盧瑟福用粒子轟擊7號(hào)元素，發(fā)現(xiàn)了 . 核反應(yīng)方程為： 2.中子的發(fā)現(xiàn) 查德威克用粒子轟擊4號(hào)元素，發(fā)現(xiàn)了 核反應(yīng)方程為： 3.放射性同位素的人工合成 伊麗芙·居里和約里奧·居里用粒子轟擊13號(hào)元素，人工合成了 核反應(yīng)方程為： 4.放輻射性同位素的應(yīng)用

9、 特別提醒： 無(wú)論是質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)還是中子的發(fā)現(xiàn)，這一類方程都屬于核的人工轉(zhuǎn)變，是吸收能量的．在核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)都守恒． 【例題4】用中子（）轟擊鋁27()，產(chǎn)生鈉24（）和X，鈉24具有放射性 它衰變后變成鎂24（）和Y.則X和Y分別是 A．α粒子和電子 B．α粒子和正電子 C．電子和α粒子 D．質(zhì)子和正電 答案：A 【解析】寫出核反應(yīng)方程：和，顯然X是粒子，Y是電子.A正確. 【規(guī)律總結(jié)】熟練的寫出核反應(yīng)方程是關(guān)鍵，當(dāng)然也要

10、記憶一些常見的粒子的名稱和書寫，在核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)都守恒. 【例題5】在下列四個(gè)核反應(yīng)中，X表示了質(zhì)子的是哪些 A． B．； C．； D． 答案：A 【解析】根據(jù)核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)都守恒，A中是質(zhì)子；B、C、D中均為中子. 【規(guī)律總結(jié)】核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)都守恒，從而確定粒子的種類. 考點(diǎn)五：核力與核能 1.核力與核能 核力：相鄰的 間有強(qiáng)大的核力作用，是一種短程力，其作用距離不超過(guò)10-15m. 核能：核反應(yīng)中 稱為核能. 特別提醒： 將一個(gè)原子核分離成核子，需要克服核力做功，吸收能

11、量；核子結(jié)合成原子核，核力做正功，釋放核能. 2.愛因斯坦質(zhì)能聯(lián)系方程 3.核能 質(zhì)量虧損： 叫質(zhì)量虧損.在衰變、裂變和聚變中存在質(zhì)量虧損. 特別提醒： 計(jì)算質(zhì)量虧損的方法： 對(duì)質(zhì)能聯(lián)系方程的理解：并不是指質(zhì)量的消失，只是在核反應(yīng)的過(guò)程中以輻射能量的形式體現(xiàn)了相應(yīng)部分的質(zhì)量；不能理解為質(zhì)量為的物質(zhì)可以轉(zhuǎn)化為的能量，這只是反應(yīng)了質(zhì)量與能量間的密切聯(lián)系，在計(jì)算核能時(shí)應(yīng)用來(lái)計(jì)算 4. 結(jié)合能 結(jié)合能：

12、 ，叫做原子核的結(jié)合能. 特別提醒：對(duì)結(jié)合能的理解 ①質(zhì)量m與能量E符合愛因斯坦的質(zhì)能方程，這里c是真空中的光速. 根據(jù)質(zhì)能方程，當(dāng)能量增加了△E，那么它的質(zhì)量也相應(yīng)地增加△m，反過(guò)來(lái)也一樣.△E和△m間符合下述質(zhì)能方程. ②核子結(jié)合成原子核時(shí)放出結(jié)合能，因此核的質(zhì)量和組成它的核子的質(zhì)量比較起來(lái)就要小些，這叫做核的質(zhì)量虧損，知道了核的質(zhì)量虧損，就可以根據(jù)質(zhì)能方程求出原子核的結(jié)合能. ③用核子數(shù)去除原子核的結(jié)合能，就得到每個(gè)核子的平均結(jié)合能. 質(zhì)量數(shù)為50～6

13、0的原子核平均結(jié)合能最大，約為8.6MeV，質(zhì)量數(shù)較小的輕核和質(zhì)量數(shù)較大的重核，平均結(jié)合能都比較小. [例題6] （原子量為232.0372）衰變?yōu)椋ㄔ恿繛?28.0287）時(shí)，釋放出α粒子（的原子量為4.0026），寫出核反應(yīng)方程，并求出衰變過(guò)程中釋放出多少能量. 答案：； 5.5MeV. 【解析】 衰變過(guò)程中的質(zhì)量虧損△m=232.0372u-(228.0787u+4.0026u)=0.0059u 衰變過(guò)程中釋放的能量△Ｅ=△m·C２=0.0059×931.5MeV=5.5MeV 【規(guī)律總結(jié)】用計(jì)算核能時(shí)有兩種方法： 1.

14、在公式中均取國(guó)際單位. 2.在公式△Ｅ=△m×931.5中△m的單位是u，△Ｅ的單位是ＭeV，. ★二、高考熱點(diǎn)探究 一．α、β衰變與帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 靜止的原子核發(fā)生α、β衰變時(shí)，動(dòng)量守恒、能量守恒，同時(shí)存在質(zhì)量虧損，釋放核能.在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中α、β粒子因?yàn)閹щ姸l(fā)生偏轉(zhuǎn)或是做圓周運(yùn)動(dòng). 圖（a） 圖（b） 圖17 【真題】（2020年廣東高考）（1）放射性物質(zhì)和的核衰變方程為： ，方程中的X1代表的是_____，X2代表的是______. ⑵如圖所示，鉛盒內(nèi)裝有能釋放α、β和γ射線的放射性物質(zhì)，在靠近鉛

15、盒的頂部加上電場(chǎng)E或磁場(chǎng)B，在圖17(a)、(b)中分別畫出射線運(yùn)動(dòng)軌跡的示意圖.（在所畫的軌跡上須標(biāo)明是α、β和γ中的哪種射線） 【解析】（1）第一個(gè)核反應(yīng)方程為α衰變，所以X1代表；第二個(gè)核反應(yīng)方程為β衰變，X2代表； （2）在圖（a）中，γ射線不偏轉(zhuǎn)，α射線向右偏轉(zhuǎn)，β射線向左偏轉(zhuǎn)； 在圖（b）中，γ射線不偏轉(zhuǎn)，α射線向左偏轉(zhuǎn)，β射線向右偏轉(zhuǎn). 答案：（1），；（2）畫出射線運(yùn)動(dòng)軌跡的示意圖：略 【名師指引】在電場(chǎng)中：α射線是氦的原子核，帶正電，質(zhì)量數(shù)較大，加速度較小，偏轉(zhuǎn)不明顯；β射線是電子，帶負(fù)電，質(zhì)量數(shù)為零（不到一個(gè)原子質(zhì)量單位u）加

16、速度很大，偏轉(zhuǎn)明顯，在畫圖時(shí)，這一點(diǎn)要體現(xiàn)出來(lái). 【新題導(dǎo)練1】在勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域中有一個(gè)靜止的分裂為和，若分裂后速度方向與磁場(chǎng)垂直，求兩核在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑之比. 二．半衰期 半衰期是一個(gè)統(tǒng)計(jì)概念，只有對(duì)大量的原子核才成立，對(duì)幾個(gè)原子核，則不存在半衰期的概念.半衰期的長(zhǎng)短與所處的物理狀態(tài)和化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān)． 【真題】（2020年上海高考）放射性元素的原子核在α衰變或β衰變生成新原子核時(shí)，往往會(huì)同時(shí)伴隨＿＿＿＿＿輻射.已知A、B兩種放射性元素的半衰期分別為T1和T2，經(jīng)過(guò)t＝T1·T2時(shí)間后測(cè)得這兩種放射性元素的質(zhì)量相等，那么它們?cè)瓉?lái)的質(zhì)量之比mA：mB＝＿＿＿＿＿. 答案：見解析 【解析

17、】放射性元素的原子核在α衰變或β衰變生成新原子核時(shí)，新原子核往往有多余的能量，亦即新原子核處于激發(fā)態(tài)，這些能量再以γ光的形式放出，這就是γ衰變，γ衰變總是伴隨著α衰變或β衰變. 根據(jù)衰變公式： 有：又因?yàn)樗詍A：mB＝： 【名師指引】根據(jù)，有：， 得到：在理解衰變公式的基礎(chǔ)上，指數(shù)運(yùn)算出現(xiàn)錯(cuò)誤.加強(qiáng)數(shù)學(xué)運(yùn)算能力，別讓數(shù)學(xué)扯了物理的后腿. 【新題導(dǎo)練2】關(guān)于半衰期，以下說(shuō)法正確的是： A．同種放射性元素在化合物中的半衰期比單質(zhì)中長(zhǎng). B．升高溫度可以使半衰期縮短. C．氡的半衰期為3.8天，若有四個(gè)氡原子核，經(jīng)過(guò)7.6天就只剩下一個(gè). D．氡的半衰期為3.8天，4克氡原子核，

18、經(jīng)過(guò)7.6天就只剩下1克. 三．核電站、熱核反應(yīng)與恒星發(fā)光 熱核反應(yīng)：聚變必須在輕核間的距離十分接近，即達(dá)到10-15m時(shí)才能進(jìn)行.在極高溫度下，原子核可以獲得足夠的動(dòng)能克服庫(kù)侖斥力而發(fā)生聚變，這種聚變反應(yīng)叫做熱核反應(yīng).目前已實(shí)現(xiàn)的人工熱核反應(yīng)是氫彈的爆炸，恒星的內(nèi)部進(jìn)行著這種反應(yīng). 核電站：重核的裂變提供能量.反應(yīng)堆的構(gòu)造：核燃料、減速劑、鎘棒、防護(hù)層. 【真題】（2002年廣東高考）如下一系列核反應(yīng)是在恒星內(nèi)部發(fā)生的： 其中為質(zhì)子，為粒子，為正電子，為一種中微子.已知質(zhì)子的質(zhì)量為，粒子的質(zhì)量為，正電子的質(zhì)量為，中微子的質(zhì)量可忽略不計(jì)，真空中的光速，

19、試計(jì)算該系列核反應(yīng)完成后釋放的能量. 答案： 【解析】題中6個(gè)方程可等效為下面一個(gè)方程： 質(zhì)量虧損為 根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程可算出整個(gè)過(guò)程釋放的能量. 【名師指引】想辦法計(jì)算出這一系列核反應(yīng)的質(zhì)量虧損是解決本題的關(guān)鍵，將這6個(gè)核反應(yīng)方程等效為，才能正確算出質(zhì)量虧損.不能對(duì)這6個(gè)方程進(jìn)行等效，從而不能算出質(zhì)量虧損，是解決本題失敗的主要原因. 【新題導(dǎo)練3】（1）在其他能源中，核能具有能量密度大，地區(qū)適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)勢(shì).在核電站中，核反應(yīng)堆釋放的核能被轉(zhuǎn)化成電能.核反應(yīng)堆的工作原理是利用中子轟擊重核發(fā)生裂變反應(yīng)，釋放出大量的核能.以上的核反應(yīng)方程是反應(yīng)堆中發(fā)生的許多核反應(yīng)中的一種，n為中子，

20、X為待求粒子，為X的個(gè)數(shù)，則X為___________，=__________.以m1、m2、m3分別表示U、Ba、Kr核的質(zhì)量，m4、m5分別表示中子、質(zhì)子的質(zhì)量，c為光在真空中傳播的速度，則上述核反應(yīng)過(guò)程中放出的核能DE=___________ （2）有一座發(fā)電能力為P=1.00′106kw的核電站，核能轉(zhuǎn)化為電能的效率h=40%.假定反應(yīng)堆中發(fā)生的裂變反應(yīng)全是（1）中的核反應(yīng)，已知每次核反應(yīng)過(guò)程放出的核能DE=2.78′10-11J，核的質(zhì)量m1=390′10-27kg，求每年（1年=3.15′107s）消耗的的質(zhì)量為多少？ 四：熱核反應(yīng)與恒星壽命 恒星的能量來(lái)與其內(nèi)部的熱

21、核反應(yīng)，在恒星的內(nèi)部，核聚變反應(yīng)的種類有很多，最關(guān)鍵的是找到最后的等效核反應(yīng)，以便于計(jì)算質(zhì)量虧損. 恒星釋放的核能向宇宙的四面八方均勻輻射，在以恒星為球心的球面上，能量均勻分布.當(dāng)恒星內(nèi)部的聚變材料小于某個(gè)臨界值時(shí)，核反應(yīng)就會(huì)停止，恒星步入死亡期. 【真題】（2001年全國(guó)高考）太陽(yáng)現(xiàn)正處于主序星演化階段.它主要是由電子和、等原子核組成.維持太陽(yáng)輻射的是它內(nèi)部的核聚變反應(yīng)，核反應(yīng)方程是釋放的核能，這些核能最后轉(zhuǎn)化為輻射能.根據(jù)目前關(guān)于恒星演化的理論，若由于聚變反應(yīng)而使太陽(yáng)中的核數(shù)目從現(xiàn)有數(shù)減少10％，太陽(yáng)將離開主序星階段而轉(zhuǎn)入紅巨星的演化階段.為了簡(jiǎn)化，假定目前太陽(yáng)全部由電子和核組成.

22、（1）為了研究太陽(yáng)演化進(jìn)程，需知道目前太陽(yáng)的質(zhì)量M.已知地球半徑R＝6.4×106 m，地球質(zhì)量m＝6.0×1024 kg，日地中心的距離r＝1.5×1011 m，地球表面處的重力加速度g＝10m/s2 ，1年約為3.2×107秒，試估算目前太陽(yáng)的質(zhì)量M. （2）已知質(zhì)子質(zhì)量mp＝1.6726×1027 kg，質(zhì)量mα＝6.6458×1027 kg，電子質(zhì)量 me＝0.9×1030 kg，光速c＝3×108 m/s.求每發(fā)生一次題中所述的核聚變反應(yīng)所釋放的核能. （3）又知地球上與太陽(yáng)垂直的每平方米截面上，每秒通過(guò)的太陽(yáng)輻射能w＝1.35×103 W/m2.試估算太陽(yáng)繼續(xù)保持在主序星階段還

23、有多少年的壽命.（估算結(jié)果只要求一位有效數(shù)字.） 答案：（1）2×1030 kg （2）4.2×10-12 J （3）1百億年 【解析】（1）要估算太陽(yáng)的質(zhì)量M，研究繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的任一顆行星的公轉(zhuǎn)均可，現(xiàn)取地球?yàn)檠芯繉?duì)象.設(shè)T為地球繞日心運(yùn)動(dòng)的周期，則由萬(wàn)有引力定律和牛頓定律可知 地球表面處的重力加速度 得 以題給數(shù)值代入，得M＝2×1030 kg （2）根據(jù)質(zhì)量虧損和質(zhì)能公式，該核反應(yīng)每發(fā)生一次釋放的核能為 △E＝（4mp＋2me－mα）c2

24、 代入數(shù)值，得△E＝4.2×10-12 J （3）根據(jù)題給假設(shè)，在太陽(yáng)繼續(xù)保持在主序星階段的時(shí)間內(nèi)，發(fā)生題中所述的核聚變反應(yīng)的次數(shù)為 因此，太陽(yáng)總共輻射出的能量為E＝N·△E 設(shè)太陽(yáng)輻射是各向同性的，則每秒內(nèi)太陽(yáng)向外放出的輻射能為ε＝4πr2w 所以太陽(yáng)繼續(xù)保持在主星序的時(shí)間為 由以上各式解得 以題給數(shù)據(jù)代入，并以年為單位，可得t＝1×1010年＝1百億年 【名師指引】該題是信息題，關(guān)鍵是在大量的信息中選取有用的信息，而

25、不被其他信息所干擾.如第（1）小題，實(shí)際上是萬(wàn)有引力定律在天文學(xué)上的應(yīng)用，與原子核的知識(shí)無(wú)關(guān).第（3）題，需要構(gòu)建出太陽(yáng)各向同性地向周圍空間輻射核能（輻向能量流）的物理模型，是考查空間想象能力和建模能力的好題. 【新題導(dǎo)練4】用質(zhì)子轟擊鋰核（Li）生成兩個(gè)a粒子．已知質(zhì)子質(zhì)量Mp=1.0078，鋰核質(zhì)量為，質(zhì)子的初動(dòng)能是E1=0.6MeV．求： （1）寫出核反應(yīng)方程式； （2）核反應(yīng)前后發(fā)生的質(zhì)量虧損； （3）核反應(yīng)過(guò)程中釋放的能量△E； （4）核反應(yīng)釋放的能量全部用來(lái)增加兩個(gè)a粒子的動(dòng)能，則核反應(yīng)后兩個(gè)a粒子具有總能量是多少？ 五．核反應(yīng)方程 【真題】（200年高考廣東）鋁箔被

26、α粒子轟擊后發(fā)生了以下核反應(yīng)：.下列判斷正確的是 A．是質(zhì)子 B．是中子 C．X是的同位素 D．X是的同位素 答案：BD 【解析】根據(jù)和反映方程的質(zhì)量數(shù)守恒和核電荷數(shù)守恒，可知X是，D正確；是中子，B正確． 【名師指引】要熟記質(zhì)子、中子、α粒子的符號(hào)，書寫核反應(yīng)方程要注意兩個(gè)守恒． 【新題導(dǎo)練5】一個(gè)原子核在中子的轟擊下發(fā)生一種可能的裂變反應(yīng)，其裂變方程為 ，則下列說(shuō)法正確的是 A.X的原子核中含有86個(gè)中子 B.X的原子核中含有141個(gè)核子 C.因?yàn)榱炎冡尫拍芰?，出現(xiàn)質(zhì)量虧損，所以裂變后的總質(zhì)量數(shù)減少 D.是天然放射性元素，它的半衰期約為7億年，隨著

27、地球環(huán)境的不斷變化，半衰期可能變短也可能變長(zhǎng) ★三、搶分頻道 要求：每一講配一個(gè)限時(shí)基礎(chǔ)訓(xùn)練卷（活頁(yè)裝訂），全部為基礎(chǔ)題，題量一般為10個(gè)題，排成一頁(yè)；如果是各地的模擬題，也要注明題的出處，可以是廣東各地的，也可以是全國(guó)其他地方的．“基礎(chǔ)提升訓(xùn)練”一般4～6道題，“能力提高訓(xùn)練”一般3～4道題．總體難度在2020年版的基礎(chǔ)上要有所降低，突出基礎(chǔ)． 1．限時(shí)基礎(chǔ)訓(xùn)練卷（活頁(yè)裝訂） 2．基礎(chǔ)提升訓(xùn)練 3．能力提高訓(xùn)練 ◇限時(shí)基礎(chǔ)訓(xùn)練（20分鐘） 班級(jí) 姓名 成績(jī) 1．天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)揭示了 A

28、、原子不可再分 B、原子的核式結(jié)構(gòu) C、原子核是可分的 D、原子核由中子和質(zhì)子組成 2.某放射性元素的原子核發(fā)生兩次a衰變和六次衰變，關(guān)于它的原子核的變化，下列說(shuō)法中正確的是（ ） A、中子數(shù)減小8 B、質(zhì)子數(shù)減小2 C、質(zhì)子數(shù)增加2 D、核子數(shù)減小10 3.當(dāng)一個(gè)中子和一個(gè)質(zhì)子結(jié)合成氘核時(shí)，產(chǎn)生光子輻射，對(duì)這一實(shí)驗(yàn)事實(shí)，下列說(shuō)法正確的是 A、核子結(jié)合成原子核時(shí)，要放出一定的能量 B、原子核分裂成核時(shí)，要放出一定的能量 C、光子的質(zhì)量為零，氘核的質(zhì)量等于中子與質(zhì)子的質(zhì)量之和 D、光子具有一定的能量，氘核的質(zhì)量小于中子與質(zhì)子的質(zhì)量之

29、和 4.新發(fā)現(xiàn)的一種放射性元素X，它的氧化物X2O的半衰期為8天，X2O與F能發(fā)生如下反應(yīng)：2X2O+2F2===4XF+O2，XF的半衰期為 A、2天 B、4天 C、8天 D、16天 5.最近幾年，原子核科學(xué)家在超重元素島的探測(cè)方面取得重大進(jìn)展，1996年科學(xué)家們?cè)谘芯磕硟蓚€(gè)重離子結(jié)合成超重元素的反應(yīng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)生成的超重元素的核經(jīng)過(guò)6次a衰變后的產(chǎn)物是．由此，可以判定生成的超重元素的原子序數(shù)和質(zhì)量數(shù)分別是 A、124、259 B、124、256 C、112、265 D、112、277 6. 如圖所示，R為放射源，虛線范圍內(nèi)有垂直于紙面的磁

30、聲B，LL’為厚紙板，MN為熒光屏，今在屏上P點(diǎn)處發(fā)現(xiàn)亮斑，則到達(dá)P點(diǎn)處的放射性物質(zhì)微粒和虛線范圍內(nèi)B的方向分別為 題6 A、a粒子，B垂直于紙面向外 B、a粒子，B垂直于紙面向內(nèi) C、粒子，B垂直于紙面向外 D、粒子，B垂直于紙面向內(nèi) 7.兩種放射性元素的原子和，其半衰期分別為T和．若經(jīng)過(guò)2T后兩種元素的核的質(zhì)量相等，則開始時(shí)兩種核的個(gè)數(shù)之比為________________；若經(jīng)過(guò)2T后兩種核的個(gè)數(shù)相等，則開始時(shí)兩種核的質(zhì)量之比為_________________． 8. 設(shè)氫原子的基態(tài)能量為E1。某激發(fā)態(tài)的能量為E，則當(dāng)氫原子從這一激發(fā)態(tài)躍遷到基

31、態(tài)時(shí)，所________________-（填“輻射”或“吸收”）的光子在真空中的波長(zhǎng)為________。 9. 靜止的氮核被速度是v0的中子擊中生成甲、乙兩核。已知甲、乙兩核的速度方向同碰撞前中子的速度方向一致，甲、乙兩核動(dòng)量之比為1：1，動(dòng)能之比為1：4，它們沿垂直磁場(chǎng)方向進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)做圓周運(yùn)動(dòng)，其半徑之比為1：6。問(wèn)：甲、乙各是什么核？速度各是多大？寫出該反應(yīng)方程。 10. 物理學(xué)家們普遍相信太陽(yáng)發(fā)光是由于其內(nèi)部不斷發(fā)生從氫核到氦核的核聚變反應(yīng).根據(jù)這一理論，在太陽(yáng)內(nèi)部４個(gè)氫核()轉(zhuǎn)化成一個(gè)氦核()和兩個(gè)正電子()并放出能量.已知質(zhì)子質(zhì)量mP＝1.0073u，α粒子的質(zhì)量mα＝4.0

32、015u，電子的質(zhì)量me＝0.0005u． 1u的質(zhì)量對(duì)應(yīng)931.5MeV的能量。 （1）寫出該熱核反應(yīng)方程 （2）一次這樣的熱核反應(yīng)過(guò)程中釋放出多少兆電子伏的能量?（結(jié)果保留四位有效數(shù)字） ◇基礎(chǔ)提升訓(xùn)練 1．有下列4個(gè)核反應(yīng)方程： ①Na→Mg+e ②U+n→Ba+Kr+3n ③F+He→Ne+H ④He+H→He+H 上述核反應(yīng)依次屬于： A．衰變、人工轉(zhuǎn)變、人工轉(zhuǎn)變、聚變 B．裂變、裂變、聚變、聚變 C．衰變、衰變、聚變、聚變 D．衰變、裂變、人工轉(zhuǎn)變、聚變 2．2020年北京奧運(yùn)會(huì)場(chǎng)館周圍8

33、0％～90％的路燈將利用太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)，奧運(yùn)會(huì)90％的洗浴熱水將采用全玻真空太陽(yáng)能集熱技術(shù).太陽(yáng)能的產(chǎn)生是由于太陽(yáng)內(nèi)部所發(fā)生的一系列核反應(yīng)形成的，其主要的核反應(yīng)過(guò)程可表示為： A． B． C． D． 3.關(guān)于半衰期，以下說(shuō)法正確的是： A．同種放射性元素在化合物中的半衰期比單質(zhì)中長(zhǎng). B．升高溫度可以使半衰期縮短. C．氡的半衰期為3.8天，若有四個(gè)氡原子核，經(jīng)過(guò)7.6天就只剩下一個(gè). D．氡的半衰期為3.8天，4克氡原子核，經(jīng)過(guò)7.6天就只剩下1克. 4. 已知兩個(gè)中子和兩個(gè)質(zhì)子結(jié)合成一個(gè)α粒子時(shí)

34、，可放出28.30MeV的能量；三個(gè)α粒子結(jié)合成一個(gè)碳核時(shí)，可放出7.26MeV的能量.由此可知6個(gè)中子和6個(gè)質(zhì)子結(jié)合成一個(gè)碳核時(shí)，可釋放的能量為多少？ 5一速度為v的高速α粒子（）與同方向運(yùn)動(dòng)的氖核（）發(fā)生彈性正碰，碰后α粒子恰好靜止。求碰撞前后氖核的速度（不計(jì)相對(duì)論修正）。 ◇能力提升訓(xùn)練 1．下列說(shuō)法正確的是： A．γ射線是原子核衰變過(guò)程中受激發(fā)的電子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出的 B．核反應(yīng)中的質(zhì)量虧損現(xiàn)象違背了能量守恒定律 C．治療腦腫瘤的“γ”刀是利用了γ射線電離本領(lǐng)大的特性 D．太陽(yáng)釋放的能量來(lái)自于其內(nèi)部的熱核反應(yīng) 2．現(xiàn)在太陽(yáng)向外輻射的能量是由于太陽(yáng)內(nèi)部氫

35、核聚變產(chǎn)生的，大約在40億年以后太陽(yáng)內(nèi)部將會(huì)啟動(dòng)另一種核反應(yīng)，其核反應(yīng)方程為：，到那時(shí)太陽(yáng)向外輻射的能量是由上述兩種核反應(yīng)共同產(chǎn)生的．已知 的質(zhì)量為m1，的質(zhì)量為m2，則下列判斷正確的是： A．3m1>m2 B．3m1

36、線自動(dòng)控制鋁板厚度生產(chǎn)的裝置，放射源能放射出α、β、γ 三種射線.根據(jù)設(shè)計(jì)要求，該生產(chǎn)線壓制的是3mm厚的鋁板.那么，在三種射線中哪種射線對(duì)控制厚度起主要作用： A．α射線 B．β射線 C．γ射線 D．α、β、γ射線都行 5．下列核反應(yīng)中屬于核聚變的是： A． B． C．＋→＋＋ D． 6．關(guān)于天然放射現(xiàn)象，以下敘述正確的是 A．若使放射性物質(zhì)的溫度升高，其半衰期將減小 B．β衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子時(shí)所產(chǎn)生的 C．在α、β、

37、γ這三種射線中，γ射線的穿透能力最強(qiáng)，α射線的電離能力最強(qiáng) D．鈾核()衰變?yōu)殂U核()的過(guò)程中，要經(jīng)過(guò)8次α衰變和10次β衰變 7．由原子核的衰變規(guī)律可知 A.放射性元素一次衰變可同時(shí)產(chǎn)生α射線和β射線 B.放射性元素發(fā)生β衰變，產(chǎn)生的新核的化學(xué)性質(zhì)不變 C.放射性元素衰變的快慢跟它所處的物理、化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān) D.放射性元素發(fā)生正電子衰變時(shí)，產(chǎn)生的新核質(zhì)量數(shù)不變，核電荷數(shù)減少l 8．據(jù)調(diào)查每年有280萬(wàn)人直接或者間接死于裝修污染，裝修污染已經(jīng)被列為“危害群眾最大的五種環(huán)境污染”之一.目前，在居室裝修中經(jīng)常用到的花崗巖、大理石等裝修材料，都不同程度地含有放射性元素，比如，含有鈾、釷的

38、花崗巖等巖石會(huì)釋放出放射性氣體氡，而氡會(huì)發(fā)生放射性衰變，放出α、β、γ射線，這些射線會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞發(fā)生癌變及呼吸道等方面的疾病，根據(jù)有關(guān)放射性知識(shí)可知，下列說(shuō)法正確的是（ ） A．氡的半衷期為3.8天，若取4個(gè)氡核，經(jīng)過(guò)7.6天就只剩下一個(gè)氡原子核了 B．β衰變所釋放的電子是原子核中的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子和電子所產(chǎn)生的 C．γ射線一般伴隨著α或β射線產(chǎn)生，在這三種射線中，γ射線的穿透能力最強(qiáng)，電離能力也最強(qiáng) D．發(fā)生α衰變時(shí)，生成核與原來(lái)的原子核相比，中子數(shù)減少了4 9.在下列四個(gè)核反應(yīng)中，X表示了質(zhì)子的是哪些 A． B．； C．； D． 10．放射性同位素614C被考古學(xué)

39、家稱為“碳鐘”，它可以用來(lái)斷定古生物體死亡至今的年代.此項(xiàng)研究成果獲得1960年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng). （1）宇宙射線中高能量中子碰撞空氣中的氮原子后，就會(huì)形成614C，寫出它的核反應(yīng)方程式. （2）614C很不穩(wěn)定，容易發(fā)生衰變，其半衰期為5730年，寫出它發(fā)生衰變的方程. （3）614C的生成和衰變通常是平衡的，即空氣中生物活體的614C含量是不變的.當(dāng)機(jī)體死亡后，機(jī)體內(nèi)的614C含量將會(huì)不斷減少.若測(cè)得一具古生物遺骸中614C含量只有活體中的12.5％，則這具遺骸死亡至今應(yīng)有多少年？ 第十二章 原子物理參考答案 第1講 原子的結(jié)構(gòu) 能級(jí) ★一、考情直播 考點(diǎn)參考答案： 考點(diǎn)

40、一：1.電子 2. 絕大多數(shù)α粒子；少數(shù)α粒子；被金箔反彈3. 核；全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量；負(fù)電的電子4. 10-14m 考點(diǎn)二：1. 1）不連續(xù)的能量；定態(tài)2）. 不同能量狀態(tài)；軌道；3）輻射或吸收 ★二、高考熱點(diǎn)探究 新題導(dǎo)練1：盧瑟福通過(guò)α粒子實(shí)驗(yàn)提出了原子的核式結(jié)構(gòu)理論，離核越近的α粒子偏轉(zhuǎn)角度越大，正對(duì)著原子核的射來(lái)的α粒子被原子核反彈，所以正確的軌跡圖如圖所示. 對(duì)于c，最好是畫出反彈的徑跡與原來(lái)的徑跡分離開，這樣可以看出α粒子被金原子核反彈；另外對(duì)于b，其散射角一定要大于a，否則是錯(cuò)誤的. 新題導(dǎo)練2. ，必有，即由能級(jí)Ａ躍遷到能級(jí)Ｃ時(shí)發(fā)出的光子能量大，光子的頻率大，

41、如圖7所示，顯然，由能級(jí)Ｂ躍遷到能級(jí)Ｃ時(shí)氫原子應(yīng)該輻射一個(gè)光子，滿足： …… …… …… 由-得：…… 由解得： 新題導(dǎo)練3：B 限時(shí)基礎(chǔ)參考答案 1.答案：B 【解析】在氫原子中，量子數(shù)n越大，則電子離原子核越遠(yuǎn)，其軌道半徑越大，A錯(cuò)；依據(jù)庫(kù)侖力提供電子繞核運(yùn)動(dòng)的向心力，得到，可見，軌道半徑越大，其動(dòng)能越小，速度越小，B錯(cuò)；根據(jù)，n越大，能量越大，C錯(cuò)；電子在遠(yuǎn)離核的過(guò)程中，庫(kù)侖力做負(fù)功，電勢(shì)能增加，量子數(shù)n越大，電子離原子核越遠(yuǎn)，電勢(shì)能越大，D正確. 2. 答案：D 【解析】盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)內(nèi)容為：原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里，電子在核外繞原

42、子核旋轉(zhuǎn)，原子中絕大部分是空的，原子核的半徑大約是10-15米，所以正確答案為D 3.答案：C 【解析】盧瑟福是根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果提出原子的核式結(jié)構(gòu)的，答案為C 4.答案：輻射 【解析】所以 5.答案：ABC 【解析】熟記波爾三條假設(shè)的內(nèi)容，可知ABC正確 6. 答案：D 【解析】原子中的電子由離原子核較遠(yuǎn)的軌道躍遷到離核較近的軌道上時(shí)，庫(kù)侖力增大，且?guī)靵隽ψ稣Γ赜泻送怆娮邮芰ψ兇?，原子能量變小，?dòng)能變大，勢(shì)能變小，D正確 7. 答案：D 【解析】一群氫原子向低能級(jí)輻射可能發(fā)射譜線為n(n-1)/2=6，D正確 8. 答案：ACD 【解析】10.2eV剛好是

43、n=1、n=2的能極差，而11eV不是，由玻爾政府知A正確。基太氫原子也能吸收14eV的光子而電離，電離后自由電子動(dòng)能為0.4eV。它也可吸收動(dòng)能為11eV的電子的部分能量(10.2eV)，剩余0.8eV仍為原來(lái)電子所有。所以應(yīng)選ACD。 9.【答案】A 【解析】只有A是核聚變方程；B是核的人工轉(zhuǎn)變；C是核裂變；D是衰變 10.【答案】AB 【解析】略 ◇基礎(chǔ)提升訓(xùn)練參考答案 1. 【答案】D（當(dāng)光子的能量等于任意兩個(gè)能級(jí)之間的能量差時(shí)，才能躍遷，題中所給的能量10.5ev不等于任意兩能級(jí)之差，所以不能躍遷） 2. 【答案】B 【解析】只有b是可見光，三個(gè)光子的能量顯然滿足

44、，正確答案應(yīng)為B 3.【答案】AC 【解析】只有n=1至n=3的能級(jí)差在光子的能量范圍內(nèi)，選A；吸收光子的能量后躍遷到n=3能級(jí)，可以產(chǎn)生3種光子，選C 4.【答案】BC 【解析】原子的量子數(shù)越大，總能量越大，A錯(cuò)、應(yīng)選B；C是波爾假設(shè)中的一條，正確 5. 【答案】6 【解析】屬于巴爾末系的是從各能級(jí)躍遷到n=2，形成的，有兩條屬于巴爾末系，顯然是從n=3到n=2和n=4到n=2形成的，當(dāng)氫原子從n=4向低能級(jí)躍遷時(shí)可以形成的光子數(shù)為4×3/2=6種 ◇能力提升訓(xùn)練參考答案 1. 【答案】A由于電子與a粒子質(zhì)量的懸殊，所以可判斷：使a粒子偏轉(zhuǎn)的不可能是帶負(fù)電的電子；又由

45、于只有極少數(shù)a粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，所以又可判斷：原子的正電荷和絕大部分質(zhì)量集中在一個(gè)很小的范圍內(nèi)．故選A． 2. 10.2eV剛好是n=1、n=2的能極差，而11eV不是，由玻爾政府知A正確．基太氫原子也能吸收14eV的光子而電離，電離后自由電子動(dòng)能為0.4eV．它也可吸收動(dòng)能為11eV的電子的部分能量(10.2eV)，剩余0.8eV仍為原來(lái)電子所有．所以應(yīng)選ACD． 3. 根據(jù)玻爾原子理論知：氫原子核外電子從高能態(tài)躍遷到低能態(tài)時(shí)，應(yīng)輻射出光子，而能級(jí)差即為光子能量 E0=E-E1 另外，光子能量E0與光波長(zhǎng)間的關(guān)系為 ． 其中h為普朗克常

46、量，c為真空中光速，由此可解得 此例答案：輻射， 4.C 【解析】略 5.D 【解析】由外層躍遷到內(nèi)層，庫(kù)侖力做正功，電勢(shì)能減小，動(dòng)能增加，量子數(shù)減小，總能量減小 6.AC 【解析】略 7.CD 【解析】處于基態(tài)的氫原子吸收了某種單色光光子后躍遷到最高能級(jí)放出的光子能量等于三個(gè)光子中能量最大的那個(gè)，顯然CD正確 8.ACD 【解析】由氫原子能級(jí)結(jié)構(gòu)可算出，10.2ev剛好為氫原子n=1和n=2的兩能級(jí)之差，而11ev則不是氫原子基態(tài)和任一激發(fā)態(tài)的能量之差，因而氫原子只能吸收前者，不能吸收后者。對(duì)于14ev的光子，其能量大于氫原子的電離能（13.6ev）

47、，足以使氫原子電離，使電子脫離核的束縛而成為自由電子，因而不受氫原子能級(jí)間躍遷條件的限制。用電子去碰撞原子時(shí)，入射電子的動(dòng)能可以部分或全部被氫原子吸收，所以只要入射電子動(dòng)能大于或等于基態(tài)和某個(gè)激發(fā)態(tài)能量之差，也可以使氫原子激發(fā)。 9.【答案】9：4，， 【解析】： 庫(kù)侖力提供向心力，式中 得到：，顯然比值為9:4 得到：，顯然比值為 得到：，顯然比值為 10.【答案】（1） （2） （3） 【解析】： 庫(kù)侖力提供向心力, 得到： 電場(chǎng)強(qiáng)度： 第2講 天然放射現(xiàn)象 衰變 核能 ★一、考情直播 考點(diǎn)一：參考答案 1.貝克勒

48、耳 具有復(fù)雜結(jié)構(gòu) 2. 名稱 產(chǎn)生 本質(zhì) 電離作用 穿透能力 α射線 α衰變中放出 原子核中的兩個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子結(jié)合在一起放出 氦的原子核 最強(qiáng) 最弱 β射線 β衰變中放出 原子核內(nèi)的一個(gè)中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子和電子，質(zhì)子留在核內(nèi)，電子放出 電子 較弱 較弱 γ射線 伴隨α衰變或β衰變產(chǎn)生是原子核進(jìn)行α衰變、β衰變后，原子核有多余的能量，以光子的形式放出 光子 最弱 最強(qiáng) 3. 三種射線在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn) 三種射線在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn) α α β β γ γ 4. 原子核內(nèi)部 考點(diǎn)二： 1. 放射性元素的原子核有半數(shù)

49、發(fā)生衰變需要的時(shí)間 2. 物理或化學(xué)狀態(tài) 或 3. 考點(diǎn)三： 1. 核電荷數(shù)減少2，質(zhì)量數(shù)減少4 2. 核電荷數(shù)增加1，質(zhì)量數(shù)不變 3. 核電荷數(shù)減少1，質(zhì)量數(shù)不變 考點(diǎn)四： 1. 質(zhì)子 2. 中子 3.放射性P的同位素. 4. 利用它的射線；做示蹤原子 考點(diǎn)五：核力與核能 1．核子（質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為核子） 吸收或放出的能量 2. 或 3. 組成原子核的核子的總質(zhì)量與原子核的質(zhì)量之差 4. 核子間存在著強(qiáng)大的核力，核子結(jié)合成原子核時(shí)放出的能量或原子核分解為核子時(shí)吸收的能量 ★二、高考熱點(diǎn)探究 新題導(dǎo)

50、練1：根據(jù)動(dòng)量守恒知：mαvα=mThvTh α衰變?cè)诖艌?chǎng)中的徑跡 β衰變?cè)诖艌?chǎng)中的徑跡 Rα/RTh=45:1 Rβ/RPa=91:1 α β Th Pa 由得： 思考：在磁場(chǎng)中α、β衰變形成的徑跡的比較 請(qǐng)同學(xué)們自行驗(yàn)證一個(gè)靜止的在磁場(chǎng)中發(fā)生β衰變時(shí)，其半徑之比為91:1 新題導(dǎo)練2：D(解析)考慮到放射性元素衰變的快慢是跟原子所處的物理狀態(tài)或化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān)，又考慮到半衰期是一種統(tǒng)計(jì)規(guī)律，即給定的四個(gè)氡核是否馬上衰變會(huì)受到各種偶然因素的支配.因此，正確答案只有D. 新題導(dǎo)練3：(1)依據(jù)核電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可判

51、斷為中子，且 根據(jù)愛因斯坦的質(zhì)能方程，即= （2）依據(jù)已知，，，，，，則，，則核反應(yīng)次數(shù)為，則每年消耗的的質(zhì)量，即 新題導(dǎo)練4：（1） （2） （3） （4） 新題導(dǎo)練5：A（X原子核的質(zhì)子數(shù)86，中子數(shù)為140，可知A正確，B錯(cuò)；總質(zhì)量數(shù)守恒，半衰期與所處的物理化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān)，CD錯(cuò)） 限時(shí)基礎(chǔ)參考答案 1.C 【解析】天然放射現(xiàn)象的三種粒子均來(lái)自于原子核，說(shuō)明原子核具有精細(xì)結(jié)構(gòu)，選C 2.C 【解析】經(jīng)過(guò)兩次a衰變，中子數(shù)減少4，質(zhì)子數(shù)減少4；在經(jīng)過(guò)六次衰變，中子數(shù)又減少6，質(zhì)子數(shù)增加6，所以質(zhì)子數(shù)一共增加2.中子數(shù)一共減少10 3.A

52、D 【解析】這是釋放核能的方程，A正確；放能方程存在質(zhì)量虧損，D正確； 4. 【答案】C 【解析】半衰期與所處的物理狀態(tài)、化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān) 5. 【答案】D 【解析】根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可以確定D正確 6.D（由于a粒子貫穿本領(lǐng)很弱，只能穿透幾厘米空氣，因此穿透厚紙板到達(dá)屏上P點(diǎn)處不可能是a粒子；由于粒子不帶電，穿過(guò)B區(qū)域不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，因此到達(dá)P點(diǎn)處的也不可能是粒子；由此可知，到達(dá)P點(diǎn)處的必然是粒子．又由于粒子帶的是負(fù)電，因此用左手定則便可判斷B的方向應(yīng)該是垂直于紙面向內(nèi)．所以應(yīng)選D．） 7. 若開始時(shí)兩種核的個(gè)數(shù)分別為N1和N2，則經(jīng)時(shí)間2T后剩下的核的個(gè)數(shù)就分別為和，而此時(shí)兩種

53、核的質(zhì)量相等，于是有 由此可得 N1:N2=b:4a． 若開始時(shí)兩種核的質(zhì)量分別為m1和m2，則經(jīng)時(shí)間2T后剩下的核的質(zhì)量就分別為和，而此時(shí)兩種核的個(gè)數(shù)相等，于是有 由此可得 ． 8. 【答案】輻射， 【解析】根據(jù)玻爾原子理論知：氫原子核外電子從高能態(tài)躍遷到低能態(tài)時(shí)，應(yīng)輻射出光子，而能級(jí)差即為光子能量 E0=E-E1 另外，光子能量E0與光波長(zhǎng)間的關(guān)系為 。 其中h為普朗克常量，c為真空中光速，由此可解得 9. 【答案】 見解析 【解析】設(shè)甲、乙兩核質(zhì)量分別為m甲，m乙，電量分別

54、為q甲，q乙。 由動(dòng)量與動(dòng)能關(guān)系和可得 ：=：=4：1。 又由可得 ：=：=6：1 因?yàn)?=15m0，+=7e，所以 =12m0，=3m0，=6e，=e。 即甲為，乙為。 由動(dòng)量守恒定律，可得 m0v0=+=2=24 m0 進(jìn)而求得甲的速度，乙的速度。 核反應(yīng)方程為 。 10. 【答案】見解析 【解析】（1）4→+2 （2）Δm＝4mP－mα－2me

55、=4×1.0073u－4.0015u－2×0.0005u =0.0267 u Δ＝0.0267 u×931.5MeV/u Δ＝24.87 MeV 基礎(chǔ)提升參考答案： 1.D 【解析】①衰變，②裂變，③是轉(zhuǎn)變，④聚變，所以D正確 2.A 【解析】只有A是聚變方程 3.D 【解析】半衰期與所處的物理狀態(tài)和化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān)，半衰期是一個(gè)統(tǒng)計(jì)概念，只有大量的原子核才成立。 4.

56、 【答案】見解析 【解析】可以先寫出相應(yīng)的核反應(yīng)方程： 比較這些方程，將第一個(gè)方程改為 將第二個(gè)方程代入得 所以 5.【答案】見解析 【解析】設(shè)a粒子與氖核的質(zhì)量分別為ma與mNe，氖核在碰撞前后的速度分別為vNe與。由動(dòng)量守恒與機(jī)械能守恒定律，有 　　　　　　　　 ① 　　　 ?、? 　解得 　　　 　　　　　　　?、? 　　　　　　　?、? 已知 　　　　 　　　　　　　　　　?、? 將⑤式代入③④式得 　　　　　　　　　　　　　　?、? 　　　　　　　　　　　⑦ 能力提升參考答案 1. D【解析】γ射線是原子核處于激發(fā)態(tài)時(shí)發(fā)出的，與電子無(wú)關(guān)

57、，A錯(cuò)；核反應(yīng)中的質(zhì)量虧 損與釋放的核能相對(duì)應(yīng)，其質(zhì)量和能量在各自的范圍內(nèi)還是守恒的，B錯(cuò)；治療腦腫瘤的“γ” 刀是利用了γ射線貫穿本領(lǐng)強(qiáng)的特性，C錯(cuò)；一切恒星發(fā)光，其能量均來(lái)自于熱核反應(yīng)，D 正確. 2. A【解析】太陽(yáng)內(nèi)部的熱核反應(yīng)是核聚變，存在質(zhì)量虧損，，A正確. 3. AD【解析】β衰變的本質(zhì)是原子核內(nèi)的一個(gè)中子轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子，質(zhì)子留在核內(nèi)，電子放出，因而核比核少一個(gè)中子，多一個(gè)質(zhì)子，A正確，B錯(cuò)；核的衰變是釋放核能的，存在質(zhì)量虧損，亦即一個(gè)核的質(zhì)量比一個(gè)核與一個(gè)β粒子的質(zhì)量之和大，D正確，C錯(cuò). 4. C 【解析】能夠穿透3mm金屬鋁板的射線只有γ射線，C正確.

58、 5. A【解析】A屬于核聚變，B屬于核衰變，C是核裂變，D是核的人工轉(zhuǎn)變，只有A正確. 6. BC【解析】半衰期與放射性物質(zhì)所處的物理、化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān)，A錯(cuò)；β衰變的本質(zhì)是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子和電子，電子放出，質(zhì)子留在核內(nèi)，B正確；顯然，C是正確的；衰變?yōu)?，要?jīng)過(guò)（238-206）/4=8次α衰變和2×8+82-92=6次β衰變，D錯(cuò). 7. CD 【解析】放射性元素一次衰變只能產(chǎn)生α射線或β射線中的一種，A錯(cuò)；放射性元素發(fā)生β衰變，變成核電荷數(shù)增加1的中性原子，化學(xué)性質(zhì)一定改變，B錯(cuò)；C、D顯然是正確的. 8. B【解析】半衰期是一個(gè)統(tǒng)計(jì)學(xué)上的概念，只有對(duì)大量的原子核才成立，對(duì)幾個(gè)核，半衰期是沒(méi)有物理意義的，A錯(cuò)；B正確；C中，γ射線電離能力最弱，C錯(cuò)；α衰變時(shí)，生成核與原來(lái)的原子核相比，中子數(shù)減少了2，D錯(cuò). 9. A 【解析】略 10. 【解析】 （1）714N＋01n → 614C＋11H （2）614C → 714N＋-10e （3）17190年 生物體活著時(shí)因新陳代謝不斷進(jìn)行，14C含量不變，生物體死亡后，14C要按一定的半衰期衰變，而含量減少；測(cè)定含量的方法，通常用放射計(jì)數(shù)器記錄每分鐘射出電子的個(gè)數(shù)，兩種樣品的這個(gè)數(shù)量之比往往就是14C的含量比. 所以所以