高考物理总复习配餐作业34原子核和核能解析
高中物理核物理分析题解析
高中物理核物理分析题解析核物理是高中物理中的重要内容之一，也是考试中常见的题型。
本文将针对核物理分析题进行解析，帮助高中学生和他们的父母更好地理解和应对这类题目。
一、核物理基础知识回顾在解析核物理分析题之前，我们首先回顾一下核物理的基础知识。
核物理是研究原子核结构、核反应和放射性等现象的学科。
在核物理中，常见的概念包括原子核的质量数、原子核的电荷数、核子的质量和电荷等。
二、核物理分析题例题解析1. 题目：某原子核的质量数为A，电荷数为Z，核子的质量为m，电荷为e。
则该原子核的质量为多少？解析：根据题目所给的信息，我们可以知道该原子核的质量数为A，核子的质量为m。
因此，该原子核的质量为A乘以核子的质量，即mA。
2. 题目：某原子核发生α衰变，衰变后的原子核质量数为A'，电荷数为Z'，则衰变前的原子核质量数为多少？解析：α衰变是指原子核放出一个α粒子，质量数减少4，电荷数减少2。
因此，衰变前的原子核质量数为A'+4。
3. 题目：某原子核放射出一个β粒子，质量数不变，电荷数增加1。
则该原子核的电荷数为多少？解析：β衰变是指原子核放出一个β粒子，质量数不变，电荷数增加1。
因此，该原子核的电荷数为Z+1。
三、解题技巧和注意事项在解答核物理分析题时，我们需要注意以下几点：1. 理解题意：仔细阅读题目，理解题目所给的信息和要求。
2. 运用基础知识：核物理是一个基础知识较多的领域，要熟练掌握核物理的基本概念和公式，灵活运用。
3. 注意单位转换：在计算过程中，要注意单位的转换，确保计算结果的准确性。
4. 多举一反三：在解答题目时，可以尝试将所学的知识应用到其他类似的题目中，提高解题能力和思维灵活性。
四、总结核物理分析题是高中物理考试中常见的题型，解答这类题目需要对核物理的基本概念和公式有一定的了解和掌握。
在解答过程中，要注意理解题意，运用基础知识，注意单位转换，并且可以多举一反三，提高解题能力。
2023届高考人教版物理一轮复习课件：近代物理-原子核及核反应
故B正确;高温能使原子核克服库仑斥力而聚变,故C错误;轻核聚变平均每
个核子放出的能量比重核裂变平均每个核子放出的能量大3~4倍,故对相
同质量的核燃料,轻核聚变比重核裂变产能多,D正确。
6.(多选)(2020全国Ⅰ卷)下列核反应方程中,X1、X2、X3、X4代表α粒子的
置。2018年11月,该装置实现了1×108 ℃等离子体运行等多项重大突破,为
未来和平利用聚变能量迈出了重要一步。关于核聚变,下列说法正确的是
(
)
A.聚变又叫热核反应
B.太阳就是一个巨大的热核反应堆
C.高温能使原子核克服核力而聚变
D.对相同质量的核燃料,轻核聚变比重核裂变产能多
答案 ABD
解析 核聚变也叫热核反应,故A正确;太阳主要成分是氢,中心温度高达
1
B.235
U+
n→
Ba+
Kr+3
0
0n
92
56
36
234
4
C.238
U→
Th+
2 He
92
90
30
27
D.42 He+13
A1→15
P+10 n
答案 A
解析 核聚变指两个较轻的核结合成质量较大的核,所以选项A正确。
2.232
90 Th
(
208
232
经过一系列的 α 衰变和 β 衰变后变成 82 Pb,则 82 Pb 比 90 Th 少
3.X元素的原子核的符号为 X ,其中A表示 质量数
,Z表示核电荷数。
二、天然放射现象
高中物理高考物理一轮复习12 3原子核与核反应课件新人教版201908021199
知识清单
考点整合 集中记忆
一、原子核的组成 原子核由质子和中子组成．
核子：质子和中子统称为核子，符号为 ZAX. 核电荷数(Z)＝质子数＝核外电子数＝原子序数 质量数(A)＝核子数＝质子数＋中子数 同位素：具有相同质子数、不同中子数的原子互称同位 素．
二、放射性元素 天然放射现象
(2018·海南)已知 90234Th 的半衰期为 24 天.4 g 90234Th 经 过 72 天还剩下( )
A．0
B．0.5 g
C．1 g
D．1.5 g
【答案】 B 【解析】 根据半衰期为 24 天，经过 72 天，发生 3 次衰变， 依据 m＝m0(12)3，代入数据解得：m＝4×(12)3＝0.5 g，故 A、 C、D 三项错误，B 项正确．
(2018·洛阳模拟)如图所示为研究
某未知元素放射性的实验装置，实验开始
时在薄铝片和荧光屏之间有图示方向的匀
强电场 E，通过显微镜可以观察到，在荧光屏的某一位置上每分
钟闪烁的亮点数．若撤去电场后继续观察，发现每分钟闪烁的亮
点数没有变化；如果再将薄铝片移开，观察到每分钟闪烁的亮点
数大大增加，由此可以判断，放射源发出的射线可能为( )
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在单质中长 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，若有 4 克氡原子核，经过 7.6 天就 只剩下 1 克
【答案】 D 【解析】 放射性元素衰变的快慢跟原子所处的物理状态或 化学状态无关，且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，正确为 D 项．
2021版高考物理大复习通用版：原子结构和原子核含答案
(2)原子的核式结构模型：在原子中心有一个很小的核，原子全部的正电荷和几乎全部质量都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转。
二、氢原子光谱
1．光谱：
用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按波长展开，获得光的波长(频率)和强度分布的记录，即光谱。
2．光谱分类
3．氢原子光谱的实验规
律：巴耳末系是氢光谱在可见光区的谱线，其波长公式
1
λ
＝R(
1
22
－1
n2
)，(n＝3,4,5，…，R是里德伯常量，R＝1.10×107 m－1)。
4．光谱分
析：利用每种原子都有自己的特征谱线可以用来鉴别物质和确定物质的组成成分，且灵敏度很高。
在发现和鉴别化学元素上有着重大的意义。
三、氢原子的能级、能级公式
1．玻尔理论。
2022高考物理总复习优化方案人教版课时作业及解析核反应核能
课时37第三节核反应核能一、单项选择题1．(2022年高考浙江理综卷)氦原子核由两个质子与两个中子组成，这两个质子之间存在着万有引力、库仑力和核力，则3种力从大到小的排列顺序是()A．核力、万有引力、库仑力B．万有引力、库仑力、核力C．库仑力、核力、万有引力D．核力、库仑力、万有引力解析：选D.核力是强相互作用力，氦原子核内的2个质子是靠核力结合在一起的．可见核力远大于库仑力；微观粒子的质量非常小，万有引力小于库仑力．故D选项正确．2．(2022年高考上海卷)现已建成的核电站发电的能量来自于()A．天然放射性元素衰变放出的能量B．人工放射性同位素放出的能量C．重核裂变放出的能量D．化学反应放出的能量解析：选C.现在核电站所用原料主要是铀，利用铀裂变放出的核能发电，故C项正确．3．(2022年高考大纲全国卷Ⅰ)原子核238 92U经放射性衰变①变为原子核234 90Th，继而经放射性衰变②变为原子核234 91Pa，再经放射性衰变③变为原子核234 92U.放射性衰变①、②和③依次为()A．α衰变、β衰变和β衰变B．β衰变、α衰变和β衰变C．β衰变、β衰变和α衰变D．α衰变、β衰变和α衰变解析：选A.由电荷数守恒与质量数守恒可分别写出衰变①为238 92U→234 90Th＋42He，衰变②为234 90Th→234 91Pa＋0－1e，衰变③为234 91Pa→234 92U＋0－1e，故知正确答案为A.4．(2022年高考大纲全国卷Ⅱ)原子核A Z X与氘核21H反应生成一个α粒子和一个质子．由此可知()A．A＝2，Z＝1B．A＝2，Z＝2C．A＝3，Z＝3 D．A＝3，Z＝2解析：选D.该核反应的方程式为：A Z X＋21H→42He＋11H，由质量数和电荷数守恒得：A＝4＋1－2＝3，Z＝2＋1－1＝2，故正确答案为D.U经过一系列α衰变和β衰变，最后变成208 82Pb，衰变方程可写为：236 92U→208 82Pb＋nα＋kβ＋P，则()A．n＝7，k＝4 B．n＝5，k＝0C．n＝6，k＝4 D．n＝4，k＝7答案：A二、不定项选择题6．(2022年高考天津理综卷)下列说法正确的是()N＋11H→12 6C＋42He是α衰变方程H＋21H→32He＋γ是核聚变反应方程U→234 90Th＋42He是核裂变反应方程He ＋2713Al →3015P ＋10n 是原子核的人工转变方程解析：选BD.核反应类型分四种，核反应的方程特点各有不同，衰变方程的左边只有一个原子核，右边出现α或β粒子．聚变方程的左边是两个轻核反应，右边是中等原子核．裂变方程的左边是重核与中子反应，右边是中等原子核．人工核转变方程的左边是氦核与常见元素的原子核反应，右边也是常见元素的原子核，由此可知B 、D 两选项正确．7．氢有三种同位素，分别是氕11H 、氘21H 、氚31H ，则( ) A ．它们的质子数相等 B ．它们的核外电子数相等 C ．它们的核子数相等 D ．它们的中子数相等解析：选AB.氕、氘、氚的核子数分别为1、2、3，质子数和核外电子数相同，都为1，中子数等于核子数减去质子数，故中子数各不相同，所以本题A 、B 选项正确．8．(2022年绍兴一中检测)我国最新一代核聚变装置“EAST”在安徽合肥首次放电、显示了EAST 装置具有良好的整体性能，使等离子体约束时间达1000 s ，温度超过1亿度，标志着我国磁约束核聚变研究进入国际先进水平．合肥也成为世界上第一个建成此类全超导非圆截面核聚变实验装置并能实际运行的地方．核聚变的主要原料是氘，在海水中含量极其丰富．已知氘核的质量为m 1，中子的质量为m 2，32He 的质量为m 3，质子的质量为m 4，则下列说法中正确的是( )A ．两个氘核聚变成一个32He 所产生的另一个粒子是质子B ．两个氘核聚变成一个32He 所产生的另一个粒子是中子 C ．两个氘核聚变成一个32He 所释放的核能为(2m 1－m 3－m 4)c 2 D ．与受控核聚变比较，现行的核反应堆产生的废物具有放射性解析：选BD.由核反应方程知221H ―→32He ＋10X ，X 应为中子，释放的核能应为ΔE ＝(2m 1－m 3－m 2)c 2，聚变反应的污染非常小．而现实运行的裂变反应的废料具有很强的放射性，故A 、C 错误，B 、D 正确．三、计算题9．太阳的能量来源是轻核的聚变，太阳中存在的主要元素是氢，核聚变反应可以看做是4个氢核结合成1个氦核同时放出2个正电子．试写出核反应方程，并由表中数据计算出该聚变反应过程中释放的能量(取1 u ＝16×10－26 kg)．解析：核反应方程为411H ―→42He ＋2 0＋1e,4个氢核结合成1个氦核时的质量亏损为 Δm ＝×4－－2×u ＝ u ＝×10－29 kg由爱因斯坦质能方程得，聚变反应过程中释放的能量为 ΔE ＝Δmc 2＝×10－29×(3×108)2 J ＝×10－12 J. 答案：见解析10．(2022年金丽衢十二校联考)如图所示，有界的匀强磁场磁感应强度为B ＝ T ，磁场方向垂直于纸面向里，MN 是磁场的左边界．在磁场中A 处放一个放射源，内装22688Ra ，226 88Ra放出某种射线后衰变成222 86Rn. (1)写出上述衰变方程．(2)若A 处距磁场边界MN 的距离OA ＝1.0 m 时，放在MN 左侧边缘的粒子接收器收到垂直于边界MN 方向射出的质量较小的粒子，此时接收器距过OA 的直线1.0 m ．求一个静止226 88Ra 核衰变过程中释放的核能有多少？(取1 u ＝×10－27 kg ，e ＝×10－19 C ，结果保留三位有效数字)解析：(1)226 88Ra →222 86Rn ＋42He(2)衰变过程中释放的α粒子在磁场中做匀速圆周运动，半径R ＝1.0 m ，由2e v B ＝m v 2R得α粒子的速度v ＝2eBRm衰变过程中系统动量守恒，222 86Rn 、42He 质量分别为222 u 、4 u ，则 222 u ×v ′＝4 u ×v得222 86Rn 的速度v ′＝2111v 释放的核能E ＝12×222 u ×v ′2＋12×4 u ×v 2＝113e 2B 2R 2222 u代入数据解得E ＝×10－14 J.答案：(1)226 88Ra →222 86Rn ＋42He(2)×10－14 J。
第3章 4.原子核的结合能 知识点讲解汇总附练习 高中物理选修3-5 Word版含答案
4.原子核的结合能[先填空]1．结合能核子结合成原子核所释放的能量．2．质能关系(1)物体的能量与其质量的关系式E＝mc2.(2)能量计算ΔE＝Δmc2.3．质量亏损核反应中的质量减少称为质量亏损．[再判断]1．原子核的结合能就是核子结合成原子核时需要的能量．(×)2．质量亏损是因为这部分质量转化为能量．(×)3．质能方程E＝mc2表明了质量与能量间的一种对应关系．(√)[后思考]有人认为质量亏损就是核子的个数变少了，这种认识对不对？【提示】不对．在核反应中质量数守恒即核子的个数不变，只是核子组成原子核时，仿佛变“轻”了一些，原子核的质量总是小于其全部核子质量之和，即发生了质量亏损，核子的个数并没有变化．1．对质量亏损的理解质量亏损，并不是质量消失，减少的质量在核子结合成核的过程中以能量的形式辐射出去了．物体质量增加，则总能量随之增加；质量减少，总能量也随之减少，这时质能方程也写为ΔE＝Δmc2.2．核能的计算方法(1)根据质量亏损计算①根据核反应方程，计算核反应前后的质量亏损Δm.②根据爱因斯坦质能方程ΔE＝Δmc2计算核能．其中Δm的单位是千克，ΔE的单位是焦耳．(2)利用原子质量单位u和电子伏特计算根据1原子质量单位(u)相当于931.5 MeV的能量，用核子结合成原子核时质量亏损的原子质量单位数乘以931.5 MeV，即ΔE＝Δm×931.5 MeV.其中Δm的单位是u，ΔE的单位是MeV.1．(多选)一个质子和一个中子结合成氘核，同时放出γ光子，核反应方程是11H＋10n→21 H＋γ，以下说法中正确的是( )A．反应后氘核的质量一定小于反应前质子和中子的质量之和B．反应前后的质量数不变，因而质量不变C．反应前后质量数不变，但会出质量亏损D．γ光子的能量为Δmc2，Δm为反应中的质量亏损，c为光在真空中的速度【解析】核反应中质量数与电荷数及能量均守恒，由于反应中要释放核能，会出现质量亏损，反应中氘核的质量一定小于反应前质子和中子的质量之和，所以质量不守恒，但质量数不变，且能量守恒，释放的能量会以光子的形式向外释放，故正确答案为A、C、D.【答案】ACD2．(多选)关于质能方程，下列哪些说法是正确的( )【导学号：22482045】A．质量减少，能量就会增加，在一定条件下质量转化为能量B．物体获得一定的能量，它的质量也相应地增加一定值C．物体一定有质量，但不一定有能量，所以质能方程仅是某种特殊条件下的数量关系D．一定量的质量总是与一定量的能量相联系的【解析】质能方程E＝mc2表明某一定量的质量与一定量的能量是相联系的，当物体获得一定的能量，即能量增加某一定值时，它的质量也相应增加一定值，并可根据ΔE＝Δmc2进行计算，故B、D对．【答案】BD3．取质子的质量m p ＝1.672 6×10－27kg ，中子的质量m n ＝1.674 9×10－27kg ，α粒子的质量m α＝6.646 7×10－27kg ，光速c ＝3.0×108m/s.请计算α粒子的结合能．(计算结果保留两位有效数字)【解析】 组成α粒子的核子与α粒子的质量差 Δm ＝(2m p ＋2m n )－m α 结合能ΔE ＝Δmc 2代入数据得ΔE ＝4.3×10－12J.【答案】 4.3×10－12J核能的两种单位两种方法计算的核能的单位分别为“J”和“MeV”，1 MeV ＝1×106×1.6×10－19J ＝1.6×10－13J.[先填空] 1．比结合能原子核的结合能ΔE 除以核子数A ，ΔEA称为原子核的比结合能，又叫平均结合能．2．核聚变和核裂变(1)核聚变：两个轻核结合成较重的单个原子核时会释放能量，这样的过程叫核聚变．两个氘核的聚变：21H ＋21H→42He.(2)核裂变：一个重核分裂为两个(或多个)中等质量的核时释放出能量，这样的过程叫核裂变．[再判断]1．原子核的核子数越多，比结合能越大．(×) 2．比结合能越大，原子核越稳定．(√)3．由比结合能曲线可知，核聚变和核裂变两种核反应方式都能释放核能．(√) [后思考]裂变反应发生后，裂变反应生成物的质量增加还是减小？为什么？【提示】 减小．裂变反应释放大量的能量，所以发生质量亏损，反应后的质量减小．比结合能与原子核稳定的关系(1)比结合能的大小能够反映原子核的稳定程度，比结合能越大，原子核就越难拆开，表示该原子核就越稳定．(2)核子数较小的轻核与核子数较大的重核，比结合能都比较小，表示原子核不太稳定；中等核子数的原子核，比结合能较大，表示原子核较稳定.(3)当比结合能较小的原子核转化成比结合能较大的原子核时，就可能释放核能．例如，一个核子数较大的重核分裂成两个核子数小一些的核，或者两个核子数很小的轻核结合成一个核子数大一些的核，都能释放出巨大的核能．4．下列关于结合能和比结合能的说法中，正确的有( )A．核子结合成原子核时吸收能量B．原子核拆解成核子时要吸收能量C．比结合能越大的原子核越稳定，因此它的结合能也一定越大D．重核与中等质量原子核相比较，重核的结合能和比结合能都大【解析】核子结合成原子核时放出能量，原子核拆解成核子时吸收能量，A错误，B 正确；比结合能越大的原子核越稳定，但比结合能越大的原子核，其结合能不一定大，例如中等质量原子核的比结合能比重核大，但由于核子数比重核少，其结合能比重核反而小，C、D选项错误．【答案】 B5．(多选)如图341所示是描述原子核核子的平均质量m与原子序数Z的关系曲线，由图可知下列说法正确的是 ( )图341A．将原子核A分解为原子核B、C一定放出能量B．将原子核D、E结合成原子核F可能吸收能量C．将原子核A分解为原子核B、F一定释放能量D．将原子核F、C结合成原子核B一定释放能量【解析】因B、C核子平均质量小于A的核子平均质量，故A分解为B、C时，会出现质量亏损，故放出核能，故A正确，同理可得B、D错，C正确．【答案】AC6．当两个中子和两个质子结合成一个α粒子时，放出28.30 MeV的能量，当三个α粒子结合成一个碳核时，放出7.26 MeV的能量，则当6个中子和6个质子结合成一个碳核时，释放的能量约为________．【解析】6个中子和6个质子可结合成3个α粒子，放出能量3×28.30 MeV＝84.9 MeV，3个α粒子再结合成一个碳核，放出7.26 MeV能量，故6个中子和6个质子结合成一个碳核时，释放能量为84．9 MeV＋7.26 MeV＝92.16 MeV.【答案】92.16 MeV对比结合能曲线的理解由曲线可知中等质量的核的比结合能最大，核最稳定．质量较大的重核裂变成中等质量的核要释放能量，质量较小的轻核聚变时也要释放能量．3.光的波粒二象性[先填空]1．光的散射：光在介质中与物体微粒的相互作用，使光的传播方向发生偏转，这种现象叫光的散射．蔚蓝的天空、殷红的晚霞是大气层对阳光散射形成的，夜晚探照灯或激光的光柱，是空气中微粒对光散射形成的．2．康普顿效应康普顿在研究石墨对X射线的散射时，发现在散射的X射线中，除原波长外，还发现了波长随散射角的增大而增大的谱线．X射线经物质散射后波长变长的现象，称为康普顿效应．3．康普顿的理论当光子与电子相互作用时，既遵守能量守恒定律，又遵守动量守恒定律．在碰撞中光子将能量hν的一部分传递给了电子，光子能量减少，波长变长．4．康普顿效应的意义康普顿效应表明光子除了具有能量之外，还具有动量，深入揭示了光的粒子性的一面，为光子说提供了又一例证．[再判断]1．康普顿效应证实了光子不仅具有能量，也具有动量．(√)2．康普顿效应进一步说明光具有粒子性．(√)3．光子发生散射时，其动量大小发生变化，但光子的频率不发生变化．(×)4．光子发生散射后，其波长变大．(√)[后思考]1．太阳光从小孔射入室内时，我们从侧面可以看到这束光；白天的天空各处都是亮的；宇航员在太空中尽管太阳光耀眼刺目，其他方向的天空却是黑的．为什么？【提示】地球上存在着大气，太阳光经大气中的微粒散射后传向各个方向；而在太空中的真空环境下，光不再散射，只向前传播．2．光电效应与康普顿效应研究问题的角度有何不同？【提示】光电效应应用于电子吸收光子的问题，而康普顿效应应用于讨论光子与电子碰撞且没有被电子吸收的问题．1．对康普顿效应的理解(1)实验现象X射线管发出波长为λ0的X射线，通过小孔投射到散射物石墨上．X射线在石墨上被散射，部分散射光的波长变长，波长改变的多少与散射角有关．(2)康普顿效应与经典物理理论的矛盾按照经典物理理论，入射光引起物质内部带电粒子的受迫振动，振动着的带电粒子从入射光吸收能量，并向四周辐射，这就是散射光．散射光的频率应该等于粒子受迫振动的频率(即入射光的频率)．因此散射光的波长与入射光的波长应该相同，不应该出现波长变长的散射光．另外，经典物理理论无法解释波长改变与散射角的关系．(3)光子说对康普顿效应的解释假定X射线光子与电子发生弹性碰撞．①光子和电子相碰撞时，光子有一部分能量传给电子，散射光子的能量减少，于是散射光的波长大于入射光的波长．②因为碰撞中交换的能量与碰撞的角度有关，所以波长的改变与散射角有关．2．康普顿的散射理论进一步证实了爱因斯坦的光量子理论，也有力证明了光具有波粒二象性．1．(多选)美国物理学家康普顿在研究石墨对X射线的散射时，发现在散射的X射线中，除了与入射波长λ0相同的成分外，还有波长大于λ0的成分，这个现象称为康普顿效应．关于康普顿效应，以下说法正确的是 ( )A．康普顿效应说明光子具动量B．康普顿效应现象说明光具有波动性C．康普顿效应现象说明光具有粒子性D．当光子与晶体中的电子碰撞后，其能量增加【解析】康普顿效应说明光具有粒子性，B项错误，A、C项正确；光子与晶体中的电子碰撞时满足动量守恒和能量守恒，故二者碰撞后，光子要把部分能量转移给电子，光子的能量会减少，D项错误．【答案】AC2．康普顿效应证实了光子不仅具有能量，也有动量．如图431给出了光子与静止电子碰撞后电子的运动方向，则碰后光子可能沿__________方向运动，并且波长________(选填“不变”“变短”或“变长”)．图431【解析】因光子与电子在碰撞过程中动量守恒，所以碰撞之后光子和电子的总动量的方向与光子碰前动量的方向一致，可见碰后光子运动的方向可能沿1方向，不可能沿2或3方向；通过碰撞，光子将一部分能量转移给电子，能量减少，由ε＝hν知，频率变小，再根据c＝λν知，波长变长．【答案】 1 变长动量守恒定律不但适用于宏观物体，也适用于微观粒子间的作用；康普顿效应进一步揭示了光的粒子性，也再次证明了爱因斯坦光子说的正确性.[先填空]1．光的波粒二象性(1)光既具有波动性又具有粒子性，既光具有波粒二象性．光的波动性是指光的运动形态具有各种波动的共同特征，如干涉、衍射和色散等都有波动的表现．光的粒子性是指光与其他物质相互作用时所交换的能量和动量具有不连续性，如光电效应、康普顿效应等．(2)光子的能量和动量 ①能量：ε＝h ν. ②动量：p ＝hλ.(3)意义能量ε和动量p 是描述物质的粒子性的重要物理量；波长λ和频率ν是描述物质的波动性的典型物理量．因此ε＝h ν和p ＝hλ揭示了光的粒子性和波动性之间的密切关系．2．光是一种概率波光波在某处的强度代表着光子在该处出现概率的大小，所以光是一种概率波． [再判断]1．光的干涉、衍射、偏振现象说明光具有波动性．(√) 2．光子数量越大，其粒子性越明显．(×)3．光具有粒子性，但光子又不同于宏观观念的粒子．(√) 4．光子通过狭缝后落在屏上明纹处的概率大些．(√) [后思考]1．由公式E ＝h ν和λ＝hp，能看出波动性和粒子性的联系吗？【提示】 从光子的能量和动量的表达式可以看出，是h 架起了粒子性与波动性之间的桥梁．2．在光的单缝衍射实验中，在光屏上放上照相底片，并设法控制光的强度，尽可能使光子一个一个地通过狭缝，曝光时间短时，可看到胶片上出现一些无规则分布的点；曝光时间足够长时，有大量光子通过狭缝，底片上出现一些平行条纹，中央条纹最亮最宽．请思考下列问题：(1)曝光时间短时，说明什么问题？【提示】 少量光子表现出光的粒子性，但其运动规律与宏观粒子不同，其位置是不确定的．(2)曝光时间足够长时，说明什么问题？【提示】大量光子表现出光的波动性，光波强的地方是光子到达的机会多的地方．(3)暗条纹处一定没有光子到达吗？【提示】暗条纹处也有光子到达，只是光子到达的几率特别小，很难呈现出亮度．1．对光的认识的几种学说在双缝干涉实验中，光子通过双缝后，对某一个光子而言，不能肯定它落在哪一点，但屏上各处明暗条纹的不同亮度，说明光子落在各处的可能性即概率是不相同的．光子落在明条纹处的概率大，落在暗条纹处的概率小．这就是说光子在空间出现的概率可以通过波动的规律来确定，因此说光是一种概率波．3．关于光的波粒二象性，下列说法中正确的是( )【导学号：22482062】A．光的频率越高，衍射现象越容易看到B．光的频率越高，粒子性越显著C．大量光子产生的效果往往显示粒子性D．光的波粒二象性否定了光的电磁说【解析】光具有波粒二象性，波粒二象性并不否定光的电磁说，只是说某些情况下粒子性明显，某些情况下波动性明显，故D错误．光的频率越高，波长越短，粒子性越明显，波动性越不明显，越不易看到其衍射现象，故B正确、A错误．大量光子的行为表现出波动性，个别光子的行为表现出粒子性，故C错误．【答案】 B4．(多选)在单缝衍射实验中，中央亮纹的光强占从单缝射入的整个光强的95%以上．假设现在只让一个光子能通过单缝，那么该光子( )A．一定落在中央亮纹处B．一定落在亮纹处C．可能落在亮纹处D．可能落在暗纹处【解析】根据光的概率波的概念，对于一个光子通过单缝落在何处，是不可确定的，但概率最大的是落在中央亮纹处，可达95%以上．当然也可能落在其他亮纹处，还可能落在暗纹处，只不过落在暗处的概率很小而已，故只有C、D正确．【答案】CD对光的波粒二象性的两点提醒1．光的干涉和衍射及偏振说明光具有波动性，而光电效应和康普顿效应是光具有粒子性的例证．2．波动性和粒子性都是光的本质属性，只是在不同条件下的表现不同．当光与其他物质发生作用时，表现出粒子的性质；少量或个别光子易显示出光的粒子性；频率高波长短的光，粒子性显著．大量光子在传播时表现为波动性；频率低波长长的光，波动性显著．对光子落点的理解1．光具有波动性，光的波动性是统计规律的结果，对某个光子我们无法判断它落到哪个位置，我们只能判断大量光子的落点区域．2．在暗条纹处，也有光子达到，只是光子数很少．3．对于通过单缝的大量光子而言，绝大多数光子落在中央亮纹处，只有少数光子落在其他亮纹处及暗纹处．。
原子核与核能
原子核与核能原子核是物质的基本粒子之一，它存在于原子的中心，由质子和中子组成。
核能是指在核反应中释放出的能量。
原子核与核能是研究物理学和核科学中的重要领域，对人类的能源利用、医学和环境保护等方面具有重要意义。
一、原子核的组成和性质原子核由带正电荷的质子和不带电荷的中子组成。
质子和中子都是由更基本的粒子——夸克组成的。
质子带正电荷，中子不带电荷。
原子核的大小约为10^-15米，是原子的重要组成部分。
原子核的质量几乎集中在原子的中心，而整个原子的体积主要由电子的运动轨道构成。
二、核能的产生和利用核能的产生主要基于核反应。
核反应分为裂变和聚变两大类。
裂变是指一个重核裂变成两个或多个中等质量的核，伴随着大量的能量释放。
聚变是指两个或多个轻核融合成更重的核，同样伴随着能量的释放。
核能可以通过控制裂变反应产生热能，然后转化为电能，应用于各种方面：1. 核能在能源领域的应用核能是一种高效、清洁的能源形式。
核电站采用核反应产生的热能，通过核反应堆中的燃料棒转化为蒸汽，驱动发电机发电。
核能具有能量密度高、污染较小、稳定性强等特点，能够为大规模电力供应提供持续稳定的能源。
2. 核能在医学领域的应用核能在医学领域具有广泛应用。
例如，放射性同位素可以用于医学影像学中的核医学诊断。
通过注射含有放射性同位素的药物，可以在人体内追踪观察放射性同位素的分布情况，从而发现和诊断肿瘤等疾病。
3. 核能在环境保护方面的应用核能还可以应用于环境保护领域。
例如，核能可以用来治理放射性废物。
通过核反应将放射性废物转化为稳定的同位素，从而减少放射性废物的危害程度。
此外，核能还可以应用于测量大气和水体中的放射性物质，为环境监测和保护提供便利。
三、核能的挑战与前景尽管核能具有诸多优点，但也面临一些挑战。
核能的安全问题是目前关注的重点之一。
确保核电站的安全运行，减少核事故的发生，对核能的发展至关重要。
此外，核废物的处理和储存也是一个亟待解决的问题。
2018高考物理一轮复习第12章量子论初步原子核第2节课时提能练34核反应和核能
课时提能练(三十四) 核反应和核能(限时：40分钟)A级跨越本科线1．(多选)如图1221所示，使某放射性元素发出的射线垂直进入匀强电场，按图中标号判断( )图1221A．1的穿透本领最强B．2的速度最大C．3的电离本领最大D．1是由原子放出的，2、3不是BC[本题主要考查学生对α射线、β射线、γ射线的来源、带电性及特点的了解．由图可知，射线3带正电，是α射线，其电离作用大但穿透能力弱，速度小；射线1带负电，是β射线，是接近光速的电子流；射线2不带电，是γ射线，其穿透本领最强，而电离作用最弱，速度为光速．]2．原子核聚变可望给人类未来提供丰富的洁净能源．当氘等离子体被加热到适当高温时，氘核参与的几种聚变反应可能发生，放出能量．这几种反应的总效果可以表示为621H―→k42He＋d11H＋210n＋43.15 MeV由平衡条件可知( )A．k＝1，d＝4 B．k＝2，d＝2C．k＝1，d＝6 D．k＝2，d＝3B[核反应的基本规律是质量数和电荷数守恒，所以6×2＝4k＋d＋2,6×1＝2k＋d，解得k＝2，d＝2，因此B选项正确．]3．下列说法中正确的是( )A．质子与中子结合成氘核的过程中需要吸收能量B.22688Ra(镭)衰变为22286Rn(氡)要经过1次α衰变和1次β衰变C．β射线是原子核外电子挣脱原子核的束缚后而形成的电子流D．放射性元素的半衰期是指大量该元素的原子核中有半数发生衰变所需要的时间D[质子与中子结合成氘核，需放出能量，A错误．根据质量数、电荷数守恒判断，只发生一次α衰变，B 错误；β射线是原子核发生β衰变形成的，是原子核中放出的电子，C 错误；根据半衰期的概念，D 正确．]4．(多选)23290Th(钍)经过一系列α和β衰变，变成20882Pb(铅)，下列说法正确的是( ) A ．铅核比钍核少8个质子 B ．铅核比钍核少16个中子C ．共经过4次α衰变和6次β衰变D ．共经过6次α衰变和4次β衰变ABD [由于β衰变不会引起质量数的减少，故可先根据质量数的减少确定α衰变的次数为：x ＝232－2084＝6，再结合核电荷数的变化情况和衰变规律来判定β衰变的次数，y应满足：2x －y ＝90－82＝8，所以y ＝2x －8＝4，故A 、D 正确，C 错误；铅核此钍核少的中子数为232－208－8＝16，故B 正确．]5．一个氡核22286Rn 衰变成钋核21884Po 并放出一个粒子，其半衰期为3.8天，1 g 氡经过7.6天衰变掉氡的质量，以及22286 Rn 衰变成21884Po 的过程放出的粒子是( )【导学号：92492407】A ．0.25 g ，α粒子B ．0.75 g ，α粒子C ．0.25 g ，β粒子D ．0.75 g ，β粒子B [根据公式m 余＝m 原⎝ ⎛⎭⎪⎫12tτ其中m 原＝1 g ，t ＝7.6 天，τ＝3.8天，可求得m 余＝0.25g ，故衰变掉的氡的质量为0.75 g ．氡核衰变成钋核，电荷数减少2，质量数减少4，故22286Rn 衰变成21884Po 的过程放出的粒子是α粒子，综上所述，只有B 正确．]6．“超导托卡马克”(英名称：EAST ，俗称“人造太阳”)是我国自行研制的可控热核反应实验装置．设该实验反应前氘核(21H)的质量为m 1，氚核(31H)的质量为m 2，反应后氦核(42He)的质量为m 3，中子(10n)的质量为m 4，光速为c .下列说法中不正确的是( )A ．这种装置中发生的核反应方程式是21H ＋31H→42He ＋10n B ．由核反应过程质量守恒可知m 1＋m 2＝m 3＋m 4 C ．核反应放出的能量等于(m 1＋m 2－m 3－m 4)c 2D ．这种装置与我国大亚湾核电站所使用核装置的核反应原理不相同B [可控热核反应装置中发生的核反应方程式是21H ＋31H→42He ＋10n ，故A 正确；核反应过程中质量数守恒，但质量不守恒，核反应过程中存在质量亏损，因此m 1＋m 2≠m 3＋m 4，故B 错误；核反应过程中的质量亏损Δm ＝m 1＋m 2－m 3－m 4，释放的核能ΔE ＝Δmc 2＝(m 1＋m 2－m 3－m 4)c 2，故C 正确；这种装置的核反应是核聚变，我国大亚湾核电站所使用核装置是核裂变，它们的核反应原理不相同，故D 正确．]7．(多选)(2017·扬州模拟)科学家使用核反应获取氚，再利用氘和氚的核反应获得能量．核反应方程分别为：X ＋Y→42He ＋31H ＋4.9 MeV 和21H ＋31H→42He ＋X ＋17.6 MeV.下列表述正确的有( )A ．X 是中子B ．Y 的质子数是3，中子数是6C ．两个核反应都没有质量亏损D ．氘和氚的核反应是核聚变反应AD [在该核反应中，21H ＋31H→42He ＋X ＋17.6 MeV ，根据电荷数守恒、质量数守恒，则X 的电荷数为0，质量数为1，可知X 是中子，故A 正确．在X ＋Y→42He ＋31H ＋4.9 MeV 中，根据电荷数守恒、质量数守恒，Y 的电荷数为3，质量数为6，则Y 的质子数为3，中子数为3，故B 错误，两个核反应都释放能量，都有质量亏损，故C 错误．两核反应均为核聚变反应，故D 正确．]8．(2017·宜川联考)太阳和许多恒星发光是内部核聚变的结果，核反应方程11H ＋11H→ba X ＋01e ＋V e 是太阳内部的许多核反应中的一种，其中01e 为正电子，V e 为中微子(1)确定核反应方程中a 、b 的值；(2)在质子与质子达到核力作用范围完成核聚变前必须要克服强大的库仑斥力．设质子的质量为m ，电子质量相对很小可忽略，中微子质量为零，克服库仑力做功为W .若一个运动的质子与一个速度为零的质子发生上述反应，运动质子速度至少多大？【导学号：92492408】【解析】 (1)根据核反应的质量数及电荷数守恒可知a ＝1，b ＝2.(2)由动量守恒定律可知：mv 0＝2mv 由能量关系可知：－W ＝12(2m )v 2－12mv 20；解得v 0＝4Wm.【答案】 (1)a ＝1 b ＝2 (2)4WmB 级 名校必刷题9．(2017·恩施模拟)某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论，其中的两个核反应方程为11H ＋126C→137N ＋Q 1；11H ＋157N→126C ＋X ＋Q 2，方程中Q 1、Q 2表示释放的能量，相关的原子核质量见下表，下列判断正确的是( )A.X是32He，Q2＞Q1B．X是42He，Q2＞Q1C．X是32He，Q2＜Q1D．X是42He，Q2＜Q1B[根据核反应方程的质量数和电荷数守恒可判断出X是哪种原子核，根据爱因斯坦质能方程可知质量亏损大的释放能量大，11H＋12 6C→137 N中质量亏损为：Δm1＝(1.007 8＋12.000 0－13.005 7) u＝0.002 1 u，根据电荷数守恒和质量数守恒可知：11H＋15 7N→12 6C＋X中X的电荷数为2、质量数为4，故X为α粒子，即42He，质量亏损为：Δm2＝(1.007 8＋15.000 1－12.000 0－4.002 6) u＝0.005 3 u．根据爱因斯坦的质能方程可知：Q1＝Δm1c2，Q2＝Δm2c2，则Q1＜Q2，故B正确，A、C、D错误；故选B.]10．一个静止的原子核a b X经α衰变放出一个α粒子并生成一个新核，α粒子的动能为E0.设衰变时产生的能量全部变成α粒子和新核的动能，则在此衰变过程中的质量亏损为( )A.E0c2B．E0a －c2C.a－E0c2D．aE0a －c2D[衰变时放出的核能ΔE＝Δmc2，ΔE＝E0＋E k，而E k＝p22m新，衰变时由动量守恒有pα＝p新，故E k＝p2α2m新＝2mαE02m新＝4a－4E0，代入得ΔE＝E0＋4a－4E0＝aa－4E0，质量亏损Δm＝ΔEc2＝aE0a －c2，D正确．]11．在匀强磁场中，一个原来静止的原子核，由于放出一个α粒子，结果得到一张两个相切圆的径迹照片，如图1222所示，今测得两个相切圆半径之比r1∶r2＝44∶1，求：图1222(1)这个原子核原来所含的质子数是多少？(2)图中哪一个是α粒子的径迹？【导学号：92492409】【解析】(1)设衰变后新核的带电荷量为q x，α粒子的带电荷量为qα＝2e，它们的质量分别为m x和mα，衰变后的速度分别为v x和vα，所以原来原子核的带电荷量(即质子数)q ＝q x＋qα(或Z＝Z x＋Zα) ①根据轨道半径公式r＝mvqB可知，在同一磁场中q∝mvq，所以q x∶qα＝(m x v xr x)∶(mαvαrα)②又由于衰变过程中遵循动量守恒定律，即m x v x＝mαvα③解②和③式，得：q x∶qα＝rα∶r xq x＝(rα∶r x)×qα＝88e，(只能是rα∶r x＝44∶1，否则q x＝e22无意义)．代入①式得：q＝90e，Z＝90.(2)由于轨道半径与粒子带电量(在本题中)成反比，所以圆轨道1是α粒子的径迹，圆轨道2是新核的径迹，两者电性相同，运动方向相反．【答案】(1)90 (2)1。
高考物理知识点之原子结构与原子核
高考物理知识点之原子结构与原子核考试要点基本概念一、原子模型1．J ．J 汤姆生模型（枣糕模型）——1897年发现电子，认识到原子有复杂结构。
2．卢瑟福的核式结构模型（行星式模型）α粒子散射实验是用α粒子轰击金箔，结果：绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但是有少数α粒子发生了较大的偏转。
这说明原子的正电荷和质量一定集中在一个很小的核上。
卢瑟福由α粒子散射实验提出模型：在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间运动。
由α粒子散射实验的实验数据还可以估算出原子核大小的数量级是10-15m 。
3．玻尔模型（引入量子理论） （1）玻尔的三条假设（量子化）①轨道量子化：原子只能处于不连续的可能轨道中，即原子的可能轨道是不连续的②能量量子化：一个轨道对应一个能级，轨道不连续，所以能量值也是不连续的，这些不连续的能量值叫做能级。
在这些能量状态是稳定的，并不向外界辐射能量，叫定态③原子可以从一个能级跃迁到另一个能级。
原子由高能级向低能级跃迁时，放出光子，在吸收一个光子或通过其他途径获得能量时，则由低能级向高能级12E E h -=γ（量子跃迁。
原子在两个能级间跃迁时辐射或吸收光子的能量化就是不连续性，n 叫量子数。
）（2）从高能级向低能级跃迁时放出光子；从低能级向高能级跃迁时可能是吸收光子，也可能是由于碰撞（用加热α粒子散射实验卢瑟福玻尔结构α粒子氢原子的能级图n E /eV∞ 0 1 -13.62 -3.43 4 -0.853 E 1E 2E 3的方法，使分子热运动加剧，分子间的相互碰撞可以传递能量）。
原子从低能级向高能级跃迁时只能吸收一定频率的光子；而从某一能级到被电离可以吸收能量大于或等于电离能的任何频率的光子。
（如在基态，可以吸收E ≥13.6eV 的任何光子，所吸收的能量除用于电离外，都转化为电离出去的电子的动能）。
高考物理总复习 配餐作业 原子核和核能
避躲市安闲阳光实验学校(三十四) 原子核和核能A组·基础巩固题1.下列与α粒子相关的说法正确的是( )A．天然放射现象中产生的α射线速度与光速相当，穿透能力很强B.238 92U (铀238)核放出一个α粒子后就变为234 90Th(钍234)C．高速α粒子轰击氮核可从氮核中打出中子，核反应方程为42He＋14 7N →16 8 O＋10nD．丹麦物理学家玻尔进行了α粒子散射实验并首先提出了原子的核式结构模型解析α射线是速度为0.1c的氦核流，穿透能力最弱，A错误。
由核反应过程中质量数、核电荷数守恒可知B项正确，C项中核电荷数和质量数都不守恒，C错误，D项中的物理学家不是玻尔而是卢瑟福所以D错误。
答案B2．在存放放射性元素时，若把放射性元素①置于大量水中；②密封于铅盒中；③与轻核元素结合成化合物。
则( )A．措施①可减缓放射性元素衰变B．措施②可减缓放射性元素衰变C．措施③可减缓放射性元素衰变D．上述措施均无法减缓放射性元素衰变解析放射性元素的衰变快慢由其原子核内部结构决定，与外界因素无关，所以A、B、C错误，D正确。
答案D3．14C测年法是利用14C衰变规律对古生物进行年代测定的方法。
若以横坐标t表示时间，纵坐标m表示任意时刻14C的质量，m0为t＝0时14C的质量。
图中能正确反映14C衰变规律的是( )A BC D解析设半衰期为τ，则剩余质量m＝m 0，故m－t图象是曲线，C 正确。
答案C4．(多选)铀核裂变是核电站核能的重要来源，关于核电站的说法正确的是( )A．铀块体积对链式反应的发生无影响B．铀核的链式反应可人工控制C．在核反应堆的铀棒之间插入镉棒是为了控制核反应速度D．在核反应堆的外面修建很厚的水泥层能防止放射线和放射性物质的泄漏解析铀块的体积必须大于临界体积才能发生链式反应，A项错误；通过控制中子数可以控制链式反应，B项正确；镉棒可以吸收中子，进而控制核反应速度，C项正确；在反应堆的外面修建很厚的水泥层可以用来屏蔽裂变产物放出的各种射线，D项正确。
高中物理核物理题解析
高中物理核物理题解析核物理作为物理学的重要分支，是高中物理中的重要内容之一。
掌握核物理的基本概念和解题技巧，对于高中学生来说非常重要。
本文将通过具体题目的举例，分析和解释核物理题目的考点和解题思路，帮助高中学生和他们的父母更好地理解和应对核物理题。
一、核衰变题核衰变是核物理中的基本概念之一，也是高中物理中的常见考点。
下面以一个具体题目为例，来说明核衰变题的解题思路。
题目：某放射性核素发生α衰变，衰变产物为氦核，质量数为4，原子序数为2。
该核素的原子序数和质量数分别是多少？解析：根据题目中的信息，我们知道该核素发生α衰变，衰变产物为氦核，质量数为4，原子序数为2。
根据α衰变的特点，我们知道α粒子的质量数为4，原子序数为2。
所以，该核素的原子序数和质量数分别是2和4。
二、核反应题核反应是核物理中的另一个重要概念，也是高中物理中的考点之一。
下面以一个具体题目为例，来说明核反应题的解题思路。
题目：氘核与氚核发生聚变反应，产物为一个氦核和一个中子。
氘核的质量数为2，原子序数为1，氚核的质量数为3，原子序数为1。
请问该核反应的质量数和原子序数分别是多少？解析：根据题目中的信息，我们知道氘核的质量数为2，原子序数为1，氚核的质量数为3，原子序数为1。
根据聚变反应的特点，我们知道产物为一个氦核和一个中子。
氦核的质量数为4，原子序数为2，中子的质量数为1，原子序数为0。
所以，该核反应的质量数和原子序数分别是5和2。
三、核能题核能是核物理中的重要概念，也是高中物理中的考点之一。
下面以一个具体题目为例，来说明核能题的解题思路。
题目：某核电站的核反应堆中，每秒发生1.5×10^20个核反应，每个核反应释放出3.6×10^-13焦的能量。
请问该核电站每秒释放出多少能量？解析：根据题目中的信息，我们知道每秒发生1.5×10^20个核反应，每个核反应释放出 3.6×10^-13焦的能量。
高考物理最新近代物理知识点之原子核知识点总复习附答案解析
高考物理最新近代物理知识点之原子核知识点总复习附答案解析一、选择题1．从法国物理学家贝克勒尔发现铀和含铀的矿物能够发出看不见的射线开始，人类开启了对原子核的研究并和平利用核能，以下说法正确的是（ ）A ．核聚变反应中平均每个核子质量亏损比核裂变反应中平均每个核子质量亏损小B ．查德威克用氮核轰击铍核的核反应方程是: 94121042611Be He C H e -+→++C ．人类第一次实现的原子核的人工转变的核反应是：1441717281N He O H +→+D ．α射线和β射线来自原子核，γ射线是原子核外电子跃迁时辐射出的光子流2．在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用。
下列说法符合历史事实的是（ ）A ．卢瑟福在原子核人工转变的实验中发现了中子B ．爱因斯坦为了解释光电效应的实验规律提出了光子说C ．贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子中存在原子核D ．查德威克利用α射线轰击氮原子核获得了质子 3．下列说法正确的是A ．原子核经过一次α衰变，质量数减少4B ．氢原子从激发态向基态跃迁只能吸收特定频率的光子C ．只要强度足够大的光照射金属就能发生光电效应现象D ．将放射性物质放在密闭的铅盒内，可以延长它的半衰期 4．下列实验或发现中能提示原子具有核式结构的是 A ．粒子散射实验 B ．光电效应实验 C ．中子的发现 D ．氢原子光谱的发现5．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m A :m B A ．1:2B ．2:1．C ．30:3D ．31:306．太阳内部发生核反应方程，该反应出现了质量亏损下列说法正确的是A ．x 是负电子，反应过程放出能量B ．x 是正电子，反应过程放出能量C ．x 是负电子，反应过程吸收能量D ．x 是正电子，反应过程吸收能量7．下列核反应方程及其表述中错误的是（ ）A ．2424011121Na Mg e -→+是原子核的β衰变B ．427301213150He Al P n +→+是原子核的人工转变 C ．42412121He H He H +→+是原子核的α衰变D ．235192141192036560U n Kr Ba 3n +→++是重核裂变8．对原子的认识，错误．．的是 A ．原子由原子核和核外电子组成 B ．原子核的质量就是原子的质量 C ．原子核的电荷数就是核中的质子数 D ．原子序数等于核电荷与电子电荷大小的比值9．下列四幅图是教材中的几个实验装置图，科学家提出原子核式结构的实验装置是（ ）A ．B ．C ．D ．10．原子核反应有广泛的应用，如用于核电站等。
2020-2021届高考物理精品复习资料：原子核与放射性核能练习及解析
第四节原子核与放射性核能一、考情分析考试大纲考纲解读1.原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰期Ⅰ2.放射性同位素Ⅰ3.核力、核反应方程Ⅰ4.结合能、质量亏损Ⅰ5.裂变反应和聚变反应、裂变反应堆Ⅰ6.射线的危害与防护Ⅰ1．半衰期、质能方程的应用、计算以及核反应方程的书写是高考的热点问题，这部分内容较为简单，在学习中要注意抓好基本知识.2．裂变、聚变及三种射线，这部分内容在高考命题中可能结合动量守恒、电场、磁场等知识来研究带电粒子在电场、磁场中的运动.二、考点知识梳理（一）、天然放射性现象1．放射性现象：贝克勒耳发现_____________，使人们认识到________也有复杂结构，揭开了人类研究原子核结构的序幕．通过对天然放射现象的研究，人们发现原子序数大于________的所有天然存在的元素都有_________，原子序数小于83的天然存在的元素有些也具有放射性，它们放射出来的射线共有三种：______、__________、____________．2、三种射线的本质和特性1．α射线：速度约为光速1／10的氦核流，贯穿作用很弱，电离作用很强．2．β射线：速度约为光速十分之几的电子流，贯穿作用很强，电离作用较弱．3．γ射线：波长极短的电磁波，贯穿作用最强，电离作用最弱．种 类 本质质 量（u ） 电 荷（e ） 速 度（c ） 电 离 性 贯 穿 性 α射线 氦核 4 +2 0.1 最强 最弱，纸能挡住β射线 电子 1/184-1 0.99 较强 较强，穿几mm 铝板 γ射线 光子 0 0 1 最弱 最强，穿几cm铅版三种射线在匀强磁场、匀强电场、正交电场和磁场中的偏转情况比较：3、原子核的衰变规律 （1）α衰变的一般方程为_____________·每发生一次α衰变，新元素与原元素相比较，核电荷数减小2，质量数减少4．α衰变的实质是某元素的原子核同时放出由两个质子和两个中子组成的粒子（即氦核）．（核内He n H 42101122→+）（2）β衰变的一般方程为____________．每发生一次β衰变，新元素与原β γ αα γ β ⑴ ⑵ ⑶O元素相比较，核电荷数增加1，质量数不变．β衰变的实质是元素的原子核内的一个中子变成质子时放射出一个电子．（核内110011n H e -→+）， +β衰变：eSi P 0130143015+→（核内e n H 011011+→） （3）γ射线是伴随_______或__________同时产生的、γ射线__________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衰变时，产生的某些新核由于具有过多的能量（核处于激发态）而辐射出光子．（4）半衰期放射性元素衰变的快慢用半衰期来表示，①定义：____________________________________________。
高考物理总复习 第二章第三节 核反应 核能课件 新人教版选修35
(即：核反应中的质量亏损，并不是这 部分质量消失或质量转化为能量).质量 亏损也不是核子个数的减少，核反应 中核子的个数是不变的. (3)质量亏损并不否定质量守恒定律.
即时应用
4．(2010·高考北京卷)太阳因核聚变 释放出巨大的能量，同时其质量不断 减少．太阳每秒钟辐射出的能量约为 4×1026 J，根据爱因斯坦质能方程， 太阳每秒钟减少的质量最接近( )
【易误警示】 (1)半衰期是原子核有
半数发生衰变，变成新核，并不是原
子核的数量、质量减少一半．
(2)要理解半衰期公式中各物理量的含
义，在公式
n＝N
(
1 2
)
t r
，m′＝m
(
1 2
)
t r
中，
n、m′是指剩余的原子核的量，而不是
衰变的量．
核反应方程及反应类型
例2 (1)(2010·高考广东卷)关于核 衰变和核反应的类型，下列表述正确 的是( )
第三节 核反应 核能
基础梳理自学导引
一、原子核的组成 1．原子核由__质__子___和_中__子___组成， 两者统称为___核_子____．
2．原子核常用X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____ (原子序数)．
3．同位素是具有相同的__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．
A.23982U→23940Th＋42He
是 α 衰变
B.147N＋42He→178O＋11H 是 β 衰变
C.21H＋31H→42He＋10n 是轻核聚变
D.8324Se→8326Kr＋20－1e 是重核裂变
高考物理郑州近代物理知识点之原子核知识点总复习含答案解析
高考物理郑州近代物理知识点之原子核知识点总复习含答案解析一、选择题1．一种典型的铀核裂变是生成钡和氪，同时放出3个中子，核反应方程是可表示为2351448919256360U+X Ba+Kr+3n →，已知部分原子核的比结合能与核子数的关系如图所示，下列说法正确的是（ ）A ．核反应方程中，X 粒子是正电子B ．核反应方程中，X 粒子是质子C ．23592U 、14456Ba 和8936Kr 相比，14456Ba 核的比结合能最大，它最稳定 D ．23592U 、14456Ba 和8936Kr 相比，23592U 核的核子数最多，它的结合能最大2．关于原子、原子核以及核反应，以下说法正确的是（ ）A ．一个原子核在一次衰变中可同时放出α、β和γ三种射线，且γ射线穿透能力最强B ．一个氢原子从n =3的能级发生跃迁，可能只辐射1种频率的的光子C ．10个23592U 原子核经过一个半衰期后，一定还剩5个23592U 原子核没发生衰变D ．核泄漏事故污染物铯(Cs)137能够产生对人体有危害的辐射，其衰变方程为1371375556Cs Ba+x →，由方程可判断x 是正电子3．对原子的认识，错误．．的是 A ．原子由原子核和核外电子组成 B ．原子核的质量就是原子的质量 C ．原子核的电荷数就是核中的质子数 D ．原子序数等于核电荷与电子电荷大小的比值 4．为提出原子核式结构模型提供依据的实验或现象是 A ．α粒子散射实验 B ．电子的发现 C ．质子的发现 D ．天然放射现象5．在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用。
下列说法符合历史事实的是（ ）A ．卢瑟福在原子核人工转变的实验中发现了中子B ．爱因斯坦为了解释光电效应的实验规律提出了光子说C ．贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子中存在原子核D ．查德威克利用α射线轰击氮原子核获得了质子6．下列说法正确的是（ ）A ．2382349290U Th →+X 中X 为中子，核反应类型为衰变 B ．234112H+H He →+Y 中Y 为中子，核反应类型为人工核转变C ．2351136909205438U+n Xe+Sr →+K ，其中K 为10个中子，核反应类型为重核裂变 D ．14417728N+He O →+Z ，其中Z 为氢核核反应类型为轻核聚变7．若用x 代表一个中性原子中核外的电子数，y 代表此原子的原子核内的质子数，z 代表此原子的原子核内的中子数，则对23490Th 的原子来说( )A ．x ＝90，y ＝90，z ＝234B ．x ＝90，y ＝90，z ＝144C ．x ＝144，y ＝144，z ＝90D ．x ＝234，y ＝234，z ＝3248．下列核反应方程中，表示β衰变的是 A ． B ．C ．D ．9．下列核反应方程及其表述中错误的是（ ）A ．2424011121Na Mg e -→+是原子核的β衰变B ．427301213150He Al P n +→+是原子核的人工转变 C ．42412121He H He H +→+是原子核的α衰变D ．235192141192036560U n Kr Ba 3n +→++是重核裂变10．下列说法正确的是( )A ．卢瑟福的原子核式结构模型很好的解释了α粒子散射实验B ．汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，从而揭示了原子核是有复杂结构的C ．β射线是原子核外电子挣脱原子核束缚后形成的D ．查德威克发现了天然放射现象说明原子具有复杂的结构 11．“嫦娥四号”的核电池是利用放射性同位素23894Pu 的衰变供电的。
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(三十四) 原子核和核能A 组·基础巩固题1.下列与α粒子相关的说法正确的是( )A ．天然放射现象中产生的α射线速度与光速相当，穿透能力很强 B.23892U (铀238)核放出一个α粒子后就变为23490Th(钍234)C ．高速α粒子轰击氮核可从氮核中打出中子，核反应方程为42He ＋147N →168O ＋10n D ．丹麦物理学家玻尔进行了α粒子散射实验并首先提出了原子的核式结构模型 解析 α射线是速度为0.1c 的氦核流，穿透能力最弱，A 错误。
由核反应过程中质量数、核电荷数守恒可知B 项正确，C 项中核电荷数和质量数都不守恒，C 错误，D 项中的物理学家不是玻尔而是卢瑟福所以D 错误。
答案 B2．在存放放射性元素时，若把放射性元素①置于大量水中；②密封于铅盒中；③与轻核元素结合成化合物。
则( )A ．措施①可减缓放射性元素衰变B ．措施②可减缓放射性元素衰变C ．措施③可减缓放射性元素衰变D ．上述措施均无法减缓放射性元素衰变解析 放射性元素的衰变快慢由其原子核内部结构决定，与外界因素无关，所以A 、B 、C 错误，D 正确。
答案 D3．14C 测年法是利用14C 衰变规律对古生物进行年代测定的方法。
若以横坐标t 表示时间，纵坐标m 表示任意时刻14C 的质量，m 0为t ＝0时14C 的质量。
图中能正确反映14C 衰变规律的是( )A BC D解析设半衰期为τ，则剩余质量m＝m0，故m－t图象是曲线，C正确。
答案 C4．(多选)铀核裂变是核电站核能的重要来源，关于核电站的说法正确的是( )A．铀块体积对链式反应的发生无影响B．铀核的链式反应可人工控制C．在核反应堆的铀棒之间插入镉棒是为了控制核反应速度D．在核反应堆的外面修建很厚的水泥层能防止放射线和放射性物质的泄漏解析铀块的体积必须大于临界体积才能发生链式反应，A项错误；通过控制中子数可以控制链式反应，B项正确；镉棒可以吸收中子，进而控制核反应速度，C项正确；在反应堆的外面修建很厚的水泥层可以用来屏蔽裂变产物放出的各种射线，D项正确。
答案BCD5．(多选)正电子发射型计算机断层显像(PET)的基本原理是：将放射性同位素15 8O注入人体，15 8O在人体内衰变放出的正电子与人体内的负电子相遇而湮灭转化为一对γ光子，被探测器采集后，经计算机处理生成清晰图象，则根据PET原理判断下列表述正确的是( )A.15 8O在人体内衰变的方程是15 8O→15 7N＋01eB．正、负电子湮灭的方程是01e＋ 0－1e→2γC．在PET中，15 8O主要用途是穿透作用D．在PET 中，15 8O主要用途是参与人体的新陈代谢解析由题意知A、B正确，显像的原理是采集γ光子，即注入人体内的15 8O衰变放出正电子和人体内的负电子湮灭转化为γ光子，因此15 8O主要用途是作为示踪原子，故C、D 错。
答案AB6．碘131的半衰期约为8天，若某药物含有质量为m的碘131，经过32天后，该药物中碘131的含量大约还有( )A.m4B.m8C.m16D.m32解析由半衰期公式m′＝m可知，m′＝m＝116m，故选项C正确。
答案 C7.232 90Th经过一系列α衰变和β衰变后变成208 82Pb，则208 82Pb比232 90Th少( ) A．16个中子，8个质子B．8个中子，16个质子C．24个中子，8个质子D．8个中子，24个质子解析208 90Pb比232 90Th质子数少(90－82)＝8个，核子数少(232－208)＝24个，所以中子数少(24－8)＝16个，故A正确；B、C、D错误。
答案 A8．一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同时辐射一个γ光子。
已知质子、中子、氘核的质量分别为m1、m2、m3，普朗克常量为h，真空中的光速为c。
下列说法正确的是( ) A．核反应方程是11H＋10n→31H＋γB．聚变反应中的质量亏损Δm＝m1＋m2－m3C．辐射出的γ光子的能量E＝(m3－m1－m2)cD．γ光子的波长λ＝hm1＋m2－m3 c2解析此核反应的核反应方程为11H＋10n→21H＋γ，A错；由质能方程，γ光子的能量为E＝(m1＋m2－m3)c2，C错；由E＝h cλ知，波长λ＝hm1＋m2－m3 c，D错；故B正确。
答案 B9．(2017·东阳联考)(多选)有关放射性同位素3015P的下列说法，正确的是( )A.3015P与3014Si互为同位素B.3015P与其同位素有相同的化学性质C．用3015P制成化合物后它的半衰期变长D．含有3015P的磷肥释放正电子，可用作示踪原子，观察磷肥对植物的影响解析同位素有相同的质子数，所以选项A错误；同位素有相同的化学性质，所以选项B正确；半衰期与元素属于化合物或单质没有关系，所以3015P制成化合物后它的半衰期不变，即选项C错误；含有3015P的磷肥由于衰变，可记录磷的踪迹，所以选项D正确。
答案BDB组·能力提升题10.(多选)氘核、氚核、中子和氦核的质量分别是m1、m2、m3和m4，如果氘核和氚核结合生成氦核，则下列说法正确的是( )A．核反应方程为21H＋31H→42He＋10nB．这是一个裂变反应C．核反应过程中亏损的质量Δm＝m1＋m2－m3D．核反应过程中释放的核能ΔE＝(m1＋m2－m3－m4)c2解析A选项中的核反应方程为轻核聚变方程，故B选项错误；核反应过程中的质量亏损为：Δm＝m1＋m2－m3－m4，故C选项错误；由质能方程可知D选项正确。
答案AD11．一个铍原子核(74Be)从最靠近核的K层电子轨道上俘获一个电子后发生衰变，生成一个锂核(73Li)，并放出一个不带电的、质量接近零的中微子νe (质量不计)，人们把这种衰变叫做铍核的EC 衰变，核反应方程为：74Be ＋ 0－1e→73Li ＋νe 。
已知一个铍原子质量为m 1，一个锂原子质量为m 2，一个电子质量为m e ，光速为c ，则一个铍原子核发生上述核反应释放的能量为( )A ．(m 1－m 2)c 2B ．(m 1＋m e ＋m 2)c 2C ．(m 1＋m e －m 2)c 2D ．(m 2－m 1－m e )c 2解析 铍原子核的质量为m 1－4m e ，锂原子核的质量为m 2－3m e ，则质量亏损为(m 1－4m e＋m e )－(m 2－3m e )＝m 1－m 2，故核反应中释放的能量为(m 1－m 2)c 2，选项A 正确。
答案 A12．在匀强磁场中，有一个原来静止的146C 原子核，它放出的粒子与反冲核的径迹是两个相内切的圆，圆的直径之比为7∶1，那么碳14的衰变方程应为( )A.146C→ 0＋1e ＋145B B.14 6C→42He ＋104Be C.146C→21H ＋125BD.146C→ 0－1e ＋147N解析 由动量守恒定律可知：放出的粒子与反冲核动量大小相等、方向相反，由在磁场中两圆径迹内切可知，反冲核带正电，放出的粒子带负电，由两圆直径之比为7∶1和R ＝mvqB可知，反冲核的电量是粒子的7倍，故只有D 正确。
答案 D13．质量为m 1的42He 核，以速度v 0轰击质量为m 2的静止的147N 核，发生了核反应，最终产生两种新粒子A 和B 。
其中A 为178O 核，质量为m 3，速度为v 3；B 的质量为m 4。
(1)写出核反应方程式； (2)计算粒子B 的速度v B ；(3)粒子A 的速度符合什么条件时，粒子B 的速度方向与He 核的运动方向相反？ 解析 (1)42He ＋147N ―→178O ＋11H 。
(2)由动量守恒定律有m 1v 0＝m 3v 3＋m 4v B ，解得v B ＝m 1v 0－m 3v 3m 4。
(3)当m 1v 0－m 3v 3＜0时，B 的速度与He 核的速度方向相反。
解得v 3＞m 1v 0m 3。
答案 (1)42He ＋147N ―→178O ＋11H (2)m 1v 0－m 3v 3m 4 (3)v 3＞m 1v 0m 314．浙江秦山核电站第三期工程有两个60万千瓦发电机组已并网发电。
(1)发电站的核能来源于23592U 的裂变，现有四种说法：A.23592U 裂变时释放出大量能量，产生明显的质量亏损，所以核子数要减小；B.23592U 的一种可能的裂变是变成两个中等质量的原子核，反应方程式为：23592U ＋10n ―→14156Ba ＋9236Kr ＋310n ；C.23592U 是天然放射性元素，常温下它的半衰期约为45亿年，升高温度半衰期缩短； D ．一个23592U 核裂变能放出约200 MeV 的能量，合3.2×10－11J 。
以上四种说法正确的是__________。
(2)已知铀235的质量为235.043 9 u ，钡141的质量为140.913 9 u ，氪92的质量为91.897 3 u ，每个中子质量为1.008 7 u 。
1 kg 铀235发生(1)中的铀核裂变所放出的能量相当于多少优质煤完全燃烧时放出的能量？(1 kg 优质煤完全燃烧时能产生3.36×107J 的热量)(3)这座核电站核能转化为电能的效率为η＝40%，假定反应堆中发生的裂变反应全是(1)中的核反应，则每年需要多少浓缩铀(浓缩铀中铀235的含量占2%)?解析 (1)23592U 裂变时，核子数、质量数守恒，只是重核的核子平均质量大于中等质量的核子平均质量，产生质量亏损，释放核能，故A 错，B 对。
23592U 的半衰期不会随环境温度的变化而改变，它是由核内部自身的因素决定的，故C 错。
200 MeV ＝200×106×1.6×10－19J ＝3.2×10－11J ，故D 对。
(2)质量亏损为：Δm ＝(m U ＋m n )－(m Ba ＋m kr ＋3m n )＝236.052 6u －235.837 3u ＝0.215 3 u 。
释放的能量：ΔE ＝Δmc 2＝210 MeV 。
1 kg 铀235含有的铀原子核数目为N ＝1 000235×6.02×1023＝2.56×1024个。
1 kg 铀完全反应释放的总能量为：E 总＝N ·ΔE ＝2.56×1024×201×106×1.60×10－19 J ＝8.23×1013 J 。
1 t 煤完全燃烧释放的能量为：E ＝1 000×3.36×107 J ＝3.36×1010 J ，故1 kg 铀完全反应相当于这样的煤完全燃烧的质量为：m 煤＝2.45×103t 。