天然放射现象 衰变 核能

1、第2讲 天然放射现象 衰变 核能天然放射现象 衰变 核能1天然放射现象元素自发地放出射线的现象叫做天然放射现象，首先由贝克勒耳发现，天然放射现象的发现，说明原子核还有内部结构具有放射性的元素叫放射性元素2衰变不稳定的原子核自发放出粒子或粒子后，转变为新核的变化称为原子核的衰变射线是伴随着衰变或衰变产生的，也叫辐射天然放射现象就是原子核的衰变现象三种射线的性质种类射线射线射线组成高速氦核流高速电子流光子流(高频电磁波)带电量2e-e0质量4（1.67×kg）静止质量为零在电磁场中偏转与射线反向偏转不偏转穿透本领最弱较强最强对空气的电离作用很强较弱很弱在空气中的径迹粗、短、直细、较长、

2、曲折最长通过胶片感光感光感光半衰期：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间半衰期由核内部本身的因素决定，跟原子所处的物理或化学状态无关。半衰期是大量原子核衰变时的统计规律，个别原子核经多长时间衰变无法预测。衰变规律衰变规律衰变(新核的核电荷数少2，质量数少4)衰变(核电荷数加l，质量数不变，中子变质子)半衰期T一半原子核发生衰变需要的时间3原子核的人工转变原子核的人工转变是用高速运动的粒子轰击原子核，产生另一种新核的方法质子的发现 卢瑟福发现质子的实验：用粒子轰击氮原子核. 核反应方程： 质子的成因： 即粒子进入氮核，形成复核，复核不稳定，衰变时放出质子中子的发现卢瑟福预见中子的存在，后英

3、国物理学家查德威克发现了中子核反应方程式 中子是一种不带电，穿透力很强的粒子，其质量与质子质量差不多4原子核的组成原子核是由质子和中子组成，质子和中子统称核子注意：原子核是由质子和中子组成的，质子和中子可以相互转化，如，原子序数=核电荷数=原子核外电子数；中子数=质量数一质子数。5人工放射性同位素的发现1934年，居里夫妇用粒子轰击铝箔时，发现了放射性同位素和正电子，核反应方程式为，放射性同位素：具有放射性的同位素叫放射性同位素，如上式中的就是磷的一种同位素，具有放射性.正电子：质量与电子相同带一个单位正电荷的粒子，其产生的实质是质子衰变成中子时产生的，方程为放射性同位素的应用：利用它的射线；

4、作为示踪原子6核能核能核子结合成原子核需要放出能量，这叫原子的结合能，称为核能质量亏损：组成原子核的核子的质量与原子核的质量之差(或者参加核反应的原子核总质量与生成新原子核的总质量之差)叫质量亏损爱因斯坦质能方程凡具有质量的物体都具有能量，物体的质量和能量间的关系为：若原子核质量亏损m对应释放的能量为说明：质量亏损并不是质量损失(消失)也不是与质量守恒定律相矛盾，而是亏损的质量以能量的形式辐射出去了。在核能的计算中c的单位取国际单位制，此时若m的单位为kg，能量的单位为J，当m的单位为u（原子质量单位）时，记住1u相当于931.5 MeV的能量关系，然后据此进行计算。7重核的裂变与轻核的聚变重

5、核的裂变裂变：重核分裂成两个质量较小的原子核的核反应叫裂变链式反应：裂变要在一定的条件下才能进行，比如铀235核受到中子轰击时会发生裂变，而裂变时又要放出一些中子，这些中子又可引起其它的轴235核裂变，而使裂变反应不断进行下去，这种反应叫做链式反应核反应堆：使原子核裂变的链式反应能够有控制地持续进行的装置，是核电站应用核能发电的核心设施轻核的聚变聚变：轻核结合成质量较大的原子核的核反应称为聚变热核反应：聚变必须在轻核间的距离十分接近，即达到10-15m时才能进行在极高温度下，原子核可以获得足够的动能克服库仑斥力而发生聚变，这种聚变反应叫做热核反应目前已实现的人工热核反应是氢弹的爆炸考点一：天然

6、放射现象及三种放射线的比较1、 天然放射现象的发现1896年， 在铀矿石中发现未知的射线，把这些射线称为射线、射线、射线，这就是天然放射现象的发现.天然放射现象的发现，说明原子核 .3、三种射线在匀强电场和匀强磁场中的偏转（在射线旁写明射线的种类） 三种射线在电场中偏转 图7 三种射线在磁场中偏转特别提醒三种射线均来自原子核内部，说明原子核具有复杂结构射线是氦的原子核，射线是电子流，射线是光子4.天然放射现象的发现说明原子核具有复杂结构天然放射现象中的三种射线均来自于 ，这就充分说明了原子核具有复杂结构.图8例题1 如图8所示，x为一未知放射源，P为薄铝箔，当x放射源稳定时，计数器的计数率（单

7、位时间内接受射线的次数）稳定.现在将磁场移开，发现计数器的计数率没有什么变化，然后抽走P，则计数器的计数率大幅上升，说明x为A纯粒子放射源 B. 纯粒子放射源C粒子和粒子的混合放射源 D. 粒子和粒子的混合放射源答案：D解析：薄铝箔完全可以阻挡粒子，所以能进入计数器的一定没有粒子；粒子和粒子都可以穿透薄铝箔，但由于粒子是电子，在磁场的作用下会发生偏转，将磁场移开，发现计数器的计数率没有什么变化，说明一定没有粒子；抽走P，则计数器的计数率大幅上升，说明一定有其它的粒子进入了计数器，而这种粒子一定不是粒子，只能是粒子，所以D正确【规律总结】粒子穿透本领最弱，粒子穿透本领最强粒子、粒子在磁场中会受到

8、洛伦兹力作用而发生偏转，粒子是光子，无论在电场中还是在磁场中，都不会发生偏转考点二：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内部因素决定，与原子核所处的 无关.3.衰变公式为 特别提醒：半衰期与原子核多少无关，半衰期是一个统计性的概念，只有对大量的原子核才成立，对少量的或是几个原子核谈半衰期无意义. 【例题2】若元素的半衰期为天，元素的半衰期为天，则相同质量的和，经过天后，剩下两元素的质量之比m:m为.30：31 .31：20 .： .：答案：C【解析】根据半衰期公式，易得A经历5个半衰期，B经历4个半衰期，所以剩余质量之比为1:2，C正确【规律总结】放射性元素的半衰期计算

9、公式为或考点三：、衰变规律1. 衰变规律衰变方程：衰变规律： 2. 衰变规律衰变方程：衰变规律： 3.正电子衰变规律正电子衰变方程：正电子衰变规律：特别提醒： 书写核反应方程要注意质量数守恒和核电荷数守恒；衰变方程的特点是反应前只有一个核，是释放核能的核反应例题3 下面对某原子核衰变的描述，哪个是不对的？.放出一个粒子后，原子核的中子数减，原子序数少.放出一个粒子后，原子核的质量数少，核电荷数少.放出一个粒子后，原子核的质量数不变，核电荷数加.经过次衰变和次衰变后变成答案：BCD【解析】衰变衰变规律为核电荷数增加1，质量数不变，A错C正确；衰变规律：核电荷数减少2，质量数减少4，B正确；经过次

10、衰变和次衰变后，质量数减少20，核电荷数先减少10在增加4，一共增加6，变为，D正确【规律总结】发生衰变无中子损失，每发生一次衰变将有一个中子转化为一个质子，这一点是解决选项D的关键.考点四：原子核的人工转变与核反应方程1. 质子的发现卢瑟福用粒子轰击7号元素，发现了 .核反应方程为：2.中子的发现查德威克用粒子轰击4号元素，发现了 核反应方程为：3.放射性同位素的人工合成伊丽芙·居里和约里奥·居里用粒子轰击13号元素，人工合成了 核反应方程为：4.放辐射性同位素的应用 特别提醒： 无论是质子的发现还是中子的发现，这一类方程都属于核的人工转变，是吸收能量的在核反应中质量数和

11、电荷数都守恒【例题4】用中子（）轰击铝27()，产生钠24（）和X，钠24具有放射性它衰变后变成镁24（）和Y.则X和Y分别是A粒子和电子 B粒子和正电子C电子和粒子 D质子和正电答案：A【解析】写出核反应方程：和，显然X是粒子，Y是电子.A正确.【规律总结】熟练的写出核反应方程是关键，当然也要记忆一些常见的粒子的名称和书写，在核反应中质量数和电荷数都守恒.【例题5】在下列四个核反应中，X表示了质子的是哪些AB；C；D答案：A【解析】根据核反应中质量数和电荷数都守恒，A中是质子；B、C、D中均为中子.【规律总结】核反应中质量数和电荷数都守恒，从而确定粒子的种类.考点五：核力与核能1.核力与核能

12、核力：相邻的 间有强大的核力作用，是一种短程力，其作用距离不超过10-15m.核能：核反应中 称为核能.特别提醒：将一个原子核分离成核子，需要克服核力做功，吸收能量；核子结合成原子核，核力做正功，释放核能.2.爱因斯坦质能联系方程 3.核能质量亏损： 叫质量亏损.在衰变、裂变和聚变中存在质量亏损.特别提醒：计算质量亏损的方法：对质能联系方程的理解：并不是指质量的消失，只是在核反应的过程中以辐射能量的形式体现了相应部分的质量；不能理解为质量为的物质可以转化为的能量，这只是反应了质量与能量间的密切联系，在计算核能时应用来计算4. 结合能结合能： ，叫做原子核的结合能.特别提醒：对结合能的理解 质量

13、m与能量E符合爱因斯坦的质能方程，这里c是真空中的光速. 根据质能方程，当能量增加了E，那么它的质量也相应地增加m，反过来也一样.E和m间符合下述质能方程. 核子结合成原子核时放出结合能，因此核的质量和组成它的核子的质量比较起来就要小些，这叫做核的质量亏损，知道了核的质量亏损，就可以根据质能方程求出原子核的结合能. 用核子数去除原子核的结合能，就得到每个核子的平均结合能. 质量数为5060的原子核平均结合能最大，约为8.6MeV，质量数较小的轻核和质量数较大的重核，平均结合能都比较小. 例题6 （原子量为232.0372）衰变为（原子量为228.0287）时，释放出粒子（的原子量为4.0026

14、），写出核反应方程，并求出衰变过程中释放出多少能量. 答案：； 5.5MeV.【解析】衰变过程中的质量亏损m=232.0372u-(228.0787u+4.0026u)=0.0059u衰变过程中释放的能量=m·C=0.0059×931.5MeV=5.5MeV【规律总结】用计算核能时有两种方法：1.在公式中均取国际单位.2.在公式=m×931.5中m的单位是u，的单位是eV，.二、高考热点探究一、衰变与带电粒子在磁场中的运动静止的原子核发生、衰变时，动量守恒、能量守恒，同时存在质量亏损，释放核能.在电场、磁场中、粒子因为带电而发生偏转或是做圆周运动. 图（a） 图（

15、b） 图17【真题】（2008年广东高考）（1）放射性物质和的核衰变方程为：，方程中的X1代表的是_，X2代表的是_.如图所示，铅盒内装有能释放、和射线的放射性物质，在靠近铅盒的顶部加上电场E或磁场B，在图17(a)、(b)中分别画出射线运动轨迹的示意图.（在所画的轨迹上须标明是、和中的哪种射线）【解析】（1）第一个核反应方程为衰变，所以X1代表；第二个核反应方程为衰变，X2代表； （2）在图（a）中，射线不偏转，射线向右偏转，射线向左偏转； 在图（b）中，射线不偏转，射线向左偏转，射线向右偏转.答案：（1），；（2）画出射线运动轨迹的示意图：略【名师指引】在电场中：射线是氦的原子核，带正电，

16、质量数较大，加速度较小，偏转不明显；射线是电子，带负电，质量数为零（不到一个原子质量单位u）加速度很大，偏转明显，在画图时，这一点要体现出来.【新题导练1】在匀强磁场区域中有一个静止的分裂为和，若分裂后速度方向与磁场垂直，求两核在磁场中运动的半径之比.二半衰期半衰期是一个统计概念，只有对大量的原子核才成立，对几个原子核，则不存在半衰期的概念.半衰期的长短与所处的物理状态和化学状态无关【真题】（2008年上海高考）放射性元素的原子核在衰变或衰变生成新原子核时，往往会同时伴随辐射.已知A、B两种放射性元素的半衰期分别为T1和T2，经过tT1·T2时间后测得这两种放射性元素的质量相等，那么

17、它们原来的质量之比mA：mB.答案：见解析【解析】放射性元素的原子核在衰变或衰变生成新原子核时，新原子核往往有多余的能量，亦即新原子核处于激发态，这些能量再以光的形式放出，这就是衰变，衰变总是伴随着衰变或衰变.根据衰变公式：有：又因为所以mA：mB：【名师指引】根据，有：，得到：在理解衰变公式的基础上，指数运算出现错误.加强数学运算能力，别让数学扯了物理的后腿.【新题导练2】关于半衰期，以下说法正确的是：A同种放射性元素在化合物中的半衰期比单质中长.B升高温度可以使半衰期缩短.C氡的半衰期为3.8天，若有四个氡原子核，经过7.6天就只剩下一个.D氡的半衰期为3.8天，4克氡原子核，经过7.6天

18、就只剩下1克.三核电站、热核反应与恒星发光热核反应：聚变必须在轻核间的距离十分接近，即达到10-15m时才能进行.在极高温度下，原子核可以获得足够的动能克服库仑斥力而发生聚变，这种聚变反应叫做热核反应.目前已实现的人工热核反应是氢弹的爆炸，恒星的内部进行着这种反应. 核电站：重核的裂变提供能量.反应堆的构造：核燃料、减速剂、镉棒、防护层.【真题】（2002年广东高考）如下一系列核反应是在恒星内部发生的：其中为质子，为粒子，为正电子，为一种中微子.已知质子的质量为，粒子的质量为，正电子的质量为，中微子的质量可忽略不计，真空中的光速，试计算该系列核反应完成后释放的能量.答案：【解析】题中6个方程可

19、等效为下面一个方程：质量亏损为根据爱因斯坦质能方程可算出整个过程释放的能量.【名师指引】想办法计算出这一系列核反应的质量亏损是解决本题的关键，将这6个核反应方程等效为，才能正确算出质量亏损.不能对这6个方程进行等效，从而不能算出质量亏损，是解决本题失败的主要原因.【新题导练3】（1）在其他能源中，核能具有能量密度大，地区适应性强的优势.在核电站中，核反应堆释放的核能被转化成电能.核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量的核能.以上的核反应方程是反应堆中发生的许多核反应中的一种，n为中子，X为待求粒子，为X的个数，则X为_，=_.以m1、m2、m3分别表示U、Ba、Kr核的质

20、量，m4、m5分别表示中子、质子的质量，c为光在真空中传播的速度，则上述核反应过程中放出的核能DE=_（2）有一座发电能力为P=1.00´106kw的核电站，核能转化为电能的效率h=40%.假定反应堆中发生的裂变反应全是（1）中的核反应，已知每次核反应过程放出的核能DE=2.78´10-11J，核的质量m1=390´10-27kg，求每年（1年=3.15´107s）消耗的的质量为多少？四：热核反应与恒星寿命 恒星的能量来与其内部的热核反应，在恒星的内部，核聚变反应的种类有很多，最关键的是找到最后的等效核反应，以便于计算质量亏损.恒星释放的核能向宇宙的四面

21、八方均匀辐射，在以恒星为球心的球面上，能量均匀分布.当恒星内部的聚变材料小于某个临界值时，核反应就会停止，恒星步入死亡期.【真题】（2001年全国高考）太阳现正处于主序星演化阶段.它主要是由电子和、等原子核组成.维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应，核反应方程是释放的核能，这些核能最后转化为辐射能.根据目前关于恒星演化的理论，若由于聚变反应而使太阳中的核数目从现有数减少10，太阳将离开主序星阶段而转入红巨星的演化阶段.为了简化，假定目前太阳全部由电子和核组成.（1）为了研究太阳演化进程，需知道目前太阳的质量M.已知地球半径R6.4×106 m，地球质量m6.0×1024 kg

22、，日地中心的距离r1.5×1011 m，地球表面处的重力加速度g10m/s2 ，1年约为3.2×107秒，试估算目前太阳的质量M.（2）已知质子质量mp1.6726×1027 kg，质量m6.6458×1027 kg，电子质量 me0.9×1030 kg，光速c3×108 m/s.求每发生一次题中所述的核聚变反应所释放的核能.（3）又知地球上与太阳垂直的每平方米截面上，每秒通过的太阳辐射能w1.35×103 W/m2.试估算太阳继续保持在主序星阶段还有多少年的寿命.（估算结果只要求一位有效数字.）答案：（1）2×1

23、030 kg （2）4.2×10-12 J （3）1百亿年【解析】（1）要估算太阳的质量M，研究绕太阳运动的任一颗行星的公转均可，现取地球为研究对象.设T为地球绕日心运动的周期，则由万有引力定律和牛顿定律可知 地球表面处的重力加速度 得 以题给数值代入，得M2×1030 kg （2）根据质量亏损和质能公式，该核反应每发生一次释放的核能为E（4mp2mem）c2 代入数值，得E4.2×10-12 J （3）根据题给假设，在太阳继续保持在主序星阶段的时间内，发生题中所述的核聚变反应的次数为 因此，太阳总共辐射出的能量为EN·E设太阳辐射是各向同性的，则每秒内

24、太阳向外放出的辐射能为4r2w 所以太阳继续保持在主星序的时间为 由以上各式解得以题给数据代入，并以年为单位，可得t1×1010年1百亿年 【名师指引】该题是信息题，关键是在大量的信息中选取有用的信息，而不被其他信息所干扰.如第（1）小题，实际上是万有引力定律在天文学上的应用，与原子核的知识无关.第（3）题，需要构建出太阳各向同性地向周围空间辐射核能（辐向能量流）的物理模型，是考查空间想象能力和建模能力的好题.【新题导练4】用质子轰击锂核（Li）生成两个a粒子已知质子质量Mp=1.0078，锂核质量为，质子的初动能是E1=0.6MeV求：（1）写出核反应方程式；（2）核反应前后发生的

25、质量亏损；（3）核反应过程中释放的能量E；（4）核反应释放的能量全部用来增加两个a粒子的动能，则核反应后两个a粒子具有总能量是多少？五核反应方程【真题】（200年高考广东）铝箔被粒子轰击后发生了以下核反应：.下列判断正确的是A是质子B是中子CX是的同位素DX是的同位素答案：BD【解析】根据和反映方程的质量数守恒和核电荷数守恒，可知X是，D正确；是中子，B正确【名师指引】要熟记质子、中子、粒子的符号，书写核反应方程要注意两个守恒【新题导练5】一个原子核在中子的轰击下发生一种可能的裂变反应，其裂变方程为，则下列说法正确的是 A.X的原子核中含有86个中子B.X的原子核中含有141个核子C.因为裂变

26、释放能量，出现质量亏损，所以裂变后的总质量数减少D.是天然放射性元素，它的半衰期约为7亿年，随着地球环境的不断变化，半衰期可能变短也可能变长图A-15-65-1【例1】如图A-15-65-1所示，一天然放射性物质射出三种射线，经过一个匀强电场和匀强磁场共存的区域(方向如图所示)，调整电场强度E和磁感应强度B的大小使得在MN上只有两个点受到射线照射下面的哪种判断是正确的( ) A射到b点的一定是射线B射到b点的一定是射线C射到b点的可能是射线或射线D射到b点的一定是射线【解析】射线不带电，在电场或磁场中它都不受场的作用，只能射到a点，因此D选项不对，调整E和B的大小，即可以使带正电的射线沿直线前

27、进，也可以使带负电的射线沿直线前进，沿直线前进的条件是电场力与洛仑兹力平衡，即Eq=Bqv。已知粒子的速度比粒子的速度小得多，当我们调节使粒子沿直线前进时，速度大的粒子向右偏转，有可能射到b点；当我们调节使粒子沿直线前进时，速度较小的粒子也将会向右偏，也有可能射到b点因此C选项正确而A、B选项都不对【例2】下列说法正确的是( )A且衰变为要经过1次衰变和1次衰变B衰变为要经过1次衰变和1次衰变C衰变为要经过6次衰变和4次衰变D衰变为要经过4次衰变和4次衰变【解析】发生衰变时，质量数的变化由衰变来完成，每次衰变质量数减少4，同时质子数减少2。衰变只影响质子数的变化，每衰变1次质子数增加1，故B、

28、 C正确。【例3】若元素的半衰期为天，元素的半衰期为天，则相同质量的和，经过天后，剩下两元素的质量之比m:m为.30：31 .31：20 .： .：答案：C【解析】根据半衰期公式，易得A经历5个半衰期，B经历4个半衰期，所以剩余质量之比为1:2，C正确【规律总结】放射性元素的半衰期计算公式为或【例4】（原子量为232.0372）衰变为（原子量为228.0287）时，释放出粒子（的原子量为4.0026），写出核反应方程，并求出衰变过程中释放出多少能量. 答案：； 5.5MeV.【解析】衰变过程中的质量亏损m=232.0372u-(228.0787u+4.0026u)=0.0059u衰变过程中释放

29、的能量=m·C=0.0059×931.5MeV=5.5MeV【规律总结】用计算核能时有两种方法：1.在公式中均取国际单位.2.在公式=m×931.5中m的单位是u，的单位是eV，.【例5】一速度为v的高速粒子（）与同方向运动的氖核（）发生弹性正碰，碰后粒子恰好静止。求碰撞前后氖核的速度（不计相对论修正）。【解析】设a粒子与氖核的质量分别为ma与mNe，氖核在碰撞前后的速度分别为vNe与。由动量守恒与机械能守恒定律，有 解得 已知 将式代入式得【例6】云室处在磁感应强度为B的匀强磁场中，一静止的质量为m1的原子核在云室中发生一次衰变，粒子的质量为m2，电量为q，其运

30、动轨迹在与磁场垂直的平面内现测得粒子运动的轨道半径R，试求在衰变过程中的质量亏损(注：涉及动量问题时，亏损的质量可忽略不计)【解析】该衰变放出的粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，其轨道半径R与运动速度v的关系，由洛仑兹力和牛顿定律可得动量守恒定律是自然界中普遍规律，对微观粒子相互作用也适用核衰变过程都遵守动量守恒，衰变过程亏损质量很小，亏损质量忽略不计时得：又衰变过程中粒子和剩余核的动能都来自于亏损质量即联立解得：1天然放射现象的发现揭示了A、原子不可再分 B、原子的核式结构C、原子核是可分的 D、原子核由中子和质子组成2.某放射性元素的原子核发生两次a衰变和六次衰变，关于它的原子核的变化，下列

31、说法中正确的是（ ）A、中子数减小8 B、质子数减小2C、质子数增加2 D、核子数减小103.当一个中子和一个质子结合成氘核时，产生光子辐射，对这一实验事实，下列说法正确的是A、核子结合成原子核时，要放出一定的能量B、原子核分裂成核时，要放出一定的能量C、光子的质量为零，氘核的质量等于中子与质子的质量之和D、光子具有一定的能量，氘核的质量小于中子与质子的质量之和4.新发现的一种放射性元素X，它的氧化物X2O的半衰期为8天，X2O与F能发生如下反应：2X2O+2F2=4XF+O2，XF的半衰期为A、2天 B、4天 C、8天 D、16天5.最近几年，原子核科学家在超重元素岛的探测方面取得重大进展，

32、1996年科学家们在研究某两个重离子结合成超重元素的反应时，发现生成的超重元素的核经过6次a衰变后的产物是由此，可以判定生成的超重元素的原子序数和质量数分别是A、124、259 B、124、256 C、112、265 D、112、2776. 如图所示，R为放射源，虚线范围内有垂直于纸面的磁声B，LL为厚纸板，MN为荧光屏，今在屏上P点处发现亮斑，则到达P点处的放射性物质微粒和虚线范围内B的方向分别为 题6 A、a粒子，B垂直于纸面向外B、a粒子，B垂直于纸面向内C、粒子，B垂直于纸面向外D、粒子，B垂直于纸面向内7.两种放射性元素的原子和，其半衰期分别为T和若经过2T后两种元素的核的质量相等，

33、则开始时两种核的个数之比为_；若经过2T后两种核的个数相等，则开始时两种核的质量之比为_8. 设氢原子的基态能量为E1。某激发态的能量为E，则当氢原子从这一激发态跃迁到基态时，所_-（填“辐射”或“吸收”）的光子在真空中的波长为_。9. 静止的氮核被速度是v0的中子击中生成甲、乙两核。已知甲、乙两核的速度方向同碰撞前中子的速度方向一致，甲、乙两核动量之比为1：1，动能之比为1：4，它们沿垂直磁场方向进入匀强磁场做圆周运动，其半径之比为1：6。问：甲、乙各是什么核？速度各是多大？写出该反应方程。10. 物理学家们普遍相信太阳发光是由于其内部不断发生从氢核到氦核的核聚变反应.根据这一理论，在太阳内

34、部个氢核()转化成一个氦核()和两个正电子()并放出能量.已知质子质量mP1.0073u，粒子的质量m4.0015u，电子的质量me0.0005u 1u的质量对应931.5MeV的能量。（1）写出该热核反应方程（2）一次这样的热核反应过程中释放出多少兆电子伏的能量?（结果保留四位有效数字）基础提升训练1有下列4个核反应方程： NaMg+e U+nBa+Kr+3nF+HeNe+H He+HHe+H 上述核反应依次属于：A衰变、人工转变、人工转变、聚变 B裂变、裂变、聚变、聚变C衰变、衰变、聚变、聚变 D衰变、裂变、人工转变、聚变22008年北京奥运会场馆周围8090的路灯将利用太阳能发电技术，奥

35、运会90的洗浴热水将采用全玻真空太阳能集热技术.太阳能的产生是由于太阳内部所发生的一系列核反应形成的，其主要的核反应过程可表示为： A BCD3.关于半衰期，以下说法正确的是：A同种放射性元素在化合物中的半衰期比单质中长.B升高温度可以使半衰期缩短.C氡的半衰期为3.8天，若有四个氡原子核，经过7.6天就只剩下一个.D氡的半衰期为3.8天，4克氡原子核，经过7.6天就只剩下1克.4. 已知两个中子和两个质子结合成一个粒子时，可放出28.30MeV的能量；三个粒子结合成一个碳核时，可放出7.26MeV的能量.由此可知6个中子和6个质子结合成一个碳核时，可释放的能量为多少？5一速度为v的高速粒子（

36、）与同方向运动的氖核（）发生弹性正碰，碰后粒子恰好静止。求碰撞前后氖核的速度（不计相对论修正）。能力提升训练1下列说法正确的是：A射线是原子核衰变过程中受激发的电子从高能级向低能级跃迁时发出的B核反应中的质量亏损现象违背了能量守恒定律C治疗脑肿瘤的“”刀是利用了射线电离本领大的特性D太阳释放的能量来自于其内部的热核反应2现在太阳向外辐射的能量是由于太阳内部氢核聚变产生的，大约在40亿年以后太阳内部将会启动另一种核反应，其核反应方程为：，到那时太阳向外辐射的能量是由上述两种核反应共同产生的已知 的质量为m1，的质量为m2，则下列判断正确的是：A3m1>m2 B3m1<m2 C3m1=

37、m2 Dm1=3m23 (钍)具有天然放射性，能放出一个粒子而变为(镤)则下列说法中正确的是A核比核少1个质子B核与核的中子数相等C精确地讲，一个核的质量比一个核的质量小D精确地讲，一个核的质量比一个核与一个粒子的质量之和大题44如图所示，是利用放射线自动控制铝板厚度生产的装置，放射源能放射出、 三种射线.根据设计要求，该生产线压制的是3mm厚的铝板.那么，在三种射线中哪种射线对控制厚度起主要作用：A射线 B射线 C射线 D、射线都行5下列核反应中属于核聚变的是： A BCD 6关于天然放射现象，以下叙述正确的是 A若使放射性物质的温度升高，其半衰期将减小B衰变所释放的电子是原子核内的中子转变

38、为质子时所产生的C在、这三种射线中，射线的穿透能力最强，射线的电离能力最强D铀核()衰变为铅核()的过程中，要经过8次衰变和10次衰变7由原子核的衰变规律可知A.放射性元素一次衰变可同时产生射线和射线B.放射性元素发生衰变，产生的新核的化学性质不变C.放射性元素衰变的快慢跟它所处的物理、化学状态无关D.放射性元素发生正电子衰变时，产生的新核质量数不变，核电荷数减少l8据调查每年有280万人直接或者间接死于装修污染，装修污染已经被列为“危害群众最大的五种环境污染”之一.目前，在居室装修中经常用到的花岗岩、大理石等装修材料，都不同程度地含有放射性元素，比如，含有铀、钍的花岗岩等岩石会释放出放射性气

39、体氡，而氡会发生放射性衰变，放出、射线，这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道等方面的疾病，根据有关放射性知识可知，下列说法正确的是（ ）A氡的半衷期为3.8天，若取4个氡核，经过7.6天就只剩下一个氡原子核了B衰变所释放的电子是原子核中的中子转化为质子和电子所产生的C射线一般伴随着或射线产生，在这三种射线中，射线的穿透能力最强，电离能力也最强D发生衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了49.在下列四个核反应中，X表示了质子的是哪些AB；C；D10放射性同位素614C被考古学家称为“碳钟”，它可以用来断定古生物体死亡至今的年代.此项研究成果获得1960年诺贝尔化学奖.（1）宇宙射线中高能量

40、中子碰撞空气中的氮原子后，就会形成614C，写出它的核反应方程式.（2）614C很不稳定，容易发生衰变，其半衰期为5730年，写出它发生衰变的方程.（3）614C的生成和衰变通常是平衡的，即空气中生物活体的614C含量是不变的.当机体死亡后，机体内的614C含量将会不断减少.若测得一具古生物遗骸中614C含量只有活体中的12.5，则这具遗骸死亡至今应有多少年？第十二章 原子物理参考答案第1讲 原子的结构 能级一、考情直播考点参考答案：考点一：1.电子 2. 绝大多数粒子；少数粒子；被金箔反弹3. 核；全部正电荷和几乎全部质量；负电的电子4. 10-14m考点二：1. 1）不连续的能量；定态2）

41、. 不同能量状态；轨道；3）辐射或吸收二、高考热点探究新题导练1：卢瑟福通过粒子实验提出了原子的核式结构理论，离核越近的粒子偏转角度越大，正对着原子核的射来的粒子被原子核反弹，所以正确的轨迹图如图所示.对于c，最好是画出反弹的径迹与原来的径迹分离开，这样可以看出粒子被金原子核反弹；另外对于b，其散射角一定要大于a，否则是错误的.新题导练2. ，必有，即由能级跃迁到能级时发出的光子能量大，光子的频率大，如图7所示，显然，由能级跃迁到能级时氢原子应该辐射一个光子，满足：由-得：由解得： 新题导练3：B限时基础参考答案1.答案：B【解析】在氢原子中，量子数n越大，则电子离原子核越远，其轨道半径越大，

42、A错；依据库仑力提供电子绕核运动的向心力，得到，可见，轨道半径越大，其动能越小，速度越小，B错；根据，n越大，能量越大，C错；电子在远离核的过程中，库仑力做负功，电势能增加，量子数n越大，电子离原子核越远，电势能越大，D正确.2. 答案：D【解析】卢瑟福的原子核式结构内容为：原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，电子在核外绕原子核旋转，原子中绝大部分是空的，原子核的半径大约是10-15米，所以正确答案为D3.答案：C【解析】卢瑟福是根据粒子散射实验的结果提出原子的核式结构的，答案为C4.答案：辐射 【解析】所以5.答案：ABC【解析】熟记波尔三条假设的内容，可知ABC正确6. 答案：

43、D【解析】原子中的电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时，库仑力增大，且库仑力做正功，必有核外电子受力变大，原子能量变小，动能变大，势能变小，D正确7. 答案：D【解析】一群氢原子向低能级辐射可能发射谱线为n(n-1)/2=6，D正确8. 答案：ACD【解析】10.2eV刚好是n=1、n=2的能极差，而11eV不是，由玻尔政府知A正确。基太氢原子也能吸收14eV的光子而电离，电离后自由电子动能为0.4eV。它也可吸收动能为11eV的电子的部分能量(10.2eV)，剩余0.8eV仍为原来电子所有。所以应选ACD。9.【答案】A【解析】只有A是核聚变方程；B是核的人工转变；C是核裂变；D

44、是衰变10.【答案】AB【解析】略基础提升训练参考答案1. 【答案】D（当光子的能量等于任意两个能级之间的能量差时，才能跃迁，题中所给的能量10.5ev不等于任意两能级之差，所以不能跃迁）2. 【答案】B【解析】只有b是可见光，三个光子的能量显然满足，正确答案应为B3.【答案】AC【解析】只有n=1至n=3的能级差在光子的能量范围内，选A；吸收光子的能量后跃迁到n=3能级，可以产生3种光子，选C4.【答案】BC【解析】原子的量子数越大，总能量越大，A错、应选B；C是波尔假设中的一条，正确5. 【答案】6【解析】属于巴尔末系的是从各能级跃迁到n=2，形成的，有两条属于巴尔末系，显然是从n=3到n

45、=2和n=4到n=2形成的，当氢原子从n=4向低能级跃迁时可以形成的光子数为4×3/2=6种能力提升训练参考答案1. 【答案】A由于电子与a粒子质量的悬殊，所以可判断：使a粒子偏转的不可能是带负电的电子；又由于只有极少数a粒子发生大角度偏转，所以又可判断：原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的范围内故选A2. 10.2eV刚好是n=1、n=2的能极差，而11eV不是，由玻尔政府知A正确基太氢原子也能吸收14eV的光子而电离，电离后自由电子动能为0.4eV它也可吸收动能为11eV的电子的部分能量(10.2eV)，剩余0.8eV仍为原来电子所有所以应选ACD3. 根据玻尔原子理论知：

46、氢原子核外电子从高能态跃迁到低能态时，应辐射出光子，而能级差即为光子能量 E0=E-E1另外，光子能量E0与光波长间的关系为 其中h为普朗克常量，c为真空中光速，由此可解得 此例答案：辐射，4.C【解析】略5.D【解析】由外层跃迁到内层，库仑力做正功，电势能减小，动能增加，量子数减小，总能量减小6.AC【解析】略7.CD【解析】处于基态的氢原子吸收了某种单色光光子后跃迁到最高能级放出的光子能量等于三个光子中能量最大的那个，显然CD正确8.ACD【解析】由氢原子能级结构可算出，10.2ev刚好为氢原子n=1和n=2的两能级之差，而11ev则不是氢原子基态和任一激发态的能量之差，因而氢原子只能吸收

47、前者，不能吸收后者。对于14ev的光子，其能量大于氢原子的电离能（13.6ev），足以使氢原子电离，使电子脱离核的束缚而成为自由电子，因而不受氢原子能级间跃迁条件的限制。用电子去碰撞原子时，入射电子的动能可以部分或全部被氢原子吸收，所以只要入射电子动能大于或等于基态和某个激发态能量之差，也可以使氢原子激发。9.【答案】9：4，【解析】：库仑力提供向心力，式中得到：，显然比值为9:4得到：，显然比值为得到：，显然比值为10.【答案】（1） （2） （3）【解析】： 库仑力提供向心力,得到： 电场强度：第2讲 天然放射现象 衰变 核能一、考情直播考点一：参考答案1.贝克勒耳 具有复杂结构2.名称产

48、生本质电离作用穿透能力射线衰变中放出原子核中的两个质子和两个中子结合在一起放出氦的原子核最强最弱射线衰变中放出原子核内的一个中子转变为质子和电子，质子留在核内，电子放出电子较弱较弱射线伴随衰变或衰变产生是原子核进行衰变、衰变后，原子核有多余的能量，以光子的形式放出光子最弱最强3. 三种射线在电场中偏转 三种射线在磁场中偏转4. 原子核内部考点二：1. 放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间2. 物理或化学状态或3.考点三：1. 核电荷数减少2，质量数减少42. 核电荷数增加1，质量数不变3. 核电荷数减少1，质量数不变考点四：1. 质子 2. 中子 3.放射性P的同位素. 4. 利用它的射

49、线；做示踪原子考点五：核力与核能1核子（质子和中子统称为核子） 吸收或放出的能量 2. 或3. 组成原子核的核子的总质量与原子核的质量之差4. 核子间存在着强大的核力，核子结合成原子核时放出的能量或原子核分解为核子时吸收的能量二、高考热点探究新题导练1：根据动量守恒知：mv=mThvTh衰变在磁场中的径迹 衰变在磁场中的径迹R/RTh=45:1 R/RPa=91:1 ThPa由得：思考：在磁场中、衰变形成的径迹的比较请同学们自行验证一个静止的在磁场中发生衰变时，其半径之比为91:1新题导练2：D(解析)考虑到放射性元素衰变的快慢是跟原子所处的物理状态或化学状态无关，又考虑到半衰期是一种统计规律，即给定的四个氡核是否马上衰变会受到各种偶然因素的支配.因此，正确答案只有D.新题导练3：(1)依据核电荷数守恒和质量数守恒可判断为中子，且根据爱因斯坦的质能方程，即=（2）依据已知，则，则核反应次数为，则每年消耗的的质量，即新题导练4：（1） （2） （3） （4）新题导练5：A（X原子核的质子数86，