2019高中物理 第十九章 原子核章末复习课学案 新人教版选修3-5
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.。
人教版高中物理选修3-5学案：第十九章学案1原子核的组成
人教版高中物理选修3-5学案：第十九章学案1原子核的组成[学习目标] 1.了解什么是放射性、天然放射现象和衰变.2.知道原子核的组成及三种射线的特征.3.理解α衰变和β衰变的规律及实质，并能熟练书写衰变方程.4.理解半衰期的概念，学会利用半衰期解决相关问题．一、天然放射现象和三种射线[导学探究] (1)1896年法国科学家贝可勒尔发现了放射性元素自发地发出射线的现象，即天然放射现象．是否所有的元素都具有放射性？放射性物质发出的射线有哪些种类？答案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．放射性物质发出的射线有三种：α射线、β射线、γ射线．(2)怎样用电场或磁场判断三种射线粒子的带电性质？答案让三种射线通过匀强电场，则γ射线不偏转，说明γ射线不带电．α射线偏转方向和电场方向相同，带正电，β射线偏转方向和电场方向相反，带负电．或者让三种射线通过匀强磁场，则γ射线不偏转，说明γ射线不带电，α射线和β射线可根据偏转方向和左手定则确定带电性质．(3)三种射线的本质是什么？有哪些特点呢？答案见知识梳理[知识梳理]对天然放射现象及三种射线的认识1．对天然放射现象的认识(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．2．对三种射线的认识[A．α射线是由高速运动的氦核组成的，其运行速度接近光速B．β射线能穿透几毫米厚的铅板C．γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱D．β射线的粒子和电子是两种不同的粒子E．α粒子不同于氦原子核答案C解析19世纪末20世纪初，人们发现了X、α、β、γ射线，经研究知道，X、γ射线均为电磁波，只是波长不同．β射线是电子流，α粒子是氦核，就α、β、γ三种射线的贯穿本领而言，γ射线最强，α射线最弱．二、原子核的组成[知识梳理] (1)质子的发现1919年，卢瑟福用镭放射出的α粒子轰击氮原子核，从氮核中打出了一种新的粒子，测定了它的电荷和质量，确定它是氢原子核，叫做质子，用p或H表示，其质量为mp＝1.67×10－27_kg.(2)中子的发现①卢瑟福的预言：原子核内可能还有一种不带电的粒子，名字叫中子．②查德威克的发现：用实验证明了中子的存在，用n表示，中子的质量非常接近于质子的质量．(3)原子核的组成①核子数：质子和中子质量差别非常微小，二者统称为核子，所以质子数和中子数之和叫核子数．②电荷数(Z)：原子核所带的电荷总是质子电荷的整数倍，通常用这个整数表示原子核的电荷量，叫做原子核的电荷数．③质量数(A)：原子核的质量等于核内质子和中子的质量的总和，而质子与中子的质量几乎相等，所以原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍，这个倍数叫做原子核的质量数．④原子核的符号(4)同位素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，它们互称为同位素．例如：氢有三种同位素分别是H、H、H.[即学即用] 在α粒子轰击金箔的散射实验中，α粒子可以表示为He，He中的4和2分别表示( )A．4为核子数，2为中子数B．4为质子数和中子数之和，2为质子数C．4为核外电子数，2为中子数D．4为中子数，2为质子数答案B解析根据X所表示的物理意义，原子核的质子数决定核外电子数，原子核的电荷数就是核内的质子数，也就是这种元素的原子序数．原子核的质量数就是核内质子数和中子数之和，即为核内的核子数.He符号的左下角表示的是质子数或核外电子数，即为2，He符号左上角表示的是核子数，即为4，故选项B正确.一、天然放射现象和三种射线例1 如图1所示，R是一种放射性物质，虚线框内是匀强磁场，LL′是厚纸板，MM′是荧光屏，实验时，发现在荧光屏的O、P两点处有亮斑，由此可知磁场的方向、到达O点的射线种类、到达P点的射线种类应属于下表中的( )图1解析R进入磁场区域时将受到洛伦兹力作用而偏转，γ射线不偏转，故打在O点的应为γ射线；由于α射线贯穿本领弱，不能射穿厚纸板，故到达P点的应是β射线；依据β射线的偏转方向及左手定则可知磁场方向垂直纸面向里．答案C归纳总结1．对放射性和射线的理解：(1)一种元素的放射性，与其是单质还是化合物无关，这说明一种元素的放射性和核外电子无关．(2)射线来自于原子核，说明原子核是可以再分的．2．对三种射线性质的理解：(1)α射线带正电、β射线带负电、γ射线不带电．α射线、β射线是实物粒子，而γ射线是光子流，属于电磁波的一种．(2)α射线、β射线都可以在电场或磁场中偏转，但偏转方向不同，γ射线则不发生偏转．(3)α射线穿透能力弱，β射线穿透能力较强，γ射线穿透能力最强，而电离本领相反．针对训练1 如图2所示，放射性元素镭衰变过程中释放出α、β、γ三种射线，分别进入匀强电场和匀强磁场中，下列说法正确的是( )图2A．①表示γ射线，③表示α射线B．②表示β射线，③表示α射线C．④表示α射线，⑤表示γ射线D．⑤表示β射线，⑥表示α射线答案C解析根据三种射线的偏转轨迹可知①⑥表示β射线，②⑤表示γ射线，③④表示α射线．选项C正确．二、原子核的组成例2 已知镭的原子序数是88，原子核的质量数是226.试问：(1)镭核中有几个质子？几个中子？(2)镭核所带电荷量是多少？(保留三位有效数字)(3)呈电中性的镭原子，核外有几个电子？解析(1)镭核中的质子数等于其原子序数，故质子数为88，中子数N等于原子核的质量数A与质子数Z之差，即N＝A－Z＝226－88＝138.(2)镭核所带电荷量Q＝Ze＝88×1.6×10－19 C≈1.41×10－17 C.(3)核外电子数等于核电荷数，故核外电子数为88.答案(1)88 138 (2)1.41×10－17 C (3)88归纳总结理解熟记以下几点是解题关键：(1)原子核的质子数与原子序数相等．(2)原子核的质量数等于质子数与中子数之和．(3)对呈电中性的原子，核外电子数等于核内质子数．针对训练 2 据最新报道，放射性同位素钬Ho，可有效治疗癌症，该同位素原子核内中子数与核外电子数之差是( )A．32 B．67 C．99 D．166答案A解析根据原子核的表示方法得核外电子数＝质子数＝67，中子数为166－67＝99，故核内中子数与核外电子数之差为99－67＝32，故A对．1．最早发现天然放射现象的科学家为( )A．卢瑟福B．贝可勒尔C．爱因斯坦D．查德威克答案B解析卢瑟福发现质子，查德威克发现中子，爱因斯坦发现了光电效应，贝可勒尔发现天然放射现象，故B正确，A、C、D错误．2．(多选)下列关于放射性元素发出的三种射线的说法中正确的是( )A．α粒子就是氢原子核，它的穿透本领和电离本领都很强B．β射线是电子流，其速度接近光速C．γ射线是一种频率很高的电磁波，它可以穿过几厘米厚的铅板D．以上三种说法均正确答案BC解析α粒子是氦原子核，它的穿透本领很弱而电离本领很强，A项错误；β射线是电子流，其速度接近光速，B项正确；γ射线的穿透能力很强，可以穿透几厘米厚的铅板，C项正确．3．(多选)氢有三种同位素，分别是氕(H)、氘(H)、氚(H)，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．它们的中子数相等答案AB解析氕、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A、B选项正确．4．以下说法正确的是( )A.Rn为氡核，由此可知，氡核的质量数为86，氡核的质子数为222B.Be为铍核，由此可知，铍核的质量数为9，铍核的中子数为4C．同一元素的两种同位素具有相同的质量数D．同一元素的两种同位素具有不同的中子数答案D解析A项氡核的质量数为222，质子数为86，所以A错误；B项铍核的质量数为9，中子数为5，所以B错误；由于同位素是指质子数相同而中子数不同，即质量数不同，因而C错误，D正确．一、选择题(1～5为单选题，6～9为多选题)1．在天然放射性物质附近放置一带电体，带电体所带的电荷很快消失的根本原因是( )A．γ射线的贯穿作用B．α射线的电离作用C．β射线的贯穿作用D．β射线的中和作用答案B解析由于α粒子电离作用较强，能使空气分子电离，电离产生的电荷与带电体的电荷中和，使带电体所带的电荷很快消失．2．放射性元素放出的射线，在电场中分成A、B、C三束，如图1所示，其中( )图1A．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答案C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．3．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U的原子来说( )A．x＝92 y＝92 z＝235B．x＝92 y＝92 z＝143C．x＝143 y＝143 z＝92D．x＝235 y＝235 z＝325答案B解析在U中，左下标为质子数，左上标为质量数，则y＝92；中性原子的核外电子数等于质子数，所以x＝92；中子数等于质量数减去质子数，z＝235－92＝143，所以B选项正确．4．下列关于He的叙述正确的是( )A.He与H互为同位素B.He原子核内中子数为2C.He原子核内质子数为2D.He代表原子核内有2个质子和3个中子的氦原子核答案C解析He核内质子数为2，H核内质子数为1.两者质子数不等，不是同位素，A错误；He原子核内中子数为1，B错误；He代表原子核内有2个质子和1个中子的氦原子核，核外电子数为2，故C正确，D错误．5．人类探测月球时发现，在月球的土壤中含有较丰富的质量数为3的氦，它可作为未来核聚变的重要原料之一．氦的该种同位素应表示为( )A.HeB.HeC.HeD.He答案B解析氦的同位素质子数一定相同，质量数为3，故应表示为He，因此B正确．6．关于β射线，下列说法中正确的是( )A．它是高速电子流B．β粒子是放射出来的原子内层电子C．β粒子是从原子核中放射出来的D．它的电离作用比较弱，但它的穿透能力很强，能穿透几厘米厚的铅板答案AC解析β射线是高速电子流，它是从原子核内部放射出来的，电离作用较弱，穿透能力较强，能穿透几毫米厚的铝板，故选项A、C正确．7．关于γ射线，下列说法正确的是( )A．它是处于激发状态的原子核放射的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答案ACD解析γ射线是激发状态的原子核发出的波长极短的电磁波，是一种光子，故A、C、D正确．8．对天然放射现象，下列说法中正确的是( )A．α粒子带正电，所以α射线一定是从原子核中射出的B．β粒子带负电，所以β射线有可能是核外电子C．γ粒子是光子，所以γ射线有可能是由原子发光产生的D．α射线、β射线、γ射线都是从原子核内部释放出来的答案AD解析α衰变的实质是原子核中的两个质子和两个中子结合成一个氦核放出的，β衰变的实质是一个中子变成一个质子和一个电子，然后释放出电子，γ射线是伴随α衰变和β衰变而产生的．所以这三种射线都是从原子核内部释放出来的．9．如图2所示，铅盒A中装有天然放射性物质，放射线从其右端小孔中水平向右射出，在小孔和荧光屏之间有垂直于纸面向里的匀强磁场，则下列说法中正确的是( )图2A．打在图中a、b、c三点的依次是α射线、γ射线和β射线B．α射线和β射线的轨迹是抛物线C．α射线和β射线的轨迹是圆弧D．如果在铅盒和荧光屏间再加一个竖直向下的场强适当的匀强电场，可能使屏上的亮斑只剩下b答案AC解析由左手定则可知粒子向右射出，在匀强磁场中α粒子受到的洛伦兹力向上，β粒子受到的洛伦兹力向下，轨迹都是圆弧．由于α粒子速度的是光速的，而β粒子速度接近光速，所以在同样的混合场中不可能都做直线运动，本题应选A、C.二、非选择题10．有关O、O、O三种同位素的比较，试回答下列问题：(1)三种同位素中哪一种粒子数是不相同的？______.A．质子 B．中子 C．电子(2)三种同位素中，哪一个质量最大？__________.(3)三种同位素的化学性质是否相同？__________.答案(1)B (2) O (3)相同解析(1)同位素质子数相同，中子数不同，核外电子数与质子数相同，故不相同的是中子．(2) O、O、O的质量数分别是16、17、18、，故O质量最大．(3)三种同位素质子数相同，故化学性质相同．11．在暗室的真空装置中做如下实验：在竖直放置的平行金属板间的匀强电场中，有一个能产生α、β、γ三种射线的放射源．从放射源射出的一束射线垂直于电场方向射入电场，如图3所示，在与放射源距离为H高处，水平放置两张叠放着的、涂药品面朝下的印像纸(比一般纸厚且涂有感光药品的纸)，经射线照射一段时间后两张印像纸显影．(已知mα＝4 u，mβ＝u，vα＝，vβ＝c)图3(1)上面的印像纸有几个暗斑？各是什么射线的痕迹？(2)下面的印像纸显出一串三个暗斑，试估算中间暗斑与两边暗斑的距离之比？(3)若在此空间再加上与电场方向垂直的匀强磁场，一次使α射线不偏转，一次使β射线不偏转，则两次所加匀强磁场的磁感应强度之比是多少？答案(1)两个暗斑β射线和γ射线(2)5∶184(3)10∶1解析(1)因α粒子穿透本领弱，穿过下层纸的只有β射线和γ射线，β射线、γ射线在上面的印像纸上留下两个暗斑．(2)下面印像纸上从左向右依次是β射线、γ射线、α射线留下的暗斑．设α射线、β射线留下的暗斑到中央γ射线留下暗斑的距离分别为xα、xβ.则对α粒子，有xα＝aαt2＝aα·2，aα＝qα·Emα对β粒子，有xβ＝＝aβ·2，aβ＝qβ·Emβ联立解得＝.(3)若使α射线不偏转，则qαE＝qαvαBα，所以Bα＝，同理，若使β射线不偏转，则Bβ＝.故＝＝.。
高中物理 第十九章 原子核模块复习课 新人教版选修3-5
2.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。
衰变： A ZXA Z24 Y＋_42 _H _e 衰变： A ZXA Z1Y＋_0 1_e_
(3)半衰期:放射性元素的原子核有_半__数__发生衰变所 需的时间。半衰期由原子核内部的因素决定,跟原子 所处的物理、化学状态无关。 3.核反应遵循_核__电__荷__数__守__恒__、_质__量__数__守__恒__。
5.质能方程、质量亏损:爱因斯坦质能方程E=_m_c_2,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=_Δ__m_c_2 。
专题三 原子核
【体系构建】
【核心速填】 1.天然放射现象: (1)意义:说明_原__子__核__具有复杂的结构。 (2)放射性和放射性元素:物质发射某种看不见的射线 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:_α__射__线__、_β__射__线__、γ射线。
4.核能: (1)结合能。 核子结合为原子核时_放__出__的能量或原子核分解为核 子时_吸__收__的能量,叫作原子核的结合能,亦称核能。
(2)比结合能。 ①定义:原子核的结合能与_核__子__数__之比,称作比结合 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,原子核越_稳__定__。
全国通用高中物理第十九章原子核第一节原子核的组成学案新人教版选修3-5(2021年整理)
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第一节原子核的组成〔情景切入〕我们已经知道，原子是由原子核和核外电子组成的.天然放射现象让人们认识到小小的原子核也具有复杂的结构，原子核内蕴藏着巨大的能量。
你想了解原子核的奥秘吗?请我们一起走进核世界吧。
〔知识导航〕本章从天然放射现象入手，通过研究三种射线（α射线、β射线、γ射线)的性质及来源，揭示原子核内部是有结构的，卢瑟福揭示了原子核是由质子、中子组成的。
本章从内容上可分为三个单元,第一单元(第1～2节）揭示了原子核的组成及衰变，第二单元(第3～4节)介绍了射线的探测及应用与防护，第三单元(第5～8节)主要讲述了原子能及其利用。
本章的重点：原子核的组成、天然放射现象、三种射线、衰变和半衰期、核能、裂变、聚变等。
难点：对半衰期概念的准确理解及爱因斯坦的质能方程及其应用.〔学法指导〕1．在学习本章前，应首先复习有关磁场的基本知识、爱因斯坦质能方程、四种基本相互作用等知识。
2．学好本章要抓住以原子核的结构为核心的知识点的内在联系,掌握各知识点的具体内容，从现象中总结出规律，提出科学假设，再用实验、理论验证各相关知识的内在联系,这是学习物理知识的科学方法，这样可以全面系统地掌握本章内容。
2019年高中物理 第十九章 原子核学案新人教版选修3-5【共6套57页】
本套资源目录2019年高中物理第十九章原子核优化总结学案新人教版选修3_52019年高中物理第十九章原子核第1节原子核的组成学案新人教版选修3_52019年高中物理第十九章原子核第2节放射性元素的衰变学案新人教版选修3_52019年高中物理第十九章原子核第3节_第4节放射性的应用与防护探测射线的方法学案新人教版选修3_52019年高中物理第十九章原子核第5节核力与结合能学案新人教版选修3_52019年高中物理第十九章原子核第6节_第8节粒子和宇宙核裂变核聚变学案新人教版选修3_5第十九章原子核本章优化总结原子核的三种衰变和三种射线性质1．原子核的三种衰变(1)①α衰变是原子核放出两个质子和两个中子的结合体．②β衰变是原子核内的一个中子变成一个质子时发生的．③β＋衰变是原子核内的质子转变成一个中子时产生的．γ射线是在发生α衰变、β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．粒子 特性α射线42He(正电)穿透本领小(空气中射程只有几厘米)，电离本领强，速度为c10β射线－1e(负电)穿透本领大(能穿透几毫米厚的铝板)，电离作用较弱，速度为9c10γ射线 高能光子(中性) 穿透本领很大(能穿透几厘米厚的铅板)，电离作用很小 计算公式：N ＝N 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12n 或m ＝m 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12n， 其中n ＝tτ，τ为半衰期．在核电站泄漏的污染物中含有131I 和137Cs 两种放射性核素，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______(填入正确选项前的字母).131I 和137Cs 原子核中的中子数分别是______和______．A ．X 1→13756Ba ＋10n B ．X 2→131 54Xe ＋0－1e C ．X 3→13756Ba ＋0－1eD ．X 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] B C 78 82确定衰变次数的方法(1)AZ X →A ′Z ′Y ＋n 42He ＋m 0－1e根据质量数、电荷数守恒得A ＝A ′＋4nZ ＝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．1.为测定水库的存水量，将一瓶放射性溶液倒入水库中，已知这瓶溶液每分钟衰变8×107次，这种元素的半衰期为2天，10天以后从水库取出1 m 3的水，并测得每分钟衰变10次，求水库的存水量．解析：设该放射性元素原有质量m 0，10天后的剩余质量为m ，水库存水量为Q ，则有m m 0＝108×107Qm －3 由半衰期公式得m ＝m 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12tτ 由以上两式联立代入数据，得10Q 8×107 m －3＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12102＝⎝ ⎛⎭⎪⎫125解得水库存水量为Q ＝2.5×105m 3. 答案：2.5×105m 3对核反应方程的类型的理解1．四类核反应方程的比较名称 核反应方程 时间 其他 衰变α衰变 238 92U ―→23490Th ＋42He1896年贝可勒尔β衰变 234 90Th ―→23491Pa ＋0－1e 裂变 235 92U ＋10n ―→9038Sr ＋136 54Xe ＋1010n ＋141 MeV1938年 原子弹原理 聚变 21H ＋31H ―→42He ＋10n ＋17.6 MeV氢弹原理 人工 转变正电子2713Al ＋42He ―→3015P ＋10n3015P ―→3014Si ＋0＋1e1934年 约里奥－居里夫妇发现质子 147N ＋42He ―→178O ＋11H1919年 卢瑟福 发现中子 94Be ＋42He ―→126C ＋10n1932年查德威克(1)熟记一些粒子的符号：α粒子(42He)、质子(11H 或p)、中子(10n)、电子(0－1e)、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．(2016·高考全国卷甲)在下列描述核过程的方程中，属于α衰变的是________，属于β衰变的是________，属于裂变的是________，属于聚变的是________．(填正确答案标号)A ．146C →147N ＋ 0－1e B ．3215P →3216S ＋ 0－1e C ．23892U →23490Th ＋42HeD．147N＋42He→178O＋11HE.23592U＋10n→14054Xe＋9438Sr＋210nF.31H＋21H→42He＋10n[解析] 一个原子核自发地放出一个α粒子，生成一个新核的过程是α衰变，因此C 项是α衰变；一个重核在一个粒子的轰击下，分裂成几个中等质量原子核的过程是重核的裂变，因此E项是重核的裂变；两个较轻的原子核聚合成一个较大的原子核，并放出粒子的过程是轻核的聚变，因此F项是轻核的聚变；另外，A、B项是β衰变，D项是原子核的人工转变．[答案] C AB E F2.(多选)能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之一，下列释放核能的反应方程，表述正确的有( )A．31H＋21H→42He＋10n是核聚变反应B．31H＋21H→42He＋10n是β衰变C．235 92U＋10n→141 56Ba＋9236Kr＋310n是核裂变反应D．235 92U＋10n→140 54Xe＋9438Sr＋210n是α衰变解析：选AC．A、B所列反应是核聚变，不是β衰变，β衰变要放出电子，故A对，B 错；C、D两种反应都是核裂变，故C对，D错．核能的计算1．利用质能方程来计算核能(1)首先根据核反应方程，计算核反应前后的质量亏损Δm.(2)再根据爱因斯坦质能方程E＝mc2或ΔE＝Δmc2计算核能．方程ΔE＝Δmc2中若Δm 的单位用“kg”、c的单位用“m/s”，则ΔE的单位为“J”；若Δm的单位用“u”，可直接用质量与能量的关系式1 u相当于931.5 MeV推算ΔE，此时ΔE的单位为“兆电子伏(MeV)”，即原子质量单位1 u对应的能量为931.5 MeV.2．利用平均结合能来计算核能原子核的结合能＝核子的平均结合能×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，就是该核反应所释放(或吸收)的核能．3．利用能量守恒定律计算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．(2017·苏州高二检测)一个静止的铀核232 92U(原子质量为232.037 2 u)放出一个α粒子(原子质量为4.002 6 u)后衰变成钍核228 90Th(原子质量为228.028 7 u)．(已知原子质量单位1 u＝1.67×10－27 kg，1 u相当于931.5 MeV的能量)(1)写出铀核的衰变反应方程；(2)算出该衰变反应中释放出的核能；(3)若释放的核能全部转化为新核的动能，则α粒子的动能为多少？ [解析] (1)23292U →22890Th ＋42He. (2)质量亏损Δm ＝m U －m α－m Th ＝0.005 9 uΔE ＝Δmc 2＝0.005 9×931.5 MeV ≈5.50 MeV. (3)系统动量守恒，钍核和α粒子的动量大小相等，即p Th ＋(－p α)＝0 p Th ＝p α E kTh ＝p 2Th2m ThE k α＝p 2α2m αE kTh ＋E k α＝ΔE所以钍核获得的动能E kTh ＝m αm α＋m Th ·ΔE ＝44＋228×5.50 MeV ≈0.09 MeV解得：E k α＝5.50 MeV －0.09 MeV ＝5.41 MeV. [答案] (1)23292U →22890Th ＋42He (2)5.50 MeV (3)5.41 MeV3.(2017·河南六市一联)2017年4月15日朝鲜进行了第六次核试验，韩美情报部门通过氙(Xe)和氪(Kr)等放射性气体，判断出朝鲜使用的核原料是铀(U)还是钚(Pu)，若该实验的核原料是23592U ，则(1)完成核反应方程式23592U ＋10n ―→9038Sr ＋13654Xe ＋________．(2)本次核试验释放的能量大约相当于7 000吨TNT 的能量，已知铀核的质量为m 1、中子的质量为m 2、锶(Sr)核的质量为m 3、氙(Xe)核的质量为m 4，光速为c .则一个23592U 原子裂变释放的能量ΔE ＝________．解析：(1)根据质量数、电荷数守恒可得该核反应方程为23592U ＋10n ―→9038Sr ＋13654Xe ＋1010n. (2)该核反应过程质量亏损Δm ＝m 1－m 3－m 4－9m 2，由爱因斯坦质能方程有ΔE ＝Δmc 2＝(m 1－m 3－m 4－9m 2)c 2.答案：(1)1010n (2)(m 1－m 3－m 4－9m 2)c 2(12分)中国第三代核电自主化的依托项目——山东海阳核电站两台机组的开工，在全世界引起了轰动．在核电站中，核反应堆释放的核能转化为电能．核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量核能．(1)核反应方程式235 92U＋10n→141 56Ba＋9236Kr＋a X是反应堆中发生的许多核反应中的一种，10n 为中子，X为待求粒子，a为X的个数，则X为________，a＝________. 以m U、m Ba、m Kr分别表示235 92U、141 56Ba、9236Kr核的质量，m n、m p分别表示中子、质子的质量，c为真空中的光速，则在上述核反应过程中放出的核能ΔE＝___________________.(2)已知235 92U有一种同位素，比235 92U核多3个中子．某时刻，有一个这样的同位素核由静止状态发生α衰变，放出的α粒子的速度大小为v0，试求衰变后的残核初速度多大？解析：(1)根据核反应过程中质量数和电荷数守恒可以确定，X为中子，a＝3.(3分) 由爱因斯坦质能方程可得，核反应过程中放出的核能ΔE＝(m U－m Ba－m Kr－2m n)c2.(3分)(2)比235 92U核多3个中子的同位素核是238 92U.238 92U核发生α衰变，残核的质量数为234.设α粒子质量为4m，则残核质量为234m，由动量守恒定律得4mv0＝234mv，解得残核的速度为v＝2117v0.(6分)答案：(1)中子 3 (m U－m Ba－m Kr－2m n)c2(2)2117v0章末过关检测(四)(时间：60分钟，满分：100分)一、单项选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)1．在人类认识原子与原子核结构的过程中，符合物理学史的是( )A．查德威克通过研究阴极射线发现了电子B．汤姆孙首先提出了原子的核式结构学说C．居里夫人首先发现了天然放射现象D．卢瑟福通过原子核的人工转变发现了质子解析：选D．汤姆孙研究阴极射线发现了电子，A错；卢瑟福首先提出了原子的核式结构学说，B错；贝克勒尔首先发现了天然放射现象，C错．2．(2017·高考天津卷)我国自主研发制造的国际热核聚变核心部件在国际上率先通过权威机构认证，这是我国对国际热核聚变项目的重大贡献．下列核反应方程中属于聚变反应的是( )A ．21H ＋31H →42He ＋10n B ．14 7N ＋42He →17 8O ＋11H C ．42He ＋2713Al →3015P ＋10nD ．23592U ＋10n →14456Ba ＋8936Kr ＋310n解析：选A ．A 项是氢元素的两种同位素氘和氚聚变成氦元素的核反应方程，B 项是用α粒子轰击氮原子核发现质子的核反应方程，C 项属于原子核的人工转变，D 项属于重核的裂变，因此只有A 项符合要求．3．(2015·高考福建卷)下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是( ) A ．γ射线是高速运动的电子流B ．氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能增大C ．太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变D ．21083Bi 的半衰期是5天，100克21083Bi 经过10天后还剩下50克解析：选B ．β射线是高速电子流，而γ射线是一种电磁波，选项A 错误；氢原子辐射光子后，绕核运动的电子距核更近，动能增大，选项B 正确；太阳辐射能量的主要来源是太阳内部氢核的聚变，选项C 错误；10天为两个半衰期，剩余的21083Bi 为100×⎝⎛⎭⎪⎫12t τg ＝100×⎝ ⎛⎭⎪⎫122g ＝25 g ，选项D 错误． 4．北京奥组委接受专家建议，为成功举办一届“绿色奥运”，场馆周围80%～90%的路灯将利用太阳能发电技术，奥运会90%的洗浴热水将采用全玻璃真空太阳能集热技术，太阳能是由太阳内部热核聚变反应形成的，其核反应主要是( )A ．31H ＋21H →42He ＋10n B ．147N ＋42He →178H ＋11HC ．23592U ＋10n →13654Xe ＋9038Sr ＋1010n D ．23892U →23490Th ＋42He解析：选A ．太阳内部核聚变是氢原子核的聚变，故A 正确；B 项中为实现原子核人工转变的反应，C 项中为重核裂变，D 项中为α衰变，故B 、C 、D 错误．5.在匀强磁场里有一个原来静止的放射性碳14，它所放射的粒子与反冲核的轨迹是两个相切的圆，圆的半径比为5∶1，如图所示，那么碳的衰变方程是( )A ．146C ―→42He ＋104Be B ．14 6C ―→01e ＋145B C ．146C ―→0－1e ＋147ND ．146C ―→21H ＋125B解析：选D ．由于两个轨迹为外切圆，所以放出的粒子和反冲核速度方向相反，由左手定则可知它们均带正电荷．而衰变过程中两核的动量守恒，即两核的动量大小相等，方向相反，即m 1v 1＝m 2v 2，由于qvB ＝mv 2R 则q ＝mvBR，知半径之比R 1∶R 2＝5∶1，则它们的电荷量之比为q 1∶q 2＝R 2∶R 1＝1∶5，D 项正确．6．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 ＋12 6C →13 7N ＋Q 1，11H ＋15 7N →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：A ．X 是32He ，Q 2＞Q 1 B ．X 是42He ，Q 2＞Q 1 C ．X 是32He ，Q 2＜Q 1 D ．X 是42He ，Q 2＜Q 1解析：选B ．11H ＋126C →137N 中质量亏损为Δm 1＝(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 ＋157N →126C ＋X 中X 的电荷数为2、质量数为4，质量亏损为Δm 2＝(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Q 1＝Δm 1c 2、Q 2＝Δm 2c 2，则Q 1＜Q 2.二、多项选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分)7．有关放射性同位素3015P 的下列说法，正确的是( ) A ．3015P 与3014X 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：选BD ．同位素应具有相同的质子数，故A 错；同位素具有相同的化学性质与半衰期，B 对，C 错；放射性同位素可作为示踪原子，故D 对．8．(2017·河北正定检测)关于原子核的有关知识，下列说法正确的是( ) A ．天然放射性射线中的β射线实际就是电子流，它来自原子的核内B ．放射性原子经过α、β衰变致使新的原子核处于较高能级，因此不稳定从而产生γ射线C ．氡222经过衰变为钋218的半衰期为3.8天，一个氡222原子核四天后一定衰变为钋218D ．比结合能越大，原子越容易发生衰变解析：选AB ．因为半衰期是统计规律，对单个核子没有意义，所以C 项错；比结合能描述原子核的稳定性，比结合能越大，原子越稳定，越不易发生衰变，所以D 项错．9．重元素的放射性衰变共有四个系列，分别是U238系列(从23892U 开始到稳定的20882Pb 为止)、Th232系列、U235系列及Np237系列(从23793Np 开始到稳定的209 83Bi 为止)，其中，前三个系列都已在自然界找到，而第四个系列在自然界一直没有被发现，只是在人工制造出23793Np 后才发现的，下面的说法正确的是( )A ．Np237系列中所有放射性元素的质量数都等于4n ＋1(n 等于正整数)B ．从23793Np 到20983Bi ，共发生7次α衰变和4次β衰变C ．可能Np237系列中的所有放射性元素的半衰期对于地球年龄都比较短D ．天然的Np237系列中的放射性元素在地球上从来就没有出现过解析：选ABC ．从23793Np 开始到20983Bi ，质量数减少28，所以发生7次α衰变，电荷数减少10，所以还发生4次β衰变，并且所有放射性元素的质量数都等于4n ＋1(n 等于正整数)．对于C 、D 选项我们要注意关键词“可能”与“从来”就很容易判断了．10．(2017·河北名校联盟质量监测)关于核反应方程23490Th ―→23491Pa ＋X ＋ΔE (ΔE 为释放出的核能，X 为新生成粒子)，已知23490Th 的半衰期为T ，则下列说法正确的是( )A ．23491Pa 没有放射性B ．23491Pa 比23490Th 少1个中子，X 粒子是从原子核中射出的，此核反应为β衰变 C ．N 0个23490Th 经2T 时间因发生上述核反应而放出的核能为34N 0ΔE (N 0数值很大)D ．23490Th 的比结合能为ΔE 234解析：选BC ．原子序数大于或等于83的元素都有放射性，A 错误；X 粒子是电子，它是由中子衰变成一个质子而放出电子，所以此核反应为β衰变，B 正确；有半数原子核发生衰变的时间为半衰期，N 0个23490Th 经2T 时间发生两次衰变，C 正确；ΔE 不是23490Th 原子核分解成自由核子的结合能，则D 错误．三、非选择题(本题共3小题，共40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)11．(12分)一小瓶含有某种放射性同位素的溶液，它每分钟衰变6 000次．将他注射到一个病人的血液中，经过15小时，从病人身上取出10 cm 3的血样，测得每分钟衰变2次．已知这种同位素的半衰期是5小时，试根据上述数据，计算人体血液的总体积．解析：根据题意，可求得一开始小瓶中的放射性同位素的总原子核数N 0＝6 000×60×5×2个＝3 600 000个．15小时以后，剩余的放射性同位素原子核数N 1＝N 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12t τ＝3 600 000×⎝ ⎛⎭⎪⎫12155个＝450 000个． 刚抽出血样时10 cm 3血液中的放射性同位素总原子核数n ＝2×60×5×2个＝1 200个．人体内所有血液的总量为N 1n ×10＝450 0001 200×10 cm 3＝3 750 cm 3. 答案：3 750 cm 312．(12分)假设某航空母舰的动力来自核反应堆，其中主要的核反应方程式是23592U ＋10n →14156Ba ＋9236Kr ＋( )10n.(1)在括号内填写10n 前的系数；(2)用m 1、m 2、m 3分别表示23592U 、14156Ba 、9236Kr 核的质量，m 表示中子的质量，则上述反应过程中一个铀235核发生裂变产生的核能ΔE 是多少？(3)假设核反应堆的功率P ＝6.0×105kW ，若一个铀235核裂变产生的能量为2.8×10－11J ，则该航空母舰在海上航行一个月需要消耗多少kg 铀235？(铀235的摩尔质量M ＝0.235kg/mol ，一个月约为t ＝2.6×106s ，阿伏加德罗常数N A ＝6.0×1023mol －1，计算结果保留两位有效数字)解析：(1)由电荷数守恒和质量数守恒可知10n 前的系数为3. (2)ΔE ＝Δmc 2＝(m 1－m 2－m 3－2m )c 2. (3)一个月内核反应产生的总能量为E ＝Pt ， 同时E ＝mMN A ΔE ， 解得m ＝PtMN A ΔE≈22 kg. 答案：(1)3 (2)(m 1－m 2－m 3－2m )c 2(3)22 kg13．(16分)如图甲所示，静止在匀强磁场中的63Li 核俘获一个速度为v 0＝7.7×104m/s 的中子而发生核反应，即63Li ＋10n ―→31H ＋42He ，若已知42He 的速度v 2＝2.0×104m/s ，其方向与反应前中子速度方向相同，试求：(1)31H 的速度大小和方向．(2)在图乙中，已画出并标明两粒子的运动轨迹，请计算出轨道半径之比．(3)当42He 旋转三周时，粒子31H 旋转几周？解析：(1)反应前后动量守恒：m 0v 0＝m 1v 1＋m 2v 2(v 1为氚核速度，m 0、m 1、m 2分别代表中子、氚核、氦核质量)代入数值可解得：v 1＝－1.0×103 m/s ，方向与v 0相反．(2)31H 和42He 在磁场中均受洛伦兹力，做匀速圆周运动的半径之比r 1∶r 2＝m 1v 1Bq 1∶m 2v 2Bq 2＝3∶40.(3)31H 和42He 做匀速圆周运动的周期之比T 1∶T 2＝2πm 1Bq 1∶2πm 2Bq 2＝3∶2所以它们的旋转周数之比：n 1∶n 2＝T 2∶T 1＝2∶3，即42He 旋转三周，31H 旋转2周．答案：(1)大小为1.0×103m/s ，方向与v 0相反 (2)3∶40 (3)2周第1节原子核的组成1.知道什么是放射性及放射性元素．2.了解三种射线的本质，知道其特点．3．了解原子核的组成，知道原子核的表示方法，理解原子序数、核电荷数、质量数之间的关系． 4.了解同位素的概念．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、射线到底是什么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10－10m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和几十厘米厚的混凝土．4．射线来自原子核，说明原子核内部是有结构的．三、原子核的组成1．质子的发现：1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮原子核发现了质子，质子是原子核的组成部分．2．中子的发现：卢瑟福猜想原子核内存在着一种质量与质子相同，但不带电的粒子，称为中子．查德威克利用云室进行实验验证了中子的存在，中子是原子核的组成部分．3．原子核的组成：原子核由质子和中子组成，质子和中子统称为核子．4．原子核的符号AZ原子核的质量数＝质子数＋中子数核电荷数＝原子核的质子数，即原子的原子序数X——元素符号5．同位素：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，它们互称为同位素．例如，氢有三种同位素11H、21H、31H.判一判(1)α射线实际上就是氦原子核，α射线具有较强的穿透能力．( )(2)β射线是高速电子流，很容易穿透黑纸，也能穿透几毫米厚的铝板．( )(3)γ射线是能量很高的电磁波，电离作用很强．( )(4)质子和中子都不带电，是原子核的组成成分，统称为核子．( )(5)原子核的电荷数就是核内的质子数，也就是这种元素的原子序数．( )(6)同位素具有不同的化学性质．( )提示：(1)×(2)√(3)×(4)×(5)√(6)×做一做如图所示，放射性元素镭衰变过程中释放出α、β、γ三种射线，分别进入匀强电场和匀强磁场中，下列说法正确的是( )A．①表示γ射线，③表示α射线B．②表示β射线，③表示α射线C．④表示α射线，⑤表示γ射线D．⑤表示β射线，⑥表示α射线提示：选C．匀强电场中：①为β射线(带负电)．②为γ射线(不带电)．③为α射线(带正电)．匀强磁场中：④为α射线(带正电)．⑤为γ射线(不带电)．⑥为β射线(带负电)．对三种射线性质的理解α、β、γ三种射线的比较种类α射线β射线γ射线组成高速氦核流高速电子流光子流(高频电磁波)质量4m pm p＝1.67×10－27 kgm p1 836静止质量为零带电荷量2e －e 0 速率0.1c 0.99c c贯穿本领最弱，用一张纸就能挡住较强，能穿透几毫米厚的铝板最强，能穿透几厘米厚的铅板电离作用很强较弱很弱在电磁场中偏转与α射线反向偏转不偏转命题视角1 对射线性质的比较如图所示，R是一种放射性物质，虚线框内是匀强磁场B，LL′是一厚纸板，MN 是荧光屏．实验时，发现在荧光屏O、P两处有亮斑，则下列关于磁场方向、到达O点的射线、到达P点的射线的判断，与实验相符的是( )磁场方向到达O点射线到达P点射线A竖直向上β射线α射线B竖直向下α射线β射线C垂直纸面向内γ射线β射线D垂直线面向外β射线γ射线[解析] γ射线；能穿过厚纸板且在磁场中发生偏转的射线为β射线，再根据偏转方向，结合左手定则可知磁场方向垂直纸面向内，正确选项为C．[答案] C命题视角2 三种射线在电磁场中偏转情况的分析(多选)将α、β、γ三种射线分别射入匀强磁场和匀强电场，如图所示射线偏转情况中正确的是( )[解析] 已知α粒子带正电，β粒子带负电，γ射线不带电，根据正、负电荷在磁场中运动受洛伦兹力方向和正、负电荷在电场中受电场力方向不同，可知A、B、C、D四幅图中，α、β粒子的偏转方向都是正确的，但偏转的程度需要进一步判断．带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，其半径r＝mvBq，将其数据代入，则α粒子与β粒子的半径之比为：rαrβ＝mαmβ·vαvβ·qβqα＝411 836×0.1c0.99c×12≈3711.由此可见，A正确，B错误．带电粒子垂直进入匀强电场，设初速度为v0，垂直电场线方向位移为y，α、β粒子沿电场偏转距离之比为：xαxβ＝qαqβ·mβmα·v2βv2α＝21×11 8364×(0.99c)2(0.1c)2≈137.由此可见，C错误，D正确．[答案] AD三种射线在磁场中偏转情况的分析(1)γ射线不论在电场还是磁场中，总是做匀速直线运动，不发生偏转．根据上述特点，在电场或磁场中不发生偏转的射线是γ射线．(2)α射线和β射线在电场中偏转的特点：在匀强电场中，α和β粒子沿相反方向做类平抛运动，且在同样的条件下，β粒子的偏移量大．根据粒子在电场力方向做初速度为零的匀加速直线运动，偏移量x可表示为：x＝12at2＝12·qEm⎝⎛⎭⎪⎫y0v2∝qmv2所以，在同样条件下β与α粒子偏移量之比为xβxα＝e2e×4m pm p/1 836×⎝⎛⎭⎪⎫110c2(0.99c)2≈37＞1.(3)α射线和β射线在磁场中的偏转特点：在匀强磁场中，α和β粒子沿相反方向做匀速圆周运动，且在同样条件下，β粒子的轨道半径小，偏转大．根据qvB＝mv2R得R＝mvqB∝mvq.所以，在同样条件下β与α粒子的轨道半径之比为RβRα＝m p/1 8364m p×0.99cc/10×2ee≈1371＜1.根据上述径迹特点，即使电场和磁场方向未知，也可以区分射线的种类．【通关练习】1.如图所示，X为未知的放射源，L为薄铝片，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和β的混合放射源B．纯α放射源C．α和γ的混合放射源D．纯γ放射源解析：选C．由三种射线的本质和性质可以判断：在放射源和计数器之间加上铝片后，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，故只有γ射线．因此放射源可能是α和γ的混合放射源．2．如图所示，一天然放射性物质发出三种射线，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的照射，则下面判断正确的是( )A．射到b点的一定是α射线B．射到b点的一定是β射线C．射到b点的一定是α射线或β射线D．射到b点的一定是γ射线解析：选C．γ射线不带电，在电场和磁场中它都不受力的作用，只能射到a点，选项D错误；调整E和B的大小，既可以使带正电的α射线沿直线前进，也可以使带负电的β射线沿直线前进，沿直线前进的条件是电场力与洛伦兹力平衡，即qE＝qBv.已知α粒子的速度比β粒子的速度小得多，当α粒子沿直线前时，速度较大的β粒子向右偏转；当β粒子沿直线前进时，速度较小的α粒子也向右偏转，故选项C正确，A、B错误．对原子核组成的理解1．原子核(符号A Z X)2．基本关系：核电荷数＝质子数(Z)＝元素的原子序数＝核外电子数．质量数(A)＝核子数＝质子数＋中子数．3．对核子数、电荷数、质量数的理解(1)核子数：质子和中子质量差别非常微小，二者统称为核子，质子数和中子数之和叫核子数．(2)电荷数(Z)：原子核所带的电荷总是质子电荷的整数倍，通常用这个整数表示原子核的电荷量，叫做原子核的电荷数．(3)质量数(A)：原子核的质量等于核内质子和中子的质量的总和，而质子与中子质量几乎相等，所以原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍，这个整数叫做原子核的质量数．已知镭的原子序数是88，原子核质量数是226.试问：(1)镭核中有几个质子？几个中子？(2)镭核所带的电荷量是多少？(3)呈中性的镭原子，核外有几个电子？[解题探究] (1)原子核的核电荷数、质子数、核外电子数具有什么关系？(2)质量数和核子数具有什么关系？[解析] (1)镭核中的质子数等于其原子序数，故质子数为88，中子数N等于原子核的质量数A与质子数Z之差，即N＝A－Z＝226－88＝138.(2)镭核所带电荷量：Q＝Ze＝88×1.6×10－19 C≈1.41×10－17 C．(3)核外电子数等于核电荷数，故核外电子数为88.[答案] (1)88 138 (2)1.41×10－17C (3)88明确核子数、质子数、核外电子数及中子数的相互关系，是正确解答此类问题的关键．质量数就是核子的个数，是一个纯数字，它与质量是不同的．如质子和中子的质量数相同均为1，但它们的质量不同，中子的质量比质子的质量约大千分之一．(多选)下列说法正确的是( )A．n m X与n m－1Y互为同位素B．n m X与n－1m Y互为同位素C．n m X与n－2m－2Y中子数相同D．235 92U核内有92个质子，235个中子解析：选BC．A选项中，X核与Y核的质子数不同，不能互为同位素，B选项中n m X核与n－1m Y核质子数都为m，而质量数不同，所以互为同位素．C选项中，n m X核内中子数为n－m，n－2m－2 Y核内中子数为(n－2)－(m－2)＝n－m，所以中子数相同．D选项中235 92U核内有143个中子，而不是235个中子．。
高中物理第十九章原子核学案选修3-5
第十九章原子核19.1 原子核的组成一、知识点扫描1、天然放射现象（1）物质发射射线的性质称为。
元素这种自发的放出射线的现象叫做，具有放射性的元素称为。
（2）放射性不是少数几种元素才有的，研究发现，原子序数的所有元素，都能自发的放出射线，原子序数小于的元素，有的也具有放射性。
2、射线到底是什么？那这些射线到底是什么呢？把放射源放入由铅做成的容器中，射线只能从容器的小孔射出，成为细细的一束。
在射线经过的空间施加磁场，发现射线如图所示：（投影）思考与讨论：①你观察到了什么现象？为什么会有这样的现象？②如果α射线，β射线都是带电粒子流的话，根据图判断，他们分别带什么电荷。
③如果不用磁场判断，还可以用什么方法判断三种射线的带电性质？我们已经研究了这三种射线的带电性质，那么这些射线还有哪些性质呢？请同学们阅读课文后填写表格。
小结：①实验发现：元素具有放射性是由原子核本身的因素决定的，跟原子所处的物理或化学状态无关。
不管该元素是以单质的形式存在，还是和其他元素形成化合物，或者对它施加压力，或者升高它的温度，它都具有放射性。
②三种射线都是高速运动的粒子，能量很高，都来自于原子核内部，这也使我们认识到原子核蕴藏有巨大的核能，原子核内也有其复杂的结构。
3、原子核的组成问题：①质子：由谁发现的？怎样发现的？②中子：发现的原因是什么？由谁发现的？小结：①质子(proton)带正电荷，电荷量与一个电子所带电荷量相等，271.672623110p m kg -=⨯中子(nucleon)不带电，271.674928610n m kg -=⨯②数据显示：质子和中子的质量十分接近，统称为核子，组成原子核。
问题：③原子核的电荷数是不是电荷量？④原子荷的质量数是不是质量？小结：③原子核的电荷数=质子数=核外电子数=原子序数④原子核的质量数=核子数=质子数+中子数问题：⑤一种铀原子核的质量数是235，问：它的核子数，质子数和中子数分别是多少？小结：⑤ 符号AZ X 表示原子核，X ：元素符号；A ：核的质量数；Z ：核电荷数4、同位素(isotope)（1）定义：具有相同质子数而中子数不同的原子，在元素周期表中处于同一位置，因而互称同位素。
【提分必做】高中物理 第十九章 原子核章末复习课学案 新人教版选修3-5
第十九章原子核章末复习课【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＝Δmc2，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＝Δmc2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❷] 2017年1月9日，大亚湾反应堆中微子实验工程获得国家自然科学一等奖.大多数原子核发生核反应的过程中都伴着中微子的产生，例如核裂变、核聚变、β衰变等.下列关于核反应的说法正确的是（）A.23490Th衰变为22286Rn，经过3次α衰变，2次β衰变B.21H＋31H→42He＋10n是α衰变方程，23490Th→23491Pa＋0－1e是β衰变方程C.23590U＋10n→14456Ba＋8936Kr＋310n是核裂变方程，也是氢弹的核反应方程D.高速运动的α粒子轰击氮核可从氮核中打出中子，其核反应方程为42He＋147N→178O＋11 n解析：23490Th衰变为22286Rn，经过3次α衰变，2次β衰变，故A正确；21H＋31H→42He＋10 n是核聚变方程，23490Th→23491Pa＋0－1e是β衰变方程，故B错误；23592U＋10n→14456Ba＋8936Kr ＋310n是核裂变方程，不是氢弹的核反应方程，故C错误；高速运动的α粒子轰击氮核可从氮核中打出质子，其核反应方程为42He＋147N→178O＋11H，故D错误.故A正确，BCD错误.答案：A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.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Ｗ.①X1→137 56Ba＋10n ②X2→131 54Xe＋0－1e③X3→137 56Ba＋0－1e ④X4→131 54Xe＋11H解析：根据衰变过程中电荷数守恒和质量数守恒，可知X2为131 53I，X3为137 55Cs，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（2017·全国卷Ⅱ）一静止的铀核放出一个α粒子衰变成钍核，衰变方程为238 92U→234 90Th ＋42He.下列说法正确的是（）A.衰变后钍核的动能等于α粒子的动能B.衰变后钍核的动量大小等于α粒子的动量大小C.铀核的半衰期等于其放出一个α粒子所经历的时间D.衰变后α粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量解析：根据动量守恒定律可知衰变后钍核的动量大小等于α粒子的动量大小，B正确；根据E k＝p22m可知衰变后钍核的动能小于α粒子的动能，A错误；半衰期是指放射性元素的原子核有半数发生衰变所需时间，C项错误，衰变后质量亏损，因此α粒子与钍核的质量之和小于衰变前铀核的质量，D项错误.答案：B针对训练（2017·全国卷Ⅰ）大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电.氘核聚变反应方程是：21H＋21H→32He＋10n.已知21H的质量为2.013 6 u，32He的质量为3.0150 u，10n的质量为1.008 7 u，1 u＝931 MeV/c2.氘核聚变反应中释放的核能约为（）A.3.7 MeVB.3.3 MeVC.2.7 MeVD.0.93 MeV解析：氘核聚变反应的质量亏损Δm＝2m氘－m氦－m n＝0.003 5 u，则该反应释放的核能为ΔE＝Δm×931 MeV＝3.258 5 MeV≈3.3 MeV.答案：B1.（2017·天津卷）我国自主研究制造的国际热核聚变核心部件在国际上率先通过权威机构认证，这是我国对国际热核聚变项目的重大贡献.下列核反应方程中属于聚变反应的是（）A.21H＋31H→42He＋10nB.147N＋42He→178O＋11HC.42He＋2713Al→3015P＋10nD.23592U＋10n→14456Ba＋8936Kr＋310n解析：因为21H＋31H→42He＋10n是一个氘核与一个氚核结合成一个氦核，同时放出一个中子，属于聚变反应，因此A正确；147N＋42He→178O＋11H是卢瑟福发现质子的核反应，他用α粒子轰击氮原子核，产生氧的同位素——氧17和一个质子，是人类第一次实现的原子核的人工转变，属于人工核反应，故B错误；42He＋2713Al→3015P＋10n是小居里夫妇用α粒子轰击铝箔时发现了放射性磷30，属于人工核反应，故C错误；23592U＋10n→14456Ba＋8936Kr＋310n是一种典型的铀核裂变，属于裂变反应，故D错误.答案：A2.（2017·江苏卷）（多选）原子核的比结合能曲线如图所示.根据该曲线，下列判断正确的有（）A.42He核的结合能约为14 MeVB.42He核比63Li核更稳定C.两个21H核结合成42He核时释放能量D.23592U核中核子的平均结合能比8936Kr核中的大解析：42He核里面有四个核子，所以结合能约为28 MeV，A项错误；比结合能越大，原子核越稳定，所以B项正确；两个21H核结合成42He核时发生聚变反应，比结合能变大，有质量亏损，所以释放能量，C项正确；23592U核中核子的平均结合能比8036Kr核中的小，D项错误.答案：BC3．(2016·全国Ⅱ卷)在下列描述核过程的方程中，属于α衰变的是________(填正确答案的字母标号，下同)，属于β衰变的是________，属于裂变的是________，属于聚变的是________．A.14 6C→14 7N＋0－1eB.3215P→3216S＋0－1eC.238 92U→234 90Th＋42HeD.14 7N＋42He→17 8O＋11HE.235 92U＋10n→140 54Xe＋9438Sr＋210nF.31H＋21H→42He＋10n解析：天然放射性元素自发地放出α粒子(即氦核42He)的衰变属于α衰变；放出β粒子的衰变属于β衰变；重核分裂成几个中等质量原子核的现象为核裂变；轻原子核聚合成较重原子核的反应为核聚变．答案：C AB E F4.（2017·北京卷）在磁感应强度为B 的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核发生了一次α衰变。
高中物理第十九章原子核1原子核的组成学案新人教版选修3-5(new)
1 原子核的组成1．天然放射现象（1)放射性：物质发射射线的性质。
(2）放射性元素：具有放射性的元素.原子序数大于或等于83的元素都具有放射性；原子序数小于83的元素有些具有放射性。
（3)天然放射现象：放射性元素自发地发出射线的现象。
(4）放射性发现的意义：揭示原子核具有复杂的结构。
【例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．原子核还可再分D．原子核由质子和中子组成解析：本题涉及物理学史的一些知识。
汤姆孙发现了电子说明原子也可再分；卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构;贝可勒尔发现了天然放射现象，说明了原子核也是有着复杂的结构的。
天然放射现象的发现揭示了原子核还可再分.卢瑟福用α粒子轰击氮核,发现了质子，查德威克用α粒子轰击铍核打出了中子，使人们认识到原子核是由质子和中子组成的。
所以正确选项为C.答案：C2．三种射线的本质特征（1)电性的判定根据三种射线在磁场(或电场）中的偏转情况（如图甲和图乙)，α粒子带正电,β粒子带负电，γ光子不带电.(2)各种射线的性质、特征①α射线：卢瑟福经研究发现，α射线粒子带有两个单位正电荷,质量数为4，即α粒子是氦核,速度约是光速的1/10，有较大的动能。
特征:贯穿本领小,电离作用强,能使沿途中的空气电离。
②β射线:贝可勒尔证实,β射线是电子流,其速度可达光速的99 %。
特征:贯穿本领大，能穿透黑纸，甚至穿透几毫米厚的铝板.但电离作用较弱.③γ射线是一种波长很短的电磁波-—光子流，是能量很高的电磁波，波长λ＜10－10 m.特征：贯穿本领最强，能穿透几厘米厚的铅板。
电离作用最弱。
【例2】如图所示，一天然放射源射出三种射经,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α射线B．射到b点的一定是β射线C．射到b点的一定是α射线或β射线D．射到b点的一定是γ射线解析：γ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，既可以使带正电的α射线沿直线前进，也可以使带负电的β射线沿直线前进。
2019-2020版物理新课堂学案选修3-5人教版检测：章末复习课 第十九章 原子核 Word版含解析
章末复习课【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＝Δmc2，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＝Δmc2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、1H、10n、0－1e、01e、21H、31H等．1【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 ＝12m v 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 ＝m M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 0u ，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 8×1.66×10－27 kg＝12.948×10－30 kg，ΔE＝Δmc2＝1.165×10－12 J.(3)ΔE＝1.165×10－12/(1.6×10－19) eV＝7.28×106eV＝7.28 MeV.答案：(1)342He→126C＋ΔE(2)1.165×10－12 J(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❷] 2017年1月9日，大亚湾反应堆中微子实验工程获得国家自然科学一等奖.大多数原子核发生核反应的过程中都伴着中微子的产生，例如核裂变、核聚变、β衰变等.下列关于核反应的说法正确的是（ ）A.234 90Th 衰变为222 86Rn ，经过3次α衰变，2次β衰变B.21H ＋31H →42He ＋10n 是α衰变方程，234 90Th →234 91Pa ＋ 0－1e 是β衰变方程C.235 90U ＋10n →144 56Ba ＋8936Kr ＋310n 是核裂变方程，也是氢弹的核反应方程D.高速运动的α粒子轰击氮核可从氮核中打出中子，其核反应方程为42He ＋14 7N →17 8O ＋11n解析：234 90Th 衰变为222 86Rn ，经过3次α衰变，2次β衰变，故A 正确；21H ＋31H →42He ＋10n 是核聚变方程，234 90Th →234 91Pa ＋ 0－1e 是β衰变方程，故B 错误；235 92U ＋10n →144 56Ba ＋8936Kr ＋310n 是核裂变方程，不是氢弹的核反应方程，故C错误；高速运动的α粒子轰击氮核可从氮核中打出质子，其核反应方程为42He＋147N→178O＋11H，故D 错误.故A正确，BCD错误.答案：A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.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Ｗ.①X1→13756Ba＋10n②X2→13154Xe＋0－1e③X3→13756Ba＋0－1e ④X4→13154Xe＋11H解析：根据衰变过程中电荷数守恒和质量数守恒，可知X2为13153I，X3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：②③7882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（2017·全国卷Ⅱ）一静止的铀核放出一个α粒子衰变成钍核，衰变方程为23892U→23490Th＋42He.下列说法正确的是（）A.衰变后钍核的动能等于α粒子的动能B.衰变后钍核的动量大小等于α粒子的动量大小C.铀核的半衰期等于其放出一个α粒子所经历的时间D.衰变后α粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量解析：根据动量守恒定律可知衰变后钍核的动量大小等于α粒子可知衰变后钍核的动能小于α粒子的动量大小，B正确；根据E k＝p22m的动能，A错误；半衰期是指放射性元素的原子核有半数发生衰变所需时间，C项错误，衰变后质量亏损，因此α粒子与钍核的质量之和小于衰变前铀核的质量，D项错误.答案：B针对训练（2017·全国卷Ⅰ）大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电.氘核聚变反应方程是：21H＋21H→32He＋10n.已知21H的质量为2.013 6 u，32He的质量为3.015 0 u，10n的质量为1.0087 u，1 u＝931 MeV/c2.氘核聚变反应中释放的核能约为（）A.3.7 MeVB.3.3 MeVC.2.7 MeVD.0.93 MeV解析：氘核聚变反应的质量亏损Δm＝2m氘－m氦－m n＝0.003 5 u，则该反应释放的核能为ΔE＝Δm×931 MeV＝3.258 5 MeV≈3.3 MeV.答案：B1.（2017·天津卷）我国自主研究制造的国际热核聚变核心部件在国际上率先通过权威机构认证，这是我国对国际热核聚变项目的重大贡献.下列核反应方程中属于聚变反应的是（）A.21H＋31H→42He＋10nB.147N＋42He→178O＋11HC.42He＋2713Al→3015P＋10nD.23592U＋10n→14456Ba＋8936Kr＋310n解析：因为21H＋31H→42He＋10n是一个氘核与一个氚核结合成一个氦核，同时放出一个中子，属于聚变反应，因此A正确；147N＋42He →178O＋11H是卢瑟福发现质子的核反应，他用α粒子轰击氮原子核，产生氧的同位素——氧17和一个质子，是人类第一次实现的原子核的人工转变，属于人工核反应，故B错误；42He＋2713Al→3015P＋10n是小居里夫妇用α粒子轰击铝箔时发现了放射性磷30，属于人工核反应，故C错误；23592U＋10n→14456Ba＋8936Kr＋310n是一种典型的铀核裂变，属于裂变反应，故D错误.答案：A2.（2017·江苏卷）（多选）原子核的比结合能曲线如图所示.根据该曲线，下列判断正确的有（）A.42He核的结合能约为14 MeVB.42He核比63Li核更稳定C.两个21H核结合成42He核时释放能量D.23592U核中核子的平均结合能比8936Kr核中的大解析：42He核里面有四个核子，所以结合能约为28 MeV，A项错误；比结合能越大，原子核越稳定，所以B项正确；两个21H核结合成42He核时发生聚变反应，比结合能变大，有质量亏损，所以释放能量，C项正确；23592U核中核子的平均结合能比8036Kr核中的小，D 项错误.答案：BC3．(2016·全国Ⅱ卷)在下列描述核过程的方程中，属于α衰变的是________(填正确答案的字母标号，下同)，属于β衰变的是________，属于裂变的是________，属于聚变的是________．A.146C→147N＋0－1eB.3215P→3216S＋0－1eC.23892U→23490Th＋42HeD.147N＋42He→178O＋11HE.23592U＋10n→14054Xe＋9438Sr＋210nF.31H＋21H→42He＋10n解析：天然放射性元素自发地放出α粒子(即氦核42He)的衰变属于α衰变；放出β粒子的衰变属于β衰变；重核分裂成几个中等质量原子核的现象为核裂变；轻原子核聚合成较重原子核的反应为核聚变．答案：C AB E F4.（2017·北京卷）在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核发生了一次α衰变。
精品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)t T ；②剩余质量：m ＝m 0(12)t T 。
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。
精品2019高中物理 第十九章 原子核 第一节 原子核的组成学案 新人教版选修3-5
第一节原子核的组成〔情景切入〕我们已经知道，原子是由原子核和核外电子组成的。
天然放射现象让人们认识到小小的原子核也具有复杂的结构，原子核内蕴藏着巨大的能量。
你想了解原子核的奥秘吗？请我们一起走进核世界吧。
〔知识导航〕本章从天然放射现象入手，通过研究三种射线(α射线、β射线、γ射线)的性质及来源，揭示原子核内部是有结构的，卢瑟福揭示了原子核是由质子、中子组成的。
本章从内容上可分为三个单元，第一单元(第1～2节)揭示了原子核的组成及衰变，第二单元(第3～4节)介绍了射线的探测及应用与防护，第三单元(第5～8节)主要讲述了原子能及其利用。
本章的重点：原子核的组成、天然放射现象、三种射线、衰变和半衰期、核能、裂变、聚变等。
难点：对半衰期概念的准确理解及爱因斯坦的质能方程及其应用。
〔学法指导〕1．在学习本章前，应首先复习有关磁场的基本知识、爱因斯坦质能方程、四种基本相互作用等知识。
2．学好本章要抓住以原子核的结构为核心的知识点的内在联系，掌握各知识点的具体内容，从现象中总结出规律，提出科学假设，再用实验、理论验证各相关知识的内在联系，这是学习物理知识的科学方法，这样可以全面系统地掌握本章内容。
3．通过直接感知的现象推测、总结直接感知的事实，这是物理学中常用的研究方法，在学习过程中要注意贯彻始终。
学习目标知识导图知识点1 天然放射现象1．放射性物质__发射射线__的性质。
2．放射性元素具有__放射性__的元素。
3．天然放射现象放射性元素自发地__发出射线__的现象。
知识点2 三种射线的本质及特征1．α射线它是高速__氦核__流，速度约为光速的__110__，穿透能力较差__，电离作用比较强。
2．β射线它是高速__电子__流，速度可达光速的__99%__，穿透能力__较强__，电离作用__较弱__。
3．γ射线它是能量很高的__电磁波__，穿透能力很强，电离作用__很弱__。
知识点3 原子核的组成1．质子的发现2．中子的发现3．原子核的组成(1)原子核由__质子__和__中子__组成，组成原子核的__质子__和__中子__通称为核子。
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第十九章原子核章末复习课【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＝Δmc2，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＝Δmc2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、01 e、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＝Δmc2＝0.003 5×931.5 MeV＝3.26 MeV.(3)设中子和32He核的质量分别为m1、m2，速度分别为v1、v2，反应前每个氘核的动能为E0，反应后中子和32He 核的动能分别为E1、E2.根据动量守恒得：m1v1－m2v2＝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 ＝m M 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❷] 2017年1月9日，大亚湾反应堆中微子实验工程获得国家自然科学一等奖.大多数原子核发生核反应的过程中都伴着中微子的产生，例如核裂变、核聚变、β衰变等.下列关于核反应的说法正确的是（ ）A.23490Th 衰变为22286Rn ，经过3次α衰变，2次β衰变B.21H ＋31H →42He ＋10n 是α衰变方程，23490Th →23491Pa ＋ 0－1e 是β衰变方程 C.23590U ＋10n →14456Ba ＋8936Kr ＋310n 是核裂变方程，也是氢弹的核反应方程D.高速运动的α粒子轰击氮核可从氮核中打出中子，其核反应方程为42He ＋147N →178O ＋11n解析：23490Th 衰变为22286Rn ，经过3次α衰变，2次β衰变，故A 正确；21H ＋31H →42He ＋10n 是核聚变方程，23490Th →23491Pa ＋ 0－1e 是β衰变方程，故B 错误；23592U ＋10n →14456Ba ＋8936Kr ＋310n 是核裂变方程，不是氢弹的核反应方程，故C 错误；高速运动的α粒子轰击氮核可从氮核中打出质子，其核反应方程为42He ＋147N →178O ＋11H ，故D 错误.故A 正确，BCD 错误.答案：A名师点评确定衰变次数的方法(1)AZ X →A ′Z ′Y ＋n 42He ＋m 0－1e.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.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Ｗ.①X1→137 56Ba＋10n ②X2→131 54Xe＋0－1e③X3→137 56Ba＋0－1e ④X4→131 54Xe＋11H解析：根据衰变过程中电荷数守恒和质量数守恒，可知X2为131 53I，X3为137 55Cs，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（2017·全国卷Ⅱ）一静止的铀核放出一个α粒子衰变成钍核，衰变方程为238 92U→234 90Th＋42He.下列说法正确的是（）A.衰变后钍核的动能等于α粒子的动能B.衰变后钍核的动量大小等于α粒子的动量大小C.铀核的半衰期等于其放出一个α粒子所经历的时间D.衰变后α粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量解析：根据动量守恒定律可知衰变后钍核的动量大小等于α粒子的动量大小，B正确；根据E k＝p22m可知衰变后钍核的动能小于α粒子的动能，A错误；半衰期是指放射性元素的原子核有半数发生衰变所需时间，C项错误，衰变后质量亏损，因此α粒子与钍核的质量之和小于衰变前铀核的质量，D项错误.答案：B针对训练（2017·全国卷Ⅰ）大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电.氘核聚变反应方程是：21H＋21H→32He＋10n.已知21H的质量为2.013 6 u，32He的质量为3.015 0 u，10n的质量为1.008 7 u，1 u＝931 MeV/c2.氘核聚变反应中释放的核能约为（）A.3.7 MeVB.3.3 MeVC.2.7 MeVD.0.93 MeV解析：氘核聚变反应的质量亏损Δm＝2m氘－m氦－m n＝0.003 5 u，则该反应释放的核能为ΔE＝Δm×931 MeV ＝3.258 5 MeV≈3.3 MeV.答案：B1.（2017·天津卷）我国自主研究制造的国际热核聚变核心部件在国际上率先通过权威机构认证，这是我国对国际热核聚变项目的重大贡献.下列核反应方程中属于聚变反应的是（）A.21H＋31H→42He＋10nB.147N＋42He→178O＋11HC.42He＋2713Al→3015P＋10nD.23592U＋10n→14456Ba＋8936Kr＋310n解析：因为21H＋31H→42He＋10n是一个氘核与一个氚核结合成一个氦核，同时放出一个中子，属于聚变反应，因此A正确；147N＋42He→178O＋11H是卢瑟福发现质子的核反应，他用α粒子轰击氮原子核，产生氧的同位素——氧17和一个质子，是人类第一次实现的原子核的人工转变，属于人工核反应，故B错误；42He＋2713Al→3015P＋10n是小居里夫妇用α粒子轰击铝箔时发现了放射性磷30，属于人工核反应，故C错误；23592U＋10n→14456Ba＋8936Kr＋310 n是一种典型的铀核裂变，属于裂变反应，故D错误.答案：A2.（2017·江苏卷）（多选）原子核的比结合能曲线如图所示.根据该曲线，下列判断正确的有（）A.42He核的结合能约为14 MeVB.42He核比63Li核更稳定C.两个21H核结合成42He核时释放能量D.23592U核中核子的平均结合能比8936Kr核中的大解析：42He核里面有四个核子，所以结合能约为28 MeV，A项错误；比结合能越大，原子核越稳定，所以B 项正确；两个21H核结合成42He核时发生聚变反应，比结合能变大，有质量亏损，所以释放能量，C项正确；23592U核中核子的平均结合能比8036Kr 核中的小，D 项错误.答案：BC3．(2016·全国Ⅱ卷)在下列描述核过程的方程中，属于α衰变的是________(填正确答案的字母标号，下同)，属于β衰变的是________，属于裂变的是________，属于聚变的是________．A.146C →147N ＋ 0－1e B.3215P →3216S ＋ 0－1e C.23892U →23490Th ＋42HeD.147N ＋42He →178O ＋11HE.23592U ＋10n →14054Xe ＋9438Sr ＋210n F.31H ＋21H →42He ＋10n解析：天然放射性元素自发地放出α粒子(即氦核42He)的衰变属于α衰变；放出β粒子的衰变属于β衰变；重核分裂成几个中等质量原子核的现象为核裂变；轻原子核聚合成较重原子核的反应为核聚变．答案：C AB E F4.（2017·北京卷）在磁感应强度为B 的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核发生了一次α衰变。