高三物理一轮总复习 第13章 选修3-5 第5节 原子核
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在. (2)原子核是由质子和中子组成的.常用符号AZX 表
示，X 为元素符号，A 表示核的 质量数 ，Z 表示核 的 电荷数 .
知识点三 原子核的衰变
1.原子核放出α粒子或 β 粒子，变成另一种原子核的变
化称为原子核的衰变.
2.分类 α衰变，放射出 α 粒子：AZX→ZA－－24Y＋42He
β衰变，放射出 β 粒子：AZX→AZ＋1Y＋0－1e
根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程 A＝A′＋ 4n，Z＝Z′＋2n－m
(2)确定衰变次数，因为 β 衰变对质量数无影响，
先由质量数的改变确定 α 衰变的次数，然后再根据 β 衰变规律确定 β 衰变的次数.
变式 1 下列说法正确的是( ) A.研制核武器的钚 239(29349Pu)由铀 239(23992U)经过 4 次 β 衰变而产生 B.铯原子核(13535Cs)的结合能大于铅原子核(20882Pb) 的结合能(已知铅原子核比铯原子核稳定)
衰变类型 衰变方程
α衰变
β 衰变
AZX→ZA－－24Y＋42He AZX→ZA＋1Y＋0－1e
2 个质子和 2 个中 一个中子转化
衰变实质
子结合成一个整 为一个质子和
体射出
一个电子
衰变规律
211H＋210n→ 42He 电荷数守恒、质量
数守恒、动量守恒
10n→11H＋0－1e
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 核内部本身 的因素决定，跟 原子所处的 物理或化学状态 无关.如果放射性
度内，核力比库仑力大得多.
(2)核力是短程力，作用范围在 1.5×10－15 m 之内.
(3)每个核子只跟相邻的核子发生核力作用，这种 性质称为核力的饱和性.
2.原子核是核子结合在一起构成的，要把它们分
开，需要供给能量，这就是原子核的 结合能 .
3.质量亏损：原子核的质量小于组成它的核子的 质量之和，这个现象叫做质量亏损.
元素初始时刻的质量为 m0，它的半衰期是 T，则经过
时间 t，剩下的放射性元素的质量 m＝12Tt m0. 知识点四 放射性同位素及应用 1.同位素 具有相同 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，互称 同位素 .
有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素.天然
放射性同位素不过四十多种，而人工制造的放射性同
位素已达 1 000 多种. 2.放射性同位素的应用 (1)放射性同位素放出的射线应用于工业、探伤、
农业、医疗等. (2)作示踪原子. 知识点五 核力和结合能 1.核力：组成原子核的核子之间有很强的相互作
用力，使核子能克服库仑力而紧密地结合在一起，这
种力称为核力.其特点为： (1)核力是强相互作用的一种表现，在原子核的尺
4.爱因斯坦质能方程为 E＝mc2 ，若核反应中的
质量亏损为Δm，释放的核能ΔE＝Δmc2.
知识点六 重核裂变和核的反应.如：
_ 23952U＋10n→13564Xe＋9380Sr＋1010n
_.
2.聚变：两个轻核结合成质量较大的核的反应.如：
__21H＋31H→42He＋10n
__.
3.重核裂变和轻核聚变过程中都释放出 核能 .
考点一 原子核的衰变规律 例 1 某放射性元素的原子核发生两次α衰变和六
次β衰变，关于它的原子核的变化，下列说法正确的是
() A.中子数减小 8 C.质子数增加 2
B.质子数减小 2 D.核子数减小 10
【解析】设该原子核的质量数(核子数)为 m，电荷数(质
子(42He)的核反应，选项 B 正确.
【答案】B
【小结】核反应的四种类型
类型
可控 性
核反应方程典例
衰 α衰变 自发 29328U→ 29304Th＋42He 变 β衰变 自发 29304Th→29314Pa＋－1 0e
C.23952U 是天然放射性元素，常温下它的半衰期约
为 45 亿年，升高温度后半衰期会缩短
D.α粒子散射实验表明了原子具有核式结构
【解析】根据β衰变规律，研制核武器的钚 239(23994Pu) 由铀 239(29329U)经过 2 次 β 衰变而产生，选项 A 错误；原 子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小 能量，比结合能越大，原子核越稳定.铯原子核(13535Cs)不如 铅原子核(20882Pb)稳定，所以铯原子核(15353Cs)的结合能小于 铅原子核(20882Pb)的结合能，选项 B 错误；23952U 是天然放射 性元素，常温下它的半衰期约为 45 亿年，升高温度后半 衰期不变，选项 C 错误；卢瑟福通过 α 粒子散射实验提 出了原子的核式结构模型，选项 D 正确.
高速电子流
－e mp 1840 0－1e 0.99c 较强 穿透几毫 米的铝板
光子流(高频 电磁波)
0
静止质量为零
γ
c 最强 穿透几厘米的 铅板
很强
较弱
很弱
知识点二 原子核的组成
(1)1919 年，卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，发现 了 质子 ，并猜想原子核内还存在 中子 ，1932 年，他的学生查德威克通过实验证实了 中子 的存
第5节 原子核
知识点一 天然放射现象 1.放射性元素 自发地 发出射线的现象，叫做天 然放射现象，1896 年由法国物理学家 贝克勒尔 首先 发现.
2.三种放射线的比较
种类 α射线 β 射线
γ 射线
组成
带电荷量 质量 符号 速度
贯穿本领
贯穿实例
对空气的 电离作用
高速氦 核流
2e
4mp
42He 0.1c 最弱 用纸能 挡住
【答案】D
考点二 核反应方程及核反应类型的判断
例 2(2015·北京)下列核反应方程中，属于α衰变的
是( )
A.147N＋42He→187O＋11H B.23982U→23940Th＋42He
C.21H＋31H→42He＋10n
D.23940Th→23941Pa＋0－1e
【解析】α衰变是放射性元素的原子核放出α粒
子数)为 n，衰变后的质量数为 x，电荷数为 y，则有：
m＝x＋8，n＝－6＋4＋y，由此可知衰变后核子数减小
8，质子数增加 2，中子数减小 10，故 ABD 错误，C
正确.故选 C.
【答案】C
【小结】确定衰变次数的方法
(1)设放射性元素AZX 经过 n 次α衰变和 m 次β衰
变后，变成稳定的新元素AZ′′Y，则表示该核反应的方程 为AZX→AZ′′Y＋n42He＋m－1 0e
示，X 为元素符号，A 表示核的 质量数 ，Z 表示核 的 电荷数 .
知识点三 原子核的衰变
1.原子核放出α粒子或 β 粒子，变成另一种原子核的变
化称为原子核的衰变.
2.分类 α衰变，放射出 α 粒子：AZX→ZA－－24Y＋42He
β衰变，放射出 β 粒子：AZX→AZ＋1Y＋0－1e
根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程 A＝A′＋ 4n，Z＝Z′＋2n－m
(2)确定衰变次数，因为 β 衰变对质量数无影响，
先由质量数的改变确定 α 衰变的次数，然后再根据 β 衰变规律确定 β 衰变的次数.
变式 1 下列说法正确的是( ) A.研制核武器的钚 239(29349Pu)由铀 239(23992U)经过 4 次 β 衰变而产生 B.铯原子核(13535Cs)的结合能大于铅原子核(20882Pb) 的结合能(已知铅原子核比铯原子核稳定)
衰变类型 衰变方程
α衰变
β 衰变
AZX→ZA－－24Y＋42He AZX→ZA＋1Y＋0－1e
2 个质子和 2 个中 一个中子转化
衰变实质
子结合成一个整 为一个质子和
体射出
一个电子
衰变规律
211H＋210n→ 42He 电荷数守恒、质量
数守恒、动量守恒
10n→11H＋0－1e
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 核内部本身 的因素决定，跟 原子所处的 物理或化学状态 无关.如果放射性
度内，核力比库仑力大得多.
(2)核力是短程力，作用范围在 1.5×10－15 m 之内.
(3)每个核子只跟相邻的核子发生核力作用，这种 性质称为核力的饱和性.
2.原子核是核子结合在一起构成的，要把它们分
开，需要供给能量，这就是原子核的 结合能 .
3.质量亏损：原子核的质量小于组成它的核子的 质量之和，这个现象叫做质量亏损.
元素初始时刻的质量为 m0，它的半衰期是 T，则经过
时间 t，剩下的放射性元素的质量 m＝12Tt m0. 知识点四 放射性同位素及应用 1.同位素 具有相同 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，互称 同位素 .
有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素.天然
放射性同位素不过四十多种，而人工制造的放射性同
位素已达 1 000 多种. 2.放射性同位素的应用 (1)放射性同位素放出的射线应用于工业、探伤、
农业、医疗等. (2)作示踪原子. 知识点五 核力和结合能 1.核力：组成原子核的核子之间有很强的相互作
用力，使核子能克服库仑力而紧密地结合在一起，这
种力称为核力.其特点为： (1)核力是强相互作用的一种表现，在原子核的尺
4.爱因斯坦质能方程为 E＝mc2 ，若核反应中的
质量亏损为Δm，释放的核能ΔE＝Δmc2.
知识点六 重核裂变和核的反应.如：
_ 23952U＋10n→13564Xe＋9380Sr＋1010n
_.
2.聚变：两个轻核结合成质量较大的核的反应.如：
__21H＋31H→42He＋10n
__.
3.重核裂变和轻核聚变过程中都释放出 核能 .
考点一 原子核的衰变规律 例 1 某放射性元素的原子核发生两次α衰变和六
次β衰变，关于它的原子核的变化，下列说法正确的是
() A.中子数减小 8 C.质子数增加 2
B.质子数减小 2 D.核子数减小 10
【解析】设该原子核的质量数(核子数)为 m，电荷数(质
子(42He)的核反应，选项 B 正确.
【答案】B
【小结】核反应的四种类型
类型
可控 性
核反应方程典例
衰 α衰变 自发 29328U→ 29304Th＋42He 变 β衰变 自发 29304Th→29314Pa＋－1 0e
C.23952U 是天然放射性元素，常温下它的半衰期约
为 45 亿年，升高温度后半衰期会缩短
D.α粒子散射实验表明了原子具有核式结构
【解析】根据β衰变规律，研制核武器的钚 239(23994Pu) 由铀 239(29329U)经过 2 次 β 衰变而产生，选项 A 错误；原 子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小 能量，比结合能越大，原子核越稳定.铯原子核(13535Cs)不如 铅原子核(20882Pb)稳定，所以铯原子核(15353Cs)的结合能小于 铅原子核(20882Pb)的结合能，选项 B 错误；23952U 是天然放射 性元素，常温下它的半衰期约为 45 亿年，升高温度后半 衰期不变，选项 C 错误；卢瑟福通过 α 粒子散射实验提 出了原子的核式结构模型，选项 D 正确.
高速电子流
－e mp 1840 0－1e 0.99c 较强 穿透几毫 米的铝板
光子流(高频 电磁波)
0
静止质量为零
γ
c 最强 穿透几厘米的 铅板
很强
较弱
很弱
知识点二 原子核的组成
(1)1919 年，卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，发现 了 质子 ，并猜想原子核内还存在 中子 ，1932 年，他的学生查德威克通过实验证实了 中子 的存
第5节 原子核
知识点一 天然放射现象 1.放射性元素 自发地 发出射线的现象，叫做天 然放射现象，1896 年由法国物理学家 贝克勒尔 首先 发现.
2.三种放射线的比较
种类 α射线 β 射线
γ 射线
组成
带电荷量 质量 符号 速度
贯穿本领
贯穿实例
对空气的 电离作用
高速氦 核流
2e
4mp
42He 0.1c 最弱 用纸能 挡住
【答案】D
考点二 核反应方程及核反应类型的判断
例 2(2015·北京)下列核反应方程中，属于α衰变的
是( )
A.147N＋42He→187O＋11H B.23982U→23940Th＋42He
C.21H＋31H→42He＋10n
D.23940Th→23941Pa＋0－1e
【解析】α衰变是放射性元素的原子核放出α粒
子数)为 n，衰变后的质量数为 x，电荷数为 y，则有：
m＝x＋8，n＝－6＋4＋y，由此可知衰变后核子数减小
8，质子数增加 2，中子数减小 10，故 ABD 错误，C
正确.故选 C.
【答案】C
【小结】确定衰变次数的方法
(1)设放射性元素AZX 经过 n 次α衰变和 m 次β衰
变后，变成稳定的新元素AZ′′Y，则表示该核反应的方程 为AZX→AZ′′Y＋n42He＋m－1 0e