【精准解析】新高考物理：第15章第2讲原子和原子核

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2022版新高考物理：选择性必修第三册第十五章第2讲原子结构氢原子光谱

2．练一练 (1)下列叙述正确的是( ) A．卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子核有复杂结构 B．玻尔理论成功地解释了各种原子的发光现象 C．爱因斯坦成功地解释了光电效应现象 D．赫兹从理论上预言了电磁波的存在
【解析】选C。卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子的核式结构模型，A错误；玻尔理论只是成功地解释了氢原子的发光现象，B错误；爱因斯坦成功地解释了光电效应现象，C正确；麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在，D错误。
第2讲原子结构氢原子光谱
必备知识·自主排查
【课程标准】了解人类探索原子结构的历史。知道原子核式结构模型。通过对氢原子光谱的分析，了解原子的能级结构。
【知识再现】一、原子结构 1．电子的发现：_汤__姆__孙__研究阴极射线时用测定粒子比荷的方法发现了电子，电子的发现证明了_原__子__是可分的。 2．原子的核式结构： (1)α粒子散射实验：1909～1911年，英籍物理学家_卢__瑟__福__和他的合作者进行了用α粒子轰击金箔的实验并提出了原子的核式结构模型。
4．氢原子能级图(如图)：能级图中的横线表示氢原子可能的能量状态；相邻横线间的距离表示相邻的_能__级__差，量子数越大，相邻的能级差_越__小__。
【小题快练】 1．判一判 (1)人们认识到原子具有复杂结构是从英国物理学家汤姆孙研究阴极射线发现电子开始的。( ) (2)原子的核式结构学说是由汤姆孙提出来的。( ) (3)α粒子散射实验中，大部分粒子发生大角度的偏转。( )
(4)原子中绝大部分是空的，原子核很小。( ) (5)氢原子的光谱是由不连续的亮线组成的。( ) (6)玻尔理论成功地解释了氢光谱，也成功地解释了氦原子的光谱。( ) (7)氢原子吸收光子后，将从高能级向低能级跃迁。( )

(京津鲁琼版)2020版高考物理总复习课件：第十五章原子与原子核考点解析及题型详解

第十五章原子与原子核
核心素养提炼原子核式结构模型氢原子光谱原子的能级结构原子核的组成和核力的性质四种基本相互作用核反应方程放射性和原子核衰变半衰期放射性同位素结合能核裂变反应和核聚变反应光的波粒二象性光电效应现象爱因斯坦光电效应方程
第十五章原子与原子核
第1节波粒二象性
做一做 (多选)(人教版选修 3－5·P30·演示实验改编)如图所示，用导线把验电器与锌板相连接，当用紫外线照射锌板时，发生的现象是( )
A．有光子从锌板逸出 B．有电子从锌板逸出 C．验电器指针张开一个角度 D．锌板带负电
提示：选 BC.用紫外线照射锌板是能够发生光电效应的，锌板上的电子吸收紫外线的能量从锌板表面逸出，称之为光电子，故选项 A 错误，B 正确；锌板与验电器相连，带有相同电性的电荷，锌板失去电子应该带正电，且失去电子越多，带正电的电荷量越多，验电器指针张角越大，故选项 C 正确，D 错误．
B．10－18 J D．10－12 J
解析：选 B.光子的能量 E＝hν，c＝λν，联立解得 E≈2×10－18 J， B 项正确．
2．(2018·高考全国卷Ⅱ)用波长为 300 nm 的光照射锌板，电子
逸出锌板表面的最大初动能为 1.28×10－19 J．已知普朗克常量
为 6.63×10－34 J·s，真空中的光速为 3.00×108 m·s－1.能使
3．区分光电效应中的四组概念 (1)光子与光电子：光子指光在空间传播时的每一份能量，光子不带电；光电子是金属表面受到光照射时发射出来的电子，其本质是电子． (2)光电子的动能与光电子的最大初动能． (3)光电流和饱和光电流：金属板飞出的光电子到达阳极，回路中便产生光电流，随着所加正向电压的增大，光电流趋于一个饱和值，这个饱和值是饱和光电流，在一定的光照条件下，饱和光电流与所加电压大小无关．

2022高三物理高考二轮复习详解详析：原子和原子核

2022 高考物理二轮复习详解详析：原子和原子核教课过程：构造α粒子散射实验卢瑟福玻尔一、原子模型1． J．J 汤姆生模型（枣糕模型）——1897年发现电子，认识到原子有复杂构造。

2．卢瑟福的核式构造模型（行星式模型）α粒子散射实验是用α粒子轰击金箔，结果：绝大多半α粒子穿过金箔后基本上仍沿本来的方向行进，但是有少量α粒子发生了较大的偏转。

这说明原子的正电荷和质量必定集中在一个很小的核上。

α粒子卢瑟福由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，原子的所有正电荷和几乎所有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能够估量出原子核大小的数目级是10-15 m。

3．玻尔模型（引入量子理论）（1）玻尔的三条假定（量子化）①轨道量子化：原子只好处于不连续的可能轨道中，n即原子的可能轨道是不连续的∞4②能量量子化：一个轨道对应一个能级，轨道不连续，3所以能量值也是不连续的，这些不连续的能量值叫做能E级。

在这些能量状态是稳固的，其实不向外界辐射能量，叫22定态E31E③原子能够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，在汲取一个光子或经过其余1门路获取能量时，则由低能级向高能级跃迁。

原子在两个氢原子的能级图E/eV 0能级间跃迁时辐射或汲取光子的能量h E2 E1（量子化就是不连续性， 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汲取光子，也可能是因为碰撞（用加热的方法，使分子热运动加剧，分子间的互相碰撞能够传达能量）。

原子从低能级向高能级跃迁时只好汲取必定频次的光子；而从某一能级到被电离能够汲取能量大于或等于电离能的任何频次的光子。

（如在基态，能够汲取 E ≥的任何光子，所汲取的能量除用于电离外，都转变为电离出去的电子的动能）。

（ 3）玻尔理论的限制性。

因为引进了量子理论（轨道量子化和能量量子化），玻尔理论成功地解说了氢光谱的规律。

高考物理第十五章原子核知识点

高考物理第十五章原子核知识点核能计算是高中物理重要的知识点,是高考考查的重点,高考命题经常与其他知识综合出题。

下面是店铺为大家精心推荐的原子核知识点总结归纳，希望能够对您有所帮助。

原子核必背知识点一、原子的核式结构：1、α粒子的散射实验：(1)绝大多数α粒子穿过金箔后几乎沿原方向前进;(2)少数α粒子穿过金箔后发生了较大偏转;(3)极少数α粒子击中金箔后几乎沿原方向反回;二、原子的核式结构模型：原子中心有个很小的核，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内，带负电的电子绕核做高速的圆周运动;1、原子核又可分为质子和中子;(原子核的全部正电荷都集中在质子内)质子的质量约等于中子的质量;2、质子数等于原子的核电荷数(Z);质子数加中子数等于质量数(A)三、波尔理论：1、原子处于一系列不连续的能量状态中，每个状态原子的能量都是确定的，这些能量值叫做能级;2、原子从一能级向另一能级跃迁时要吸收或放出光子;(1)从高能级向低能级跃迁放出光子;(2)从低能级向高能级跃迁要吸收光子;(3)吸收或放出光子的能量等于两个能级的能量差;hγ=E2-E1;三、天然放射现象衰变1、α射线：高速的氦核流，符号：42He;2、β射线：高速的电子流，符号：0-1e;3、γ射线：高速的光子流;符号：γ4、衰变：原子核向外放出α射线、β射线后生成新的原子核，这种现象叫衰变;(衰变前后原子的核电荷数和质量数守恒)(1)α衰变：放出α射线的衰变：ZX=Z-2Y+2He;(2)β衰变：放出β射线的衰变：AZX=AZ+1Y+0-1e;四、核反应、核能、裂变、聚变：1、所有核反应前后都遵守：核电荷数、质量数分别守恒;(1)卢瑟福发现质子：147N+42He→178 O+11H;(2)查德威克发现中子：94Be+42He→126C+10n;2、核反应放出的能量较核能;(1)核能与质量间的关系：E=mc2(2)爱因斯坦的质能亏损方程：△E=△mc2;3、重核的裂变：质量较大和分裂成两个质量较小的核的反应;(原子弹、核反应堆)4、轻核的.聚变：两个质量较小的核变成质量较大的核的反应;(氢弹)高中物理难点解析1.机械运动：一个物体相对于另一个物体的位置的改变叫做机械运动，简称运动，它包括平动、转动和振动等形式。

高中物理原子与原子核知识点总结

高中物理原子与原子核知识点总结必修三原子、原子核这一章虽然不是重点;但是高考选择题也会涉及到;其实只要记住模型和方程式;就不会在做题上出错;下面的一些总结希望对大家有所帮助.卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构学说;玻尔把量子说引入到核式结构模型之中;建立了以下三个假说为主要内容的玻尔理论.认识原子核的结构是从发现天然放射现象开始的;发现质子的核反应是认识原子核结构的突破点.裂变和聚变是获取核能的两个重要途径.裂变和聚变过程中释放的能量符合爱因斯坦质能方程..整个知识体系;可归结为：两模型原子的核式结构模型、波尔原子模型；六子电子、质子、中子、正电子、粒子、光子；四变衰变、人工转变、裂变、聚变；两方程核反应方程、质能方程..4条守恒定律电荷数守恒、质量数守恒、能量守恒、动量守恒贯串全章..1.汤姆生模型枣糕模型汤姆生发现电子;使人们认识到原子有复杂结构..从而打开原子的大门.2.卢瑟福的核式结构模型行星式模型卢瑟福α粒子散射实验装置;现象;从而总结出核式结构学说α粒子散射实验是用α粒子轰击金箔;实验现象：结果是绝大多数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：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..而核式结构又与经典的电磁理论发生矛盾：①原子是否稳定;②其发出的光谱是否连续3.玻尔模型引入量子理论;量子化就是不连续性;整数n叫量子数玻尔补充三条假设⑴定态--原子只能处于一系列不连续的能量状态称为定态;电子虽然绕核运转;但不会向外辐射能量..本假设是针对原子稳定性提出的⑵跃迁--原子从一种定态跃迁到另一种定态;要辐射或吸收一定频率的光子其能量由两定态的能量差决定本假设针对线状谱提出辐射吸收光子的能量为hf＝E初-E末氢原子跃迁的光谱线问题一群氢原子可能辐射的光谱线条数为 ..大量处于n激发态原子跃迁到基态时的所有辐射方式⑶能量和轨道量子化----定态不连续;能量和轨道也不连续;即原子的不同能量状态跟电子沿不同的圆形轨道绕核运动相对应;原子的定态是不连续的;因此电子的可能轨道分布也是不连续的针对原子核式模型提出;是能级假设的补充氢原子的激发态和基态的能量最小与核外电子轨道半径间的关系是:说明氢原子跃迁① 轨道量子化r n=n2r1n＝1;2.3…r1=0.53×10-10m=－13.6eV能量量子化：E1②③氢原子跃迁时应明确：一个氢原子直接跃迁向高能级跃迁;吸收光子一般光子某一频率光子一群氢原子各种可能跃迁向低能级跃迁放出光子可见光子一系列频率光子④氢原子吸收光子时——要么全部吸收光子能量;要么不吸收光子1光子能量大于电子跃迁到无穷远处电离需要的能量时;该光子可被吸收..即：光子和原于作用而使原子电离2光子能量小于电子跃迁到无穷远处电离需要的能量时;则只有能量等于两个能级差的光子才能被吸收..受跃迁条件限：只适用于光于和原于作用使原于在各定态之间跃迁的情况..⑤氢原子吸收外来电子能量时——可以部分吸收外来碰撞电子的能量实物粒子作用而使原子激发..因此;能量大于某两个能级差的电子均可被氢原子吸收;从而使氢原子跃迁..E51=13.06 E41=12.75 E31=12.09 E21=10.2；有规律可依E52=2.86 E42=2.55 E32=1.89； E53=0.97 E43=0.66； E54=0.31⑶玻尔理论的局限性..由于引进了量子理论轨道量子化和能量量子化;玻尔理论成功地解释了氢光谱的规律..但由于它保留了过多的经典物理理论牛顿第二定律、向心力、库仑力等;所以在解释其他原子的光谱上都遇到很大的困难..氢原子在n能级的动能、势能;总能量的关系是：EP=－2EK;E=EK+EP=－EK..类似于卫星模型由高能级到低能级时;动能增加;势能降低;且势能的降低量是动能增加量的2倍;故总能量负值降低..量子数1.天然放射现象的发现;使人们认识到原子核也有复杂结构..核变化从贝克勒耳发现天然放射现象开始衰变用电磁场研究：2.各种放射线的性质比较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：四种核反应类型衰变;人工核转变;重核裂变;轻核骤变⑴衰变：α衰变：实质：核内α衰变形成外切同方向旋;β衰变：实质：核内的中子转变成了质子和中子β衰变形成内切相反方向旋;且大圆为α、β粒子径迹..+β衰变：核内γ衰变：原子核处于较高能级;辐射光子后跃迁到低能级..⑵人工转变：发现质子的核反应卢瑟福用α粒子轰击氮核;并预言中子的存在发现中子的核反应查德威克钋产生的α射线轰击铍人工制造放射性同位素正电子的发现约里奥居里和伊丽芙居里夫妇α粒子轰击铝箔⑶重核的裂变：在一定条件下超过临界体积;裂变反应会连续不断地进行下去;这就是链式反应..⑷轻核的聚变：需要几百万度高温;所以又叫热核反应所有核反应的反应前后都遵守：质量数守恒、电荷数守恒..注意：质量并不守恒..核能计算方法有三：①由△m单位为“kg”计算；②由△E=931.5△m△m 单位为“u”计算；③借助动量守恒和能量守恒计算..2.半衰期放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间叫半衰期..对大量原子核的统计规律计算式为： N表示核的个数 ;此式也可以演变成或 ;式中m表示放射性物质的质量;n 表示单位时间内放出的射线粒子数..以上各式左边的量都表示时间t后的剩余量..半衰期由核内部本身的因素决定;与物理和化学状态无关、同位素等重要概念放射性标志3.放射性同位素的应用⑴利用其射线：α射线电离性强;用于使空气电离;将静电泄出;从而消除有害静电..γ射线贯穿性强;可用于金属探伤;也可用于治疗恶性肿瘤..各种射线均可使DNA发生突变;可用于生物工程;基因工程..⑵作为示踪原子..用于研究农作物化肥需求情况;诊断甲状腺疾病的类型;研究生物大分子结构及其功能..⑶进行考古研究..利用放射性同位素碳14;判定出土木质文物的产生年代..一般都使用人工制造的放射性同位素种类齐全;各种元素都有人工制造的放射性同位..半衰期短;废料容易处理..可制成各种形状;强度容易控制..高考对本章的考查：以α粒子散射实验、原子光谱为实验基础的卢瑟福原子核式结构学说和玻尔原子理论;各种核变化和与之相关的核反应方程、核能计算等..在核反应中遵循电荷数守恒和质量数守恒;在微观世界中动量守恒定律同样适用..。

【步步高】高中物理大一轮复习第十五章第2课时原子核反应核能讲义课件大纲人教

2．核能 (1)质量亏损：组成原子核的核子质量与原子核的质量之差． (2)质能方程：一定的能量和一定的质量相联系，物体的总能量和它的质量成正比，即 E＝mc2. 方程的含义是：物体具有的能量与它的质量之间存在简单的正比关系，物体的能量增大，质量也增大；物体的能量减少，质量也减少． ①核子在结合成原子核时出现质量亏损 Δm，其能量也要相应减少，即 ΔE＝Δmc2； ②原子核分解成核子时要吸收一定的能量，相应的质量增加 Δm，吸收的能量为 ΔE＝Δmc2.
γ c 最强穿透几厘米的铅板
很弱
3.对半衰期的理解 (1)根据半衰期的概念，可总结出公式 N 余＝N 原(12)t/τ，m 余＝m 原(12)t/τ 式中 N 原、m 原表示衰变前的放射性元素的原子数和质量， N 余、m 余表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子数和质量，t 表示衰变时间，τ 表示半衰期． (2)影响因素：放射性元素衰变的快慢是由原子核内部因素决定的，跟原子所处的物理状态(如温度、压强)或化学状态(如单质、化合物)无关．
考点二核反应的四种类型
特别提示 1.核反应过程一般都是不可逆的，所以核反应方程只能用单向箭头表示反应方向，不能用等号连接． 2．核反应的生成物一定要以实验为基础，不能凭空只依据两个守恒规律杜撰出生成物来写核反应方程． 3．核反应遵循质量数守恒而不是质量守恒；遵循电荷数守恒．
【高考佐证 2】(2010·全国卷Ⅱ·14)原子核AZX 与氘核21H 反
解析 (1)原子核衰变后变成新核，新核与未衰变的核在一起，故半衰期并不是原子核的数量、质量减少一半，A 错， B 对；衰变快慢由原子核内部因素决定，与原子所处的物理状态或化学状态无关，常用其测定地质年代、生物年代等，故 C 错，D 对． (2)根据公式 m＝m0(12)τt (其中 m、m0 分别是现在与原来的质量，t 为距今的时间，τ 为半衰期)

高中物理高考第2讲原子和原子核课件

(3)γ 辐射：原子核的能量不能连续变化，存在着能级。放射性的原子核在发生 α 衰变、β 衰变时产生的新核处于高能级，这时它要向低能级跃迁，并放出 09 __γ_光__子____。因此，γ 射线经常是伴随 α 射线和 β 射线产生的。
速度
可达110c
垂直进入电场或磁场的偏转情况
偏转
穿透能力
最弱
对空气的电离作用
很强
β 射线－01e
接近 c
偏转较强较弱
γ 射线
γ 09 _c__
10 _不__偏__转____ 11 _最__强___ 12 _很__弱___
2．原子核的组成 (1)原子核由 13 __质__子__和 14 _中__子___组成，质子和中子统称为 15 __核__子__。
(4)同位素：具有相同 21 __质__子__数___而 22 __中__子__数___不同的原子核组成的元素，在元素周期表中处于 23 _同__一___位置，因而互称同位素，具有相同的 24 _化__学___性质。
知识点
放射性元素的衰变 Ⅰ
射线的危害和防护 Ⅰ1.原子核的衰变
(1)原子核自发地放出 α 粒子或 β 粒子，变成另一种 01 __原__子__核___的变
第十五章近代物理初步
第2讲原子和原子核
主干梳理对点激活
知识点
原子结构、光谱和能级跃迁 Ⅰ
1．原子的核式结构 (1)电子的发现：英国物理学家 01 ____J_．__J_.汤__姆__孙_____在研究阴极射线
时发现了电子，提出了原子的“枣糕模型”。
(2)α 粒子散射实验：1909～1911 年，英国物理学家 02 __卢__瑟__福___和他
__正__电__荷___和几乎全部 05 _质__量___都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕

2022版新高考物理：选择性必修第三册核心素养提升第十五章波粒二象性原子结构原子核

ΔE＝Δmc2 的应用
【典例 1】(多选)两个氘核以相等的动能 Ek 对心碰撞发生核聚变，核反应方程
为2 1
H＋21
H―→32
He＋01
n，其中氘核的质量为 m1，氦核的质量为 m2，中子的质
量为 m3。假设核反应释放的核能 E 全部转化为动能，下列说法正确的是( )
A．核反应后氦核与中子的动量相同 B．该核反应释放的能量为 E＝(2m1－m2－m3)c2 C．核反应后氦核的动能为E＋42Ek D．核反应后中子的动能为E＋4 Ek
Sr 的平均结合能分别为 7.6 MeV、8.4 MeV、8.7 MeV，则(
)
A．该核反应方程中 x＝10
B．235U 的中子数为 92 92
C．该核反应释放 9.5 MeV 的能量
D．235U 的平均结合能比136Xe 小，235U 比136Xe 更稳定
92
54
92
54
【解析】选 A。根据质量数守恒可知，x＝10，故 A 正确；235U 的质子数为 92， 92
c 光的光子频率为 2a>W0，能发生光电效应，
11 最大初动能：Ekm＝h·2a－W0＝2 ha＝9 Ek。
(2)光电效应过程是光子将能量传递给电子，电子克服原子的逸出功而逸出，所以 A 类比为入射的光子；B 类比为光电子；mgH2 对应为逸出功，所以 H2 类比为极限频率 ν0。
1 答案：(1)能发生光电效应 9 Ek (2)光子光电子 H2
且 mHe＝3mn 可知，核反应后氦核的动能为E＋42Ek ，核反应后中子的动能为：
3（E＋2Ek） 4
，故 C 正确，D 错误。
平均结合能来计算核能
【典例
2】重核裂变的一个核反应方程为

2021版新高考物理人教版一轮课件：15.2 原子结构

3.氢原子的能量和能级变迁：
(1)能级和半径公式：
①能级公式：En=
1 n2
E1(n=1，2，3，…)，其中E1为基态能量，其数值为E1=
_-_1_3_._6_eV。
②半径公式：rn=_n_2r_1_(n=1，2，3，…)，其中r1为基态轨道半径，又称玻尔半径，其数值为r1=0.53×10-10 m。
(2)α粒子散射实验的结果：绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但少数α粒子穿过金箔后发生了大角度偏转，极少数α粒子甚至被 “撞了回来”。
2.原子的核式结构模型： (1)α粒子散射实验结果分析。 ①绝大多数α粒子沿直线穿过金箔，说明原子中绝大部分是空的； ②少数α粒子发生较大角度偏转，反映了原子内部集中存在着对α粒子有斥力的正电荷； ③极少数α粒子甚至被“撞了回来”，反映了个别α粒子正对着质量比α粒子大得多的物体运动时，受到该物体很大的斥力作用。
题型2 原子核式结构模型【典例2】如图是卢瑟福的α粒子散射实验装置，在一个小铅盒里放有少量的放射性元素钋，它发出的α粒子从铅盒的小孔射出，形成很细的一束射线，射到金箔上，最后打在荧光屏上产生闪烁的光点。下列说法正确的是世纪金榜导学号( ) A.该实验是卢瑟福建立原子核式结构模型的重要依据 B.该实验证实了汤姆孙原子模型的正确性 C.α粒子与原子中的电子碰撞会发生大角度偏转 D.绝大多数的α粒子发生大角度偏转
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：巴耳末系是氢原子光谱在可见光区的谱线，其波
长公式 1＝R( 1 － 1 ) (n=3，4，5…，R是里德伯常量，R=1.10×107 m-1)。

高考物理近代物理知识点之原子核图文解析(2)

高考物理近代物理知识点之原子核图文解析(2)一、选择题1．关于原子物理知识，下列说法正确的是（） A ．γ射线是高速运动的电子流B ．太阳辐射能量的主要来源是太阳内部发生的轻核聚变C ．的半衰期为5天，10g经过10天后还剩下5gD ．由爱因斯坦质能方程E ＝mc 2可知质量与能量可以相互转化 2．下列说法正确的是（）A ．不确定关系告诉我们，不能准确测量物体的位置或动量的值B ．天然放射现象揭示了原子具有核式结构C ．原子核衰变的半衰期不受温度压强影响，但与元素的状态有关D ．氢弹的原理是核聚变，同等情况释放的能量大于原子弹3．某一放射性元素放出的射线通过电场后分成三束，如图所示，下列说法正确的是A ．射线1的电离作用在三种射线中最强B ．射线2贯穿本领最弱，用一张白纸就可以将它挡住C ．放出一个射线1的粒子后，形成的新核比原来的电荷数少1个D ．一个原子核放出一个射线3的粒子后，质子数和中子数都比原来少2个 4．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 5．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6．下列关于α粒子的说法，正确的是 A ．α粒子是氦原子核，对外不显电性B ．卢瑟福根据α粒子散射实验，提出了原子“枣糕模型”C ．天然放射现象中， α粒子形成的射线速度很快，穿透能力很强D ．核反应2382349290U TH X →+中，X 代表α粒子，则是α衰变7．关于近代物理，下列说法正确的是（） A ．射线是高速运动的氦原子B ．核聚变反应方程，表示质子C ．从金属表面逸出的光电子的最大初动能与照射光的频率成正比D ．玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氦原子光谱的特征 8．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9．下列关于原子核相关知识的说法，正确的是 A ．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的链式反应B ．人类对原子核变化规律的认识是从α粒子散射实验开始的C ．中等质量核的平均结合能比重核的平均结合能大，所以重核裂变要释放能量D ．钚(239)可由铀239()经过1次α衰变和2次β衰变而产生10．有关放射性知识，下列说法正确的是（）A ．β衰变是原子核内的中子转化成质子和电子从而放出电子的过程B ．氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后就一定剩下一个氡原子核C ．23892U→23490Th ＋42He ＋γ，其中γ只是高能光子流，说明衰变过程中无质量亏损 D ．γ射线一般伴随着α或β射线产生，这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，电离能力也最强11．如图是描述原子核核子的平均质量与原子序数Z 的关系曲线，由图可知（）A ．原子核A 分裂成原子核B 和C 时质量增加 B ．原子核A 的比结合能比原子核C 的比结合能大 C ．原子核D 和E 结合成原子核F 一定释放能量 D ．原子核A 的结合能一定比原子核C 的结合能小 12．下列说法正确的是（）A ．普朗克为了解释黑体辐射的实验结果而提出了光子说B ．康普顿效应说明光子不仅有能量还具有动量C ．是聚变反应D ．据波尔理论可知氢原子从高能级从低能级跃迁时，电子的动能减小，电势能增大13．由于放射性元素镎的半衰期很短，在自然界很难被发现，只有通过人工的方法制造，已知镎经过一系列α衰变和β衰变后变成铋，下列说法正确的是（） A ．镎原子核比铋原子核多28个质子B ．发生了7次α衰变和6次衰变C ．一定量的放射性该元素，随着存放时间的推移，放射线的穿透力越来越弱D ．镎原子核的平均结合能小于衰变后生成的原子核的平均结合能14．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 15．关于、、三种射线，下列说法中正确的是A ．射线是原子核自发放射出的氦核，它的穿透能力最强B ．射线是原子核外电子电离形成的电子流，它具有中等的穿透能力C ．射线一般伴随着或射线产生，它的穿透能力最强D ．射线是电磁波，它的穿透能力最弱 16．下列说法正确的是A ．β射线是由于原子核内的中子转化产生的B ．光电效应和康普顿效应都揭示了光具有波动性C ．一个氘核的质量等于一个质子和一个中子的质量之和D ．钴60的半衰期为5.27年，则2个钴60原子核经过5.27年将一定有1个发生衰变 17．下列核反应方程中，表示β衰变的是 A ． B ．C ．D ．18．某放射性元素经过21.6天有7/8的原子核发生了衰变，该元素的半衰期为( )A ．3.8天B ．7.2天C ．10.8天D ．21.6天19．下列说法正确的是（）A ．α粒子散射实验的结果证明原子核是由质子和中子构成B ．平均结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定C ．核力是短程力，其表现一定为吸引力D ．质子、中子、α粒子的质量分别为1m 、2m 、3.m 质子和中子结合成一个α粒子，释放的能量是：()2123m m m c +-20．关于近代物理的知识，下列说法正确的是A ．结合能越大，原子核内核子结合得越牢固，原子核越稳定B ．铀核裂变的一种核反应方程为C ．设质子、中子、α粒子的质量分别为m 1、m 2、m 3，两个质子和两个中子结合成一个α粒子，释放的能量是(m 1+m 2-m 3)c 2D ．若氢原子从n =6能级向n =1能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则氢原子从n =6能级向n =2能级跃迁时辐射出的光也不能使该金属发生光电效应21．下列现象中，与原子核内部变化有关的是 A ．天然放射现象 B ．光电效应现象 C ．α粒子散射现象 D ．感应起电现象 22．下列说法中正确的是A ．根据爱因斯坦的“光子说”可知，光的波长越大，光子的能量越小B ．氢原子的核外电子，在由离核较远的轨道自发跃迁到离核较近的轨道的过程中，放出光子，电子绕核运动的动能减小，原子的电势能减小C ．一个基态的氢原子吸收光子跃迁到n =3激发态后，能发射出3种频率的光子D ．原子核能发生β衰变说明原子核内存在电子23．2018年11月21日消息，中科院合肥物质科学研究院核能安全所吴宜灿研究员获得了美国核学会聚变核能杰出成就奖。

2022年高考化学第十五章第二课时原子原子核解析

第二课时原子原子核第一关：基础关展望高考基础知识知识讲解(1)α粒子散射实验1909～1911年卢瑟福和他的助手做α粒子轰击金箔的实验,获得了重要的发现.①实验装置(如图所示)由放射源,金箔,荧光屏等组成.说明:a.整个实验过程在真空中进行.b.金箔很薄,α粒子(He核)很容易穿过.②实验现象与结果绝大多数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αα粒子偏转角超过90°,有的几乎达到180°,沿原路返回.(2)原子的核式结构卢瑟福依据α粒子散射实验的结果,提出了原子的核式结构:在原子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核里,带负电的电子在核外空间绕核旋转.(3)原子核的电荷与尺度①原子核的电荷:原子核的电荷数就是核中的质子数,等于核外电子数,接近于原子序数.原子核的尺度:对于一般的原子核,核半径的数量级为10-15m,而原子半径的数量级为10-10m,两者相差十万倍,可见原子内部是十分!空旷"的.活学活用1.卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析,提出（）A.原子的核式结构模型B.原子核内有中子存在C.电子是原子的组成部分D.原子核是由质子和中子组成的解析：α粒子散射实验的结果是大部分α粒子沿原来方向前进,少部分发生大角度偏转,极少数偏转角超过90°甚至达到180°,说明原子的几乎全部质量与全部正电荷都集中在很小的核上.据此卢瑟福提出了原子的核式结构模型.答案：A知识讲解(1)元素自发地放出射线的现象叫做天然放射现象.首先由贝克勒尔发现.天然放射现象的发现,说明原子核还有复杂的结构.(2)具有放射性的元素叫做放射性元素,一般原子序数大于83的所有天然元素都具有放射性,原子序数小于83的天然存在的元素有些也有放射性,它们放射出来的射线共有三种.(3)三种射线的本质和特征活学活用2.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：此题考查运用三种射线的性质分析问题的能力.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.答案：C知识讲解原子核是由质子,中子构成的,质子带正电,中子不带电.不同的原子核内质子和中子的个数并不相同.(1)原子核中的三个整数①核子数:质子和中子质量差别非常微小,两者统称为核子,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.(2)原子核中的两个等式①核电荷数=质子数(Z)=元素的原子序数=核外电子数.②质量数(A)=核子数=质子数+中子数.(3)同位素①定义:具有相同质子数不同中子数的原子核,在元素周期表中处于同一位置,因而互称同位素.②说明:原子核的质子数决定了核外电子的数目,也决定了电子在核外分布的情况,进而决定了这种元素的化学性质.同位素的化学性质相同.活学活用3.e,d夸克带电荷量为-e,e为元电荷.下列论断可能正确的是()A.质子由1个u夸克和1个d夸克组成,中子由1个u夸克和2个d夸克组成B.质子由2个u夸克和1个d夸克组成,中子由1个u夸克和2个d夸克组成C.质子由1个u夸克和2个d夸克组成,中子由2个u夸克和1个d夸克组成D.质子由2个u夸克和1个d夸克组成,中子由1个u夸克和1个d夸克组成解析：因质子带电荷量为e，中子呈电中性，u夸克带电荷量为e，d夸克带电荷量为-e，显然质子应由2个u夸克和1个d夸克组成，中子应由1个u夸克和2个d夸克组成，故选项B正确.答案:B知识讲解1.衰变规律：α衰变Heβ衰变e2.形成原因：原子核中2个质子和2个中子结合后一起射出，形成α衰变.原子核中的中子转化为质子和电子,形成β衰变.γ射线是伴随α衰变或β衰变而产生的.2e3.半衰期①τ表示.②公式:N余=N原（）t/τm余=m原（）t/τ式中N原、m原分别表示衰变前的放射性元素的原子数和质量，N余、m余分别表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子数和质量，t表示衰变时间，τ表示半衰期.③半衰期由放射性元素的原子核内部本身的因素决定,跟原子所处的物理状态(如压强、温度等）或化学状态（如单质或化合物）无关.活学活用4.从U衰变为Pb，要经过α衰变和β衰变的次数是()A.14次α衰变和10次β衰变B.7次α衰变和4次β衰变C.10次α衰变和14次β衰变D.4次α衰变和7次β衰变解析：设α衰变和β衰变的次数分别为x和y，则4x=235-207 (质量数守恒）2x-y=92-82 (电荷数守恒）解得x=7,y=4,故选B.答案:B知识讲解1.核能核子结合成原子核需要放出能量,这叫原子的结合能,称为核能.2.质量亏损组成原子核的核子的质量与原子核的质量之差(或者参加核反应的原子核总质量与生成新原子核的总质量之差)叫质量亏损.3.爱因斯坦质能方程凡具有质量的物体都具有能量,物质的质量和能量间的关系为:E=mc2若原子核质量亏损ΔΔE=Δmc2.活学活用5.一个铀238核发生α衰变而变成钍234核,已知铀核的质量为3.853131×10-25kg,钍核的质量为 3.786567×10-25kg,α粒子的质量为6.64672×-27kg,试计算在这个衰变过程中要释放出多少能量?(结果保留2位有效数字)解析：在铀核衰变过程中的质量亏损为Δm=(3.853131×10-25-3.786567×10-25-6.64672×10-27) kg=9.7×10-30kg释放的核能ΔE=Δmc2=9.7×10-30×(3×108)2J≈8.7×10-13J知识讲解1.重核的裂变①裂变：重核分裂成两个质量较小的原子核的核反应叫裂变.②链式反应:裂变要在一定的条件下才能进行,比如铀235核受到中子轰击时会发生裂变,而裂变时又要放出一些中子,这些中子又可引起其他的铀235核裂变,而使裂变反应不断进行下去,这种反应叫做链式反应.2.轻核的聚变①聚变:轻核结合成质量较大原子核的核反应称为聚变.②热核反应:聚变必须在轻核间的距离十分接近,即达到10-15m时才能进行.在极高温度下,原子核可以获得足够的动能克服库仑斥力而发生聚变,这种聚变反应叫做热核反应.活学活用6.据新华社报道，由我国自行设计、研制的世界第一套全超导核聚变实验装置（又称“人造太阳”“人造太阳”的说法中正确的是()A.“人造太阳”的核反应方程是B.“人造太阳”的核反应方程是C.根据公式ΔE=Δmc2可知，核燃料的质量相同时，聚变反应释放的能量比裂变反应大得多D.根据公式E=mc2可知，核燃料的质量相同时，聚变反应释放的能量与裂变反应释放的能量相同解析：“人造太阳”是核聚变装置，故A正确，B错误.由于聚变的燃料是轻核，裂变燃料是重核，根据原子量知同等质量的聚变燃料比裂变燃料包含的原子核数目多，故能产生更多能量，C正确，选AC.答案：AC第二关：技法关解读高考解题技法技法讲解运用衰变规律重点要掌握“退二进一”规律，即原子核发生α衰变后，新核在元素周期表上要退2位，质量数减4；而β衰变后，新核比旧核在元素周期表上的位置进1位，但质量数不变，另外在分析推理的过程中始终要牢记质量数和电荷数守恒.典例剖析例1下列说法正确的是（）A. Ra衰变为Rn要经过1次α衰变和1次β衰变B. U衰变为Pa要经过1次α衰变和1次β衰变C. Th衰变为Rb要经过6次α衰变和4次β衰变D. U衰变为Rn要经过4次α衰变和4次β衰变解析：设Ra衰变为Rn要经过x次α衰变和y次β衰变，其衰变方程为Ra→Rn+xHe+ye根据质量数守恒和电荷数守恒分别有226=222+4x,88=86+2x-y，解得x=1,y=0；可见选项A错误.设U衰变为Ra要经过n次α衰变和m次β衰变，其衰变方程为U→Ra+nHe+me根据质量数守恒和电荷数守恒分别有238=234+4n,92=91+2n-m.解得n=1,m=1.选项B正确.同理可知选项C正确，选项D错误.所以，正确答案为B、C.答案：BC技法讲解核能的计算是原子物理的重点知识和高考的热点问题,其基本方法是:(1)根据质量亏损计算,步骤如下a.根据核反应方程,计算核反应前和核反应后的质量亏损Δm.b.根据爱因斯坦质能方程E=mc2或ΔE=Δmc2计算核能.c.计算过程中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①明确原子质量单位u和电子伏特间的关系.×10-27×10-19J,得E=mc2MeV.②根据1原子质量单位(u)相当于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MeV,即得ΔE=Δm×MeV.③上式中,Δm的单位是u,ΔE的单位是MeV.(3)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,就是该次核反应所释放(或吸收)的核能.(4)根据能量守恒和动量守恒来计算核能参与核反应的粒子所组成的系统,在核反应过程中的动量和能量是守恒的,因此,在题给的条件中没有涉及质量亏损,或者核反应所释放的核能全部转化为生成的新粒子的动能而无光子辐射的情况下,根据动量和能量的守恒可以计算出核能的变化.(5)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,应用阿伏加德罗常数计算核能较为简便.a.根据物体的质量m和摩尔质量M,由n=,求出物质的量，并求出原子核的个数N=N A n=N A.b.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E0（或直接从题目中找出E0）.c.再根据E=NE0求出总能量.典例剖析例2一个铀核衰变为钍核时释放出一个α×10-25×10-25kg,α×10-27kg，在这个衰变过程中释放出的能量等于___________J（保留二位有效数字）.解析：衰变前的铀核可认为是静止的，衰变后的产物α1,E1，则：E1=m1c2设核反应后的质量和能量分别为m2,E2，则：E2=m2c2两式相减得：ΔE=Δmc2=［m U-(m Th+m a)］c2=［3.853131-(3.786567+0.0664672)］×10-25×(3×108)2×10-13J.答案×10-13J例3氘核和氚核聚变时的核反应方程为已知H的平均结合能是2.78 MeV, H的平均结合能是1.09 MeV, He的平均结合能是7.03 MeV,试计算核反应时释放的能量.解析：聚变反应前氘核和氚核的总结合能E1××MeV反应后生成的氦核的结合能E2×MeV由于单个核子无结合能，所以聚变过程释放出的能量ΔE=E2-E1MeV第三关：训练关笑对高考随堂训练1.某原子核AZX的质量为m,若用m p和m n分别表示一个质子和一个中子的质量,那么核子组成一个这种原子核释放的核能是()A.［m-Zm p-(A-Z)m n］c2B.［Zm p+(A-Z)m n-m］c2C.［m-Zm n-(A-Z)m p］c2D.［Zm n+(A-Z)m p-m］c2解析:核子组成该种原子核后亏损的质量为Zm p+(A-Z)m n-m,据质能方程可知释放的能量为［Zm p+(A-Z)m n-m］c2,故正确答案为B.答案:B2.近段时间，朝鲜的“核危机”引起了全球的瞩目，其焦点问题就是朝鲜核电站采用轻水堆还是重水堆，重水堆核电站在发电的同时还可以生产出可供研制核武器的钚239（Pu)，这种Pu可由铀239(U)经过n次β衰变而产生，则n为()A.2B.239C.145D.92答案：A3.放射性同位素Na的样品经过6小时还剩下1/8没有衰变，它的半衰期是（）A.2小时B.C.D.解析：本题考查考生对半衰期的理解，我们知道，放射性元素衰变一半所用时间是一个半衰期，剩下的元素再经一个半衰期只剩下1/4，再经一个半衰期这1/4又会衰变一半只剩1/8，所以题中所给的6小时为三个半衰期的时间，因而该放射性同位素的半衰期应是2小时，也可根据m余=m原（）得=（），T=2（小时）答案：A4.在匀强磁场里有一个原来静止的放射性元素碳14，它所放射的粒子与反冲核的径迹在磁场中是两个相切的圆，圆的直径之比7:1，如图所示，那么，碳14的衰变方程是（）A.B.C.D.解析：因r=mv/qB，由动量守恒可知，放出的粒子和反冲核满足m1v1=m2v2，所以答案：C5.两个中子和两个质子结合成一个氦核，同时释放一定的核能，中子的质量为1.0087u，质子的质量为1.0073u，氦核的质量为4.0026u,试计算用中子和质子生成1 kg 的氦时，要释放出多少核能？解析：先计算出一个氦核释放的能量，再根据1 kg氦核的个数即可算出释放出总的核能.核反应方程,生成一个氦核过程的质量亏损Δm=(1.0087u+1.0073u)×2-4.0026u=0.0294u,释放的能量ΔE=0.0294×931.5MeV=27.3861MeV,生成1kg氦核释放的能量E=nΔE=×27.3861×106×1.6×10-19J=6.59×1014J.答案：6.59×1014J课时作业四十八原子原子核1.三个原子核X、Y、Z、X核放出一个正电子后变为Y核，Y核与质子发生核反应后生成Z核并放出一个氦核（He），则下面说法正确的是()A.X核比Z核多一个质子B.X核与Z核少一个中子C.X核的质量数比Z核质量数大3D.X核与Z核的总电荷是Y核电荷的2倍解析:设X原子核为X，则根据题意应有再据质量数和核电荷数的关系可得C、D正确，A、B错误.答案:CD2.放射性同位素钍232经α、β衰变会生成氡，其衰变方程为+xα+xβ,其中()A.x=1,y=3B.x=2,y=3C.x=3,y=1D.x=3,y=2解析:由质量数和电荷数守恒可得：4x+220=2322x-y+86=90解得：x=3,y=2.答案:D3.一个氡核Rn衰变成钋核Po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Rn衰变成Po的过程放出的粒子是()A.0.25g,α粒子B.0.75g,α粒子C.0.25g,β粒子D.0.75g,β粒子解析:氡核半衰期为3.8天，7.6天为2个半衰期，所以1g氡7.6天衰变掉的质量为1g×+(1g×)×=0.75g.由Rn→Po+He知Rn衰变成Po的过程中放出的粒子是He即α粒子，所以B正确.答案:B4.印度第一艘自主研发的核潜艇于2009年7月26日U原子核在中子的轰击下发生的一种可能的裂变反应，其裂变方程为U+n→X+Sr+10n，则下列叙述正确的是()A.X原子核中含有54个质子B. X原子核中含有53个中子C.裂变时释放能量是因为亏损的质量变成了能量D.裂变时释放能量，出现质量亏损，质量数不守恒解析：由核反应方程的质量数守恒和电荷数守恒可知：X原子核中含有54个质子，78个中子，故A正确，BD错,释放能量不是质量变成了能量，而是亏损的质量以能量的形式释放，C错.答案：A5.铝箔被α粒子轰击后发生了以下核反应：.下列判断正确的是()A. n是质子B. n是中子C.X是Si的同位素D.X是P的同位素解析:X，其电荷数为15，质量数为30，是P的同位素.所以C错误，而D正确.答案:BD6.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解析:用能量小于等于结合能的光子照射氘核时，氘核一定不能分解，所以A正确，B 错误.用能量大于结合能的光子照射氘核时，氘核可能分解，只要分解，分解出的质子和中子动能之和一定不为零（若动能之和为零就分不开了），所以C错误，D正确.答案:AD7.一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B.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=解析:由知A错；质量亏损Δm=m1+m2-m3,B正确；由ΔE=Δmc2结合质量亏损知C错误；Δmc2=hν=h,所以γ光子的波长λ=,因此，D错误.答案:B8.（山东临沂一模）如图所示是原子核的核子平均质量与原子序数Z的关系图象.下列说法中正确的是()A.若D、E能结合成F，结合过程一定要释放能量B.若D、E能结合成F，结合过程一定要吸收能量C.若A能分裂成B、C，分裂过程一定要释放能量D.若A能分裂成B、C，分裂过程一定要吸收能量解析:核反应过程中，核子数守恒，反应后比反应前核子平均质量减小，则反应过程一定要放出能量，反之，反应后核子平均质量增大，则反应过程中一定要吸收能量，由图象易知A、C正确.实际上在这里A项为轻核的聚变反应，C项为重核的裂变反应.答案:AC9.放射性元素的原子核在α衰变或β衰变生成新原子核时，往往会同时伴随_________辐射.已知A、B两种放射性元素的半衰期分别为T1和T2，经过t=T1·T2时间后测得这两种放射性元素的质量相等，那么它们原来的质量之比mA:mB=___________.解析:由半衰期公式m=m0()结合题意可得m A·=m B·,所以.答案:γ10.一个运动的α粒子撞击一个静止的14.19 MeV.那么要想发生上述核反应，入射的α粒子的动能至少要多大？解析:α粒子撞击N核形成复合核，应遵循动量守恒，即m1v0=(m1+m2)v由能量守恒可知，系统损失的动能变成复合核发生转化所需的能量，即m1v-(m1+m2)v2=1.19MeV联立两式解得入射α粒子的动能m1v=1.53MeV.答案:1.53MeV11.如图所示，有界的匀强磁场磁感应强度为B=0.05 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Ra，Ra放出某种射线后衰变成Rn，试写出衰变方程.若A距磁场边界MN的距离OA=1.0 m时，放在MN左侧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.据此可推算出一个静止镭核（×10-27kg×10-19C，结果保留三位有效数字）解析：衰变方程为.放出的粒子为α粒子.垂直MN穿出磁场的α粒子在磁场中运动的行迹应如图所示，即其轨迹半径m.由qvαB=m得vα=×106m/sE kα=××10-27××106)2J×10-14J,又Ra衰变过程中动量守恒，即mαvα=m Rn v Rn所以所以由能的转化和守恒定律得，释放的核能为E=E kα+E kRn=（1+) E kα=(1+)××10-14×10-14J.答案×10-14J12.一个静止的氮核N俘获一个速度为2.3×107m/s的中子生成一个复核A，A又衰变成B、C两个新核.设B、C的速度方向与中子速度方向相同，B的质量是中子的11倍，速度是106m/s，B、C在同一匀强磁场中做圆周运动的半径比为RB：RC=11：30.求：（1）C核的速度大小；（2）根据计算判断C核是什么核；（3）写出核反应方程.解析:（1）设中子的质量为m，则氮核的质量为14m，B核的质量为11m，C核的质量为4m，根据动量守恒可得：mv0=11mv B+4mv C,代入数值解得vC=3×106m/s.（2）根据带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径公式：R=可得：所以;又q C+q B=7e解得：q C=2e,q B=5e,所以C核为He.(3)核反应方程答案:(1)3×106m/s (2) He (3)。