备考2019年高考物理一轮复习文档：第十三章 第2讲 放射性元素的衰变、核能 讲义 Word版含解析
高考物理总复习 放射性元素的衰变核能课件课件
• (2)放射性同位素的应用
• 放射性同位素放出的射线应用于工业、探 伤、农业、
• 医疗等．
• 1．核反应：在核物理学中，原子核在其 他粒子的轰击下产生新原子核 的过程．
• 2．原子核的人工转变：用 高能粒子轰击靶 核，产生另一种新核的方法．
种类 组成 带电荷量
质量
符号 速度 在电磁 场中
α射线
高速氦核流
2e 4mp mp＝1.67× 10－27kg 42He 0.1c
偏转
β射线
高速电子流
－e
mp 1840
0－1e 0.99c 与α射线反 向偏转
γ射线 光子流 (高频电磁波)
0
静止质量为零
γ c 不偏转
• 1．α衰变和β衰变的比较
衰变类型
• 3．裂变反应堆：又称核反应堆，简称反 应堆．反应堆主要由以下几部分组成：① 控制棒 ；② 冷却剂；③ 核燃料；④ 减速剂 ； ⑤ 反射层．
种类
贯穿本领
对空气的 电离作用 在空气中
的径迹 通过胶片
产生机制
α射线 最弱 用纸能挡住
很强
β射线 较强 穿透几毫米 的铝板
较弱
γ射线 最强 穿透几厘米 的铅板
• 3．γ衰变：γ衰变是伴随着α衰变或β衰变 同时发生的，γ衰变不改变原子核的电荷 数和质量数．其实质是放射性原子核在发 生α衰变或β衰变过程中，产生的新核由于 具有过多的能量(核处于激发态)而辐射出 光子
• 4．核类反型 应四可控种性 类型比较核反应方程典例
衰 α衰变 自发
29328U―→29304Th＋42He
• 如应用原子核的人工转变的三大发现的核 反应如下：
高考物理一轮复习 3.2放射性元素的衰变 核能课件 沪科版选修3-5
原子核数(N)与原来总原子核数(N0)的比值,横坐标表示衰变的
时间,则由图线可知该放射性物质的半衰期为
天;若将
该放射性物质放在高温、高压或强磁场等环境中,则它的半衰
期将
(选填“变长”“不变”或“变短”)。
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【解析】放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间叫 半衰期,由图线可知放射性物质的半衰期为3.8天。半衰期由元 素本身决定,与原子核所处环境、状态无关,所以将该放射性物 质放在高温、高压或强磁场等环境中,它的半衰期将不变。 答案：3.8 不变
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【知识梳理】 1.原子核的衰变： (1)原子核放出α粒子或β粒子,变成另一种_______的变化
原子核 称为原子核的衰变。 (2)分类。 α衰变：
β衰变：A ZX A Z 4 2Y __ 42 H__ e _ γα衰衰变变：,有A Z当X 的 放发射ZA 生1Y 性β 物_ 衰_ 质 _ 01变e_ 连_,续同发时生伴衰随变着时γ,辐原射子。核中有的发生
_____带正电,_电荷数=质子数(Z)=元素的原子序数=___________。
②质量数(A)=_______=质子数+中子数。 核外电子数
(3)X元素的原子核核子的数符号为 其中A表示_______,Z表示
核电荷数。
A Z
X
，
质量数
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6.放射性同位素的应用与防护：
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射线名称 比较项目
垂直进入电场或磁 场的偏转情况
贯穿本领
对空气的 电离作用
α射线
偏转 最弱 很强
β射线
偏转 较强 较弱
γ射线
_______ 不偏转 _____ 最强 _____ 很弱
高考物理一轮复习 第13章 原子结构 原子核 第2讲 放射性元素的衰变 核能模拟 新人教版选修3-5
2018版高考物理一轮复习第13章原子结构原子核第2讲放射性元素的衰变核能模拟新人教版选修3-5编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（2018版高考物理一轮复习第13章原子结构原子核第2讲放射性元素的衰变核能模拟新人教版选修3-5）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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放射性元素的衰变核能1．（多选）（2016·全国卷Ⅲ)一静止的铝原子核2713Al俘获一速度为1.0×107m/s的质子p 后,变为处于激发态的硅原子核2814Si。
下列说法正确的是导学号 51343311（ABE ) A．核反应方程为p＋错误!Al→错误!SiB．核反应方程过程中系统动量守恒C．核反应过程中系统能量不守恒D．核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和E．硅原子核速度的数量级为105m/s，方向与质子初速度的方向一致[解析］核反应方程满足质量数守恒和电荷数守恒,A项正确；微观粒子相互作用过程中，满足动量守恒定律，B项正确；题述核反应过程属于“二合一”形式的完全非弹性碰撞,机械能有损失，但对于封闭的系统，能量仍然守恒,C项错误；核反应过程中的机械能有损失,故存在质量亏损现象,D项错误;硅原子质量约是质子质量的28倍,由动量守恒定律知，m0v0＝28m0v，所以硅原子核速度数量级为105m/s，方向与质子初速度的方向一致，E项正确.2．(多选）（2017·甘肃兰州一中模拟）下列说法正确的是错误!( ACE )A．天然放射性现象说明原子核内部具有复杂的结构B．α粒子散射实验说明原子核内部具有复杂的结构C．原子核发生β衰变生成的新核原子序数增加D．氢原子从能级3跃迁到能级2辐射出的光子的波长小于从能级2跃迁到能级1辐射出的光子的波长E．γ射线是原子核内部发生核反应而释放出的多余的能量[解析］天然放射性现象说明原子核内部具有复杂的结构，选项A正确;α粒子散射实验说明原子具有核式结构，选项B错误；根据电荷数守恒和质量数守恒知，β衰变放出一个电子，新核的电荷数增加1,即原子序数增加，故C正确；氢原子从能级3跃迁到能级2辐射出的光子的能量小于从能级2跃迁到能级1辐射出的光子的能量，故从能级3跃迁到能级2辐射出的光子的波长大于从能级2跃迁到能级1辐射出的光子的波长，选项D错误；γ射线是伴随着α或β衰变而释放出的多余的能量，故E正确。
16.2 放射性元素的衰变 核反应核能 光电效应
mn 1.6749 10 27 Kg
裂变后的：
mBa 234 .0016 10 27 Kg
mKr 152 .6047 10 27 Kg
3mn 5.0247 10 27 Kg
Δm 0.3578 10
A．6 ； B．14；
C．22 ；
D．32
【例4】若元素A的半衰期为4天，元素B的半衰期为5天,则相 同质量的A和B，经过20天后，剩下的质量之比，即mA ：mB 是 ( C ) A、30∶31 B、31∶30 C、1∶2 D、2∶1
【例5】如图所示，两个相切的圆表示一个静止原子核发生 某种核变化后，产生的两种运动粒子在匀强磁场中的运动轨 迹，可能的是（ AC ） A.原子核发生了α 衰变； B．原子核发生了β 衰变 C.原子核放出了一个正电子；D.原子核放出了一个中子；
六、轻核聚变 轻核结合成质量较大的核叫聚变。
轻核聚变的核反应方程
2 1
H H He n
3 1 4 2 1 0
使核发生聚变；必须使它们接迈到10-15米，也就是接 近到核力能够发生做用的范围。由于原子核都带正电，要 使它们接近到这种程度，必须克服电荷之间的很大斥力作 用，这就要使核具有很大的动能。只有在几百万度的高温 以上，原子核才有足够的动能克服相互间的库仑斥力，在 碰撞中接近到可以发生聚变的程度。所以这种轻核聚变的 反应又叫做热核反应。
核反应中的能量
吸收能量 核 反 应 放出能量
核子结合成原子核
有些重核分裂成中等质量的核
有些轻核结合成中等质量的核
五、重核的裂变 1、定义：重核俘获一个中子后分裂为几个中等质量的核的 反应过程叫重核的裂变 2.链式反应：重核裂变时放出几个中子，再引起其他重核裂 变而使裂变反应不断进行下去（原子弹原理）.
高三物理一轮复习选考部分第13章动量光电效应核能第1节动量动量守恒定律教师用书
第1节动量动量守恒定律节次考纲命题规律第1节动量动量守恒定律动量、动量守恒定律Ⅰ 1.动量和动量守恒等基本概念、规律的理解，一般结合碰撞等实际过程考查；2．综合运用动量和机械能的知识分析较复杂的运动过程；3．光电效应、波粒二象性的考查；4．氢原子光谱、能级的考查；5．放射性元素的衰变、核反应的考查；6．质能方程、核反应方程的计算；7．与动量守恒定律相结合的计算.弹性碰撞和非弹性碰撞Ⅰ实验十三验证动量守恒定律第2节光电效应氢原子光谱普朗克能量子假说黑体和黑体辐射Ⅰ光电效应Ⅰ光的波粒二象性、物质波Ⅰ氢原子光谱、原子的能级Ⅰ第3节核反应和核能原子核式结构模型Ⅰ原子核的组成Ⅰ原子核的衰变、半衰期Ⅰ放射性同位素、放射性的应用与防护Ⅰ核反应方程Ⅰ核力与结合能、质量亏损Ⅰ裂变反应和聚变反应、链式反应Ⅰ第1节动量动量守恒定律知识点1 动量1．定义运动物体的质量和速度的乘积，通常用p来表示．2．表达式p＝mv.3．单位kg·m/s.4．标矢性动量是矢量，其方向和速度方向相同．知识点2 动量守恒定律1．内容如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为0，这个系统的总动量保持不变，这就是动量守恒定律．2．表达式(1)p＝p′，系统内力作用前总动量p等于内力作用后的总动量p′.(2)m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′，相互作用的两个物体组成的系统，作用前的动量和等于作用后的动量和．3．动量守恒定律的适用条件(1)不受外力或所受外力的合力为零，不是系统内每个物体所受的合外力都为零，更不能认为系统处于平衡状态．(2)近似适用条件：系统内各物体间相互作用的内力远大于它所受到的外力．(3)如果系统在某一方向上所受外力的合力为零，则系统在这一方向上动量守恒．知识点3 碰撞、反冲和爆炸问题1．碰撞(1)概念：碰撞是指物体间的相互作用持续时间很短，而物体间相互作用力很大的现象．(2)特点：在碰撞现象中，一般都满足内力远大于外力，可认为相互碰撞的物体组成的系统动量守恒．(3)分类：动量是否守恒机械能是否守恒弹性碰撞守恒守恒非完全弹性碰撞守恒有损失完全非弹性碰撞守恒损失最大在某些情况下，原来系统内物体具有相同的速度，发生相互作用后各部分的末速度不再相同而分开．在相互作用的过程中系统的动能增大，且常伴有其他形式能向动能的转化．3．爆炸问题爆炸与碰撞类似，物体间的相互作用力很大，且远大于系统所受的外力，所以系统动量守恒，爆炸过程中位移很小，可忽略不计，作用后从相互作用前的位置以新的动量开始运动．知识点4 实验：验证动量守恒定律1．方案一：利用气垫导轨完成一维碰撞实验(1)测质量：用天平测出滑块质量．(2)安装：正确安装好气垫导轨．(3)实验：接通电源，利用配套的光电计时装置测出两滑块各种情况下碰撞前后的速度(①改变滑块的质量．②改变滑块的初速度大小和方向)．(4)验证：一维碰撞中的动量守恒．2．方案二：利用斜槽上滚下的小球验证动量守恒定律(1)用天平测出两小球的质量，并选定质量大的小球为入射小球．(2)按照如图1311所示安装实验装置，调整固定斜槽使斜槽底端水平．图1311(3)白纸在下，复写纸在上，在适当位置铺放好．记下重垂线所指的位置O.(4)不放被撞小球，让入射小球从斜槽上某固定高度处自由滚下，重复10次．用圆规画尽量小的圆把所有的小球落点圈在里面，圆心P就是小球落点的平均位置．(5)把被撞小球放在斜槽末端，让入射小球从斜槽同一高度自由滚下，使它们发生碰撞，重复实验10次．用步骤(4)的方法，标出碰后入射小球落点的平均位置M和被碰小球落点的平均位置N.如图1312所示．图1312(6)连接ON，测量线段OP、OM、ON的长度．将测量数据填入表中．最后代入m1OP＝m1OM＋m2ON，看在误差允许的范围内是否成立.[核心精讲]1．动量守恒定律的“五性”矢量性动量守恒定律的表达式为矢量方程，解题应选取统一的正方向相对性各物体的速度必须是相对同一参考系的速度(一般是相对于地面)同时性动量是一个瞬时量，表达式中的p1、p2、……必须是系统中各物体在相互作用前同一时刻的动量，p1′、p2′、……必须是系统中各物体在相互作用后同一时刻的动量系统性研究的对象是相互作用的两个或多个物体组成的系统普适性动量守恒定律不仅适用于低速宏观物体组成的系统，还适用于接近光速运动的微观粒子组成的系统(1)p＝p′，即系统相互作用前的总动量p等于相互作用后的总动量p′.(2)Δp＝p′－p＝0，即系统总动量的增量为0.(3)Δp1＝－Δp2，即两个物体组成的系统中，一部分动量的增量与另一部分动量的增量大小相等、方向相反．3．应用动量守恒定律的解题步骤(1)明确研究对象，确定系统的组成(系统包括哪几个物体及研究的过程)；(2)进行受力分析，判断系统动量是否守恒(或某一方向上是否守恒)；(3)规定正方向，确定初末状态动量；(4)由动量守恒定律列出方程；(5)代入数据，求出结果，必要时讨论说明．[题组通关]1．(2015·福建高考)如图1313所示，两滑块A、B在光滑水平面上沿同一直线相向运动，滑块A的质量为m，速度大小为2v0，方向向右，滑块B的质量为2m，速度大小为v0，方向向左，两滑块发生弹性碰撞后的运动状态是( ) 【导学号：】图1313A．A和B都向左运动B．A和B都向右运动C．A静止，B向右运动D．A向左运动，B向右运动D 选向右为正方向，则A的动量p A＝m·2v0＝的动量p B＝－2mv0.碰前A、B的动量之和为零，根据动量守恒，碰后A、B的动量之和也应为零，可知四个选项中只有选项D符合题意．2．两块厚度相同的木块A 和B ，紧靠着放在光滑的水平面上，其质量分别为m A ＝2.0 kg ，m B ＝0.90 kg ，它们的下底面光滑，上表面粗糙，另有一质量m C ＝0.10 kg 的滑块C ，以v C＝10 m/s 的速度恰好水平地滑到A 的上表面，如图1314所示．由于摩擦，滑块最后停在木块B 上，B 和C 的共同速度为0.50 m/s.求：图1314(1)木块A 的最终速度v A ； (2)滑块C 离开A 时的速度v C ′.【解析】 C 从开始滑上A 到恰好滑至A 的右端过程中，A 、B 、C 组成系统动量守恒m C v C ＝(m B ＋m A )v A ＋m C v C ′C 刚滑上B 到两者相对静止，对B 、C 组成的系统动量守恒 m B v A ＋m C v C ′＝(m B ＋m C )v解得v A ＝0.25 m/sv C ′＝2.75 m/s.【答案】 (1)0.25 m/s (2)2.75 m/s [名师微博] 两点提醒：1．动量守恒定律的研究对象都是相互作用的物体组成的系统．系统的动量是否守恒，与选择哪几个物体作为系统和分析哪一段运动过程有直接关系．2．分析系统内物体受力时，要弄清哪些是系统的内力，哪些是系统外的物体对系统的作用力.[核心精讲]1．碰撞现象满足的三个规律 (1)动量守恒即p 1＋p 2＝p ′1＋p ′2. (2)动能不增加即E k1＋E k2≥E ′k1＋E ′k2或p 212m 1＋p 222m 2≥p ′212m 1＋p ′222m 2.(3)速度要合理①若碰前两物体同向运动，则应有v 后>v 前，碰后原来在前的物体速度一定增大，若碰后两物体同向运动，则应有v 前′≥v 后′.②碰前两物体相向运动，碰后两物体的运动方向不可能都不改变．2．对反冲现象的三点说明(1)系统内的不同部分在强大内力作用下向相反方向运动，通常用动量守恒来处理．(2)反冲运动中，由于有其他形式的能转变为机械能，所以系统的总机械能增加．(3)反冲运动中平均动量守恒．3．爆炸现象的三个规律(1)动量守恒由于爆炸是在极短的时间内完成的，爆炸物体间的相互作用力远远大于受到的外力，所以在爆炸过程中，系统的总动量守恒．(2)动能增加在爆炸过程中，由于有其他形式的能量(如化学能)转化为动能，所以爆炸前后系统的总动能增加．(3)位置不变爆炸的时间极短，因而作用过程中，物体产生的位移很小，一般可忽略不计，可以认为爆炸后仍然从爆炸前的位置以新的动量开始运动．[师生共研]●考向1 爆炸与反冲问题(2014·重庆高考)一弹丸在飞行到距离地面5 m高时仅有水平速度v＝2 m/s，爆炸成为甲、乙两块水平飞出，甲、乙的质量比为3∶1.不计质量损失，重力加速度g取10 m/s2，则下列选项中两块弹片飞行的轨迹可能正确的是( )B 弹丸爆炸瞬间爆炸力远大于外力，故爆炸瞬间动量守恒．因两弹片均水平飞出，飞行时间t＝2hg＝1 s，取向右为正，由水平速度v＝xt知，选项A中，v甲＝2.5 m/s，v乙＝－0.5 m/s；选项B中，v甲＝2.5 m/s，v乙＝0.5 m/s；选项C中，v甲＝1 m/s，v乙＝2 m/s；选项D中，v甲＝－1 m/s，v乙＝2 m/s. 因爆炸瞬间动量守恒，故mv＝m甲v甲＋m乙v乙，其中m 甲＝34m ，m 乙＝14m ，v ＝2 m/s ，代入数值计算知选项B 正确．●考向2 碰撞问题分析(2015·全国卷Ⅰ)如图1315，在足够长的光滑水平面上，物体A、B 、C 位于同一直线上，A 位于B 、C 之间．A 的质量为m ，B 、C 的质量都为M ，三者均处于静止状态．现使A 以某一速度向右运动，求m 和M 之间应满足什么条件，才能使A 只与B 、C 各发生一次碰撞．设物体间的碰撞都是弹性的．图1315【解题关键】关键信息信息解读在足够长的光滑水平面上物体在水平面上做匀速运动碰撞过程系统动量守恒三者均处于静止状态，现使A 以某一速度向右运动 物体A 与B 、C 碰撞前B 、C 均处于静止状态物体A 先与C 碰撞物体间的碰撞都是弹性的碰撞过程中，系统动量、动能均守恒能守恒．设速度方向向右为正，开始时A 的速度为v 0，第一次碰撞后C 的速度为v C 1，A 的速度为v A 1.由动量守恒定律和机械能守恒定律得mv 0＝mv A 1＋Mv C 1① 12mv 20＝12mv 2A 1＋12Mv 2C 1②联立①②式得v A 1＝m －M m ＋Mv 0③ v C 1＝2m m ＋Mv 0④如果m >M ，第一次碰撞后，A 与C 速度同向，且A 的速度小于C 的速度，不可能与B 发生碰撞；如果m ＝M ，第一次碰撞后，A 停止，C 以A 碰前的速度向右运动，A 不可能与B 发生碰撞；所以只需考虑m <M 的情况．第一次碰撞后，A 反向运动与B 发生碰撞．设与B 发生碰撞后，A 的速度为v A 2，同样有v A 2＝m －M m ＋M v A 1＝⎝ ⎛⎭⎪⎫m －M m ＋M 2v 0⑤根据题意，要求A 只与B 、C 各发生一次碰撞，应有v A 2≤v C 1⑥联立④⑤⑥式得m 2＋4mM －M 2≥0解得m ≥(5－2)M另一解m ≤－(5＋2)M 舍去． 所以，m 和M 应满足的条件为 (5－2)M ≤m <M .【答案】 (5－2)M ≤m <M1．一个结论：在碰撞、爆炸和反冲问题中，即使有外力作用，往往因内力远大于外力，时间极短，认为系统动量是守恒的．2．两点提醒：(1)碰撞过程中系统机械能不可能增大，但爆炸与反冲过程中系统的机械能可增大． (2)因碰撞、爆炸过程发生在瞬间，一般认为系统内各物体的速度瞬间发生突变，而物体的位置不变．[题组通关]3．(2014·福建高考)一枚火箭搭载着卫星以速率v 0进入太空预定位置，由控制系统使箭体与卫星分离，如图1316所示．已知前部分的卫星质量为m 1，后部分的箭体质量为m 2，分离后箭体以速率v 2沿火箭原方向飞行，若忽略空气阻力及分离前后系统质量的变化，则分离后卫星的速率v 1为( ) 【导学号：】图1316A ．v 0－v 2B ．v 0＋v 2C ．v 0－m 2m 1v 2D ．v 0＋m 2m 1(v 0－v 2)D 根据动量守恒定律列方程求解． 对火箭和卫星由动量守恒定律得 (m 1＋m 2)v 0＝m 2v 2＋m 1v 1解得v 1＝m 1＋m 2v 0－m 2v 2m 1＝v 0＋m 2m 1(v 0－v 2)．故选D.4．质量为m 、速度为v 的A 球与质量为3m 的静止B 球发生正碰．碰撞可能是弹性的，也可能是非弹性的，因此，碰撞后B 球的速度可能有不同的值．碰撞后B 球的速度大小可能是( )A ．B ．C ．D ．vB 根据动量守恒定律得mv ＝mv 1＋3mv 2，则当v 2＝时，v 1＝－，则碰撞后的总动能E ′＝12m (－2＋12×3m 2＝×12mv 2，大于碰撞前的总动能．由于碰撞过程中能量不增加，故A 项错误；当v 2＝时，v 1＝－，则碰撞后的总动能为E ′＝12m (－2＋12×3m 2＝×12mv 2，小于碰撞前的总动能，故可能发生的是非弹性碰撞，B 项正确；当v 2＝时，v 1＝，则碰撞后的A 球的速度大于B 球的速度，而两球碰撞，A 球不可能穿透B 球，故C 项错误；当v 2＝v 时，v 1＝－2v ，则显然碰撞后的总动能大于碰撞前的总动能，故D 项错误．[典题示例](2015·山东高考)如图1317，三个质量相同的滑块A 、B 、C ，间隔相等地静置于同一水平直轨道上．现给滑块A 向右的初速度v 0，一段时间后A 与B 发生碰撞，碰后A 、B 分别以18v 0、34v 0的速度向右运动，B 再与C 发生碰撞，碰后B 、C 粘在一起向右运动．滑块A 、B 与轨道间的动摩擦因数为同一恒定值．两次碰撞时间均极短．求B 、C 碰后瞬间共同速度的大小．图1317【解题关键】关键信息信息解读三个质量相同的滑块A 、B 、C 间隔相等滑块A 至B 过程和滑块B 至C 过程克服阻力做功相同滑块A 、B 与轨道间的动摩擦因数为同一恒定值碰后B 、C 粘在一起向右运动 B 、C 碰撞后瞬间速度相同A A 的速度v ′A ＝18v 0，B 的速度v B ＝34v 0，由动量守恒定律得mv A ＝mv ′A ＋mv B①设碰撞前A 克服轨道阻力所做的功为W A ，由功能关系得W A ＝12mv 20－12mv 2A ②设B 与C 碰撞前B 的速度为v ′B ，B 克服轨道阻力所做的功为W B ，由功能关系得W B ＝12mv 2B－12mv ′2B③ 据题意可知W A ＝W B④设B 、C 碰撞后瞬间共同速度的大小为v ，由动量守恒定律得mv ′B ＝2mv⑤联立①②③④⑤式，代入数据得v ＝2116v 0. 【答案】 2116v 0利用动量和能量的观点解题的技巧1．若研究对象为一个系统，应优先考虑应用动量守恒定律和能量守恒定律(机械能守恒定律)．2．若研究对象为单一物体，且涉及功和位移问题时，应优先考虑动能定理． 3．因为动量守恒定律、能量守恒定律(机械能守恒定律)、动能定理都只考查一个物理过程的始末两个状态有关物理量间的关系，对过程的细节不予细究，这正是它们的方便之处．特别对于变力做功问题，就更显示出它们的优越性．[题组通关]5．(2016·天津高考)如图1318所示，方盒A 静止在光滑的水平面上，盒内有一小滑块B ，盒的质量是滑块的2倍，滑块与盒内水平面间的动摩擦因数为μ.若滑块以速度v 开始向左运动，与盒的左、右壁发生无机械能损失的碰撞，滑块在盒中来回运动多次，最终相对于盒静止，则此时盒的速度大小为________，滑块相对于盒运动的路程为________．【导学号：】图1318【解析】 由于水平面光滑，则滑块与盒碰撞时动量守恒，故有：mv ＝(M ＋m )v 1，且M ＝2m相对静止时的共同速度v 1＝mv M ＋m ＝v 3由功能关系知：μmgs ＝12mv 2－12(M ＋m )v 21 解得滑块相对盒的路程s ＝v 23μg. 【答案】 v3 v 23μg[核心精讲]1．实验应注意的几个问题(1)前提条件：碰撞的两物体应保证“水平”和“正碰”．(2)方案提醒：①若利用气垫导轨进行实验，调整气垫导轨时，注意利用水平仪确保导轨水平．②若利用摆球进行实验，两小球静放时球心应在同一水平线上，且刚好接触，摆线竖直，将小球拉起后，两条摆线应在同一竖直平面内．③若利用长木板进行实验，可在长木板下垫一小木片用以平衡摩擦力．④若利用斜槽进行实验，入射球质量要大于被碰球质量，即：m 1>m 2，防止碰后m 1被反弹．(3)探究结论：寻找的不变量必须在各种碰撞情况下都不改变．2．实验误差分析(1)系统误差：主要来源于装置本身是否符合要求，即：①碰撞是否为一维碰撞．②实验是否满足动量守恒的条件，如气垫导轨是否水平，两球是否等大，长木板实验是否平衡掉摩擦力等．(2)偶然误差：主要来源于质量m 和速度v 的测量．(3)减小误差的措施：①设计方案时应保证碰撞为一维碰撞，且尽量满足动量守恒的条件．②采取多次测量求平均值的方法减小偶然误差．[题组通关]6．某同学利用打点计时器和气垫导轨做验证动量守恒定律的实验，气垫导轨装置如图1319甲所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成．在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔，向导轨空腔内不断通入压缩空气，空气会从小孔中喷出，使滑块稳定地漂浮在导轨上，这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差．图1319下面是实验的主要步骤：①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；②向气垫导轨通入压缩空气；③把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器和弹射架并固定在滑块1的左端，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向；④使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；⑤把滑块2放在气垫导轨的中间；已知碰后两滑块一起运动；⑥先_________________________，然后____________________________，让滑块带动纸带一起运动；⑦取下纸带，重复步骤④⑤⑥，选出较理想的纸带如图乙所示；⑧测得滑块1(包括撞针)的质量为310 g，滑块2(包括橡皮泥)的质量为205 g.(1)试着完善实验步骤⑥的内容．(2)已知打点计时器每隔 s打一个点，计算可知两滑块相互作用前质量与速度的乘积之和为________kg·m/s；两滑块相互作用以后质量与速度的乘积之和为________kg·m/s.(保留3位有效数字)(3)试说明(2)问中两结果不完全相等的主要原因是________________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________.【解析】(1)使用打点计时器时应先接通电源，后放开滑块1.(2)作用前滑块1的速度v 1＝错误! m/s ＝2 m/s ，其质量与速度的乘积为×2 kg·m/s ＝0.620 kg·m/s，作用后滑块1和滑块2具有相同的速度v ＝错误! m/s ＝1.2 m/s ，其质量与速度的乘积之和为＋×1.2 kg·m/s＝0.618 kg·m/s.(3)相互作用前后动量减小的主要原因是纸带与打点计时器的限位孔有摩擦．【答案】 (1)接通打点计时器的电源 放开滑块1(2)(3)纸带与打点计时器的限位孔有摩擦7．(2014·全国卷Ⅱ)现利用图13110所示的装置验证动量守恒定律．在图甲中，气垫导轨上有A 、B 两个滑块，滑块A 右侧带有一弹簧片，左侧与打点计时器(图中未画出)的纸带相连；滑块B 左侧也带有一弹簧片，上面固定一遮光片，光电计时器(未完全画出)可以记录遮光片通过光电门的时间．图13110实验测得滑块A 的质量m 1＝0.310 kg ，滑块B 的质量m 2＝0.108 kg ，遮光片的宽度d ＝1.00 cm ；打点计时器所用交流电的频率f ＝ Hz.将光电门固定在滑块B 的右侧，启动打点计时器，给滑块A 一向右的初速度，使它与B 相碰．碰后光电计时器显示的时间为Δt B ＝ ms ，碰撞前后打出的纸带如图13111所示．图13111若实验允许的相对误差绝对值⎝ ⎛⎭⎪⎫⎪⎪⎪⎪⎪⎪碰撞前后总动量之差碰前总动量×100%最大为5%，本实验是否在误差范围内验证了动量守恒定律？写出运算过程．【解析】 按定义，物块运动的瞬时速度大小v ＝Δx Δt ①式中Δx 为物块在很短时间Δt 内走过的路程．设纸带上打出相邻两点的时间间隔为Δt A ，则Δt A ＝1f ＝ s ②Δt A 可视为很短．设A 在碰撞前、后瞬时速度大小分别为v 0、v 1.将②式和图给实验数据代入①式得v 0＝2.00 m/s③ v 1＝0.970 m/s④设B 在碰撞后的速度大小为v 2，由①式有 v 2＝d Δt B ⑤代入题给实验数据得v 2＝2.86 m/s ⑥ 设两滑块在碰撞前、后的总动量分别为p 和p ′，则p ＝m 1v 0⑦ p ′＝m 1v 1＋m 2v 2 ⑧ 两滑块在碰撞前后总动量相对误差的绝对值为δp ＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪p －p ′p ×100% ⑨ 联立③④⑥⑦⑧⑨式并代入有关数据，得δp ＝%<5%.因此，本实验在误差允许的范围内验证了动量守恒定律．【答案】 本实验在误差允许的范围内验证了动量守恒定律；运算过程见解析。
人教版高三物理一轮复习基础梳理第十三章课时2原子核
课时2 原子核一、原子核的组成质子和中子组成,两者统称为核子。
X A Z表示,X 为元素符号,上角标A 表示核的质量数,下角标Z 表示核的电荷数(即原子序数)。
质子数而中子数不同的原子核,在元素周期表中处于同一位置。
二、天然放射现象1.天然放射现象:某些元素自发放射某些射线的现象称为天然放射现象,这些元素称为放射性元素。
2.三种射线的本质:α射线是氦核,β射线是电子,γ射线是光子。
三、原子核的衰变和放射性同位素的应用1.衰变:原子核自发地放出某种粒子而转变成新核的变化。
可分为α衰变、β衰变,并伴随着γ射线放出。
2.半衰期:放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间。
(1)利用射线:放射性同位素放出的射线应用于工业、探伤、农业、医疗等。
(2)作示踪原子。
四、核反应、核力与核能1.核反应规律:在核反应中,质量数守恒,电荷数守恒。
(1)概念:组成原子核的核子之间存在的作用力。
(2)核力特点①核力是强相互作用(强力)的一种表现,在它的作用范围内,核力比库仑力大得多。
②核力是短程×10-15 m之内。
③每个核子只跟相邻的核子发生核力作用,这种性质称为核力的饱和性。
(1)爱因斯坦质能方程:E=mc2。
(2)质量亏损:原子核的质量小于组成它的核子的质量之和的现象。
4.结合能:克服核力束缚,使原子核分解为单个核子时需要的能量,或若干个核子在核力作用下结合成原子核时放出的能量。
五、核裂变和核聚变(1)定义:使重核分裂成几个质量较小的原子核的核反应。
(2)铀核裂变:用中子轰击铀核时,铀核发生裂变,一种典型的反应是生成钡和氪,同时放出三个中子,核反应方程为238U+10n→14456Ba+8936Kr+310n。
92(3)链式反应:由重核裂变产生中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程叫做核裂变的链式反应。
(4)链式反应的条件:①要有足够浓度的铀235;②铀块体积需大于临界体积,或铀块质量大于临界质量。
《复习方略》高中物理(沪科版)一轮复习课件：选修 放射性元素的衰变 核能
Po
的增加会减慢
222 86
Rn
的衰变进程
D.
222 86
Rn
主要存在于地球深处的矿石中，温度和压力改变了
它的半衰期
【典题解析】选A。元素半衰期的长短由原子核自身因素决定, 与原子所处的物理、化学状态以及周围环境、温度无关,C、D 错;即使元素氡的含量足够高,经过漫长的地质年代,地壳中也几 乎没有氡了,一定是来自于其他放射性元素的衰变,故A对,B错。
衰变实质
α衰变
β衰变
A Z
X
Y A4
Z2
4 2
He
A Z
X
Y A
Z1
0 1
e
2个质子和2个中子结合成 1个中子转化为1个
一个整体射出
质子和1个电子
2
1 1
H
2
1 0
n
4 2
He
1 0
n
1 1
H
0 1
e
衰变类型
XYHn+
匀强磁场中 轨迹形状
α衰变
β衰变
衰变规律
电荷数守恒、质量数守恒、动量守恒
(3)两个重要的衰变。
①
238 92
U
23940Th
4 2
He;
② 23940Th
234 91
Pa
0 1
e。
2.半衰期：
(1)定义：放射性元素的原子核有_半__数__发生衰变所需的时间。
(2)影响因素：放射性元素衰变的快慢是由原子核_内__部__因素
决定的,跟原子所处的物理状态(如温度、压强)或化学状态
高考物理一轮复习第十三章原子结构原子核第2讲放射性元素的衰变、核能练习(2021年整理)
2019年高考物理一轮复习第十三章原子结构原子核第2讲放射性元素的衰变、核能练习编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（2019年高考物理一轮复习第十三章原子结构原子核第2讲放射性元素的衰变、核能练习）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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第2讲放射性元素的衰变、核能板块三限时规范特训时间：45分钟满分：100分一、选择题(本题共10小题,每小题6分,共60分。
其中1～6为单选，7～10为多选)1．关于原子核中质子和中子的说法，正确的是( )A．原子核中质子数和中子数一定相等B．稳定的重原子核里,质子数比中子数多C．原子核都是非常稳定的D．由于核力的作用范围是有限的，以及核力的饱和性，如果不断地增大原子核,形成的核也一定是不稳定的答案D解析自然界中较轻的原子核,质子数与中子数大致相等，但对于较重的原子核，中子数大于质子数，越重的元素，两者相差越多，A、B错误；天然放射性元素的原子核会衰变,并不稳定,C错误；核子间核力与电磁力都会随核子间距离的增大而减小，但核力减小得更快，由于核力作用范围有限，以及核力的饱和性,如果不断地增大原子核，大到一定程度时，相距较远的质子受到的核力不足以平衡它们之间的库仑力，原子核就不稳定了，D正确。
2。
如图所示,x为未知的放射源，L为薄铝片，计数器对α粒子、β粒子、γ光子均能计数.若在放射源和计数器之间加上L后，计数器的计数率大幅度减小，在L和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场,计数器的计数率不变，则,x可能是（)A．α、β和γ的混合放射源B．纯α放射源C．α和γ的放射源D．纯γ放射源答案C解析在放射源和计数器之间加上薄铝片后，计数器的计数率大幅度减小,说明射线中有穿透力很弱的粒子，即α粒子；在铝片和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场，计数器的计数率不变，说明穿过铝片的粒子中无带电粒子，即只有γ射线；综合可知放射源可能是α和γ的放射源，故选C。
高考物理一轮复习：19.2 放射性元素的衰变
当发生
α
衰变时Rα＝Z－2， RM 2
当发生 β 衰变时RRMβ＝Z＋1 1.
如果测出轨道的半径比，就可以求出 Z，从而判定是什么原
子核发生了衰变．
②运动周期的长短——在同样的条件下，运行周期与粒子和 反冲核的比荷成反比，即 T＝2πBqm∝mq .
(多选题)有些建材中的放射性物质会释放出 α、β、γ 射 线，根据有关放射性知识可知，下列说法正确的是( )
A．发生 α 衰变时，生成核与原来的原子核相比，核内质量 数减少 2
B．发生 β 衰变时，生成核与原来的原子核相比，核内中子 数减少 1
C．β射线是原子的核外电子电离后形成的电子流 D．β射线是原子核内的中子变成质子时，放射出的电子
新元素
A′ Z′
Y，则
表示该核反应的方程为
ZAX→Z′A′Y＋n24He＋
m－1 0e，根据电荷数守恒和质量数守恒列方程：
A＝A′＋4n， Z＝Z′＋2n－m.
(多选题)天然放射性元素 90232Th(钍)经过一系列 α 衰变 和 β 衰变之后，变成 82208Pb(铅)．下列论断中正确的是( )
(1)动量守恒关系 0＝特点：
α衰 变
匀强磁场中的轨迹
ZAX→Z－2A－4Y
两圆外切，α粒
＋24He
子半径大
匀强磁场中的轨迹
ZAX→Z＋1 AY＋ β 衰变
－1 0e
两圆内切，β粒 子半径大
①轨道半径的大小——因为粒子与反冲核的动量大小相等，
所以轨道半径与电量成反比，即 R＝mBqv∝q1.
三、考点鸟瞰 考点鸟瞰
考点一：对原子核衰变的理解 考点二：原子核的衰变方程和规律
考点三：半衰期的理解与计算
高考物理一轮总复习 第13章 原子结构 原子核 第2讲 放射性元素的衰变、核能(2021年最新整理)
2018版高考物理一轮总复习第13章原子结构原子核第2讲放射性元素的衰变、核能编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（2018版高考物理一轮总复习第13章原子结构原子核第2讲放射性元素的衰变、核能）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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第2讲放射性元素的衰变、核能时间：45分钟满分：100分一、选择题(本题共10小题,每小题6分，共60分。
其中1～6为单选,7~10为多选)1．［2015·北京高考］下列核反应方程中，属于α衰变的是（）A.14， 7N＋错误!He→错误!O＋错误!H B。
错误!U→错误!Th＋错误!HeC.错误!H＋错误!H→错误!He＋错误!nD.错误!90Th→错误!Pa＋错误!e答案B解析A项是人工核转变；B项是α衰变；C项是轻核聚变;D项是β衰变。
2．［2015·重庆高考]图中曲线a、b、c、d为气泡室中某放射物发生衰变放出的部分粒子的径迹,气泡室中磁感应强度方向垂直于纸面向里。
以下判断可能正确的是（)A．a、b为β粒子的径迹B．a、b为γ粒子的径迹C．c、d为α粒子的径迹D．c、d为β粒子的径迹答案D解析γ粒子不带电,不会发生偏转，故B错误.由左手定则可判定，a、b粒子带正电，c、d粒子带负电,又知α粒子带正电，β粒子带负电，故A、C均错误,D正确。
3．一个静止的放射性原子核处于垂直纸面向里的匀强磁场中，由于发生了衰变而形成了如图所示的两个圆形径迹，两圆半径之比为1∶16，则以下说法正确的是（）A．该原子核发生了α衰变B．反冲核沿小圆做逆时针方向运动C．原静止的原子核的原子序数为17D．沿大圆和沿小圆运动的粒子的周期相同答案B解析在发生衰变前原子核处于静止状态，发生衰变时由于动量守恒，两个新原子核的动量大小相等、方向相反,根据r＝错误!可知大圆为电荷较小的新核轨迹,且向下运动，沿顺时针方向,可判断是β衰变;小圆为电荷较大的反冲核轨迹，且向上运动，沿逆时针方向，根据反应前后电荷数守恒,可以确定原静止的原子核的原子序数为15;根据T＝错误!可知，由于两个粒子的荷质比不同，所以周期不相同，故B正确。
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第2讲放射性元素的衰变、核能板块一主干梳理·夯实基础【知识点1】原子核的组成、放射性、放射性同位素、射线的危害和防护Ⅰ一、原子核1、原子核的组成(1)原子核由质子和中子组成,质子和中子统称为核子。
(2)原子核的核电荷数＝质子数,原子核的质量数＝质子数＋中子数,质子和中子都为一个单位质量。
2、同位素:具有相同质子数、不同中子数的原子。
同位素在元素周期表中的位置相同,具有相同的化学性质。
具有放射性的同位素叫放射性同位素。
例如:2713Al＋42He→3015P＋10n,3015P→3014Si＋01e。
二、天然放射现象1、天然放射现象元素自发地放出射线的现象,首先由贝可勒尔发现。
天然放射现象的发现,说明原子核还具有复杂的结构。
2、放射性和放射性元素物质发射射线的性质叫放射性。
具有放射性的元素叫放射性元素。
3、三种射线放射性元素放射出的射线共有三种,分别是α射线、β射线、γ射线。
4、三种射线的比较5、放射性同位素的应用与防护(1)放射性同位素:有天然放射性同位素和人工放射性同位素两类,放射性同位素的化学性质相同。
(2)应用:消除静电、工业探伤、作示踪原子等。
(3)防护:防止放射线对人体组织的伤害。
【知识点2】原子核的衰变、半衰期Ⅰ1、原子核的衰变(1)原子核放出α粒子或β粒子,变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变。
(2)分类α衰变:A Z X→A－4Y＋42HeZ－2β衰变:A Z X→A Z＋1Y＋__0－1e当放射性物质连续发生衰变时,原子核中有的发生α衰变,有的发生β衰变,同时伴随着γ辐射。
(3)两个重要的衰变①23892U→23490Th＋42He；②23490Th→23491Pa＋0－1e。
2、半衰期(1)定义:放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间。
(2)影响因素:放射性元素衰变的快慢是由原子核内部因素决定的,跟原子所处的物理状态(如温度、压强)或化学状态(如单质、化合物)无关。
3、α衰变和β衰变的实质α衰变:核内两个中子和两个质子结合得比较紧密,作为一个整体从较大的原子核内发射出来。
β衰变:核内的一个中子转化为一个质子,同时放出一个电子。
【知识点3】核力、结合能、质量亏损Ⅰ1、核力(1)定义:原子核内部,核子间所特有的相互作用力。
(2)特点①核力是强相互作用的一种表现；②核力是短程力,作用范围在1.5×10－15 m之内；③每个核子只跟它邻近的核子间才有核力作用。
2、结合能核子结合为原子核时释放的能量或原子核分解为核子时吸收的能量,叫做原子核的结合能,亦称核能。
3、比结合能(1)定义:原子核的结合能与核子数之比,称做比结合能,也叫平均结合能。
(2)特点:不同原子核的比结合能不同,原子核的比结合能越大,表示原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定。
4、质能方程、质量亏损爱因斯坦质能方程E＝mc2,原子核的质量必然比组成它的核子的质量和要小Δm,这就是质量亏损。
由质量亏损可求出释放的核能ΔE＝Δmc2。
【知识点4】裂变反应和聚变反应、裂变反应堆核反应方程Ⅰ1.重核裂变(1)定义:质量数较大的原子核受到高能粒子的轰击而分裂成几个质量数较小的原子核的过程。
(2)特点①裂变过程中能够放出巨大的能量；②裂变的同时能够放出2～3(或更多)个中子；③裂变的产物不是唯一的。
对于铀核裂变有二分裂、三分裂和四分裂形式,但三分裂和四分裂概率比较小。
(3)典型的裂变反应方程235U＋10n→8936Kr＋14456Ba＋310n。
92(4)链式反应:由重核裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程。
(5)临界体积和临界质量:裂变物质能够发生链式反应的最小体积叫做它的临界体积,相应的质量叫做临界质量。
(6)裂变的应用:原子弹、核反应堆。
(7)反应堆构造:核燃料、减速剂、镉棒、防护层。
2、轻核聚变(1)定义两轻核结合成质量较大的核的反应过程。
轻核聚变反应必须在高温下进行,因此又叫热核反应。
(2)特点①聚变过程放出大量的能量,平均每个核子放出的能量,比裂变反应中平均每个核子放出的能量大3至4倍。
②聚变反应比裂变反应更剧烈。
③对环境污染较少。
④自然界中聚变反应原料丰富。
(3)典型的聚变反应方程2H＋31H→42He＋10n＋17.60 MeV13、核反应(1)核反应:原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程,称为核反应。
(2)核反应的几点说明①核反应中应遵循两个守恒规律,即质量数守恒和电荷数守恒。
②核反应通常不可逆,书写核反应方程时,“→”不能写成“＝”。
③核反应类型分为:衰变,人工转变,裂变,聚变。
4、核反应的四种类型比较板块二 考点细研·悟法培优考点1原子核的衰变 半衰期[深化理解]1、确定衰变次数的方法(1)设放射性元素A Z X 经过n 次α衰变和m 次β衰变后,变成稳定的新元素A ′Z ′Y,则表示该核反应的方程为 A Z X →A ′Z ′Y ＋n 42He ＋m 0－1e 。
根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程 A ＝A ′＋4n Z ＝Z ′＋2n －m 。
(2)确定衰变次数,因为β衰变对质量数无影响,先由质量数的改变确定α衰变的次数,然后再根据衰变规律确定β衰变的次数。
2、对半衰期的理解(1)根据半衰期的概念,可总结出公式 N 余＝N 原⎝ ⎛⎭⎪⎫12t τ ,m 余＝m 原⎝ ⎛⎭⎪⎫12t τ 式中N 原、m 原表示衰变前的放射性元素的原子数和质量,N 余、m 余表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子数和质量,t 表示衰变时间,τ表示半衰期。
(2)影响因素:放射性元素衰变的快慢是由原子核内部因素决定的,跟原子所处的物理状态(如温度、压强)或化学状态(如单质、化合物)无关。
例1(多选)日本福岛核电站泄漏事故中释放出大量的碘131,碘131是放射性同位素,衰变时会发出β射线与γ射线,碘131被人摄入后,会危害身体健康,由此引起了全世界的关注。
下面关于核辐射的相关知识,说法正确的是()A、人类无法通过改变外部环境来改变碘131衰变的快慢B、碘131的半衰期为8.3天,则4个碘原子核经16.6天后就一定剩下一个原子核C、β射线与γ射线都是电磁波,但γ射线穿透本领比β射线强D、碘131发生β衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的衰变的快慢由哪些因素决定？提示:由放射元素原子核内部因素决定,与外界因素及所处状态无关。
(2)β衰变的实质是什么？提示:原子核内的一个中子转化为一个质子,同时放出一个电子。
尝试解答选AD。
衰变的快慢由放射性元素本身决定,与外部环境无关,A正确。
半衰期是大量原子核衰变的统计规律,对少数几个原子核无意义,B错误。
β射线是高速电子流,γ射线是电磁波,故C错误。
β衰变的实质是10n→11H ＋0－1e,D正确。
总结升华原子核衰变、半衰期易错点(1)半衰期是一个统计概念,只有对大量的原子核才成立,对少数的原子核无意义。
(2)经过一个半衰期,有半数原子核发生衰变变为其他物质,而不是消失。
(3)衰变的快慢由原子核内部因素决定,跟原子所处的外部条件及所处化学状态无关。
[跟踪训练][2017·广东肇庆二模]238U的衰变有多种途径,其中一种92途径是先衰变成21083Bi,然后可以经一次衰变变成210a X(X代表某种元素),也可以经一次衰变变成b81Ti,最后都衰变变成20682Pb,衰变路径如图所示。
下列说法中正确的是()A、过程①是β衰变,过程③是α衰变；过程②是β衰变,过程④是α衰变B、过程①是β衰变,过程③是α衰变；过程②是α衰变,过程④是β衰变C、过程①是α衰变,过程③是β衰变；过程②是β衰变,过程④是α衰变D、过程①是α衰变,过程③是β衰变；过程②是α衰变,过程④是β衰变答案 B解析由于β衰变释放出电子,质量数不变,核电荷数加1,α衰变释放出氦核,质量数减少4,核电荷数减2；过程①中的质量数不变,故它发生的是β衰变,C、D错误；过程③的质量数减少4,故应该是α衰变,过程②的核电荷数减少2,故是α衰变,过程④的核电荷数加1,说明是β衰变,A错误,B正确。
考点2核反应类型与核反应方程[深化理解]1、核反应类型与核反应方程(1)核反应的四种类型:衰变、人工转变、裂变和聚变。
(2)核反应过程一般都是不可逆的,所以核反应方程只能用单向箭头“→”连接并表示反应方向,不能用等号连接。
(3)核反应的生成物一定要以实验为基础,不能凭空只依据两个守恒规律杜撰出生成物来写核反应方程。
(4)核反应遵循质量数守恒而不是质量守恒,核反应过程中反应前后的总质量一般会发生变化。
(5)核反应遵循电荷数守恒。
2、有关核反应方程的题型主要有(1)判断核反应的生成物。
(2)判断反应类型。
(3)判断反应是否成立。
例2在下列四个核反应中,X表示中子的是哪些？________。
在以下核反应中哪些属于原子核的人工转变？________。
A、14 7N＋42He→17 8O＋XB.2713Al＋42He→3015P＋XC.21H＋31H→42He＋XD、235 92U＋X→9038Sr＋136 54Xe＋10X如何确定哪些是衰变,哪些是人工核转变？提示:衰变一般是一个核自发的变成两个或两个以上的新核,而人工核转变是两个核中一个是“靶核”,一个是“弹核”,反应后一般生成两个新核。
(2)质量数、中子数与核电荷数的关系。
提示:质量数＝中子数＋电荷数。
尝试解答BCD__AB。
不管什么类型的核反应,都遵守电荷数守恒和质量数守恒,由以上两个守恒规则,可以分别计算出A、B、C、D中X的质量数和电荷数,分别为A中11X,B中10X,C中10X,D中10X,所以X表示中子的是B、C、D；关于人工转变问题,首先应明确核反应的特点:有粒子作“炮弹”轰击作为“靶”的原子核,并且能在实验室中进行,因此人工核转变的有A、B,C叫轻核聚变,D叫重核裂变。
总结升华核反应方程的书写及理解(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(11H)、中子(10n)、α粒子(42He)、β粒子(0－1e)、正电子(01e)、氘核(21H)、氚核(31H)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,所以要理解、应用好质量数守恒和电荷数守恒的规律。
(3)生成物中有α粒子的不一定是α衰变,生成物中有β粒子的不一定是β衰变,衰变、裂变、聚变需认清其特点。
[跟踪训练]核电池又叫“放射性同位素电池”,一个硬币大小的核电池,就可以让手机不充电使用5000年。
燃料中钚(23894Pu)是一种人造同位素,可以通过下列反应合成:①用氘核(21D)轰击铀(23892U)生成镎(Np238)和两个相同的粒子X,核反应方程是23892U＋21D―→23893Np＋2X；②镎(Np238)放出一个粒子Y后转变成钚(23894Pu),核反应方程是23893 Np―→23894Pu＋Y,则X粒子的符号为________,Y粒子的符号为________。