原子核总复习
原子物理学总复习
段正路
2014年
1
第一章 原子的基本状况
重点： 1，原子的核式结构 2，α粒子散射实验的意义
2
1、卢瑟福的原子核式模型
原子中的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子中央一 个很小的体积内，称为原子核。原子中的电子在核的周围 绕核运动。
2. α粒子的散射实验：
α粒子被静止核的库仑场散射的角度θ由下式决定
• Z：质子数 • A: 质量数
C4 0
20
a
原子核的角动量
P 核 LnSnLpSp
P核 I(I1)h
原子核的磁矩
I g
I(I1) he 2M
38
原子核的统计性：A为奇数的原子核属于费米子；A为偶 数的原子核属于玻色子。
原子核的结合能
E [Z m p (A Z )m n m 核 ]C 2 或 E [Z m H (A Z )m n m 原 子 ]C 2
r rr 总角动量 JLS JLS,LS 1 ,......,LS
L LS耦合下的原子态符号表示:
2S 1
s=0，单重态
J s=1，三重态
能级排布规则
洪特定则 朗德间隔定则
17
j-j 耦合
rjrj21 rrll12srsr12 rr r Jj1j2
j1 l1 s 1 ,l1 s 1 1 ,....,l1 s 1 j2 l2 s 2 ,l2 s 2 1 ,....,l2 s 2 Jj1j2,j1j2 1 ,....,j1j2
% 1R (m 12n 1 2)Tm Tn
R — 里德堡常数；T(m) —光谱项。
光谱线系 m = 1，n = 2、3、4…，赖曼系（紫外） m = 2，n = 3、4、5…，巴尔末系（可见光） m = 3，n = 4、5、6…，帕邢系（红外） m = 4，n = 5、6、7…，布喇开系（远红外）
原子核结构复习提纲
1、自然单位制选择的基本单位是哪些？自然单位制和国际单位制怎样相互转换？如果选择能量单位MeV 为基本单位之一，下列各物理量在自然单位制中的量纲是什么？长度、时间、质量、动量、角动量、温度、密度、压强、能量密度、万有引力常数、电流强度。
长度单位费米（fm ）是否可代替能量单位作为基本单位？如果可以，这时的自然制单位制与国际单位制怎样相互转换？2、解释下列概念：集合、矢量空间、线性独立、矢量空间的维数、标积公理3、群必须满足哪几个条件？李代尔的卡西尔算符指的是什么？4、什么是SU （2）群？它是几个独立参数？5、什么是群的生成元？掌握在两种情况下生成元的求法。
三维实空间平移群的生成元是什么？6、三维实空间的旋转群有哪些不可约表示？这些表示的基是什么？矩阵元是什么？7、什么是矢量球谐函数？具体写出前面几个简单的矢量球谐函数。
8、理解电多极场、磁多极场、纵向多极场的含义。
它们各自的性质（宇称、在原点附近的特点）9、光核反应的选择定则是什么？试判断原子核由初态3+到末态6−，所有可能的反应类型10、什么是原子核的对称能？写出它在费米气体模型中的表达式。
11、对称核物质指什么？饱和密度的值在什么范围？对称核物质在饱和密度处的结合能大约多少？压缩系数定义是什么？12、如何描述一般的核表面形变？了解前面几个多极形变的大致形状和含义。
13、理解集体坐标的意义与性质。
证2,||i λµα∑是旋转不变量。
14、纯四极形变一般有几个独立的集体坐标？在主轴系中只有两个独立坐标，它们可取为02(,)αα，也可为(,)βγ。
这两套坐标的关系怎样？15、经典液滴的微小表面振动可用四极谐振子描述。
写出相应拉氏量，求共轭动量表达式，定义产生与湮灭算符并求出它们的对易关系，讨论前面几个简单的声子态。
16、核子间的相互作用一般满足哪些不变性要求？证明张量力的方向平均值为017、核力有哪些主要特点（力程、吸引排斥、饱和性、自旋相关性等等）18、有效相互作用和核子—核子散射势有什么不同？它们能够互相代替吗？19、Hartree-Fock 理论波函数是否可以任意选取？如果不能，波函数应该由什么方程决定？20、理解壳模型基本思想，在考虑自旋后，每个壳层容纳核子数是多少？计算前面几个幻数。
2025年高考物理总复习专题47 原子核的衰变及核反应方程(附答案解析)
2025年高考物理总复习专题47原子核的衰变及核反应方程
1.原子核的衰变
衰变类型α衰变β衰变
衰变方程A Z X→A－4
Z－2
Y＋42He A Z X→A Z＋1Y＋0－1e
衰变实质2个质子和2个中子结合成
氦核211H＋210n→42He
1个中子转化为1个质子和
1个电子10n→11H＋0－1e
典型方程238
92
U→234 90Th＋42He234 90Th→234 91Pa＋0－1e 衰变规律电荷数守恒、质量数守恒、动量守恒2．三种射线的比较
名称构成符号电荷量质量电离能
力
贯穿本领
α射线氦核42He＋2e 4 u最强最弱
β射线电子0－1e－e
1
1 837u
较强较强
γ射线光子γ00最弱最强
3．核反应的四种类型
类型可控性核反应方程典例
衰变α衰变自发238 92U→234 90Th＋42He β衰变自发234 90Th→234 91Pa＋0－1e
人工转变人工控制14
7
N＋42He→17 8O＋11H
(卢瑟福发现质子)
4
2
He＋94Be→12 6C＋10n (查德威克发现中子)
模型归纳
第1页（共9页）。
高考物理总复习 第十二章 波粒二象性 原子结构和原子核
第十二章波粒二象性原子结构和原子核第1讲光电效应波粒二象性必备知识·自主排查一、光电效应及其规律1．光电效应现象在光的照射下，金属中的____________从表面逸出的现象，发射出来的电子叫做________．2．光电效应的产生条件入射光的频率________金属的极限频率．3．光电效应规律(1)每种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须________这个极限频率才能产生光电效应．(2)光电子的最大初动能与入射光的____________无关，只随入射光频率的增大而________．(3)光电效应的发生几乎是瞬时的，一般不超过10－9 s.(4)当入射光的频率大于极限频率时，饱和光电流的大小与入射光的强度成________．二、爱因斯坦光电效应方程1．光子说：在空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子，光子的能量ε＝________．2．逸出功W0：电子从金属中逸出所需做功的________．3．最大初动能：发生光电效应时，金属表面上的________吸收光子后克服原子核的引力逸出时所具有的动能的最大值．4．光电效应方程(1)表达式：hν＝E k＋W0或E k＝________．(2)物理意义：金属表面的电子吸收一个光子获得的能量是hν，这些能量的一部分用来克服金属的逸出功W0，剩下的表现为逸出后电子的____________．三、光的波粒二象性与物质波1．光的波粒二象性(1)光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有________性．(2)光电效应说明光具有________性．(3)光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的________性．2．物质波(1)概率波：光的干涉现象是大量光子的运动遵守波动规律的表现，亮条纹是光子到达概率________的地方，暗条纹是光子到达概率________的地方，因此光波是一种概率波．(2)物质波：任何一个运动着的物体，小到微观粒子，大到宏观物体，都有一种波与它对应，其波长λ＝________，p为运动物体的动量，h为普朗克常量．,教材拓展1.[人教版选修3－5P30演示实验改编]如图所示，用紫外线灯照射锌板，发现验电器的指针偏转，以下说法正确的是()A．锌板带正电，指针带负电B．锌板带负电，指针带正电C．锌板带正电，指针带正电D．锌板带负电，指针带负电2．[人教版选修3－5P36T2改编](多选)在光电效应实验中，用频率为ν的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法正确的是()A．增大入射光的强度，光电流增大B．减小入射光的强度，光电效应现象消失C．改用频率小于ν的光照射，一定不发生光电效应D．改用频率大于ν的光照射，光电子的最大初动能变大关键能力·分层突破考点一光电效应规律的理解及应用1．两条对应关系(1)光强大→光子数目多→发射光电子多→光电流饱和值大；(2)光子频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大．2．三个关系式(1)爱因斯坦光电效应方程：E k＝hν－W0.(2)最大初动能与遏止电压的关系：E k＝eU c.(3)逸出功与极限频率的关系W0＝hνc.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：电子吸收光子能量后，一部分克服阻碍作用做功，剩余部分转化为光电子的初动能，只有直接从金属表面飞出的光电子才具有最大初动能．(3)光电流与饱和光电流：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．(4)入射光强度与光子能量：入射光强度指单位时间内照射到金属表面单位面积上的总能量．例1[2022·江苏省扬州市检测]在光电效应实验中，某实验小组用同种频率的单色光，先后照射锌和银的表面，都能产生光电效应．对这两个过程，下列四个物理量中，可能相同的是()A．饱和光电流B．遏止电压C．光电子的最大初动能D．逸出功跟进训练1.[2022·浙江杭州质检](多选)现用一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生．下列说法正确的是()A．保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大B．入射光的频率变高，饱和光电流变大C．入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大D．保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生2．[2022·郑州一模](多选)在光电效应实验中，分别用频率为νa、νb的单色光a、b照射到同种金属上，测得相应的遏止电压分别为U a和U b、光电子的最大初动能分别为E k a和E k b.h 为普朗克常量．下列说法正确的是()A．若νa>νb，则一定有U a<U bB．若νa>νb，则一定有E k a>E k bC．若U a<U b，则一定有E k a<E k bD．若νa>νb，则一定有hνa－E k a>hνb－E k b考点二光电效应的图象分析光电效应的四类图象图象名称图线形状由图线直接(间接)得到的物理量最大初动能E k与入射光频率ν的关系①极限频率：图线与ν轴交点的横坐标νc②逸出功：图线与E k轴交点的纵坐标的值的绝对值W0＝|－E|＝E③普朗克常量：图线的斜率k＝h遏止电压U c与入射光频率ν的关系①极限频率νc：图线与横轴的交点的横坐标②遏止电压U c：随入射光频率的增大而增大③普朗克常量h：等于图线的斜率与电子电荷量的乘积，即h＝ke④逸出功：图线与E k轴交点的纵坐标的值的绝对值与电荷量的乘积U m e颜色不同时，光电流与电压的关系①遏止电压U c1、U c2②饱和光电流③最大初动能E k1＝eU c1，E k2＝eU c2颜色相同、强度不同的光，光电流与电压的关系①遏止电压U c：图线与横轴的交点的横坐标②饱和光电流I m1、I m2：光电流的最大值③最大初动能：E k＝eU c例2 (多选)美国物理学家密立根利用图示的电路研究金属的遏止电压U c与入射光频率ν的关系，描绘出图乙中的图象，由此算出普朗克常量h，电子电量用e表示，下列说法正确的是()A．入射光的频率增大，测遏止电压时，应使滑动变阻器的滑片P向M端移动B．增大入射光的强度，光电子的最大初动能也增大C．由U c -ν图象可知，这种金属的截止频率为νcD．由U c -ν图象可求普朗克常量表达式为h＝解题心得：跟进训练3.(多选)与光电效应有关的四个图象如图所示，下列说法正确的是()A．根据图甲装置，若先让锌板带负电，再用紫外线照射锌板，则验电器的张角可能变小B．根据图乙可知，黄光越强，则饱和电流越大，说明光子的能量与光强有关C．由图丙可知，ν2为该金属的截止频率D．由图丁可知E等于该金属的逸出功解题心得：考点三光的波粒二象性物质波1．对光的波粒二象性的理解(1)从数量上看个别光子的作用效果往往表现为粒子性；大量光子的作用效果往往表现为波动性．(2)从频率上看频率越低波动性越显著，越容易看到光的干涉和衍射现象；频率越高粒子性越显著，贯穿本领越强，越不容易看到光的干涉和衍射现象．(3)从传播与作用上看光在传播过程中往往表现出波动性；在与物质发生作用时往往表现出粒子性．(4)波动性与粒子性的统一由光子的能量E＝hν、光子的动量表达式p＝也可以看出，光的波动性和粒子性并不矛盾：表示粒子性的能量和动量的计算式中都含有描述波动性的物理量——频率ν和波长λ.跟进训练4.下列有关光的波粒二象性的说法中，正确的是()A．有的光是波，有的光是粒子B．光子与电子是同样的一种粒子C．光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著D．大量光子的行为往往显示出粒子性5．下列关于德布罗意波的认识，正确的解释是()A．任何一个物体都有一种波和它对应，这就是物质波B．X光的衍射证实了物质波的假设是正确的C．电子的衍射证实了物质波的假设是正确的D．宏观物体运动时，看不到它的衍射或干涉现象，是因为宏观物体的波长太大6．(多选)运动的微观粒子具有波粒二象性，有能量E、动量p，也对应着一定的波长λ.m 表示粒子的质量，下列图象正确的是()第十二章波粒二象性原子结构和原子核第1讲光电效应波粒二象性必备知识·自主排查一、1．电子光电子2．大于等于3．(1)大于等于(2)强度增大(4)正比二、1．hν2．最小值3．电子4．(1)hν－W0(2)最大初动能三、1．(1)波动(2)粒子(3)波粒二象2．(1)大小(2)教材拓展1．解析：本题考查光电效应，用紫外线灯照射锌板，有电子逸出，所以锌板带正电，验电器指针与锌板连接，同样带正电．所以C正确，A、B、D错误．答案：C2．答案：AD关键能力·分层突破例1解析：饱和光电流和入射光的强度有关，这个实验中可以通过控制入射光的强度来实现饱和光电流相同，A正确；不同金属的逸出功是不同的，同种频率的单色光，光子能量hν相同，根据光电效应方程E k＝hν－W0可知，两种金属中逸出的光电子的最大初动能E k不同，C、D错误；根据遏止电压和光电子最大初动能的关系U c＝可知，光电子的最大初动能不同，遏止电压也不同，B错误．答案：A1．解析：根据光电效应规律，保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，则饱和光电流变大，选项A正确．由爱因斯坦光电效应方程知，入射光的频率变高，产生的光电子最大初动能变大，而饱和光电流与入射光的频率和光强都有关，选项B错误，C正确．保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，当入射光的频率小于极限频率时，就不能发生光电效应，没有光电流产生，选项D错误．答案：AC2．解析：设该金属的逸出功为W，根据爱因斯坦光电效应方程有E k＝hν－W，同种金属的W不变，则逸出光电子的最大初动能随ν的增大而增大，B项正确；又E k＝eU，则最大初动能与遏止电压成正比，C项正确；根据上述有eU＝hν－W，遏止电压U随ν增大而增大，A项错误；又有hν－E k＝W，W相同，则D项错误．答案：BC例2解析：入射光的频率增大，光电子的最大初动能增大，则遏止电压增大，测遏止电压时，应使滑动变阻器的滑片P向N端移动，故A错误；根据光电效应方程E km＝hν－W0知，光电子的最大初动能与入射光的强度无关，故B错误；根据E km＝hν－W0＝eU c，解得U c＝，图线的斜率k＝＝，则h＝，当遏止电压为零时，ν＝νc，故C、D正确．答案：CD3．解析：紫外线照射锌板能发生光电效应，锌板带正电，若先让锌板带负电，则验电器张角有可能变小，选项A正确；光子的能量只与频率有关，选项B错误；最大初动能E k＝hν－W0，eU c＝E k，所以U c＝ν－，因此丙图中νc为截止频率，选项C错误；图丁中的E等于该金属的逸出功，选项D正确．答案：AD4．解析：光既有波动性又有粒子性，故A项错误；光子不带电，没有静止质量，而电子带负电，有质量，故B项错误；光的波长越长，其波动性越显著，波长越短，其粒子性越显著，故C项正确；个别光子的作用效果往往表现为粒子性，大量光子的作用效果往住表现为波动性，故D项错误．答案：C5．解析：只有运动的物体才具有波动性，A错误；X光是波长极短的电磁波，是光子，它的衍射不能证实物质波的存在，B错误；电子是实物粒子，它的衍射能证实物质波的存在，C正确；宏观物体由于动量太大，德布罗意波长太小，所以看不到它的干涉、衍射现象，D 错误．答案：C6．解析：根据爱因斯坦质能方程可知，粒子的能量E＝mc2，则E－m图象是一个正比例函数图象，故A正确，B错误；根据德布罗意波长公式λ＝可知，粒子的动量p＝，则p－图象是正比例函数图象，故C正确，D错误．答案：AC。
高考物理无锡近代物理知识点之原子核知识点总复习附答案
高考物理无锡近代物理知识点之原子核知识点总复习附答案一、选择题1．在核反应堆中，为了使快中子的速度减慢，可选用作为中子减速剂的物质是（ ） A ．氢 B ．镉 C ．氧 D ．水2．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3．中国大科学装置“东方超环”（EAST ）近期实现1亿摄氏度等离子体运行等多项重大突破。
由于其内部核反应原理与太阳类似，因此“东方超环”也被称为“人造太阳”“人造太阳”采用的核反应方程可能是（ ）A ．B ．C ．D ．4．C 发生放射性衰变成为N ，半衰期为5700年。
已知植物存活期间，其体内C 与C 的比例不变；生命活动结束后，C 的比例持续减少。
现通过测量得知，某古木样品中C 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 ．该古木采伐的年代距今约2850年B ．C 衰变为N 的过程中放出射线C ．C 、C 具有相同的中子数D ．增加样品测量环境的压强将加速C 的衰变5．关于原子和原子核的组成，说法正确的是（ ）A ．汤姆孙通过对阴极射线一系列研究，发现了原子核内部放出的β射线B ．玻尔将量子观念引入原子领域，建立了氢原子量子化模型C ．卢瑟福分析α粒子散射实验数据，发现了原子核内部的质子D ．贝克勒尔研究了铀的天然放射性，建立了原子核式结构模型6．由核反应产生，且属于电磁波的射线是（ ）A ．α射线B ．γ射线C ．X 射线D ．阴极射线7．氘核、氚核、中子、氦核的质量分别是m 1、m 2、m 3和m 4，如果氘核和氚核结合生成氦核，则下列说法中正确的是（ ）A ．核反应方程式为234112H H He +→B ．这是一个裂变反应C ．核反应过程中的质量亏损Δm ＝m 1＋m 2－m 4D ．核反应过程中释放的核能ΔE ＝（m 1＋m 2－m 3－m 4）c 28．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9．实验观察到，静止在匀强磁场中A点的原子核发生衰变，衰变产生的新核与释放出的粒子恰在纸面内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹示意如图。
高考物理总复习第十二单元波粒二象性原子结构与原子核课时2原子结构原子核教师用书(含解析)新人教版
1.原子的核式结构模型(1)电子的发现:英国物理学家汤姆孙发现了电子。
(2)α粒子散射实验:1909~1911年,英国物理学家卢瑟福和他的助手进行了用α粒子轰击金箔的实验,实验发现绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进,但有少数α粒子发生了大角度偏转,几乎被“撞”了回来。
(3)卢瑟福提出原子的核式结构模型:在原子中心有一个很小的核,原子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。
2.氢原子的能级结构(1)玻尔理论①定态:原子只能处于一系列不连续的能量状态中,在这些能量状态中原子是稳定的,电子虽然绕核运动,但并不向外辐射能量。
②跃迁:原子从一种定态跃迁到另一种定态时,它辐射或吸收一定频率的光子,光子的能量由这两个定态的能量差决定,即hν=E m-E n。
(h是普朗克常量,h=6.626×10-34J·s)③轨道:原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周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也是不连续的。
(2)基态和激发态:原子能量最低的状态叫基态,其他能量较高的状态叫激发态。
3.原子核的组成(1)原子核由质子和中子组成,它们统称为核子。
(2)原子核的核电荷数=质子数,原子核的质量数=质子数+中子数。
(3)同位素:具有相同质子数、不同中子数的原子。
同位素在元素周期表中的位置相同。
4.天然放射现象(1)天然放射现象:元素自发地放出射线的现象,首先由贝可勒尔发现。
天然放射现象的发现,说明原子核还具有复杂的结构。
(2)三种射线放射性元素放射出的射线共有三种,分别是α射线、β射线、γ射线。
其中α射线是高速运动的氦核,β射线是高速运动的电子流,γ射线是光子。
(3)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)及化学状态(如单质、化合物)无关。
(4)α衰变和β衰变的实质α衰变:核内两个中子和两个质子作为一个整体从较大的原子核内抛射出来。
原子核物理复习提纲
6. 核磁共振法测核磁矩：将被测样品放在一个均匀的强磁场 B 中，由于核具有磁矩，它 在磁场中与磁场作用获得附加能量 E。这个能量随核在磁场中的取向不同而不同，有 2I+1 个值。如果我们在垂直于均匀磁场 B 的方向上再加上一个强度较弱的高频磁场， 当其频率 v 满足 hv = ΔE 时，样品的原子核将会吸收高频磁场的能量而使核的取向发 生改变，实现能级跃迁。此时，高频磁场的能量被原子强烈吸收，称为共振吸收，此时 的频率 v 称为共振频率。因此，只要测得 v 和 B 即可求出核的磁矩。
2. 壳模型的基本思想：1 原子核虽然不存在与原子中相类似的不变的有心力场，但原子核 中的每一个核子看作是在一个平均场中运动，这个平均场是所有其他核子对一个核子作 用场的总和，对于接近球形的原子核，可以以为这个平均场是个有心场；2 泡利不相容 原理不仅限制了每个能级所能容纳核子的数目，也限制了原子核中核子与核子的碰撞概 率。
5.
平均寿命τ：放射性原子核平均生存的时间。τ = 1
������
6.
放射性活度
A：指放射性元素或同位素每秒衰变的原子数。������
=
������������
=
������
������ ������
������������
7. 比活度：放射性活度与其质量之比，即单位质量的放射性活度。 8. 射线强度：即放射性活度。
Ed = (∆mY + ∆mα − mX) × 931.5 MeV
Ed = ∆(Z, A) − ∆(Z − 2, A − 4) − ∆(2,4)
高考物理专题复习：原子核专题
精品基础教育教学资料，仅供参考，需要可下载使用！原子核专题一、单选题1．2018年7月27日将发生火星冲日能量，那时火星、地球和太阳几乎排列成一线，地球位于太阳与火星之间，已知地球和火星绕太阳公转的方向相同，火星公转轨道半径约为地球的1.5倍，若将火星和地球的公转轨迹近似看成圆，取，则相邻两次火星冲日的时间间隔约为（）A. 0.8年B. 1.6年C. 2.2年D. 3.2年【答案】C【解析】由万有引力充当向心力得：，解得行星公转周期：，则火星和地球的周期关系为：，已知地球的公转周期为1年，则火星的公转周期为年，相邻两次火星冲日的时间间隔设为t，则：化解得：，即：，求得故本题选C2．关于原子核的结合能，下列说法正确的是（）A. 原子核的比结合能等于将其完全分解成自由核子所需能量的最小值B. 原子核衰变成α粒子和另一原子核，并释放出能量，衰变产物的结合能之和一定小于原来原子核的结合能C. 铯原子核()的结合能小于铅原子核()的结合能D. 比结合能越大，原子核越不稳定【答案】C【解析】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，故A错误；原子核衰变成粒子和另一原子核，要释放能量，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能，故B错误；铯原子核()的比结合能与铅原子核()的比结合能差不多，而铯原子核()的核子小于铅原子核() 的核子，故铯原子核()的结合能小于铅原子核()的结合能，故C正确；比结合能越大，原子核越稳定，故D错误；故选C。
【点睛】比结合能：原子核结合能对其中所有核子的平均值，亦即若把原子核全部拆成自由核子，平均对每个核子所要添加的能量．用于表示原子核结合松紧程度．结合能：两个或几个自由状态的粒子结合在一起时释放的能量．分散的核子组成原子核时放出的能量叫做原子核结合能．3．到2018年1月，全球30个国家和地区共有440个核电机组，总装机容量为390吉瓦，发电量约占全球发电量的11%。
2021年高中物理选修三第五章《原子核》复习题(答案解析)(2)
一、选择题1．一个静止的放射性原子核处于垂直纸面向里的匀强磁场中，由于发生了衰变而形成了如图所示的两个圆形径迹，两圆半径之比为1∶16，则以下说法正确的是（ ）A ．该原子核发生了α衰变B ．反冲核沿小圆做逆时针方向运动C ．原静止的原子核的原子序数为17D ．沿大圆和沿小圆运动的粒子的周期相同2．以下说法正确的是（ ）A ．α粒子散射实验说明原子核内部是有结构的B ．β射线是由原子核外电子电离产生C ．氢弹利用了核聚变反应D ．查德威克发现了质子3．下列说法正确的是（ ）A ．23892U 衰变为22286Rn 要经过4次α衰变和2次β衰变B ．衰变中产生的β射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的C ．查德威克发现了中子，并第一次实现了人工合成放射性同位素D ．汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子，并准确测出了电子的电荷量4．碘131的半衰期约为8天，若某药物含有质量为m 的碘131，经过24天后，该药物中碘131的含量大约还有（ ）A ．二分之一B ．四分之一C ．八分之一D ．十六分之一 5．一个中子与一个质子发生核反应，生成一个氘核，该反应放出的能量为Q 1，两个氘核发生核反应生成一个氦核，氘核聚变反应方程是22311120H H He n +→+。
该反应放出的能量为Q 2，聚变反应中生成氦核的比结合能（ ）A ．123Q Q +B ．12 3Q Q -C ．122 3Q Q +D ．212 3Q Q + 6．碘131的半衰期约为8天,若某药物含有质量为m 的碘131，经过32天后,该药物中碘131的含量大约还有( )A ．4mB ．8mC ．16m D ．32m 7．太阳内部持续不断地发生着4个质子(11H)聚变为1个氦核(42He)的热核反应，核反应方程是141242H He X →+，这个核反应释放出大量核能．已知质子、氦核、X 的质量分别为1m 、2m 、3m ，真空中的光速为c ．下列说法中正确的是A ．方程中的X 表示中子(10n)B ．方程中的X 表示电子(01-e)C ．这个核反应中质量亏损124m m m ∆=-D ．这个核反应中释放的核能2123(42)E m m m c ∆=-- 8．下列说法正确的是（ ）A ．某种频率的光照射金属能发生光电效应，若增加入射光的强度，则单位时间内发射的光电子数增加B ．在核反应堆中，镉棒的作用是使快中子变为慢中子C ．结合能越大，原子核越稳定D ．入射光的频率不同，同一金属的逸出功也会不同9．有一钚的同位素23994Pu 核静止在匀强磁场中，该核沿与磁场垂直的方向放出x 粒子后，变成铀（U ）的一个同位素原子核．铀核与x 粒子在该磁场中的旋转半径之比为1：46，则（ ）A ．放出的x 粒子是42HeB ．放出的x 粒子是01e -C ．该核反应是β衰变反应D ．x 粒子与铀核在磁场中的旋转周期相等 10．在核反应方程41417278He+N O+X →中，X 表示的是A ．质子B ．中子C ．电子D ．α粒子 11．铀（23892U ）经过α、β衰变后形成稳定的铅（20682Pb ），在衰变过程中，中子转变为质子的个数为（ ）A ．6个B ．14个C ．22个D ．32个 12．下列说法不．正确的是( ) A ．α射线是高速运动的氦原子核B ．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子时所产生的C ．方程式258254492902U Th He →+是重核裂变反应方程 D ．23290Th 经过6次α衰变和4次β衰变后成为20882Pb13．麻省理工学院要建人类史上第一个可控核聚变发电站．该发电站的核反应方程可能是A ．23411120H H He n +→+B ．238234492902U Th He →+ C ．2351891441920365603U n Kr Ba n +→++D ．1441717281N He O H +→+14．关于近代物理，下列说法错误．．的是 （ ） A ．轻核聚变反应方程234112H H He X +→+中，X 表示电子B ．α粒子散射实验现象揭示了原子的核式结构C ．分别用红光和紫光照射金属钾表面均有光电子逸出，紫光照射时，逸出的光电子的最大初动能较大D ．基态的一个氢原子吸收一个光子跃迁到n = 3激发态后，可能发射2种频率的光子 15．关于质能方程E =mc 2，下列说法正确的是（ ）A ．质量和能量可以相互变化B ．当物体向外释放能量△E 时，其质量必定增加△m ，满足△E =△mc 2C ．物体的核能可以用mc 2表示D ．mc 2是物体所蕴藏能量的总和二、填空题16．在β衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出，中微子的性质十分特别，因此在实验中很难探测。
2023年高三物理二轮专题复习原子核
例：关于放射性同位素的应用，下列说法中正确的有( D )
A．放射线改变了布料的性质使其不再因摩擦而生电，因此达到 了消除有害静电的目的
B．利用γ射线的贯穿性可以为金属探伤，也能进行人体的透视 C．用放射线照射作物种子能使其DNA发生变异，其结果一定是
成为更优秀的品种 D．用γ射线治疗肿瘤时一定要严格控制剂量，以免对人体正常
核子数要减少 D．重核裂变为中等质量的核时，要发生质量亏损，放出核
能
二、核反应 3.核聚变 （1）聚变反应：两个轻核结合成质量较大的原子核的反应。 （2）典型聚变反应： （3）反应条件：轻核的距离要达到10－15m以内， 聚变可以通过
高温来实现，因此又叫热核反应。 （4）核聚变的应用：核武器——氢弹；太阳能；探索可控热核反应
重核裂变与轻核聚变的比较
重核裂变
轻核聚变
重核分裂成两个或多个中等质量的原 两个轻核结合成质量较大的原子核，
反应原理
子核，放出核能
放出核能
放能多少
聚变反应比裂变反应平均每个核子放出的能量要大3～4倍
核废料处理 难度
聚变反应的核废料处理要比裂变反应简单得多
原料的蕴藏 量
核裂变燃料铀在地球上储量有限，尤 其用于核裂变的铀235在铀矿石中只
射线种类
组成
α射线
α粒子是氦原 子核He
β射线
β粒子是高速 电子流e
γ射线
波长很短的 电磁波
速度 约c 接近c 等于c
贯穿本领 电离作用 很小，一张薄纸
很强 就能挡住 很大，能穿过几
较弱 毫米厚的铝板 最大，能穿过几
很小 厘米厚的铅板
3.原子核的组成 质子的发现：1919年卢瑟福用α粒子轰击氮原子核获得了质子。 中子的发现：1932年查德威克用α粒子轰击铍(Be)原子核获得了
高考物理 原子和原子核总复习质量评估详解详析 新人教版
2011高考物理总复习质量评估详解详析--原子和原子核(时间:90分钟 满分:100分)第Ⅰ卷 选择题一、选择题(本题包括10小题,共40分.每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,错选或不选的得0分) 1.下列说法错误的是( )A.半衰期表示放射性元素衰变的快慢，半衰期越长，衰变越慢B.同位素的核外电子数相同，因而具有相同的化学性质C.阴极射线和β射线都是电子流，它们的产生机理是一样的D.重核裂变过程中一定伴随着质量亏损解析:由基本概念可知ABD 说法是对的.阴极射线和β射线都是电子流,但产生机理不同,故应选C.答案:C2.下列说法中正确的是( )A.氢原子从较高的激发态跃迁到较低的激发态时，电子的动能增加，电势能增加，原子的总能量增加B.α射线是原子核发出的一种粒子流，它的电离能力在α、β、γ三种射线中是最弱的C.原子核反应过程中的质量亏损现象违背了能量守恒定律D.将放射性元素掺杂到其他稳定元素中并大幅度降低其温度，它的半衰期不发生改变解析:氢原子从较高的激发态跃迁到较低的激发态时，由于电场力做正功，电势能减少,又因氢原子放出光子，所以原子的总能量减少，故A 错.α射线的电离能力在α、β、γ三种射线中是最强的，所以B 错.据爱因斯坦质能方程可知，原子核反应过程中的质量亏损现象并不违背能量守恒定律，故C 错.放射性元素的半衰期不因其物理、化学状态的变化而变化，故D 正确.答案:D3.现在太阳向外辐射的能量是由于太阳内部氢聚变产生的，大约在40亿年以后太阳内部将会启动另一种核反应，其核反应方程为:C He He He 126 424242→++,那时太阳向外辐射的能量是由上述两种核反应产生的.已知He 42的质量为m 1，C 126 的质量为m 2,则下列判断正确的是( ) A.3m 1＞m 2 B.3m 1＜m 2 C.3m 1=m 2D.m 1=3m 2 解析:由于发生上述核聚变时释放核能，根据爱因斯坦质能方程，可知该反应存在质量亏损，所以3m 1＞m 2,即选项A 正确. 答案:A4.2006 年美国和俄罗斯的科学家利用回旋加速器，通过Ca 4820(钙48)轰击Cf 24998 (锎249)发生核反应，成功合成了第118号元素，这是迄今为止门捷列夫元素周期表中原子序数最大的元素.实验表明，该元素的原子核先放出3个相同的粒子X ，再连续经过3次α衰变后，变成质量数为282的第112号元素的原子核，则上述过程中的粒子X 是( ) A.中子 B.质子 C.电子 D.α粒子 解析:综合上述反应可得总的核反应方程为Y He 3Cf Ca 2821124224998 4820+⋅→+,根据质量数和电荷数守恒可得m =0、n =1,所以X 是中子，A 正确. 答案:A5.K －介子衰变的方程为K －→π－＋π0，其中K －介子和π－介子带负的元电荷e ，π0介子不带电.如图15-1所示，两匀强磁场方向相同，以虚线MN 为理想边界，磁感应强度分别为B 1、B 2.今有一个K －介子沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场B 1中，其轨迹为圆弧AP ，P 在MN 上，K －在P 点时的速度为v ，方向与MN 垂直.在P 点该介子发生了上述衰变.衰变后产生的π－介子沿v 反方向射出，其运动轨迹为如图虚线所示的“心”形图线.则以下说法正确的是()图15-1A.π－介子的运行轨迹为PENCMDP B.π－介子运行一周回到P 用时为22eB mT π=C.B 1＝4B 2D.π0介子做匀速直线运动解析:根据左手定则可知π－介子的运行轨迹为PDMCNEP ，所以选项A 错误；π－介子在磁场B 1中的半径,'11eB m v r =在磁场B 2中的半径,'22eB mv r =由题图可知r 2=2r 1，所以B 1＝2B 2，选项C错误；π－介子运行一周回到P 用时为,22221eB m eB m eB m T πππ=+=选项B 正确；π0介子不带电，将做匀速直线运动，选项D 正确. 答案:BD6.下列说法正确的是( )A.研制核武器的钚239)Pu (23994 由铀239U)(23992 经过4次β衰变而产生 B.发现中子的核反应方程是n C He Be 10126 4294+→+C.20 g 的U 23892 经过两个半衰期后其质量变为15 gD.U 23892 在中子轰击下，生成Sr 9438和Xe 14054 的核反应前后，原子核的核子总数减少解析:e 2PU U 0123994 23992 -+→发生2次β衰变，A 错误.20 g U 23892 经过两个半衰期后其质量,5)21(202g g m =⨯=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:B7.北京奥委会接受专家的建议，大量采用对环境有益的新技术，如2008年奥运会场馆周围80%～90%的路灯利用太阳能发电技术，奥运会90%的洗浴热水采用全玻璃真空太阳能聚热技术.太阳能是由于太阳内部高温高压条件下的聚变反应产生的，下列核反应属于聚变反应的是( )A.n He H H 10423121+→+B.H O He N 11178 42147+→+C.n 10S r Xe n U 10903813654 1023592 ++→+D.He Th U 4223490 23892 +→解析:把轻核结合成质量较大的核，释放出核能的反应，称为聚变，四个选项中只有A 为聚变反应，B 是发现质子的核反应，C 是铀核的裂变反应，D 是铀核的α衰变. 答案:A8.关于天然放射现象，以下叙述正确的是( )A.β衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时所产生的B.若使放射性物质的温度升高，其半衰期将减小C.在α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，β射线的电离能力最强D.铀核)U (23892 衰变为铅核)Pb (20682 的过程中，要经过8次α衰变和10次β衰变解析:A 选项正确，核反应方程为.e H n 0 11110-+→B 选项错误，放射性物质的半衰期只与物质本身有关，与该物质所处的物理、化学状态无关.C 选项错误，在α、β、γ三种射线中，α射线的电离能力最强，穿透能力最弱；γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱.D 选项错误，核反应中电荷数和质量数都守恒，则,8262922064238⎩⎨⎧+-=+=x x 解得,68⎩⎨⎧==y x 即8次α衰变和6次β衰变.答案:A9.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”)已完成了首次工程调试.下列关于“人造太阳”的说法正确的是( )A.“人造太阳”的核反应方程是n He H H 10423121+→+B.“人造太阳”的核反应方程是n 3Kr Ba n U 10923614156 1023592 ++→+C.“人造太阳”释放的能量大小的计算公式是ΔE =Δmc 2D.“人造太阳”核能大小的计算公式是221mc E =解析:“人造太阳”是利用海水中的21H 和31H 聚变而产生大量能量的.放出的能量可利用爱因斯坦质能方程ΔE ＝Δmc 2求出，其中Δm 为质量亏损，所以A 、C 项正确. 答案:AC10.静止的P 3015衰变成Si 3014，静止的Th 23490 衰变为Pa 23491 ，在同一匀强磁场中的轨道如图15-2所示.由此可知( )图15-2A.甲图为P 3015的衰变轨迹，乙图为Th 23490 的衰变轨迹 B.甲图为Th 23490 的衰变轨迹，乙图为P 3015的衰变轨迹C.图中2、4为新核轨迹，1、3为粒子轨迹D.图中2、4为粒子轨迹，1、3为新核轨迹 解析:P 3015衰变成Si 3014时，放出正电子，两者均带正电，运动方向相反，根据左手定则，轨迹应是外切圆，如题图乙.根据动量守恒和qBmv R可知3为正电子的轨迹，4为Si 3014的轨迹.同理可分析Th 23490 衰变为Pa 23491 时，放出负电子，轨迹应是内切圆，如题图甲，1为负电子的轨迹，2为Pa 23491 的轨迹.故选项B 、C 正确.答案:BC二、填空实验题(11题6分，12题6分)11.一置于铅盒中的放射源发射的α、β和γ射线，由铅盒的小孔射出，在小孔外放一铝箔，铝箔后的空间有一匀强电场.进入电场后，射线变为a 、b 两束，射线a 沿原来方向行进，射线b 发生了偏转，如图15-3所示，则图中的射线a 为________射线，射线b 为________射线.图15-3解析:从放射源射出三种射线，分别为α、β和γ射线，其中α射线被铝箔挡住，只有β和γ射线穿出，又由于γ射线不带电，所以在偏转电场中不发生偏转.综上分析，可知图中的射线a 为γ射线，射线b 为β射线. 答案:γ β12.人类认识原子结构和开发利用原子能经历了十分曲折的过程.请按要求回答下列问题.图15-4(1)卢瑟福、玻尔、查德威克等科学家在原子结构或原子核的研究方面作出了卓越的贡献.请选择其中的两位，指出他们的主要成绩.①__________________________________________________________________________； ②__________________________________________________________________________.(2)在贝克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，图154为三种射线在同一磁场中的运动轨迹，请从三种射线中任选一种，写出它的名称和一种用途._____________________________________________________________________________. 解析:(1)①卢瑟福:提出了原子的核式结构模型(或其他成就)；②玻尔:首次把量子理论引入到原子结构中，提出了轨道量子化和能量量子化的思想，进一步发展了原子结构理论，并成功解释了氢光谱(或其他成就)；③查德威克:首先发现了中子(或其他成就 (2)1为α射线，利用它的电离作用很强，可消除静电. 2为γ射线，利用它的穿透本领很强，可用于工业探伤.3为β射线，利用它的穿透本领较强，可用于控制工业生产线上某些金属板的厚度.判断方法:用左手定则.依据磁场方向及“运动轨迹”弯曲方向即洛伦兹力方向，可断定射线1、3的电性，从而确定射线种类. 答案:见解析三、计算题(本题包括4小题,共48分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题目,答案中必须明确写出数值和单位)13.(10分)在可控核反应堆中需要给快中子减速，轻水、重水和石墨等常用作减速剂.中子在重水中可与H 21核碰撞减速，在石墨中与C 126 核碰撞减速.上述碰撞可简化为弹性碰撞模型.某反应堆中快中子与静止的靶核发生对心正碰，通过计算说明，仅从一次碰撞考虑，用重水和石墨作减速剂，哪种减速效果更好？解析:设中子质量为M n ，靶核质量为M ，由动量守恒定律得M n v 0=M n v 1+Mv 2 由能量守恒得2221n 20n 212121Mv v M v M += 解得0n n 1v MM MM v +-=在重水中靶核质量M H =2M n00H n H n H 131v v M M M M v -=+-=在石墨中靶核质量M C =12M n00C n C n 1C 1311v v M M M M v -=+-=与重水靶核碰后中子速度较小，故重水减速效果更好. 答案:略14.(10分)原子从一个能级跃迁到一个较低能级时,有可能不发射光子,例如在某种条件下,铬原子n =2能级上的电子跃迁到n =1能级上时并不发射光子,而是将相应的能量转交给n =4能级上的电子,使之能脱离原子,这一现象叫做俄歇效应,以这种方式脱离原子的电子叫俄歇电子.已知铬原子的能级公式可简化为,2nAE n -=式中n =1,2,3,…表示不同的能级,A 是正的已知常数.上述俄歇电子的动能是多少？ 解析:铬原子n =2的能级,4222A A E -=-=n =1的能级E 1=－A ,所以电子从n =2能级跃迁到n =1的能级释放的能量ΔE =E 2－E 1=34A 又铬原子n =4的能级,16424A A E -=-=说明电子从n =4能级跃迁到无穷远能级(E ∞=0),即脱离原子需吸收16A 的能量.由能的转化和守恒知,该俄歇电子的能量应为.611)(4k A E E E =--∆= 答案:A 1611 15.(14分)太阳内部持续不断地发生着4个质子聚变为1个氦核的热核反应，这个核反应释放出的大量能量就是太阳的能源 (1)写出这个核反应方程；(2)这一核反应能释放多少能量？ (3)已知太阳每秒释放的能量为3.8×1026 J ，则太阳每秒减少的质量为多少？(4)若太阳质量减少万分之三，热核反应不能继续进行，计算太阳能存在多少年.(太阳质量M ＝2×1030 kg,m p ＝1.007 3 u ，m He ＝4.001 5 u ，m e ＝0.000 55 u)解析:(1).e 2He H 4014211+→(2)Δm ＝4×1.007 3 u －(4.001 5＋2×0.000 55) u ＝0.026 6 uΔE ＝Δmc 2＝0.026 6×931.5 MeV ＝24.78 MeV ＝4×10－12 J. (3)太阳每秒钟释放的能量为3.8×1026 J ，则太阳每秒钟减少的质量为kg.100.4kg )103(108.31028262⨯=⨯⨯=∆=∆c E m (4)太阳的质量为2×1030 kg ，太阳还能存在的时间为91610430105s 1015s 104.0103102⨯=⨯=⨯⨯⨯⨯=∆∆=-m M t (年). 答案:(1)略 (2)4×10－12 J (3)0.4×1010 kg (4)5×109年16.(14分)已知氘核质量为2.013 6 u ，中子质量为1.008 7 u,He 32的质量为3.015 0 u. (1)写出两个氘核聚变成He 32的核反应方程；(2)计算上述核反应中释放的核能；(3)若两氘核以相等的动能0.35 Me Ｖ做对心碰撞即可发生上述核反应，且释放的核能 全部转化为机械能，则反应中生成的He 32和中子的动能各是多少?思路点拨:(1)计算出质量亏损Δm ，根据ΔE ＝Δmc 2计算释放的核能.(2)在两氘核对心碰撞发生核反应的过程中，满足动量守恒及能的转化与守恒定律.解析:应用质量数守恒和核电荷数守恒不难写出核反应方程为:n He H H 10322121+→++ 由题给条件可求出质量亏损为: Δm ＝2.013 6 u×2－(3.015 0＋1.008 7) u ＝0.003 5 u 所以释放的核能为ΔE ＝Δmc 2＝931.5×0.003 5 MeV ＝3.26 MeV因为该反应中释放的核能全部转化为机械能，即转化为He 32和中子的动能.若设He 32和中子的质量分别为m 1、m 2，速度分别为v 1、v 2，则由动量守恒及能的转化和守恒定律，得 m 1v 1－m 2v 2＝0，E k1＋E k2＝2E k0＋ΔE又由222k2211k121,21v m E v m E == 可得,3112k2k1==m m E E 则MeV 0.9MeV )26.335.02(41)2(41k0k1=+⨯⨯=∆+=E E EMeV. 2.97MeV )26.335.02(43)2(43k0k2=+⨯⨯=∆+=E E E答案:(1)n He H H 10322121+→+(2)3.26 MeV (3)0.99 MeV 2.97 MeV。
原子核物理复习考点
第一章：自旋、宇称、同位旋自旋：原子核的角动量，通常称为核的自旋，是原子核的最重要的特性之一。
宇称：宇称是微观物理领域中特有的概念。
它描写微观体系状态波函数的一种空间反演性质。
设某一体系状态的波函数Ψ(x)。
当它作空间反演时(即x~-x)，Ψ(一x)=Ψ(x)，我们称这波函数具有正的(或说偶的)宇称，也就是该体系的宇称为正。
当Ψ(-x)=-Ψ(x)，则称这波函数具有负的(或说奇的)宇称。
当考虑原子核中的诸核子在某种有心场中独立运动时，则诸核子波函数的宇称由其轨道量子数l决定。
原子核波函数可近似地考虑作诸核子波函数的乘积。
因此，原子核的宇称πN可看作诸核子的轨道宇称之积:同位旋：反映自旋和宇称相同、质量相近而电荷数不同的几种粒子归属性质的量子数。
粒子的性质之一。
第二章：结合能、液滴模型、结合能的半经验公式原子核的质量比组成它的核子的总质量小，表明由自由核子结合而成原子核的时候，有能量释放出来。
这种表示自由核子组成原子核所释放的能量称为原子核的结合能。
核素的结合能用B(Z,A)表示。
根据相对论质能关系，它与核素的质量亏损△M(Z,A)的关系是B(Z,A)= △M(Z,A)c2液滴模型是早期的一种原子核模型，它将原子核比作一个液滴，将核子比作液体中的分子。
从比结合能曲线看出，原子核平均每个核子的结合能几乎是常量。
说明核子间的相互作用力具有饱和性，否则B将近似地与A2成正比。
这种饱和性与液体中分子力的饱和性类似。
二是从原子核的体积近似地正比于核子数的事实知道，核物质密度几乎是常量，表示原子核是不可压缩的，这与液体的不可压缩性类似。
由于质子带正电，原子核的液滴模型把原子核当作荷电的液滴。
基于液滴模型，并考虑了对称能和对能，球形原子核的结合能半经验公式是体积能、表面能、库仑能、对称能、对能第四章：核力的主要性质第五章α衰变的能量、库仑势垒、α衰变的量子理论、禁戒因子α衰变的能量：E d、E k和E R分别为衰变能、a粒子动能和子核(也叫反冲核)的动能，原子核要自发地发射a粒子，显然必要的条件是衰变能大于零。
2023届高考物理一轮复习专题讲义：原子核
高考物理一轮复习《原子核》专题讲义[考点梳理]【考点一】原子核的组成1.天然放射现象（1）放射性与放射性元素:物质放射出射线的性质称为，具有放射性的元素称为放射性。
（2）天然放射现象:原子序数大于83的元素，都能自发地发出射线，原子序数小于或等于83的元素，有的也能发出射线。
放射性元素自发地发出射线的现象，叫作放射现象。
2.射线的本质（1）三种射线种类α射线β射线γ射线来源原子核内组成氦核流高速电子流光子流(高频电磁波)带电荷量2e -e 0质量4m p,m p=1.67×10-27 kg静止质量为零速度0.1c 0.99c c(光速)在电磁场中偏转与α射线的偏转方向相反不偏转穿透本领最弱,用纸能挡住较强,能穿透几毫米的铝板最强,能穿透几厘米的铅板对空气的电离作用很强较弱很弱（2）射线的来源:射线来自，这说明原子核内部是有的。
3.放射性同位素的应用与防护a.放射性同位素:有放射性同位素和放射性同位素两类，放射性同位素的化学性质。
b.应用:消除静电、工业探伤、做示踪原子等。
c.防护:防止放射性对人体组织的伤害。
4.原子核的组成（1）原子核由质子和中子组成，质子带电荷，电荷量与一个电子的电荷量，中子不带电。
质子和中子统称为核子。
（2）电荷数和质量数①电荷数(Z)= 数=元素的原子序数=原子的数。
②质量数(A)=核子数= 数+ 数。
注意:原子核的电荷数不是它所带的电荷量,质量数也不是它的质量。
（3）原子核常用符号A Z X表示，X为元素符号，A表示核的数，Z表示核的数(即原子序数)。
[典例1]在贝克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的研究。
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【考点二】放射性元素的衰变1.原子核的衰变（1）定义:原子核放出粒子或粒子，会变成新的原子核，我们把一种元素经放射过程变成另一种元素的现象，称为原子核的衰变。
高考物理总复习知识点分类总结-核反应
核反应 核能 质能方程一、知识点梳理1、 核反应在核物理学中，原子核在其它粒子的轰击下产生新原子核的过程，称为核反应．典型的原子核人工转变：147N+42He178O+11H质子11H 的发现方程 卢瑟福94Be+426C+1n 中子10n 的发现方程 查德威克2、 核能（1）核反应中放出的能量称为核能（2）质量亏损：原子核的质量小于组成它的核子质量之和．质量亏损． （3）质能方程： 质能关系为Ｅ＝ｍｃ2原子核的结合能ΔＥ=Δｍｃ23、 裂变把重核分裂成质量较小的核，释放出的核能的反应，叫裂变 典型的裂变反应是：23592Ｕ+Ｓr+13654Ｘe+1010ｎ4．轻核的聚变把轻核结合成质量较大的核，释放出的核能的反应叫轻核的聚变．聚变反应释放能量较多，典型的轻核聚变为：21Ｈ+Ｈe+10ｎ5．链式反应一个重核吸收一个中子后发生裂变时，分裂成两个中等质量核，同时释放若干个中子，如果这些中子再引起其它重核的裂变，就可以使这种裂变反应不断的进行下去，这种反应叫重核裂变的链式反应二、典型例题例1．雷蒙德·戴维斯因研究来自太阳的电子中微子（v 。
）而获得了2002年度诺贝尔物理学奖．他探测中微子所用的探测器的主体是一个贮满615t 四氯乙烯（C 2Cl 4）溶液的巨桶．电子中微子可以将一个氯核转变为一个氢核，其核反应方程式为νe ＋3717Cl →3718Ar 十 0－1e已知3717Cl 核的质量为36.95658 u ，3718Ar 核的质量为36.95691 u ， 0－1e 的质量为0.00055 u ，1 u质量对应的能量为931.5MeV.根据以上数据，可以判断参与上述反应的电子中微子的最小能量为（A ）0.82 Me V （B ）0.31 MeV （C ）1.33 MeV （D ）0.51 MeV[解析]由题意可得：电子中微子的能量E ≥E ∆=mc 2-（m Ar +m e -m Cl ）·931.5MeV=(36.95691+0.00055-36.95658)×931.5MeV =0.82MeV则电子中微子的最小能量为 E min =0.82MeV[点评] 应用爱因斯坦质能方程时，注意单位的使用。
人教版初中高中物理选修三第五章《原子核》知识点复习(含答案解析)
一、选择题1．贝可勒尔在120 年前首先发现了天然放射现象，如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用。
下列属于核聚变的是（ ）A ．23411120H H He n +→+B ．427301213130He Al P n +→+C ．14140671C N e -→+D ．2351131103192053390U n I Y 2n +→++ 2．下列关于原子和原子核的说法正确的是（ ）A ．卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出了原子核是由质子和中子组成的B ．23892U （铀)衰变为23491Pa （镤)要经过1次α衰变和2次β衰变C ．质子与中子结合成氘核的过程中发生质量亏损并释放能量D ．β射线是原子核外电子挣脱原子核的束缚后而形成的电子流3．我国科学家为解决“玉兔号”月球车长时间处于黑夜工作的需要，研制了一种小型核能电池，将核反应释放的核能转变为电能，需要的功率并不大，但要便于防护其产生的核辐射。
请据此猜测“玉兔号”所用核能电池有可能采纳的核反应方程是（ ）A ．32411120H+H He+n →B ．235114192192056360U+n Ba+Kr+3n →C ．238238094951Pu Am+e -→D ．274301132150Al+He P+n → 4．下列说法正确的是（ ）A ．23892U 衰变为22286Rn 要经过4次α衰变和2次β衰变B ．衰变中产生的β射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的C ．查德威克发现了中子，并第一次实现了人工合成放射性同位素D ．汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子，并准确测出了电子的电荷量5．静止的氡核弱22286Rn 放出α粒子后变成钋核21884Po ，α粒子动能为k E α.若衰变放出的能量全部变为反冲核和α粒子的动能，真空中的光速为c ，则该反应中的质量亏损为 A ．24218k E c α⋅ B ．0 C ．2222218k E c α⋅ D ．2218222k E cα⋅ 6．质子和中子质量分别为m 1和m 2，当它们结合成氘核时，产生能量E ，并以γ射线的形式放出．已知普朗克常数为h ，真空中的光速为c ，则氘核的质量和γ射线的频率的表达式分别为（ ）A ．122(),E E m m c h -+ B ．122(),E E m m c h +- C ．122(),E h m m c E ++ D ．122(),E E m m c h++7．根据有关放射性方面的知识可知，下列说法正确的是（ ）A ．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B ．天然放射现象的发现，揭示了原子核是由质子和中子组成的C ．在α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强D ．放射性元素发生β衰变时所释放的电子来源于核外电子8．麻省理工学院要建人类史上第一个可控核聚变发电站．该发电站的核反应方程可能是A ．23411120H H He n +→+B ．238234492902U Th He →+ C ．2351891441920365603U n Kr Ba n +→++D ．1441717281N He O H +→+9．23892U 变成20682Pb 要经过m 次衰变、n 次衰变，中子数减少的个数为q ，则（ ）A ．m=8，n=6，q=32B ．m=6，n=8，q=32C ．m=8，n=6，q=22D ．m=6，n=8，q=2210．下列说法正确的是（ ）A ．较小比结合能的原子核不稳定，容易发生裂变B ．放射性元素的半衰期跟原子所处的化学状态无关，但与外部条件有关C ．某种频率的紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应，若增大该种紫外线照射的强度，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能并不改变D ．根据玻尔的原子理论，氢原子的核外电子由能量较高的定态轨道跃迁到能量较低的定态轨道时，会辐射一定频率的光子，同时核外电子的动能变小11．贝克勒尔在120年前首先发现了天然放射现象，如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用．下列属于放射性衰变的是A ．14140671C N e -→+B ．2351139951920533902U n I Y n +→++C ．23411120H +H He+n →D ．427301213150He +Al P+n →12．下列四幅图涉及到不同的物理知识，图甲为圆板衍射条纹，图乙为共振曲线，图丙为三种射线在磁场中的运动轨迹图，图丁为核反应堆示意图。
人教版高中物理总复习[知识点整理及重点题型梳理] 原子的核式结构模型、玻尔的氢原子理论 (基础)
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人教版高中物理总复习知识点梳理重点题型（常考知识点）巩固练习物理总复习：原子的核式结构模型、玻尔的氢原子理论【考纲要求】1、知道卢瑟福的原子核式结构学说及α粒子散射实验现象2、知道玻尔理论的要点及氢原子光谱、氢原子能级结构、能级公式3、会进行简单的原子跃迁方面的计算【知识网络】【考点梳理】考点一、原子的核式结构要点诠释：1、α粒子散射实验（1）为什么用α粒子的散射现象可以研究原子的结构：原子的结构非常紧密，一般的方法无法探测它。
α粒子是从放射性物质（如铀和镭）中发射出来的高速运动的粒子，带有两个单位的正电荷，质量为氢原子质量的4倍、电子质量的7300倍。
（2）实验装置：放射源、金箔、荧光屏、放大镜和转动圆盘组成。
荧光屏、放大镜能围绕金箔在圆周上转动，从而观察到穿过金箔偏转角度不同的α粒子。
（3）实验现象：大部分α粒子穿过金属箔沿直线运动；只有极少数α粒子明显地受到 排斥力作用而发生大角度散射。
绝大多数α粒子穿过金箔后仍能沿原来方向前进，少数α 粒子发生了较大的偏转，并且有极少数α粒子偏转角超过了90°，有的甚至被弹回，偏转 角几乎达到180°。
（4）实验分析：①电子不可能使α粒子大角度散射；②汤姆孙原子结构与实验现象不符； ③少数α粒子大角度偏转，甚至反弹，说明受到大质量大电量物质的作用。
④绝大多数 α粒子基本没有受到力的作用，说明原子中绝大部分是空的。
记住原子和原子核尺度：原子1010-m ，原子核1510-m2、原子的核式结构卢瑟福对α粒子散射实验结果进行了分析，于1911年提出了原子的核式结构学说：在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核，原子的全部正电荷和几乎所有的质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转。
原子核所带的单位正电荷数等于核外的电子数。
原子的半径大约是1010-m ，原子核的大小约为1510-m ～1410-m 。
【例题】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】英国物理学家卢瑟福的α粒子散射实验的结果是绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原方向前进，但有少数α粒子发生较大的偏转。
原子核和放射性复习要点和习题答案
原子核和放射性复习要点和习题答案第十四章原子核和放射性通过复习后，应该:1.掌握原子核的结构和性质2.掌握原子核的放射性衰变3.掌握核衰变的规律和衰变常量与半衰期4.了解射线与物质作用及防护5.课后作业题14-1 如果原子核半径公式为R=1.2×10 -15A1/3 （A为质量数），试计算:①核物质的密度;②核物质单位体积内的核子数。
解: ①原子核的质量M可表示为M=Au=1.66×10 -27A（u为原子质量单位），而原子核的半径R=1.2×10 -15A1/3，则其体积V为V=πR 3 =×3.14×（1.2×10 -15A1/3）3 =7.24×10 -45A由密度的定义可得核物质的密度为ρ=M/ V=1.66×10 -27 A/7.24×10 -45 A kg·m -3 ≈2.3×10 17 kg·m -3②由质量数A和体积V可进一步得到单位体积内的核子数n为n=A/ V= A/7.24×10 -45A m -3 =1.38×10 44 m -314-2 计算2个2H原子核结合成1个4He原子核时释放出的能量（以MeV为单位）。
解: 核反应中质量亏损△m=2m D-m He =（2×2.013553-4.002603）u=0.024503u,对应的能量为△E=△m·c2 =0.024503×931.5MeV=22.82MeV14-3 解释下列名词:（a）同位素、同质异能素、结合能、平均结合能、质量亏损;（b）核衰变、α衰变、β衰变、γ衰变、电子俘获、内转换;（c）半衰期、平均寿命、放射性活度、放射平衡、同位素发生器。
答: （a）①同位素:原子序数Z相同而质量数A不同的核素在元素周期表中占有相同的位置，这些核素称为同位素。
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总复习
一基本概念
1、核自旋，镜像核，核衰变，核反应，放射系
2 、半衰期，平均寿命，衰变常量，放射性活度
3、质量亏损，质量过剩，原子核的结合能，比结合能，最后一个核子的结合能
4、级联 辐射的角关联穆斯堡尔效应
5、原子核的液滴模型，壳层结构模型（单粒子模型），集体结构模型浸渐近似
5、核反应能，核反应阈能
6、微分截面，分截面，总截面
7、内转换，同核异能态，同核异能素，同核异能跃迁
8、核反应产额，透射率
第一章
1、莫塞莱公式
2、质谱仪测核质量
3、核的半径公式
4、核自旋及其计算
5、核磁共振法测核磁矩
6、电四极矩与形变参量的关系
第二章
1、放射性衰变的基本规律
2、放射性活度
3、T1/2、λ、τ三者之间的关系式
4、连续衰变规律，放射性平衡的条件及应用
5、人工放射性的生长
6、14C 鉴年法公式
7、比结合能曲线
8、质量亏损定义式
9、质量过剩（盈余）
10、核的液滴模型与核的结合能计算式（用质量、质量过剩）、比结合能
11、结合能半经验公式
12、最后一个质子、中子的结合能计算
13、β稳定线经验公式
第五章
1、α衰变能的计算
2、α衰变能、α粒子动能及核反冲能的关系
3、α衰变的基本理论与实验规律
4 α磁谱仪基本原理
第六章
1、β衰变三种类型及其衰变能计算
2、β能谱的特点及其解释
3、β磁谱仪基本原理
4、费米理论的基本思想
5、泡利中微子假说及中微子的性质
6、衰变纲图
7、β衰变的跃迁分类和选择定则
（比较半衰期、库里厄图）
10、β衰变的宇称不守恒
第七章
1、γ衰变的跃迁分类和选择定则及其应用
2、内转换系数及其应用
3、级联γ辐射角关联
4、穆斯堡尔谱效应
第八章核结构模型
1核内存在壳层结构的基本思想
2原子核壳层模型下核能级图
3壳模型的应用
4原子核集体模型
5原子核的转动能级
第九章原子核反应
1 、核反应
2 、原子核反应能的计算
3、Q方程及其应用
4、阈能及其计算
5、核反应截面与产额的计算
6、核反应中放射性生成核素的计算。