K12推荐学习(全国通用版)2018-2019高中物理第十九章原子核第二节放射性元素的衰变学

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高中物理第十九章原子核1原子核的组成课后作业含解析新人教版选修3_5

原子核的组成时间：45分钟一、选择题(1～6题为单选，7～9题为多选)1．关于γ射线，下列说法不正确的是( B )A．它是处于激发态的原子核放射的B．它是原子内层电子受到激发时产生的C．它是一种不带电的光子流D．它是波长极短的电磁波解析：γ射线是处于激发态的原子核发出的波长极短的电磁波，是一种光子．2．如图为查德威克实验示意图，由天然放射性元素钋(Po)放射的α射线轰击铍时会产生粒子流A，用粒子流A轰击石蜡时，会打出粒子流B，经研究知道( A )A．A为中子，B为质子B．A为质子，B为中子C．A为γ射线，B为中子D．A为中子，B为γ射线解析：用放射源钋的α射线轰击铍时，能发射出一种穿透力极强的中性射线，这就是所谓铍“辐射”，即中子流，中子轰击石蜡，将氢中的质子打出，即形成质子流，所以A 为中子，B为质子，所以A正确．3.32He可以作为核聚变材料(核聚变是利用轻核聚合为较重核释放出巨大能量为人类提供能源)，下列关于32He的叙述正确的是( C )A.32He与31H互为同位素B.32He原子核内中子数为2C.32He原子核外电子数为2D.32He代表原子核内有2个质子和3个中子的氦原子解析：32He核内质子数为2，31H核内质子数为1.两者质子数不等，不是同位素，A错误.32 He核内中子数为1，B错误，C正确.32He代表原子核内有2个质子和1个中子的氦原子，D错误．4.放射性元素放出的射线，在电场中分成A、B、C三束，如图所示，其中( C )A．C为氦原子核组成的粒子流B．B为比X射线波长更长的光子流C．B为比X射线波长更短的光子流D．A为高速电子组成的电子流解析：根据射线在电场中的偏转情况，可以判断，A射线向电场线方向偏转，应为带正电的粒子组成的射线，所以是α射线；B射线在电场中不偏转，所以是γ射线；C射线在电场中受到与电场方向相反的作用力，应为带负电的粒子，所以是β射线．5.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( D )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粒子的径迹解析：γ粒子不带电，不会发生偏转，故B错．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，D正确．6．若用x代表一个中性原子的核外电子数，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234 90Th的原子来说( B )A．x＝90，y＝90，z＝234B．x＝90，y＝90，z＝144C．x＝144，y＝144，z＝90D．x＝234，y＝234，z＝324解析：在234 90Th中，左下标为质子数，左上标为质量数，则y＝90；中性原子的核外电子数等于质子数，所以x＝90；中子数等于质量数减去质子数，z＝234－90＝144.所以B项正确．7.在贝可勒尔发现天然放射现象后，人们对放射线的性质进行了深入研究，发现在天然放射现象中共放出了三种射线，图为这三种射线贯穿物体情况的示意图，①②③各代表一种射线，以下说法正确的是( ADE )A．三种射线均来源于原子核B．射线①的电离能力最弱C．射线②为高速的质子流D．射线③可以用来检查金属内部有无砂眼和裂纹E．射线③是一种高能的电磁波解析：α、β、γ三种射线均来源于原子核，其中γ射线是原子核从较高能级向较低能级跃迁时发出的，故A正确；射线①用纸可以挡住，说明穿透能力最弱，是α射线，α射线电离能力最强，B错误；射线②是高速电子流，故C错误；射线③是γ射线，γ射线是能量很高的电磁波，穿透能力最强，可以用来检查金属内部有无砂眼和裂纹，故D、E正确．8.228 88Ra是镭226 88Ra的一种同位素，对于这两种镭的原子而言，下列说法中正确的是( AC )A．它们具有相同的质子数和不同的质量数B．它们具有相同的中子数和不同的原子序数C．它们具有相同的核电荷数和不同的中子数D．它们具有相同的核外电子数和不同的化学性质解析：原子核的原子序数与核内质子数、核电荷数、核外电子数都是相等的，且原子核的质量数(核子数)等于核内质子数与中子数之和．由此知这两种镭的同位素，核内的质子数均为88，核子数分别为228和226，中子数分别为140和138；原子的化学性质由核外电子数决定，因它们的核外电子数相同，故它们的化学性质也相同．故正确选项为A 、C.9.质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具，如图所示为某种质谱仪的原理图，现利用这种质谱仪对氢元素进行测量．氢元素的三种同位素从容器A 下方的小孔无初速度飘入电势差为U 的加速电场，加速后垂直进入磁感应强度为B 的匀强磁场中，最后打在照相底片D 上，形成a 、b 、c 三条光谱线．关于三种同位素进入磁场时速度大小的排列顺序和三条光谱的排列顺序，下列判断正确的是( BD )A ．进入磁场时速度从大到小的排列顺序是氚、氘、氕B ．进入磁场时速度从大到小的排列顺序是氕、氘、氚C ．a 、b 、c 三条光谱线依次排列的顺序是氕、氘、氚D ．a 、b 、c 三条光谱线依次排列的顺序是氚、氘、氕解析：加速过程中由动能定理得qU ＝12mv 2，则有v ＝2qUm，三种同位素电荷量q 相同，速度的大小取决于质量的倒数，所以速度从大到小的排列顺序是氕、氘、氚，选项A错误，B 正确；进入磁场后粒子做匀速圆周运动，由qvB ＝m v 2r ，并把v 代入，得r ＝1B2mUq，由于它们的电荷量均相同，则氚核的偏转半径最大，所以a 、b 、c 三条光谱线依次排列的顺序是氚、氘、氕，故选项C 错误，D 正确．二、非选择题10．有J 、K 、L 三种原子核，已知J 、K 的核子数相同，K 、L 的质子数相同，试完成下列表格.原子核原子序数质量数质子数中子数 J91899K ZA10 8 L1019109解析：原子核的质量数是质子和中子的总和．11.质谱仪是一种测定带电粒子的质量及分析同位素的重要工具，它的构造原理如图所示，离子源S 产生的各种不同正离子束(速度可看成零)，经加速电场加速后垂直进入有界匀强磁场，到达记录它的照相底片P 上，设离子在P 上的位置到入口处S 1的距离为x .(1)若离子质量为m 、电荷量为q 、加速电压为U 、磁感应强度大小为B ，求x 的大小． (2)氢的三种同位素11H 、21H 、31H 从离子源S 出发，到达照相底片的位置距入口处S 1的距离之比x H ∶x D ∶x T 为多少？答案：(1)2B2mUq(2)1∶2∶ 3解析：(1)离子被加速时，由动能定理得qU ＝12mv 2，进入磁场时洛伦兹力提供向心力qvB＝mv 2r ，又x ＝2r ，由以上三式得x ＝2B2mUq.(2)氢的三种同位素的质量数分别为1、2、3.由(1)结果知x H ∶x D ∶x T ＝m H ∶m D ∶m T ＝1∶2∶ 3.。

高中物理第十九章原子核第1节原子核的组成讲义(含解析)新人教版选修3-5-新人教版高二选修3

第1节原子核的组成1.物质发射射线的性质称为放射性。

放射性元素自发地发出射线的现象，叫做天然放射现象。

2．α射线是高速氦核流，β射线是高速电子流，γ射线是光子流。

3．原子核由质子和中子组成。

1919年卢瑟福用α粒子轰击氮原子核获得了质子，1932年查德威克证实了中子的存在。

4．1896年，法国物理学家贝可勒尔发现天然放射现象，揭开了人们研究原子核结构的序幕。

一、天然放射现象1．1896年，法国物理学家贝可勒尔发现某些物质具有放射性。

2．物质发射射线的性质称为放射性，具有放射性的元素称为放射性元素，放射性元素自发地发出射线的现象叫做天然放射现象。

3．原子序数大于或等于83的元素，都能自发地发出射线，原子序数小于83的元素，有的也能放出射线。

4．玛丽·居里和她的丈夫皮埃尔·居里发现了两种放射性更强的新元素，命名为钋(Po)和镭(Ra)。

二、三种射线1．α射线：实际上就是氦原子核，速度可达到光速的110，其电离能力强，穿透能力较差，在空气中只能前进几厘米，用一张纸就能把它挡住。

2．β射线：是高速电子流，它速度很大，可达光速的99%，它的穿透能力较强，电离能力较弱，很容易穿透黑纸，也能穿透几毫米厚的铝板。

3．γ射线：呈电中性，是能量很高的电磁波，波长很短，在10－10 m以下，它的电离作用更小，但穿透能力更强，甚至能穿透几厘米厚的铅板或几十厘米厚的混凝土。

三、原子核的组成1．质子的发现卢瑟福用α粒子轰击氮原子核获得了质子。

2．中子的发现(1)卢瑟福预言：原子核内可能还存在另一种粒子，它的质量与质子相同，但是不带电，他把这种粒子叫做中子。

(2)查德威克用α粒子轰击铍(49Be)原子核获得了中子。

3．原子核的组成原子核由质子、中子组成，它们统称为核子。

4．原子核的电荷数(Z)等于原子核的质子数，等于原子序数。

5．原子核的质量数(A)等于质子数与中子数的总和。

6．原子核的符号表示A X，其中X为元素符号，A为原子核的质量数，Z为原子核的电荷数。

2019-2020学年高中物理第19章原子核课时作业13 核力与结合能(含解析)3-5

核力与结合能一、选择题（1、3、4、6、7、9、11为多选题，其余为单项选择题）1．以下说法中正确的是（)A．每个核子只跟邻近的核子发生核力作用B．在原子核的尺度内,核力比库仑力大得多C．核力不可能表现为斥力D．原子核越大，它的结合能越大,原子核中核子结合越牢固解析核力是短程力，每个核子只跟邻近的核子发生核力作用,核力在大于0。

8×10－15m时表现为引力，而在距离小于0.8×10－15m 时表现为斥力，所以A、B两项正确,C项错误；原子核越大，它的结合能越大，但平均结合能越小,核中的核子结合越不牢固，D项错误．答案AB2．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，不可能无节制的增大原子核而仍稳定存在解析原子核中质子数和中子数不一定相等，特别是原子序数越大的原子核中,中子数比质子数多，且原子序数大的和小的都没有中等质量原子稳定，故A、B、C三项错误；又由于核力是极短程力及饱和性的特点，使原子核不可能无节制的增大,故D项正确．答案D3．对结合能、比结合能的认识，下列正确的是（）A．一切原子核均具有结合能B．自由核子结合为原子核时，可能吸收能量C．结合能越大的原子核越稳定D．比结合能越大的原子核越稳定解析由自由核子结合成原子核的过程中，核力做正功，释放出能量;反之，将原子核分开变为自由核子时需要吸收相应的能量，该能量即为结合能，故A项正确，B项错误;核子较多的原子核的结合能大，但它的比结合能不一定大,比结合能的大小反映了原子核的稳定性，故C项错误，D项正确．答案AD4．铁的比结合能比铀核的比结合能大,下列关于它们的说法正确的是( ）A．铁的结合能大于铀核的结合能B．铁核比铀核稳定C．铀核发生核变化变成铁核要放出能量D．铀核发生核变化变成铁核质量要亏损解析铁核的比结合能大，则它稳定些，铀核比结合能小变成铁核会放出核能，出现质量亏损,B、C、D三项正确．答案BCD5．如图所示是描述原子核核子的平均质量错误!与原子序数Z的关系曲线,由图可知下列说法正确的是（）A．将原子核A分解为原子核B、C可能吸收能量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项错误，同理可得B、D两项错误，C项正确．答案C6．关于质能方程，下列哪些说法是正确的( ）A．质量减小,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．某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，不能说质量转变成了能量，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两项正确．答案BD7．原子质量单位为u，1 u相当于931。

高中物理第十九章原子核第6节核裂变教学案新人教版选修35

第6节核_裂_变1．核裂变：重核分裂为质量较小的核，释放出核能的反应。

2．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。

3．链式反应的条件：发生裂变物质的体积大于临界体积，或裂变物质的质量大于临界质量。

一、核裂变1．核裂变重核被中子轰击后分裂成两个质量差不多的新原子核，并放出核能的过程。

2．铀核裂变用中子轰击铀核时，铀核发生裂变，其产物是多种多样的，其中一种典型的反应是235 92U ＋10n→144 56Ba＋8936Kr＋310n。

3．链式反应当一个中子引起一个重核裂变后，裂变释放的中子再引起其他重核裂变，且能不断继续下去，这种反应叫核裂变的链式反应。

4．链式反应的条件发生裂变物质的体积大于临界体积或裂变物质的质量大于临界质量。

二、核电站1．核能释放的控制通过可控制的链式反应实现核能释放的装置称为核反应堆。

2．慢化剂反应堆中，为了使裂变产生的快中子减速，在铀棒周围要放“慢化剂”，常用的慢化剂有石墨、重水和普通水。

3．控制棒为了控制反应速度，还需要在铀棒之间插进一些镉棒，它吸收中子的能力很强，反应过于激烈时，可将其插入深一些，多吸收一些中子，链式反应的速度就会慢一些，这种镉棒叫做控制棒。

4．能量输出核燃料裂变释放的能量使反应区温度升高，水或液态的金属钠等流体在反应堆内外循环流动，把反应堆内的热量传输出去，用于发电。

5．核能发电的效益(1)一座百万千瓦级的核电站，每年只消耗30吨左右的浓缩铀，而同样功率的火电站，每年要烧煤250万吨。

(2)核电技术已经成熟，在经济效益方面也跟火力发电不相上下。

(3)作为核燃料的铀、钍等在地球上的可采储量所能提供的能量，比煤、石油等所提供的能量大15倍左右，核电对环境的污染比火电小。

6．核污染的处理为阻止射线对人体的伤害和放射性物质对水源、空气和工作场所造成放射性污染，在反应堆外面需要修建很厚的水泥层，用来屏蔽裂变产物放出的各种射线，核废料具有很强的放射性，需要装入特制容器，深埋地下。

高中物理第十九章原子核章末总结课件新人教选修3_5

质子的发现：147N＋42He→ 178O ＋11H
原人工转变中子的发现：94Be＋42He→ 126C＋10n
子
正电子的发现：2173Al＋42He→ 3105P ＋10n 3105P→3104Si＋+10e 核力：短程力，只与邻近核子发生作用
核
结合能：原子核是核子凭借核力结合在一起构
成的，要把它们分开所需要的能量核反应与核能核能比结合能(平均结合能)：比结合能越大，表示
第十九章
原子核
章末总结
内容索引
知识网络
题型探究
达标检测
知识网络
天然放射现象：3种射线(α射线、β射线、γ射线)的本质和性质
原子核的组成原子核
质子( 11H )
中子( 10n )
意义：原子核自发地放出某种粒子而转变为新核
衰变法则
α衰变：AZ X→
Y A-4
Z-2
＋42He
β衰变：AZX→ Z＋1AY ＋－01e
A.释放出4.9 MeV的能量
B.释放出6.0 MeV的能量
√C.释放出24.0 MeV的能量
D.吸收4.9 MeV的能量
解析依据题意可写出两个氘核结合成一个氦核的核反应方程为21H＋21 H
氢弹原理
正电子人
工发现转质子变发现
中子
2173Al＋42He→3105P＋10n 3105P→3104Si＋＋01e
147N＋42He→178O＋11H
94Be＋42He→126C＋10n
1934年
约里奥— 居里夫妇
1919年
卢瑟福
1932年查德威克
2.解题时注意事项 (1)熟记一些粒子的符号 α 粒子(42He)、质子(11H)、中子(10n)、电子(－01e)、氘核(21H)、氚核(31H) (2)注意在核反应方程中，质量数和电荷数是守恒的；在解有关力学综合问题时，还有动量守恒和能量守恒.

高中物理第十九章原子核

抛出质子后新核的反冲径迹．如果粒子打进氮核后形成一
个复核，这复核立即发生衰变放出一个质子，那么在云室里
就能看到三条径迹：入射粒子的径迹、质子的径迹及反冲
核的径迹．
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第十九章原子核
英国物理学家布拉凯特在充氮的云室里做了这个实验．布拉凯特拍摄了两万多张云室照片，终于从四十多万条 “粒子径迹的照片中，发现有八条产生了分叉．
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第十九章原子核
那么，是什么东西使放在一起的，只能推测这一定是硫酸钾铀本身的性质造
成的．硫酸钾铀是一种每个分子都含有一个铀原子的化合
物．硫酸钾铀中，硫、氧、钾原子是稳定的，只有其中的铀原
子能够悄悄地放出另一种人们肉眼看不见的射线，使照相底片
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第十九章原子核
2.几个概念放射性元素自发地发出射线的现象叫天
然放射现象。物质的这种性质叫天然放射性。具有放射性的元素，叫放射性元素。
天然放射现象说明原子核是有内部结构。
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第十九章原子核
放射性不是少数几种元素才有的，研究发现，原子序数大于82的所有元素，都能自发的放出射线，原子序数小于83的元素，有的也具有放射性．
适当选取铝箔的厚度，使容器C抽成真空后，粒子恰好被F吸收而不能透过，在F后面放一荧光屏S，用显微镜s来观察荧光屏上是否出现闪光．通过阀门T 往C里通进氮气后，卢瑟福从荧光屏S上观察到了闪光，把氮气换成氧气或二氧化碳，又观察不到闪光，这表
明闪光一定是粒子击中氮核后产生的新粒子透过
铝箔引起的．
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【配套K12】[学习](全国通用版)2018-2019高中物理第十九章原子核第二节放射性元素

第二节放射性元素的衰变学习目标知识导图知识点1 原子核的衰变1．定义原子核放出__α粒子__或__β粒子__，由于核电荷数变了，它在周期表中的位置就变了，变成__另一种__原子核。

2．衰变的类型一种是__α衰变__，另一种是__β衰变__，而γ射线是伴随α衰变或β衰变产生的。

3．衰变过程α衰变：23892U―→23490Th＋__42He__β衰变：23490Th―→23491Pa＋__0－1e__4．衰变规律(1)遵守三个守恒：原子核衰变时遵守__电荷数__守恒，__质量数__守恒，动量守恒。

(2)任何一种放射性元素只有一种放射性，不能同时既有α放射性又有β放射性(伴随的γ射线除外)。

知识点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，叫作半衰期。

2．决定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．适用条件半衰期是一个统计概念，是对__大量__的原子核衰变规律的总结，对于一个特定的原子核，__无法__确定何时发生衰变，但可以确定各个时刻发生衰变的概率，即某时衰变的可能性，因此，半衰期只适用于__大量的原子核__。

预习反馈『判一判』(1)原子核在衰变时，它在元素周期表中的位置不变。

(×)(2)发生β衰变是原子核中的电子发射到核外。

(×)(3)半衰期是原子核有半数发生衰变需要的时间，经过两个半衰期原子核就全部发生衰变。

(×)(4)通过化学反应也不能改变物质的放射性。

(√)(5)原子核衰变过程中，电荷数、质量数、能量和动量都守恒。

(√)『选一选』(山东省武城二中2016～2017学年高二下学期期中)下列说法正确的是( D )A．23892U衰变为23491Pa要经过2次α衰变和1次β衰变B．β射线与γ射线一样都是电磁波，但β射线的穿透本领远比γ射线弱C．放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态和外部条件有关D．天然放射性现象使人类首次认识到原子核可分解析：23892U衰变为23491Pa要经过1次α衰变和1次β衰变，A错误；β射线是高速电子流，B错误；半衰期与原子所处的物理，化学状态无关，C错误；天然放射现象说明原子核可分，D正确。

2019_2018学年高中物理第十九章原子核第5节核力与结合能课件新人教版选修

知识点一根据核力的性质解释原子核的稳定性 1．核力的性质 (1)核力是四种相互作用中的强相互作用(强力)的一种表现． (2)核力是短程力．约在 10－15 m 数量级时起作用，距离大于 0.8×10－15 m 时为引力，距离小于 0.8×10－15 m 时为斥力，距离为 10×10－15 m 时核力几乎消失．
三、质量亏损 1．爱因斯坦质能方程：__E_＝__m__c_2 _． 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． 3．亏损的质量与释放的能量间的关系：_Δ_E_＝__Δ__m_c_2．
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．
(2)根据(1)原子质量单位(u)相当于 931.5 MeV 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Δ E＝Δ m×931.5 MeV. 3．利用比结合能来计算核能原子核的结合能＝核子的比结合能×核子数．核反应中反应前系统内所有原子核的总结合能与反应后生成的所有新核的总结合能之差，就是该次核反应所释放(或吸收)的核能．
质能方程反映了质量与能量的对应关系，物体的能量跟其质量成正比，即一定的能量必定对应着一定的质量，质量不能转化为能量．
2.对于爱因斯坦提出的质能方程 E＝mc2，下列说法中不正确的是( ) A．E＝mc2 表明物体具有的能量与其质量成正比 B．根据 ΔE＝Δ mc2 可以计算核反应中释放的核能 C．一个中子和一个质子结合成氘核时，释放出核能，表明此过程中出现了质量亏损 D．E＝mc2 中的 E 是发生核反应中释放的核能

物理选修第十九章原子核知识点汇总

物理选修3---5第十九章原子核知识点汇总〔训练版〕知识点一、原子核的组成1、天然放射现象(1)天然放射现象的发觉：1896年法国物理学，贝克勒耳发觉铀或铀矿石能放射出某种人眼看不见的射线。

这种射线可穿透黑纸而使照相底片感光。

天然放射现象的发觉使人们意识到原子核具有复杂结构。

放射性：物质能发射出上述射线的性质称放射性。

放射性元素：具有放射性的元素称放射性元素。

天然放射现象：某种元素白发地放射射线的现象，叫天然放射现象。

(2)放射线的成份和性质：①用电场和磁场来研究放射性元素射出的射线，在电场中轨迹：对应粒子射出速度电离能力穿透能力对应粒子的产生α射线He42C101最强最弱α衰变中：HeHn4211122→+β射线e01-C10099较弱较弱β衰变中：eHn011110-+→γ射线光子C最弱最强核反响中新核从高能态向低能态跃迁时释放能量，即发出γ射线。

②三种射线及其性质比拟： 2、原子核的组成〔1〕质子p 的发觉1919年卢瑟福发觉质子，并预言了中子的存在。

发觉方程 H O N He 1117814742+→+〔2〕中子n 的发觉：1932年，卢瑟福的学生查德威克发觉中子。

发觉方程 n C Be He 101269442+→+〔3〕原子核的组成：原子核是由质子和中子组成，质子和中子统称为核子。

在原子核中：质子数等于电荷数;核子数等于质量数;中子数等于质量数减电荷数. 原子核常用符号：XAZX-----元素符号，A-----核的质量数〔核子数〕，Z-----核电荷数〔即原子序数〕知识点二、放射性元素的衰变1、原子核的衰变：(1)衰变：原子核由于放出某种粒子而转变成新核的变化称为衰变。

①在原子核的衰变过程中，电荷数和质量数守恒。

如:衰变方程：α衰变：He Th U 422349023892+→ β衰变：e Pa Th 012349123490-+→②γ射线是伴随α、β衰变放射出来的高频光子流。

(全国通用版)高中物理第十九章原子核第5节核力与结合能课件新人教版选修35

一定大，比结合能的大小反映了原子核的稳定性，故C错误，D正确。
『想一想』原子核内核子之间存在着强大的核力，为什么核子不能融合在一起？答案：核子间存在核力，当核力的作用范围小于0.8×10－15m时，核力表现为斥力，因此核子不会融合在一起。
课内探究
探究一对原子核稳定性的理解
如图为3H和3He的原子核结构示意图。 (1)核子之间都有相互作用的核力，说明核力与电荷有什么关系？ (2)质子之间除了核力外还有什么作用力？提示：(1)核力与电荷无关。 (2)还有库仑力，万有引力。
〔对点训练1〕关于核力的说法正确的是
( C)
A．核力同万有引力没有区别，都是物体间的作用
B．核力就是电磁力
C．核力是短程力，作用范围在1.5×10－15m之内
D．核力与电荷有关
解析：核力是短程力，超过1.5×10－15m，核力急剧下降几乎消失，故C正
确，核力与万有引力、电磁力不同，故A、B错误，核力与电荷无关，故D错
1．较轻的原子核质子数和中子数___大__致__相__等___。 2．轻重原子核中子数__大__于____质子数，越重的原子核两者相差越多。
知识点 3 结合能
1．结合能核子结合成原子核时___放__出___的能量，或原子核分解成核子时__吸__收____的能量，都叫做原子核的结合能。 2．比结合能原子核的结合能与其__核__子__数____之比，称做比结合能。 3．比结合能与原子核的稳定性比结合能的大小能够反映核的稳定程度，__比__结__合____能越大，原子核就越难拆开，表示该核就越稳定。
新课标导学
物理
选修3-5 ·人教版
第十九章
原子核第五节核力与结合能
学习目标

[k12精品]全国通用版2018_2019高中物理第十九章原子核章末小结学案新人教版选修3_5

第十九章原子核章末小结原子核⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎧原子核的组成⎩⎨⎧核子⎩⎪⎨⎪⎧质子中子核外电子放射现象⎩⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎧α衰变β衰变半衰期探测射线的方法⎩⎪⎨⎪⎧威尔逊云室气泡室盖革—米勒计数器放射性的应用与防护⎩⎪⎨⎪⎧核反应人工放射性同位素放射性同位素的应用辐射与安全核力与核能⎩⎪⎪⎨⎪⎪⎧ 核力与结合能⎩⎪⎨⎪⎧核力结合能质量亏损核能的利用⎩⎨⎧核裂变⎩⎪⎨⎪⎧ 原理→链式反应及其条件应用：原子弹、核电站核聚变⎩⎪⎨⎪⎧ 热核反应的条件应用：氢弹、受控热核反应粒子和宇宙⎩⎪⎨⎪⎧粒子⎩⎪⎨⎪⎧强子轻子媒介子宇宙⎩⎪⎨⎪⎧ 宇宙的演化恒星的演化一、核反应及其规律 1．核反应原子核的变化叫做核反应。

2．规律在各种核反应中，存在着一些“守恒量”，这些“守恒量”为我们提供了解决核反应中电荷、质量、能量、动量变化问题的方法和依据。

概括为：(1)五个守恒 ①质量数守恒； ②质子数(电荷数)守恒；③质量守恒(“亏损质量”与释放的“核能”相当)； ④能量守恒； ⑤动量守恒。

(2)两个方程①质能方程：E ＝mc 2，m 指物体的质量； ②核能：ΔE ＝Δmc 2。

(3)一个半衰期(T ) ①剩余核数：N ＝N 0(12)tT ；②剩余质量：m ＝m 0(12)tT 。

3．原子核衰变规律4．核反应的四种类型典例1 (多选)(1)关于核衰变和核反应的类型，下列表述正确的有( AC ) A．23892U→23490Th＋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．8234Se→8236Kr＋20－1e 是重核裂变(2)现有四个核反应：A．21H＋31H―→42He＋10nB．23592U＋10n―→X＋8936Kr＋310nC．2411Na―→2412Mg＋0－1eD．42He＋94Be―→126C＋10n①__D__是发现中子的核反应方程，__B__是研究原子弹的基本核反应方程，__A__是研究氢弹的基本核反应方程。

全国通用高中物理第十九章原子核第5节核力与结合能课堂达标新人教版选修3-5(2021年整理)

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第十九章第五节核力与结合能1．(上海理工大学附中2015~2016学年高二下学期期中）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，则三种力从大到小的顺序是( D ) 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:核力是核子之间的一种强相互作用，其相互作用力巨大，远超过两个质子之间的库仑力，两质子之间的万有引力远小于库仑力，故选项D正确。

2．(山东省淄博市2017～2018学年高三模拟）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4×1026J，根据爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟减少的质量最接近（ D ）A．1036 kg B．1018 kgC．1013 kg D．109 kg解析:由质能方程ΔE＝Δmc2得：Δm＝错误!＝错误!kg≈4×109kg,D正确。

3．（河南省信阳市2016～2017学年高二下学期期中）原来静止的原子核错误!X，发生α衰变后放出一个动能为E0的α粒子,求:（1）生成的新核动能;（2)如果衰变释放的能量全部转化为α粒子及新核的动能，释放的核能；(3)亏损的质量.答案:(1)错误!E0（2)错误!(3）错误!解析:(1）衰变方程为:错误!X→错误!He＋错误!Y在衰变过程中动量守恒：mαvα＝m Y v Y，α和生成核的动量P相等,所以错误!＝错误!＝错误!＝错误!，解得：E KY＝错误!E0（2）由能量守恒，释放的核能：ΔE＝E0＋E KY＝E0＋4b－4E＝错误!（3)由质能关系ΔE＝Δmc2，解得Δm＝错误!．。

高中物理第十九章原子核 2 放射性元素的衰变素材新人教版选修3-5(2021年最新整理)

高中物理第十九章原子核2 放射性元素的衰变素材新人教版选修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（高中物理第十九章原子核2 放射性元素的衰变素材新人教版选修3-5）的内容能够给您的工作和学习带来便利。

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2放射性元素的衰变原子核的衰变原子核放出α粒子或β粒子，由于核电荷数变了，它在周期表中[1] 的位置就变了，变成另一种原子核。

我们把这种变化称之为原子核的衰变。

铀—238放出一个α粒子后,核的质量数减少4，电荷数减少2，称为新核。

这个新核就是钍-234核。

这种衰变叫做α衰变。

这个过程可以用下面的衰变方程表示：23892U→23490Th+42He。

在这个衰变过程中，衰变前的质量数等于衰变后的质量数之和；衰变前的电荷数等于衰变后的电荷数之和。

大量观察表明,原子核衰变时电荷数和质量数守恒.在α粒子中,新核的质量数于原来的新核的质量数有什么关系?相对于原来的核在周期表中的位置，23892U在α衰变时产生的23490Th 也具有放射性，它能放出一个β粒子而变为23491Pa（镤)。

由于电子的质量比核子的质量小得多，因此，我们可以认为电子的质量为零、电荷数为－1、可以把电子表示为0—1e。

这样,原子核放出一个电子后，因为其衰变前后电荷数和质量数都守恒，新核的质量数不会改变但其电荷数应增加1。

其衰变方程为:23490Th→23491Pa+0—1e。

放出β粒子的衰变叫做β衰变。

β衰变的实质在于核内的中子数（10n）转化为了一个质子和一个电子。

其转化方程为10n→11H+0—1e，这种转化产生的电子发射到核外,就是β粒子；与此同时，新核少了一个中子，却增加了一个质子。

2019-2020年高中物理第十九章原子核章末复习课新人教版选修

2019-2020年高中物理第十九章原子核章末复习课新人教版选修【知识体系】主题1 几种重要的核反应和核能的计算1．几种重要的核反应类型．重核的裂变和轻核的聚变，存在质量亏损，根据爱因斯坦质能方程ΔE ＝Δmc 2，可以判断两种核反应都会向外释放能量，计算核能的方法如下：(1)质能方程ΔE ＝Δmc 2是计算释放核能多少的主要方法，质量亏损Δm 的确定是计算核能的关键．(2)核反应中如无光子辐射，核反应释放的核能全部转化为新核的动能和新粒子的动能．这种情况下的核能可由下列关系计算：反应前总动能＋反应过程中释放的核能＝反应后总动能．3．核反应方程是该部分知识在高考中考查的重点之一，主要考查反应方程的书写、配平及类型判断等问题．书写及配平核反应方程的依据是电荷数、质量数守恒．另外要熟记常见粒子的符号，如42He 、11H 、10n 、 0－1e 、01e 、21H 、31H 等．【典例1】已知氘核质量为2.013 6 u ，中子质量为1.008 7u ，32He 核的质量为3.015 0 u ．两个速率相等的氘核对心碰撞聚变成32He 并放出一个中子，释放的核能也全部转化为机械能(质量亏损为1 u 时，释放的能量为931.5 MeV.除了计算质量亏损外，32He 的质量可以认为是中子的3倍)．(1)写出该核反应的方程式； (2)该核反应释放的核能是多少？(3)若测得反应后生成中子的动能是3.12 MeV ，则反应前每个氘核的动能是多少MeV? 解析：(1)核反应方程为221H →32He ＋10n. (2)质量亏损为Δm ＝2.013 6 u ×2－3.015 0 u －1.008 7 u ＝0.003 5 u. 则释放的核能为ΔE ＝Δmc 2＝0.003 5×931.5 MeV ＝3.26 MeV.(3)设中子和32He 核的质量分别为m 1、m 2，速度分别为v 1、v 2，反应前每个氘核的动能为E 0，反应后中子和32He 核的动能分别为E 1、E 2.根据动量守恒得：m 1v 1－m 2v 2＝0，所以v 1v 2＝m 2m 1＝31.根据E ＝12mv 2得E 2E 1＝12m 2v 2212m 1v 21＝31×⎝ ⎛⎭⎪⎫132＝13，即E 2＝E 13＝13×3.12 MeV ＝1.04 MeV.由能量转化和守恒定律得E 1＋E 2＝2E 0＋ΔE . 代入数据得E 0＝0.45 MeV.答案：(1)221H →32He ＋10n (2)3.26 MeV (3)0.45 MeV 名师点评核能计算常见的方法(1)利用质能方程ΔE ＝Δm ·c 2计算核能． (2)利用比结合能计算核能．原子核的结合能＝比结合能×核子数．核反应前系统内所有原子核的总结合能与反应后生成的所有新原子核的总结合能之差，等于该次反应所释放(或吸收)的核能．(3)据能量守恒和动量守恒定律计算核能． (4)应用阿伏加德罗常数计算核能．若要计算具有宏观质量的物质中所有原子核都发生核反应所放出的总能量，其解题的基本思路为：①根据物体的质量m 和摩尔质量M ，由n ＝mM求出物质的量，并求出原子核的个数N ＝N A n ＝N A m M.②由题设条件求出一个原子核与另一个原子核反应放出或吸收的能量E 0(或直接从题目中找出E 0)．③再根据E ＝NE 0求出总能量．针对训练1．三个α粒子结合成一个碳12 6C ，已知碳原子的质量为12.000 0 u ，氦原子质量为4.002 6 u.(1)写出核反应方程．(2)这个核反应放出的能量是多少焦？ (3)这个能量合多少MeV? 解析：(1)342He →126C ＋ΔE .(2)Δm ＝3×4.002 6 u －12.000 0 u ＝0.007 8 u ， Δm ＝0.007 8×1.66×10－27kg ＝12.948×10－30kg ，ΔE ＝Δmc 2＝1.165×10－12J.(3)ΔE ＝1.165×10－12/(1.6×10－19) eV ＝7.28×106eV ＝7.28 MeV.答案：(1)342He →126C ＋ΔE (2)1.165×10－12J(3)7.28 MeV主题2 原子核的两种衰变和三种射线1．原子核的两种衰变．(1)原子核的衰变是指原子核放出α粒子或β粒子变成新的原子核．α衰变是原子核放出两个质子和两个中子的结合体，β衰变是原子核内的一个中子变成一个质子时发生的，γ射线是在发生α衰变和β衰变时，产生的新核由较高能量状态向较低能量状态跃迁时发生的．(2)不论发生哪种衰变，衰变前后的电荷数和质量数是守恒的． 2．三种放射性射线．三种射线是指α射线、β射线和γ射线，三种射线的实质和特性如下表所示．放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间．计算公式：N ＝N 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12n 或m ＝m 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12n，其中n ＝t τ，τ为半衰期．【典例2】在核电站泄漏的污染物中含有131I 和137Cs 两种放射性元素，它们通过一系列衰变产生对人体有危害的辐射．在下列四个式子中，有两个能分别反映131I 和137Cs 的衰变过程，它们分别是________和________(填入正确选项前的序号).131I 和137Cs 原子核中的中子数分别是________和________．①X 1→13756Ba ＋10n ②X 2→131 54Xe ＋0－1e ③X 3→13756Ba ＋0－1n④X 4→13154Xe ＋11P解析：根据衰变过程中电荷数守恒和质量数守恒可知，X 2为13153I ，X 3为13755Cs ，中子数等于质量数减去核电荷数，分别为131－53＝78和137－55＝82.答案：②③78 82名师点评确定衰变次数的方法(1)A Z X→A′Z′Y＋n42He＋m0－1e.根据质量数、电荷数守恒得A＝A′＋4n，Z＝Z′＋2n－m.二式联立求解得α衰变次数n和β衰变次数m.(2)根据α衰变和β衰变实质(β衰变质量数不变)直接求解．针对训练2．放射性元素238 92U衰变有多种可能途径，其中一种途径是先变成210 83Bi，而210 83Bi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b81Tl，210a X和b81Tl最后都变成206 82Pb，衰变路径如图所示．则( )A．a＝82，b＝211B.210 83Bi→210a X是β衰变，210 83Bi→b81Tl是α衰变C.210 83Bi→210a X是α衰变，210 83Bi→b81Tl是β衰变D.b81Tl经过一次α衰变变成206 82Pb解析：由210 83Bi→210a X，质量数不变，说明发生的是β衰变，同时知a＝84.由210 83Bi→b81Tl，核电荷数减2，说明发生的是α衰变，同时知b＝206，由206 81Tl→206 82Pb发生了一次β衰变．故选B.答案：B统揽考情本章内容是介绍原子核物理学中最基础的知识和研究方法，它是进入微观领域的“金钥匙”，它对近代物理及其他技术有极其深远的影响．它是高考选考的常考内容，考查内容主要集中在原子核的结构、原子核的衰变及质能联系方程等知识，并以选择题为主．真题例析(xx·山东卷)(多选)14C发生放射性衰变为14N，半衰期约5 700年．已知植物存活期间，其体内14C与12C的比例不变；生命活动结束后，14C的比例持续减小．现通过测量得知，某古木样品中14C的比例正好是现代植物所制样品的二分之一．下列说法正确的是( ) A．该古木的年代距今约5 700年B．12C、13C、14C具有相同的中子数C．14C衰变为14N的过程中放出β射线D．增加样品测量环境的压强将加速14C的衰变解析：因古木样品中14C的比例正好是现代植物所制样品的二分之一，则可知经过的时间为一个半衰期，即该古木的年代距今约5 700年，选项A正确.12C、13C、14C具有相同的质子数，由于质量数不同，故中子数不同，选项B错误．根据核反应方程可知，14C衰变为14N 的过程中放出电子，即发出β射线，选项C正确；外界环境不影响放射性元素的半衰期，选项D错误；故选A、C.答案：AC针对训练(xx·广东卷)(多选)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解析：本题中考查了原子物理的基础知识．题目中有原子物理的两个核反应方程，根据质量数和电荷数守恒规律，由第二个核反应方程得到X为中子(10n)，选项A正确；再由第一个方程得到Y质子数为3，质量数为6，则中子数＝质量数－质子数＝3，选项B错误；两个核反应都产生了能量，根据爱因斯坦质能方程可知一定有质量亏损，选项C错误；氘和氚的核反应是核聚变反应，选项D正确．答案：AD1．(xx·重庆卷)如图中曲线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粒子的径迹解析：γ射线是不带电的光子流，在磁场中不偏转，故选项B错误．α粒子为氦核带正电，由左手定则知受到向上的洛伦兹力向上偏转，故选项A、B错误；β粒子是带负电的电子流，应向下偏转，选项D正确．故选D.答案：D2．(xx·北京卷)下列核反应方程中，属于α衰变的是( )A.14 7N＋42He→17 8O＋11HB.238 92U→234 90Th＋42HeC.21H＋31H→42He＋10nD.234 90Th→234 91Pa＋0－1e解析：α衰变是指某一原子核自发的变成另一种原子核，并放出α粒子的过程．可以很容易地选出B正确；A选项为人工转变方程；C选项为轻核聚变；D选项为β衰变．答案：B3．(多选)下列说法正确的有________．A．方程式238 92U→234 90Th＋42He是重核裂变反应方程B．方程式11H＋21H→32He＋γ是轻核聚变反应方程C．氢原子光谱是分立的D．氢原子从基态跃迁至某激发态要吸收特定频率的光子E．在光电效应实验中，某金属的截止频率相应的波长为λ0，若用波长为λ(λ>λ0)的单色光做该实验，会产生光电效应解析：(1)方程式238 92U→234 90Th＋42He是α散射反应方程，故A错误；方程式11H＋21H→32He＋γ是轻核聚变反应方程，故B错误；氢原子光谱是不连续是分立的，故C正确；氢原子从基态跃迁至某激发态要吸收特定频率的光子，根据跃迁规律D正确；在光电效应实验中，某金属的截止频率相应的波长为λ0，若用波长为λ(λ>λ0)的单色光做该实验，由v＝λf 可知，因λ>λ0，所以其频率小于截止频率，不会产生光电效应．答案：BCD4．(xx·海南卷)运动的原子核A Z X放出α粒子后变成静止的原子核Y.已知X、Y和α粒子的质量分别是M、m1和m2，真空中的光速为c，α粒子的速度远小于光速．求反应后与反应前的总动能之差以及α粒子的动能．解析：反应后由于存在质量亏损，所以反应前后总动能之差等于质量亏损而释放出的能量，故根据爱因斯坦质能方程可得12m 2v 2α－12Mv 2X ＝()M －m 1－m 2c 2.①反应过程中三个粒子组成的系统动量守恒，故有Mv X ＝m 2v α，② 联立①②可得12m 2v 2α＝M M －M 2(M －m 1－m 2)c 2.答案：(M －m 1－m 2)c 2MM －M 2(M －m 1－m 2)c 22019-2020年高中物理第十九章原子核章末质量评估新人教版选修(时间：90分钟满分：100分)一、单项选择题(本大题共10小题，每小题3分，共30分．每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)1．1956年，李政道和杨振宁提出在弱相互作用中宇称不守恒，并由吴健雄用6027Co 放射源进行了实验验证，1957年李、杨两人为此获得诺贝尔物理学奖.6027Co →A Z Ni ＋0－1e ＋νe ，其中νe 是反中微子，它的电荷为零，静止质量可认为是零，则衰变产物A Z Ni 的质量数和核电荷数分别为( )A ．60，28B ．60，26C ．59，26D ．59，28解析：本题考查考生对原子核变化过程遵守的两个规律的掌握．要求考生能根据质量数守恒和核电荷数守恒判断出核变化方程中粒子的核电荷数和质量数．答案：A2．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，释放的能量为( )A ．21.04 MeVB ．35.56 MeVC ．92.16 MeVD ．77.64 MeV解析：设中子的质量为m n ，质子的质量为m p ，α粒子的质量为m α，碳原子核的质量为m C .根据质能方程：ΔE 1＝28.30 MeV ＝[2(m n ＋m p )－m α]c 2，① ΔE 2＝7.26 MeV ＝[3m α－m C ]c 2，② ΔE 3＝[6m n ＋6m p －m C ]c 2.③ 由①②③式得ΔE 3＝92.16 MeV.答案：C3．放射性元素(22286Rn)经α衰变变成钋(21884Po)，半衰期约为3.8天，但勘测表明，经过漫长的地质年代后，目前地壳中仍存在天然的含有放射性元素22286Rn 的矿石，其原因是( )A ．目前地壳中的22286Rn 主要来自于其他放射性元素的衰变 B ．在地球形成初期，地壳中的元素22286Rn 的含量足够多C ．当衰变产物21884Po 积累到一定量以后，21884Po 的增加会减慢22286Rn 的衰变进程 D.22286Rn 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答案：A4．下列说法正确的是( )A ．研制核武器的钚239(23994Pu)由铀239(23992U)经过4次β衰变而产生 B ．发现中子的核反应方程是94Be ＋42He →126C ＋10n C ．20 g 的23892U 经过两个半衰期后其质量变为15 gD.23892U 在中子轰击下，生成9438Sr 和14054Xe 的核反应前后，原子核的核子总数减少解析：23992U →23994Pu ＋20－1e 发生2次β衰变，A 错误．20 g 23892U 经过两个半衰期后其质量m ＝20×⎝ ⎛⎭⎪⎫122g ＝5 g ，C 错误．在核反应中质量数、电荷数都守恒，D 错误．所以只有B 正确．答案：B5．下列说法中正确的是( ) A ．核反应堆是人工控制链式反应的装置 B.23592U ＋10n →14054Xe ＋9438Sr ＋d 10n ，式中d ＝3C ．β衰变中产生的β射线是原子核外电子挣脱原子核束缚后形成的D ．4个放射性元素的原子核经过一个半衰期后一定还剩下2个没有发生衰变解析：核电站的核心是核反应堆，核反应堆中核的链式反应可以在人工控制下进行，A 项正确；根据核反应前后电荷数守恒规律，B 选项中的d ＝2，B 项不正确；β衰变是原子核内释放出电子的核反应，不是核外电子的逃逸，C 项不正确；4个放射性元素的原子核经过一个半衰期后，衰变的结果有多种情况，半衰期是对大量原子核的行为的统计预测，对几个核的衰变无法预测，D 项不正确．答案：A6．科学家发现在月球上含有丰富的32He(氦3)．它是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料，其参与一种核聚变反应的方程为32He ＋32He ―→211H ＋42He.关于32He 聚变，下列表述正确的是( )A ．聚变反应不会释放能量B．聚变反应产生了新的原子核C．聚变反应没有质量亏损D．目前核电站都采用32He聚变反应发电解析：该聚变反应释放了能量，是因为发生了质量亏损，A、C错；该聚变反应产生了新原子核11H，B对；目前核电站都是用重核裂变发电而不是用轻核裂变，D错．答案：B7．以下是物理学史上3个著名的核反应方程：x＋73Li→2y，y＋14 7N→x＋17 8O，y＋94Be→z＋12 6C.x、y和z是3种不同的粒子，其中z是( )A．α粒子 B．质子C．中子 D．电子解析：由于核反应前后电荷数守恒，则：x＋3＝2y，①y＋7＝x＋8，②y＋4＝z＋6.③由①②③联立解得：x＝1，y＝2，z＝0，故z为中子，选项C正确．答案：C8．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，放出热量．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＝3解析：根据核反应过程中质量数守恒和电荷数守恒得12＝4k＋d＋2，①6＝2k＋d.②解①②得k＝2，d＝2.答案：B9．一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 ．辐射中的γ光子的能量E ＝(m 3－m 1－m 2)cD ．γ光子的波长λ＝h（m 1＋m 2－m 3）c2解析：根据核反应过程中的质量数守恒、电荷数守恒可知核反应方程为：11H ＋10n →21H ＋γ，故选项A 错误；聚变过程中辐射出γ光子，质量亏损Δm ＝m 1＋m 2－m 3，故选项B 正确；由质能方程知，辐射出的γ光子的能量E ＝(m 1＋m 2－m 3)c 2，故选项C 错误；由E ＝hcλ知，γ光子的波长λ＝hm 1＋m 2－m 3c ，故选项D 错误．答案：B10．一个原来静止的238U 核发生α衰变，它的两个产物在垂直于它们速度方向的匀强磁场中运动，它们的轨迹和运动方向(图中用箭头表示)可能是下列图中的(图中半径大小没有按比例画)( )解析：由于发生的是α衰变，产物是两个带正电的粒子，根据动量守恒定律Mv 1＋mv α＝0，可得这两个新核的运动方向相反，受到的洛伦兹力方向相反，即轨迹应该是外切圆，再利用左手定则判断洛伦兹力的方向，故D 项正确．答案：D二、多项选择题(本大题共4小题，每小题4分，共16分．在每小题给出的四个选项中有多个选项正确，全部选对得4分，漏选得2分，错选或不选得0分)11．下列说法中正确的是( ) A ．α射线比β射线更容易使气体电离 B ．核反应堆产生的能量来自重核的裂变 C ．γ射线在电场和磁场中都不会发生偏转 D ．太阳辐射的能量主要来源于太阳内部轻核的聚变解析：α射线有很强的电离作用，β射线电离作用较弱，A 正确；核反应堆产生的能量来自重核的裂变，太阳辐射的能量主要来源于太阳内部轻核的聚变，B 、D 正确；γ射线是波长很短的电磁波不带电，在电场和磁场中都不会发生偏转，C 正确．答案：ABCD12．“轨道电子俘获”是放射性同位素衰变的一种形式，即原子核俘获一个核外电子，核内一个质子变为中子，原子核衰变成一个新核，并且放出一个中微子(其质量小于电子质量且不带电)．若一个静止的原子核发生“轨道电子俘获”(电子的初动量可不计)，则( )A．生成的新核与衰变前的原子核质量数相同B．生成新核的核电荷数增加C．生成的新核与衰变前的原子核互为同位素D．生成的新核与中微子的动量大小相等解析：质子与中子的质量数相同，所以发生“轨道电子俘获”后新核与原核质量数相同，A正确；新核质子数减少，故该电荷数减少，B错；新核与原核质子数不同，不能称它们互为同位素，C错；以静止原子核及被俘获电子为系统，系统动量守恒，系统初动量为零，所以生成的新核与中微子的动量大小相等，方向相反，D正确．答案：AD13. 月球的表面长期受到宇宙射线的照射，使得“月壤”中的32He含量十分丰富．科学家认为，32He是发生核聚变的极好原料，将来32He也许是人类重要的能源，所以探测月球意义十分重大．关于32He，下列说法正确的是( )A.32He的原子核内有三个中子两个质子B.32He的原子核内有一个中子两个质子C.32He发生核聚变，放出能量，一定会发生质量亏损D.32He原子核内的核子靠万有引力紧密结合在一起解析：32He是氦元素的一种同位素，质量数是3，电荷数是2，原子核内有两个质子一个中子，所以A错误、B正确；发生核聚变放出能量就会有质量亏损，C正确；原子核内的核子是靠核力紧密结合在一起的，而不是靠万有引力紧密结合在一起的，D错误．答案：BC14．据媒体报道，叛逃英国的俄罗斯前特工利特维年科在伦敦离奇身亡，英国警方调查认为毒杀利特维年科的是超级毒药——放射性元素钋(210 84Po)．若该元素发生α衰变，其半衰期是138天，衰变方程为210 84Pu→X＋42He＋γ，则下列说法中正确的是( ) A．X原子核含有124个中子B．X原子核含有206个核子C．γ射线是由处于激发态的钋核从较高能级向较低能级跃迁时发出的D．100 g的210 84Po经276天，已衰变的质量为75 g解析：X原子核中的核子数为210－4＝206(个)，B项正确．中子数为206－(84－2)＝124(个)，A项正确．γ射线是由于核反应前后因质量亏损释放的能量以γ光子的形式放出，C项错．经过两个半衰期，剩余的钋的质量为原来的四分之一，则已衰变的质量为原来的四分之三，D项正确．答案：ABD三、非选择题(本题共4小题，共54分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)15．(12分)科学研究发现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，即在太阳内部四个氢核(11H)转化成一个氦核(42He)和两个正电子(0＋1e)并放出能量．已知质子质量m p ＝1.007 3 u ，α粒子的质量m α＝4.002 6 u ，正电子的质量m e ＝0.000 5 u ，1 u 的质量相当于931.5 MeV 的能量．(1)写出该核反应方程．(2)一次这样的热核反应过程中释放出多少能量(结果保留四位有效数字)? 解析：(1)根据质量数守恒、电荷数守恒，该核反应方程为：411H →42He ＋20＋1e. (2)质量亏损Δm ＝4m p －m α－2m e ＝4×1.007 3 u －4.002 6 u －2×0.000 5 u ＝0.025 6 u. ΔE ＝0.025 6×931.5 MeV ≈23.85 MeV. 答案：(1)411H →42He ＋20＋1e (2)23.85 MeV 16．(14分)已知氘核的质量m D ＝3.344 6×10－27kg.如果用入射光子照射氘核使其分为质子和中子，质子质量m p ＝1.672 6×10－27kg ，中子质量m n ＝1.674 9×10－27kg.求入射光子的频率．解析：氘核分为质子和中子，增加的质量为 Δm ＝m p ＋m n －m D ＝(1.672 6＋1.674 9－3.344 6)×10－27kg ＝0.002 9×10－27kg.吸收的入射光子的能量为E ＝Δmc 2＝0.002 9×10－27×(3×108)2 J ＝2.61×10－13 J.由公式E ＝h ν知，入射光子的频率为ν＝E h ＝2.61×10－136.63×10－34 Hz ≈3.94×1020 Hz.答案：3.94×1020Hz17．(14分)(xx·海南卷)一静止原子核发生α衰变，生成一α粒子及一新核，α粒子垂直进入磁感应强度大小为B 的匀强磁场，其运动轨迹是半径为R 的圆．已知α粒子的质量为m ，电荷量为q ，新核的质量为M ，光在真空中的速度大小为c .求衰变前原子核的质量．解析：设衰变产生的α粒子的速度大小为v ，由洛伦兹力公式和牛顿第二定律得：qvB ＝m v 2R.①设衰变后新核的速度大小为v 1，衰变前后动量守恒，有：0＝Mv 1－mv .② 设衰变前原子核质量为M 0，衰变前后能量守恒，有：M 0c 2＝Mc 2＋12Mv 21＋mc 2＋12mv 2.③联立以上三式解得：M 0＝(M ＋m )⎣⎢⎡⎦⎥⎤1＋（qBR ）22Mmc 2.答案：(M ＋m )⎣⎢⎡⎦⎥⎤1＋（qBR ）22Mmc 218．(14分)钚的放射性同位素23994Pu 静止时衰变为铀核激发态235 92U *和α粒子，而铀核激发态235 92U *立即衰变为铀核23592U ，并放出能量为0.097 MeV 的γ光子．已知：23994Pu 、23592U 和α粒子的质量分别为m Pu ＝239.052 1 u 、m U ＝235.043 9 u 和m α＝4.002 6 u ，1 u 的质量相当于931.5 MeV 的能量．(1)写出衰变方程；(2)已知衰变放出的光子的动量可忽略，求α粒子的动能．解析：(1)衰变方程为23994Pu →235 92U *＋42He ，① 235 92U *→23592U ＋γ.②或合起来有23994Pu →23592U ＋42He ＋γ.③(2)上述衰变过程的质量亏损为Δm ＝m Pu －m U －m α.④ 放出的能量为ΔE ＝Δmc 2.⑤此能量是铀核23592U 的动能E kU 、α粒子的动能E k α和γ光子的能量E γ之和，即ΔE ＝E kU ＋E k α＋E γ.⑥由④⑤⑥式得E kU ＋E k α＝(m Pu －m U －m α)c 2－E γ.⑦设衰变后的铀核和α粒子的速率分别为v U 和v α，则由动量守恒有m U v U ＝m αv α.⑧ 又由动能的定义知E kU ＝12m U v 2U ，E k α＝12m αv 2α.⑨由⑧⑨式得E kU E k α＝m αm U.⑩ 由⑦⑩式得E k α＝m U m U ＋m α[(m Pu －m U －m α)c 2－E γ]．代入题给数据得E k α≈5.034 MeV. 答案：(1)23994Pu →235 92U *＋42He235 92U *→23592U ＋γ(或23994Pu →23592U ＋42He ＋γ) (2)5.034 MeV。

2019_2018学年高中物理第十九章原子核第2节放射性元素的衰变课件新人教版选修

[解题探究] (1)α、β 衰变遵循什么规律？ (2)每发生一次 α 衰变，质子数、中子数如何变化？β 衰变呢？ [解析] 23982U――①→23940Th，质量数少 4，电荷数少 2，说明① 为 α 衰变.23940Th――②→23941Pa，质子数加 1，质量数不变，说明 ②为 β 衰变，中子转化成质子.23941Pa――③→23942U，质子数加 1，质量数不变，说明③为 β 衰变，中子转化成质子．故选 A. [答案] A
[解析] 微粒之间相互作用的过程中遵循动量守恒，由于初始总动量为 0，则末动量也为 0，即 α 粒子和反冲核的动量大小相等、方向相反．由于释放的 α 粒子和反冲核均在垂直于磁场的平面内且在洛伦兹力作用下做圆周运动，由 Bqv＝mvR2得：R＝mqBv.
若原来放射性元素的核电荷数为 Q，则对 α 粒子： R1＝B·p12e 对反冲核：R2＝B（Qp－2 2）e. 由于 p1＝p2，得 R1∶R2＝44∶1，Q＝90 它们的速度大小与质量成反比，故选项 D 错误． [答案] D
半衰期的理解 (多选)关于放射性元素的半衰期，下列说法正确的是 () A．原子核全部衰变所需要的时间的一半 B．原子核有半数发生衰变所需要的时间 C．相对原子质量减少一半所需要的时间 D．元素原子核总质量减半所需要的时间
[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做这种元素的半衰期，它与原子核全部衰变所需要的时间的一半不同．放射性元素发生衰变后成了一种新的原子核，原来的放射性元素原子核的个数不断减少；当原子核的个数减半时，该放射性元素的原子核的总质量也减半，故选项 B、 D 正确． [答案] BD
二、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．特点 (1)不同的放射性元素，半衰期___不__同____，甚至差别非常大． (2) 放射性元素衰变的快慢是由 __核__内__部__自__身___ 的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系．

2019_2020学年高中物理第19章第5节核力与结合能课件新人教版选修3_5

注：原子核越大，有些核子间的距离越来越远，核力与电磁力都会减小，核力减小得更快．原子核大到一定程度时，相距较远的质子间的核力不足以平衡它们的库仑力，这个原子就不稳定了．这时，不再成对地增加质子

和中子，而只增加中子，中子与其他核子没有库仑斥力，但有相互吸引的核力，有助于维持原子核的稳定
3 结合能
2．比结合能．原子核的结合能与其核子数之比，称为比结合能．不同原子核的比结合能随质量数变化图线如下图所示．
3．比结合能与原子核的稳定性．
(1)比结合能的大小能够反映核的稳定程度，比结合能越大，原子核就越难拆开，表示该核就越稳定．
(2)核子数较少的轻核与核子数较多的重核，比结合能都比较小，中等核子数的原子核，比结合能较大，表示这些原子核较稳定．
物理学家们把这种只有在原子核内才能觉察到的极强的结合力称为“核力”．核力是一种交换力，两核之间可以通过交换位置、交换自旋方向或同时交换位置和自旋方向而发生相互作用．这种交换性可用介子场理论来说明．
汤川秀树于1935年提出了一种解释“核力”的新理论．汤川认为，自然界中应该有一种尚未被发现的新粒子．质子和中子之间不断地来回抛掷、互相交换这种粒子，只要质子和中子距离近得能抛掷和
(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．
例1 下列对核力的认识正确的是( ) A．任何物体之间均存在核力 B．核力广泛存在于自然界中的核子之间 C．核力只存在于质子之间 D．核力只发生在相距1.5×10－15 m的核子之间，大于0.8×10－15 m为吸引力，而小于0.8×10－15 m为斥力

高中物理第十九章原子核第5节核力与结合能习题课件5高二选修35物理课件

第二页，共三十七页。
解析：选 B．分子力作用范围约在 10－10 m 数量级上，强相互作用和弱相互作用都是短程力，作用范围在 10－15 m 和 10－18 m 之内，在这个距离上分子力不存在．在分子力作用范围内引力相互作用和电磁相互作用都存在，但由于电磁力远大于万有引力，引力相互作用可以忽略不计，因此分子力本质上属于电磁相互作用．
C．77.64 MeV
D．92.16 MeV
第二十页，共三十七页。
解析：选 D．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.
第十九页，共三十七页。
5．(2017·济宁高二检测)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，释放的能量为( )
A．21.04 MeV
B．35.56 MeV
第八页，共三十七页。
5．镭核22868Ra 发生衰变放出一个粒子变为氡核22826Rn，已知镭核 226 质量为 226.025 4 u，氡核 222 质量为 222.016 3 u，放出粒子质量为 4.002 6 u. (1)写出核反应方程； (2)求镭核衰变放出的能量； (3)若衰变放出的能量均转变为氡核和放出的粒子的动能，求放出粒子的动能．
第二十七页，共三十七页。
9．中子和质子结合成氘核时，质量亏损为 Δm，相应的能量 ΔE ＝Δmc2＝2.2 MeV 是氘核的结合能．下列说法正确的是( ) A．用能量小于 2.2 MeV 的光子照射静止氘核时，氘核不能分解为一个质子和一个中子 B．用能量等于 2.2 MeV 的光子照射静止氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和为零 C．用能量大于 2.2 MeV 的光子照射静止氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和为零 D．用能量大于 2.2 MeV 的光子照射静止氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和不为零