（名師導(dǎo)學(xué)）2020版高考物理總復(fù)習(xí) 第十二章 第3節(jié) 原子核教學(xué)案 新人教版

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1、第3節(jié)　原子核 ?　　【p214】 夯實(shí)基礎(chǔ)　 1．天然放射現(xiàn)象 (1)放射性元素__自發(fā)地__發(fā)出射線的現(xiàn)象，叫做天然放射現(xiàn)象，1896年由法國(guó)物理學(xué)家__貝克勒爾__首先發(fā)現(xiàn)． (2)三種放射線的比較 種類 α射線 β射線 γ射線 組成 高速氦核流 高速電子流 光子流(高頻電磁波) 帶電荷量 2e －e 0 質(zhì)量 4mp 靜止質(zhì)量為零 符號(hào) He e γ 速度 0.1c 0.99c c 貫穿本領(lǐng) 最弱 較強(qiáng) 最強(qiáng) 貫穿實(shí)例 用紙能擋住 穿透幾毫 米的鋁板 穿透幾厘米 的鉛板 對(duì)空氣的 電離作用 很強(qiáng) 較

2、弱 很弱 2.原子核的組成 (1)1919年，盧瑟福用α粒子轟擊氮原子核，發(fā)現(xiàn)了__質(zhì)子__，并猜想原子核內(nèi)還存在__中子__，1932年，他的學(xué)生查德威克通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)了__中子__的存在． (2)原子核是由質(zhì)子和中子組成的．常用符號(hào)X表示，X為元素符號(hào)，A表示核的__質(zhì)量數(shù)__，Z表示核的__電荷數(shù)__． 3．原子核的衰變 (1)原子核放出α粒子或β粒子，變成另一種原子核的變化稱為原子核的衰變． (2)分類 α衰變，放射出α粒子 β衰變，放射出β粒子 衰變類型 α衰變 β衰變 衰變方程 X→Y＋He X→Y＋e 衰變實(shí)質(zhì) 核內(nèi)的2個(gè)質(zhì)子和2個(gè)中子結(jié)合

3、成一個(gè)整體射出 核內(nèi)的一個(gè)中子轉(zhuǎn)化為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子 2H＋2n→ He n→H＋e 衰變規(guī)律 電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒、動(dòng)量守恒 　　(3)半衰期：放射性元素的原子核有__半數(shù)__發(fā)生衰變所需的時(shí)間．半衰期由__核內(nèi)部本身__的因素決定，跟原子所處的__物理或化學(xué)狀態(tài)__無關(guān)．如果放射性元素初始時(shí)刻的質(zhì)量為m0，它的半衰期是T，則經(jīng)過時(shí)間t，剩下的放射性元素的質(zhì)量m＝m0.半衰期是大量原子核衰變時(shí)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對(duì)個(gè)別或少數(shù)原子核，無半衰期可言． 4．放射性同位素及應(yīng)用 (1)同位素 具有相同__質(zhì)子數(shù)__而__中子數(shù)__不同的原子核，在元素周期表中處于同一位置，互

4、稱__同位素__． 有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素．天然放射性同位素不過四十多種，而人工制造的放射性同位素已達(dá)1 000多種． (2)放射性同位素的應(yīng)用和防護(hù) ①放射性同位素放出的射線應(yīng)用于工業(yè)、探傷、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療等． ②作示蹤原子． ③防護(hù)：阻止放射性對(duì)人體組織的傷害 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 考點(diǎn)突破　　 例1Th(釷)經(jīng)過一系列α衰變和β衰變，變成Pb(鉛)，以下說法正確的是(　　) A．鉛核比釷核少10個(gè)質(zhì)子 B．鉛核比釷核少8個(gè)中子 C．共經(jīng)過4次α衰變和6次β衰變 D．共經(jīng)過6次α衰變和4次β衰變 【解析】根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，

5、鉛核比釷核少8個(gè)質(zhì)子，少16個(gè)中子，故A、B錯(cuò)誤；發(fā)生α衰變是放出He，發(fā)生β衰變是放出電子e，設(shè)發(fā)生了x次α衰變和y次β衰變，則根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒有：2x－y＋82＝90，4x＋208＝232，解得x＝6，y＝4，故衰變過程中共有6次α衰變和4次β衰變，故C錯(cuò)誤，D正確． 【答案】D 例2P是人類首先制造出的放射性同位素，其半衰期為2.5 min，能衰變?yōu)镾i和一個(gè)未知粒子．則該衰變的方程為______________________．已知容器中原有純的P質(zhì)量為m，則5 min后容器中剩余P的質(zhì)量為________． 【解析】衰變的方程為：P→Si＋e；半衰期為2.5 min，則5

6、 min經(jīng)過2個(gè)半衰期，則容器中剩余P的質(zhì)量為：m余＝m＝. 【答案】P→Si＋e　 【小結(jié)】確定衰變次數(shù)的方法 (1)設(shè)放射性元素X經(jīng)過n次α衰變和m次β衰變后，變成穩(wěn)定的新元素Y，則表示該核反應(yīng)的方程為X→Y＋nHe＋me 根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可列方程A＝A′＋4n，Z＝Z′＋2n－m (2)確定衰變次數(shù)，因?yàn)棣滤プ儗?duì)質(zhì)量數(shù)無影響，先由質(zhì)量數(shù)的改變確定α衰變的次數(shù)，然后再根據(jù)β衰變規(guī)律確定β衰變的次數(shù)． 針對(duì)訓(xùn)練　 1.U通過m次α衰變和n次β衰變，變成Pb，則(A) A．m＝7，n＝4 B．m＝7，n＝3 C．m＝14，n＝9 D．m＝14，n＝18

7、 【解析】原子核每發(fā)生一次α衰變，質(zhì)量數(shù)減少4，電荷數(shù)減少2；每發(fā)生一次β衰變，質(zhì)量數(shù)不變，電荷數(shù)增加1.比較兩種原子核，質(zhì)量數(shù)減少28，即發(fā)生了α衰變次數(shù)：m＝＝7；電荷數(shù)應(yīng)減少14，而電荷數(shù)減少10，說明發(fā)生了β衰變次數(shù)：n＝m×2－(92－82)＝4，所以A項(xiàng)正確． 2．(多選)關(guān)于天然放射性，下列說法正確的是(BCD) A．所有元素都可能發(fā)生衰變 B．放射性元素的半衰期與外界的溫度無關(guān) C．放射性元素與別的元素形成化合物時(shí)仍具有放射性 D．α、β和γ三種射線，γ射線的穿透力最強(qiáng) 【解析】有些原子核不穩(wěn)定，可以自發(fā)地衰變，但不是所有元素都可能發(fā)生衰變，故A錯(cuò)誤；放射性元素的半

8、衰期由原子核決定，與外界的溫度無關(guān)，故B正確；放射性元素的放射性與核外電子無關(guān)，故放射性元素與別的元素形成化合物時(shí)仍具有放射性，故C正確；α、β和γ三種射線，γ射線的穿透力最強(qiáng)，電離能力最弱，故D正確． 3．下列說法中正確的是(A) A．β衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子和電子所產(chǎn)生的 B．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) C．氡的半衰期為3.8天，若取4個(gè)氡原子核，經(jīng)7.6天后就只剩下一個(gè)氡原子核了 D．發(fā)生α衰變時(shí)，生成核與原來的原子核相比，中子數(shù)減少了4 【解析】β衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子和電子所

9、產(chǎn)生的，選項(xiàng)A正確；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)，電離能力最弱，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；半衰期是大量原子的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，對(duì)少數(shù)原子不適用，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；發(fā)生α衰變時(shí)，生成核與原來的原子核相比，中子數(shù)減少了2，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． ?　　【p215】 夯實(shí)基礎(chǔ)　 1．核反應(yīng)的四種類型 類　型 可控性 核反應(yīng)方程典例 衰 變 α衰變 自發(fā) U→ Th＋He β衰變 自發(fā) Th→Pa＋e 人工轉(zhuǎn)變 人工控制 N＋He→O＋H(盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子) He＋Be→C＋n(查德威克發(fā)現(xiàn)中子) Al＋He→P＋n

10、 P→Si＋e (約里奧·居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性同位素，同時(shí)發(fā)現(xiàn)正電子) 重核裂變 比較容易 進(jìn)行人工 控制 U＋n→Ba＋Kr＋3n U＋n→Xe＋Sr＋10n 輕核聚變 除氫彈外 可控核聚 變正在研 究中 H＋H→He＋n 　　2.核反應(yīng)方程式的書寫 (1)熟記常見基本粒子的符號(hào)是正確書寫核反應(yīng)方程的基礎(chǔ)．如質(zhì)子(H)、中子(__n__)、α粒子(__He__)、β粒子(__e__)、正電子(e)、氘核(H)、氚核(__H__)等． (2)掌握核反應(yīng)方程遵守的規(guī)律是正確書寫核反應(yīng)方程或判斷某個(gè)核反應(yīng)方程是否正確的依據(jù)．由于核反應(yīng)不可

11、逆，所以書寫核反應(yīng)方程式時(shí)只能用“―→”表示反應(yīng)方向． (3)核反應(yīng)過程中質(zhì)量數(shù)守恒，核電荷數(shù)守恒． 3．核力和核能 (1)核力：組成原子核的核子之間有很強(qiáng)的相互作用力，使核子能克服庫(kù)侖力而緊密地結(jié)合在一起，這種力稱為核力．其特點(diǎn)為： ①核力是__強(qiáng)相互__作用的一種表現(xiàn)，在原子核的尺度內(nèi)，核力比庫(kù)侖力大得多． ②核力是短程力，作用范圍在1.5×10－15 m之內(nèi)． ③每個(gè)核子只跟相鄰的核子發(fā)生核力作用，這種性質(zhì)稱為核力的飽和性． (2)核能：核子結(jié)合成原子核時(shí)釋放的能量或把原子核分解成核子時(shí)需要供給的能量，這就是原子核的__結(jié)合能__，簡(jiǎn)稱核能．__結(jié)合能除以核子數(shù)__等于比結(jié)

12、合能，比結(jié)合能越大，原子核越__穩(wěn)定__． (3)質(zhì)量虧損：原子核的質(zhì)量__小于__組成它的核子的質(zhì)量之和，這個(gè)現(xiàn)象叫做質(zhì)量虧損． (4)愛因斯坦質(zhì)能方程為__E＝mc2__，若核反應(yīng)中的質(zhì)量虧損為Δm，釋放的核能ΔE＝Δmc2. (5)釋放核能的兩條途徑：重核__裂變__和輕核__聚變__． ①裂變：重核分裂成質(zhì)量較小的核的反應(yīng)．如： __U＋n→Xe＋Sr＋10n__． ②聚變：兩個(gè)輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核的反應(yīng)．如： __H＋H→He＋n__． 考點(diǎn)突破　　 例3用中子(n)轟擊鈾核(U)產(chǎn)生裂變反應(yīng)，會(huì)產(chǎn)生鋇核(Ba)和氪核(Kr)并釋放出中子(n)，當(dāng)達(dá)到某些條件時(shí)可

13、發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)．一個(gè)鈾核(U)裂變時(shí)釋放的能量約為200 MeV(1 eV＝1.6×10－19 J)．真空中的光速為3×108 m/s，下列說法正確的是(　　) A.U的裂變方程為U→Ba＋Kr＋n B.U的裂變方程為U＋n→Ba＋Kr＋3n C．一個(gè)U裂變時(shí)，質(zhì)量虧損約為7.1×10－28 kg D．一個(gè)U裂變時(shí)，質(zhì)量虧損約為3.6×10－28 kg 【解析】U的裂變方程為U＋n→Ba＋Kr＋3 n，方程兩邊的中子不能相約，故A錯(cuò)誤，B正確；一個(gè)鈾核(U)裂變時(shí)，釋放的能量約為200 MeV，根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程得，質(zhì)量虧損Δm＝＝ kg＝3.6×10－28 kg，故C錯(cuò)誤，D正確．

14、 【答案】BD 例4H的質(zhì)量為3.016 050 u，質(zhì)子的質(zhì)量為1.007 277 u，中子的質(zhì)量為1.008 665 u．1 u相當(dāng)于931.5 MeV.則：(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) (1)一個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子結(jié)合為氚核時(shí)，是吸收能量，還是放出能量？吸收或放出的能量又為多少？ (2)氚核的結(jié)合能和比結(jié)合能各為多少？ 【解析】(1)一個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子結(jié)合成氚核的核反應(yīng)方程式是H＋2n→H， 反應(yīng)前各核子總質(zhì)量為mp＋2mn＝1.007 277 u＋2×1.008 665 u＝3.024 607 u 反應(yīng)后新核的質(zhì)量為mH＝3.0160 50 u 質(zhì)量虧損為Δm＝3.024

15、607 u－3.016 050 u＝0.008 557 u 因反應(yīng)前的總質(zhì)量大于反應(yīng)后的總質(zhì)量，故此核反應(yīng)為放出能量的反應(yīng)． 釋放的核能為ΔE＝Δm×931.5 MeV＝0.008 557×931.5 MeV＝8.0 MeV. (2)氚核的結(jié)合能即為此核反應(yīng)放出的能量，ΔE＝8.0 MeV. 它的比結(jié)合能為≈2.7 MeV. 【小結(jié)】(1)核能的計(jì)算方法 ①根據(jù)ΔE＝Δmc2計(jì)算，計(jì)算時(shí)Δm的單位是“kg”，c的單位是“m/s”，ΔE的單位是“J”． ②根據(jù)ΔE＝Δm×931.5 MeV計(jì)算．因1原子質(zhì)量單位(u)相當(dāng)于931.5 MeV的能量，所以計(jì)算時(shí)Δm的單位是“u”，ΔE

16、的單位是“MeV”． ③根據(jù)核子比結(jié)合能來計(jì)算核能 原子核的結(jié)合能＝核子比結(jié)合能×核子數(shù)． (2)利用質(zhì)能方程計(jì)算核能時(shí)，不能用質(zhì)量數(shù)代替質(zhì)量進(jìn)行計(jì)算． 針對(duì)訓(xùn)練　 4．完成下列核反應(yīng)方程： ①查德威克發(fā)現(xiàn)中子Be＋He→__C＋n__； ②盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子N＋He→__O＋H__； ③居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性同位素Al＋He→__P＋n__． 【解析】根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，可得發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程為Be＋He→C＋n；發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程為N＋He→C＋H；發(fā)現(xiàn)放射性同位素的核反應(yīng)方程為Al＋He→C＋n. 5．(多選)關(guān)于原子核的結(jié)合能，下列說法正確的是(BD) A．比

17、結(jié)合能越大，原子核越不穩(wěn)定 B．原子核的結(jié)合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量 C．自由核子組成原子核時(shí)，其質(zhì)量虧損所對(duì)應(yīng)的能量大于該原子核的結(jié)合能 D．一個(gè)重原子核衰變成α粒子和另一原子核，衰變產(chǎn)物的結(jié)合能之和一定大于原來重核的結(jié)合能 【解析】比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定，故A錯(cuò)誤；原子核的結(jié)合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量，故B正確；自由核子組成原子核時(shí)，其質(zhì)量虧損對(duì)應(yīng)的能量等于該原子核的結(jié)合能，故C錯(cuò)誤；一重原子核衰變成α粒子和另一原子核，要釋放能量，衰變產(chǎn)物的結(jié)合能之和一定大于原來重核的結(jié)合能，故D正確． 6．一放射性元素的原子核A靜止在真空中，某瞬間發(fā)生α

18、衰變后變成質(zhì)量為m1的新原子核B，釋放出來的α粒子的質(zhì)量為m2.己知此核反應(yīng)中的質(zhì)量虧損為Δm，且釋放的能量全部變?yōu)樵雍薆和α粒子的動(dòng)能，光在真空中的傳播速度為c.求： (1)原子核A的質(zhì)量大??； (2)新原子核B的動(dòng)能． 【解析】(1)核反應(yīng)中的質(zhì)量虧損：Δm＝mA－(m1＋m2) 解得：mA＝Δm＋m1＋m2 (2)由愛因斯坦質(zhì)能方程可知，此核反應(yīng)中釋放的能量ΔE＝Δmc2 由動(dòng)量守恒：m1v1＝m2v2 因?yàn)楹朔磻?yīng)中釋放的能量全部變?yōu)樾略雍撕挺亮Ｗ拥膭?dòng)能 則ΔE＝m1v＋m2v 解得：EkB＝m1v＝·Δmc2. 考 點(diǎn) 集 訓(xùn)　【p348】 A組 1．一個(gè)氡

19、核 Rn衰變成釙核 Po，其核反應(yīng)方程為 Rn→Po＋X，氡核的半衰期為3.8天．下列說法正確的是(C) A．方程式中的X是氚核 B．該核反應(yīng)前后的質(zhì)量數(shù)和質(zhì)量都守恒 C．釙核 Po的比結(jié)合能大于氡核 Rn的比結(jié)合能 D．十個(gè)氡核 Rn經(jīng)過3.8天一定還剩五個(gè)氡核 Rn 【解析】方程式中的X質(zhì)量數(shù)為4，電荷數(shù)為2，是氦核，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；該核反應(yīng)前后的質(zhì)量數(shù)守恒，因伴隨能量產(chǎn)生，故有質(zhì)量虧損，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；因釙核Po比氡核Rn更穩(wěn)定，故釙核Po的比結(jié)合能大于氡核Rn的比結(jié)合能，選項(xiàng)C正確；半衰期是大量原子核衰變的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對(duì)少量的原子核衰變不適用，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 2．關(guān)于原子核、原子核的

20、衰變、核能，下列說法正確的是(D) A．原子核的結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定 B．任何兩個(gè)原子核都可以發(fā)生核聚變 C.U衰變成Pb要經(jīng)過8次β衰變和6次α衰變 D．發(fā)生α衰變時(shí)，新核與原來的原子核相比，中子數(shù)減少了2 【解析】原子核的比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；只有質(zhì)量較小的原子核才會(huì)發(fā)生聚變，故B錯(cuò)誤；鈾核U衰變成鉛核Pb的過程中，α衰變次數(shù)n＝＝8，β衰變的次數(shù)為n＝88×2＋82－92＝6，要經(jīng)過8次α衰變和6次β衰變，故C錯(cuò)誤；α粒子為氦核，由兩個(gè)質(zhì)子和兩種中子組成，所以發(fā)生α衰變時(shí)，新核與原來的原子核相比，中子數(shù)減少了2，故D正確． 3．(多選)下列有關(guān)核反應(yīng)的方

21、程中，表述正確的是(AD) A.H＋H→He＋n是核聚變反應(yīng) B.H＋H→He＋n是α衰變 C.He→H＋H是核裂變反應(yīng) D.U＋n→Ba＋Kr＋3n是核裂變反應(yīng) 【解析】A反應(yīng)是輕核聚變反應(yīng)，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；核裂變是重核在中子轟擊下分裂成中等核，并放出大量核能的反應(yīng)，則C反應(yīng)不是核裂變反應(yīng)，D反應(yīng)是重核裂變反應(yīng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確． 4．(多選)關(guān)于原子和原子核，以下說法正確的是(BD) A．湯姆孫首先發(fā)現(xiàn)了電子，并提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型 B．一個(gè)氫原子從n＝3的能級(jí)發(fā)生躍遷，可能只輻射1種頻率的的光子 C．10個(gè)U原子核經(jīng)過一個(gè)半衰期后，一定還剩5個(gè)U原子核沒發(fā)生衰

22、變 D．核電站利用的核能主要來源于重核的裂變 【解析】湯姆孫首先發(fā)現(xiàn)了電子，盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；一個(gè)處于n＝3能級(jí)的氫原子直接躍遷到n＝1能級(jí)時(shí)，只輻射一種頻率的光子，選項(xiàng)B正確；半衰期是大量原子核衰變的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對(duì)少量的原子核不適用，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；核電站利用的核能主要來源于重核的裂變，選項(xiàng)D正確． 5．(多選)地球的年齡到底有多大？科學(xué)家利用天然放射性元素的衰變規(guī)律，通過對(duì)目前發(fā)現(xiàn)的最古老的巖石中鈾和鉛含量的測(cè)定，推算出該巖石中含有的鈾是巖石形成初期時(shí)(巖石形成初期時(shí)不含鉛)的一半．鈾238衰變后形成鉛206，鈾238的原子數(shù)的相對(duì)含量隨時(shí)間變化規(guī)律如圖所示，

23、圖中N為鈾238的原子數(shù)，N0為鈾和鉛的總原子數(shù)．由此可以判斷出(BD) A．鈾238的半衰期為90億年 B．地球的年齡大致為45億年 C．被測(cè)定的古老巖石樣品在90億年時(shí)的鈾、鉛原子數(shù)之比約為 1∶4 D．被測(cè)定的古老巖石樣品在90億年時(shí)鈾、鉛原子數(shù)之比約為1∶3 【解析】設(shè)t＝0時(shí)刻，純鈾238的原子數(shù)為N0，t時(shí)刻鈾238的原子數(shù)為N，則N＝N0，∴＝，鈾、鉛原子數(shù)之和為N0，當(dāng)＝時(shí)，t＝T＝45億年，B對(duì).90億年時(shí)，＝，此時(shí)，鉛原子數(shù)為N0－N，∴＝，D對(duì)，選B、D. 6．(多選)下列說法正確的是(AB) A．由玻爾理論可知，氫原子的核外電子由較高能級(jí)躍遷到較低能級(jí)時(shí)，

24、要釋放一定頻率的光子，同時(shí)電子的動(dòng)能增大，電勢(shì)能減小 B．對(duì)于同一種金屬來說，其極限頻率恒定，與入射光的頻率及光的強(qiáng)度均無關(guān) C．盧瑟福通過α粒子散射實(shí)驗(yàn)提出了原子核內(nèi)部由核子構(gòu)成 D.Th核發(fā)生β衰變時(shí)，新核與原來的原子核相比，中子數(shù)不變，質(zhì)量數(shù)不變 【解析】由玻爾理論可知，氫原子的核外電子由較高能級(jí)躍遷到較低能級(jí)時(shí)，要輻射一定頻率的光子，同時(shí)半徑減小，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減?。挥蓭?kù)侖力提供向心力得：＝可知電子的動(dòng)能增大，故A正確；金屬的極限頻率是由金屬本身決定的，對(duì)于同一種金屬來說，其極限頻率恒定，與入射光的頻率及光的強(qiáng)度均無關(guān)，故B正確；當(dāng)α粒子穿過原子時(shí)，電子對(duì)α粒子影響很小，

25、影響α粒子運(yùn)動(dòng)的主要是原子核，離核遠(yuǎn)則α粒子受到的庫(kù)侖斥力很小，運(yùn)動(dòng)方向改變小，只有當(dāng)α粒子與核十分接近時(shí)，才會(huì)受到很大庫(kù)侖斥力，而原子核很小，所以α粒子接近它的機(jī)會(huì)就很少，因此只有少數(shù)α粒子發(fā)生較大偏轉(zhuǎn)，盧瑟福正是對(duì)這些現(xiàn)象的認(rèn)真研究提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型，故C錯(cuò)誤；根據(jù)β衰變的實(shí)質(zhì)可知，在β衰變的過程中，原子核內(nèi)的其中一個(gè)中子轉(zhuǎn)化為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子，所以新核的質(zhì)量數(shù)不變，中子數(shù)減少一個(gè)，故D錯(cuò)誤． 7．(多選)如圖所示，是國(guó)家國(guó)防科技工業(yè)局首次發(fā)布的“嫦娥二號(hào)”月面虹灣局部影像圖，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)在月球上含有豐富的He(氦3)．它是一種高效、清潔、安全的核聚變?nèi)剂希鋮⑴c的一種核聚變反應(yīng)

26、的方程式為He＋He→2H＋He.關(guān)于He聚變下列表述正確的是(BC) A．聚變反應(yīng)不會(huì)釋放能量 B．聚變反應(yīng)產(chǎn)生了新的原子核 C．聚變反應(yīng)會(huì)有質(zhì)量虧損 D．目前核電站都采用氦聚變反應(yīng)發(fā)電 【解析】聚變反應(yīng)和裂變反應(yīng)是根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程所發(fā)現(xiàn)的兩種虧損質(zhì)量計(jì)算能量的核反應(yīng)方式，C對(duì)，A錯(cuò)；聚變反應(yīng)是兩個(gè)質(zhì)量較小的核結(jié)合成一個(gè)中等質(zhì)量的核，有新核產(chǎn)生，B對(duì)；與裂變相比，聚變反應(yīng)目前還不能控制反應(yīng)速度，使用的僅有氫彈，太陽內(nèi)部發(fā)生聚變反應(yīng)，都不可控，所以核電站所利用的都是鈾裂變反應(yīng)，D錯(cuò)． 8．(多選)下列說法正確的是(AB) A．天然放射線中β射線實(shí)際就是電子流，它來自原子核內(nèi)

27、 B．放射性原子經(jīng)過α、β衰變致使新的原子核處于較高能級(jí)，因此不穩(wěn)定從而產(chǎn)生γ射線 C．氡222經(jīng)過衰變變成釙218的半衰期為3.8天，一個(gè)氡222原子核四天后一定衰變?yōu)獒?18 D．比結(jié)合能越大，原子越容易發(fā)生衰變 【解析】天然放射線中β射線實(shí)際就是電子流，它來自原子核內(nèi)，故A正確；γ射線總是伴隨α衰變或β衰變而產(chǎn)生的，放射性的原子核發(fā)生衰變后產(chǎn)生的新核從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)，輻射出γ射線，故B正確；因?yàn)榘胨テ谑墙y(tǒng)計(jì)規(guī)律，對(duì)單個(gè)原子核沒有意義，故C錯(cuò)誤；比結(jié)合能描述原子核的穩(wěn)定性，比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定，越不容易發(fā)生衰變，故D錯(cuò)誤． B組 9．一個(gè)靜止的放射性原子核處于垂直

28、紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，由于發(fā)生了衰變而形成了如圖所示的兩個(gè)圓形徑跡，兩圓半徑之比為1∶16，下列說法正確的是(C) A．該原子核發(fā)生了α衰變 B．反沖核沿小圓作順時(shí)針方向運(yùn)動(dòng) C．原靜止的原子核的原子序數(shù)為15 D．沿大圓和小圓運(yùn)動(dòng)的粒子的周期相同 【解析】由運(yùn)動(dòng)軌跡可知，衰變產(chǎn)生的新粒子與新核所受洛倫茲力方向相同，依動(dòng)量守恒知兩者運(yùn)動(dòng)方向相反，由洛倫茲力作用下的圓周運(yùn)動(dòng)的半徑公式r＝得，反沖核必沿小圓周運(yùn)動(dòng)，由左手定則可知，反沖核運(yùn)動(dòng)方向?yàn)槟鏁r(shí)針，放出的粒子沿順時(shí)針運(yùn)動(dòng)，帶負(fù)電，故發(fā)生的是β衰變，A錯(cuò)，故B錯(cuò)誤；由A項(xiàng)分析結(jié)合公式r＝，且r1∶r2＝1∶16知，反沖核核電荷數(shù)為16

29、，故靜止的原核的原子序數(shù)為15，故C正確；由周期公式T＝得，周期與比荷有關(guān)，而β粒子與反沖核比荷不同，周期不同，故D錯(cuò)誤；故選C. 10．(多選)正電子發(fā)射型計(jì)算機(jī)斷層顯像(PET)的基本原理是：將放射性同位素8O注入人體，8O在人體內(nèi)衰變放出的正電子與人體內(nèi)的負(fù)電子相遇而湮滅轉(zhuǎn)化為一對(duì)γ光子，被探測(cè)器采集后，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理產(chǎn)生清晰圖象，則根據(jù)PET原理判斷下列表述正確的是(AC) A.8O在人體內(nèi)衰變的方程是8O―→7N＋e B．正、負(fù)電子湮滅的方程是e＋e→γ C．在PET中，8O主要用途是作為示蹤原子 D．在PET中，8O主要用途是參與人體的新陳代謝 【解析】放射性同位素8

30、O注入人體，8O在人體內(nèi)衰變放出正電子，衰變方程為8O―→7N＋e，故A正確．放出的正電子與人體內(nèi)的負(fù)電子相遇湮滅轉(zhuǎn)化為一對(duì)γ光子，正、負(fù)電子湮滅方程是e＋e→2γ，故B錯(cuò)誤.8O具有放射性，在PET中主要用途可作為示蹤原子，故C正確，D錯(cuò)誤． 11．原子彈爆炸能瞬間釋放出巨大的能量，是利用了__重核裂變__(選填“原子核人工轉(zhuǎn)變”“重核裂變”“輕核聚變”或“原子核衰變”)；太陽能不斷地向外輻射能量，是因?yàn)槠鋬?nèi)部不斷地發(fā)生著__輕核聚變__(選填“原子核人工轉(zhuǎn)變”“重核裂變”“輕核聚變”或“原子核衰變”)．若用 He核轟擊 N核發(fā)生核反應(yīng)，最終產(chǎn)生的是O核和__H__核(寫出元素符號(hào))，已知

31、He、N核的質(zhì)量分別為m1、m2，產(chǎn)生新核的質(zhì)量分別為m3、m4，則該核反應(yīng)放出的核能為__(m1＋m2－m3－m4)c2__．(已知真空中的光速為c) 【解析】原子彈爆炸是利用重核裂變釋放的核能；太陽內(nèi)部時(shí)刻發(fā)生輕核聚變(也叫熱核反應(yīng))；根據(jù)質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)守恒知產(chǎn)生的核是H；由質(zhì)能方程可求釋放的核能為ΔE＝(m1＋m2－m3－m4)c2. 12．用中子轟擊Li發(fā)生核反應(yīng)生成H和α粒子，并放出4.8 MeV的能量(1 u相當(dāng)于931.5 MeV的能量)． (1)寫出核反應(yīng)方程； (2)質(zhì)量虧損為多少u； (3)n和Li以等值反向的動(dòng)量碰撞，求H和α粒子的動(dòng)能之比． 【解析】(1)根據(jù)核反應(yīng)的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒得： Li＋n→H＋He (2)依據(jù)ΔE＝Δmc2，可得：Δm＝ 由1 u相當(dāng)于931.5 MeV的能量，換算得Δm＝＝≈0.005 2 u (3)設(shè)氚核和α粒子的速度分別是v1和v2，由于中子與鋰核是以等值反向的動(dòng)量相碰，碰撞的過程中滿足動(dòng)量守恒定律，設(shè)氚核運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)檎较?，則：m氚v1－mαv2＝0 可得：＝＝ 由動(dòng)能Ek＝mv2 可得它們的動(dòng)能之比等于速度之比，＝＝＝. - 10 -