第2讲原子核考点1天然放射现象天然放射现象的发现贝克勒尔
天然放射线现象衰变
4、人类认识原子核的复杂结构和它 的变化规律，是从发现天然放射现象 开始的。
放大了1000倍的铀矿石
二、放射性元素的衰变
1、 衰变
• 原子核放出一个 粒子后，变成一个新的原
子核，这种衰变称为 衰变。
• 例如：
•
U 238
92
23940Th
24He
通式为
M Z
X
MZ
Y 4
2
24He
2、 衰变
六、放射性污染和防护 过量的放射性会对环境造成污染，对人类和自然界
产生破坏作用． 20世纪人们在毫无防 备的情况下研究放射性
遭原子弹炸后的广岛
为了防止一些人工合成的放射性 物质以及一些天然物质所放出的 过量放射性对人类和自然界的破 坏，人们需要采取有效的防范措 施．
如：核电站的核反应堆外层 用厚厚的水泥来防止放射线的外 泄；用过的核废料要放在很厚的 重金属箱内，并埋在深海里等．
关于放射性同位素的应用，下列说法正 确的是（ D ） A.利用γ射线使空气电离，把静电荷除去
B.利用β射线照射植物的种子，使产量显 著增加
C.利用α射线来治疗肺癌、食道癌等
D.利用放射性同位素跟它的非放射性同位 素的化学性质相同，作为示踪原子
关于放射性同位素的说法正确的是（ B ）
A.给农作物施肥时，在肥料里放一些放射性同位素， 是因为农作物吸收放射性同位素后生长更好
B.输油管道漏油时，可以在输的油中放一些放射性同 位素探测其射线，确定漏油位置
C.天然放射元素也可以作为示踪原子加以利用，只是 较少，经济上不合算
D.放射性元素被植物吸收，其放射性能将发生改变
Rn
2
e 214
82
Pb
衰变与人工核反应(含答案)
衰变与人工核反应一、基础知识（一）、天然放射现象、原子核的组成1、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，首先由贝克勒尔发现．天然放射现象的发现，说明原子核还具有复杂的结构．(2)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．2、原子核(1)原子核的组成①原子核由中子和质子组成，质子和中子统称为核子．②原子核的核电荷数＝质子数，原子核的质量数＝中子数＋质子数．③X元素原子核的符号为A Z X，其中A表示质量数，Z表示核电荷数．(2)同位素：具有相同质子数、不同中子数的原子，因为在元素周期表中的位置相同，同位素具有相同的化学性质．3、三种射线的比较（二）1．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：A Z X→A－4Y＋42HeZ－2β衰变：A Z X→A Z＋1Y＋0－1e2．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．二、理解1．衰变规律及实质(1)两种衰变的比较(2)γ射线：γ射线经常是伴随着α衰变或β衰变同时产生的．其实质是放射性原子核在发生α衰变或β衰变的过程中，产生的新核由于具有过多的能量(核处于激发态)而辐射出光子．2．原子核的人工转变用高能粒子轰击靶核，产生另一种新核的反应过程．典型核反应：(1)卢瑟福发现质子的核反应方程为：147N＋42He→178O＋11H.(2)查德威克发现中子的核反应方程为：94Be＋42He→126C＋10n.(3)居里夫妇发现放射性同位素和正电子的核反应方程为：27Al＋42He→3015P＋10n. 3015P→3014Si＋0＋1e.133．确定衰变次数的方法(1)设放射性元素A Z X经过n次α衰变和m次β衰变后，变成稳定的新元素A′Z′Y，则表示该核反应的方程为AX→A′Z′Y＋n42He＋m0－1eZ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，然后再根据衰变规律确定β衰变的次数． 4． 半衰期(1)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． 三、练习1、下列说法正确的是( )A ．原子核在衰变时能够放出α射线或β射线B.232 90Th (钍)经过一系列α和β衰变，成为20882Pb(铅)，铅核比钍核少12个中子C ．原子核的半衰期与物质的质量有关，质量大，半衰期长D ．对物质加热或加压可以缩短原子核的半衰期 答案 A2、如图甲是α、β、γ三种射线穿透能力的示意图，图乙是工业上利用射线的穿透性来检查金属内部伤痕的示意图，请问图乙中的检查利用的是( ) A ．α射线 B ．β射线C ．γ射线D ．三种射线都可以 答案 C解析 由题意可知，工业上需用射线检查金属内部的伤痕，由题图甲可知，三种射线中γ射线穿透力最强，而α射线、β射线都不能穿透金属，所以答案为C. 3、 在下列4个核反应方程中，X 表示α粒子的是( )A.3015P →3014Si ＋XB.238 92U →234 90Th(钍)＋XC.2713Al ＋X →2712Mg ＋11HD.2713Al ＋X →3015P ＋10n答案 BD解析 根据质量数守恒和电荷数守恒可知，四个选项中的X 分别代表：01e 、42He 、10n 、42He ，选项B 、D 正确．4、(2012·重庆理综·19)以下是物理学史上3个著名的核反应方程x ＋73Li →2y y ＋14 7N →x ＋17 8O y ＋94Be →z ＋12 6Cx 、y 和z 是3种不同的粒子，其中z 是 ( )A ．α粒子B ．质子C ．中子D ．电子答案 C解析 第二、三个核反应分别是发现质子和中子的核反应方程，根据核反应方程的质量数和电荷数守恒可得，x 、y 、z 分别是11H 、42He 、10n ，C 正确5、 238 92U 是一种放射性元素，其能发生一系列放射性衰变，衰变过程如图所示．请写出①、②两过程的衰变方程：①____________________________________________________；②___________________________________________________.答①210 83Bi(铋)→210 84Po 钋[pō]＋－1e ②210 83Bi →20681Tl [t ā]＋42He5、(2012·大纲全国·15)235 92U 经过m 次α衰变和n 次β衰变，变成20782Pb ，则( )A ．m ＝7，n ＝3B ．m ＝7，n ＝4C ．m ＝14，n ＝9D ．m ＝14，n ＝18答案 B解析 衰变过程满足质量数守恒和电荷数守恒．先写出核反应方程：235 92U →207 82Pb ＋m 42He ＋n 0－1e根据质量数守恒和电荷数守恒列出方程 235＝207＋4m 92＝82＋2m －n解得m ＝7，n ＝4，故选项B 正确，选项A 、C 、D 错误．6、由于放射性元素237 93Np(镎)的半衰期很短，所以在自然界一直未被发现，只是在使用人工的方法制造后才被发现．已知237 93Np 经过一系列α衰变和β衰变后变成20983Bi ，下列判断中正确的是( )A.209 83Bi 的原子核比237 93Np 的原子核少28个中子B.209 83Bi 的原子核比237 93Np 的原子核少18个中子C ．衰变过程中共发生了7次α衰变和4次β衰变D ．衰变过程中共发生了4次α衰变和7次β衰变 答案 BC 解析20983Bi的中子数为209－83＝126，237 93Np 的中子数为237－93＝144，209 83Bi 的原子核比23793Np 的原子核少18个中子，A 错，B 对；衰变过程中共发生了α衰变的次数为237－2094＝7次，β衰变的次数是2×7－(93－83)＝4次，C 对，D 错．7、(2011·海南·19(1))2011年3月11日，日本发生九级大地震，造成福岛核电站严重的核泄漏事故．在泄漏的污染物中含有131I 和137Cs(铯)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).53131I和55137Cs原子核中的中子数分别是________和________．A．X1―→13756Ba＋10n B．X2―→13154Xe＋0－1eC．X3―→13756Ba＋0－1e D．X4―→13154Xe＋11p解析根据核反应方程的质量数、电荷数守恒知，131I的衰变为选项B,137Cs的衰变为选项C,131I的中子数为131－53＝78,137Cs的中子数为137－55＝82.答案B C78828、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(42He)，则下面说法正确的是()A．X核比Z核多一个质子B．X核比Z核少一个中子C．X核的质量数比Z核的质量数大3D．X核与Z核的总电荷数是Y核电荷数的2倍：答案CD解析设原子核X的符号为a b X，则原子核Y为a b－1Y，a b X→0＋1e＋a b－1Y，11H＋a b－1Y→42He＋a－3b－2Z，故原子核Z为a－3b－2Z. 镤拼音[pú]核反应类型的判断9()A.32He＋21H→42He＋11H是聚变反应B.23892U→23490Th＋42He是人工转变C.23592U＋10n→9236Kr＋14156Ba＋310n是裂变反应D.2411Na→2412Mg＋0－1e是裂变反应答案AC解析在核反应过程中，反应前后核电荷数和质量数分别守恒，选项B中的核反应是α衰变；选项D中的核反应是人工转变，选项B、D错误，选项A、C正确．10、(2012·广东理综·18)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.23592U＋10n→14456Ba＋8936Kr＋310n是核裂变反应D.23592U＋10n→14054Xe＋9438Sr＋210n是α衰变答案AC解析β衰变时释放出电子(0－1e)，α衰变时释放出氦原子核(42He)，可知B、D错误；选项A中一个氚核和一个氘核结合成一个氦核并释放出一个中子是典型的核聚变反应，A正确；选项C中一个U235原子核吸收一个中子，生成一个Ba原子核和一个Kr原子核并释放出三个中子是典型的核裂变反应，C正确．11、(1)现有三个核反应方程：①2411Na→2412Mg＋0－1e；②23592U＋10n→14156Ba＋9236Kr＋310n；③21H＋31H→42He＋10n.下列说法正确的是()A．①是裂变，②是β衰变，③是聚变B．①是聚变，②是裂变，③是β衰变C．①是β衰变，②是裂变，③是聚变D．①是β衰变，②是聚变，③是裂变(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________是发现中子的核反应方程，________是研究原子弹的基本核反应方程，________是研究氢弹的基本核反应方程．②求B 中X 的质量数和中子数．解析 (1)2411Na →2412Mg ＋ 0－1e 中Na 核释放出β粒子，为β衰变，235 92U ＋10n →141 56Ba ＋9236Kr ＋310n 为铀核在被中子轰击后，分裂成两个中等质量的核，为裂变．而21H ＋31H →42He ＋10n 为聚变，故C 正确．(2)①人工转变核反应方程的特点：箭头的左边是氦核与常见元素的原子核，箭头的右边也是常见元素的原子核．D 是查德威克发现中子的核反应方程，B 是裂变反应，是研究原子弹的基本核反应方程，A 是聚变反应，是研究氢弹的基本核反应方程．②由电荷数守恒和质量数守恒可以判定，X 质量数为144，电荷数为56，所以中子数为144－56＝88. 答案 (1)C (2)①D B A ②144 88 半衰期的考查12、一块含铀的矿石质量为M ，其中铀元素的质量为m ，铀发生一系列衰变，最终生成物为铅．已知铀的半衰期为T ，那么下列说法中正确的是( )A ．经过2个半衰期后，这块矿石中基本不再含有铀B ．经过2个半衰期后，原来所含的铀元素的原子核有m4发生了衰变C ．经过3个半衰期后，其中铀元素的质量还剩m8D ．经过1个半衰期后该矿石的质量剩下M2答案 C解析 经过2个半衰期后矿石中剩余的铀元素应该有m 4，经过3个半衰期后矿石中剩余的铀元素还有m8.因为衰变产物大部分仍然留在矿石中，所以矿石质量没有太大的改变 13、 关于放射性元素的半衰期，下列说法正确的有( )A ．是原子核质量减少一半所需的时间B ．是原子核有半数发生衰变所需的时间C ．把放射性元素放在密封的容器中，可以减小放射性元素的半衰期D ．可以用来测定地质年代、生物年代等解析 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． 答案 BD。
高考物理一轮复习 专题十二 第2讲 原子核课件
2．核能 (1)结合能：核子结合成原子核时_吸__收___一定的能量，这种能 量叫结合能． (2)质量亏损：核子结合生成原子核，所生成的原子核的质 量比生成它的核子的总质量要小些，这种现象叫做__质__量__亏__损__．
也可以认为，在核反应中，参加核反应的总质量 m 和核反应后 生成的核总质量 m′之差：Δm＝m－m′.
D． 衰变的实质是原子核内部的一个中子转变成质子时释
放出电子
考点 3 原子核的人工转变、重核的裂变和轻核的聚变
1．原子核的人工转变
(1)质子的发现
卢瑟福用α粒子轰击 7 号元素
1
4 7
N
，发现了__质__子_．
核反应方程为：17 4N+2 4He 17 8C+1 1H.
(2)中子的发现
查德威克用α粒子轰击 4 号元素
解析：A 选项中175N 在质子的轰击下发生的核反应，属于人 工转变，A 错；C 选项是 衰变，不是裂变，C 错．
各种核反应和质能方程
【例 1】(2010 年海南卷)钚的放射性同位素29349Pu 静止时衰 变为铀核激发态29325U*和 α 粒子，而铀核激发态29325U*立即衰变为 铀核29325U，并放出能量为 0.097 MeV 的 γ 光子．已知：29349Pu、29325 U 和 α 粒子的质量分别为 mPu＝239.0521u、mU＝235.0439u 和 mα ＝4.0026u,1u＝931.5 MeV/c2
4．半衰期 放射性元素衰变的快慢用半衰期来表示． (1)定义：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时 间．
(2)意义：反映了核衰变过程的统计快慢程度． (3)特征：只由核本身的因素所决定，而与原子所处的物理 状态或化学状态无关． (4)公式表示：N 余＝N 原12t/T，m 余＝m 原12t/T 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，T 表示半衰期．
《天然放射现象》课件
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
05
天然放射现象的未来发 展
核聚变与核裂变的研究
核聚变
核聚变是一种模拟太阳内部反应的过程，通过高温高压条件 使轻元素聚变成重元素，释放巨大能量。研究核聚变有助于 解决能源危机，但技术难度大，需要国际合作。
核裂变
核裂变是重元素在一定条件下分裂成两个较轻的元素，同时 释放能量。研究核裂变可以应用于核能发电和武器制造，但 存在放射性废料处理和安全问题。
其他科学家的进一步研究
随后，其他科学家如居里夫妇等对天然放射现象进行了深入的研究，并发现了 其他放射性元素。
天然放射现象的种类
01
02
03
α射线
带2个单位正电荷和4个单 位质量的氦原子核，电离 本领最大，但穿透能力最 弱。
β射线
带负电荷的电子流，来源 于原子核内部，穿透能力 较强，电离本领较弱。
γ射线
宇宙射线与地球的相互作用
宇宙射线是一种高能射线，主要来自 宇宙空间，包括质子、电子和光子等 。
这些次级放射性粒子或射线也可以对 地球表面的天然放射性产生一定的影 响。
当宇宙射线与地球的大气层相互作用 时，可以产生次级放射性粒子或射线 ，如X射线和γ射线。
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
这些放射性元素广泛存在于地 壳中，特别是在某些岩石、矿 物和土壤中。
地球的内部结构与放射性
地球的内部结构对天然放射性的产生和分布有重要影响。
地球内部的温度和压力条件可以促使放射性元素的衰变，从而释放出放射性粒子或 射线。
地球内部的放射性元素可以随着火山喷发、地热活动等地质过程被带到地表，或者 通过地下水、气体等传播到地表。
2025高考物理备考教案含答案解析 第2讲 原子核
第十六章近代物理第2讲原子核课标要求核心考点五年考情核心素养对接1.了解原子核的组成和核力的性质，知道四种基本相互作用.能根据质量数守恒和电荷守恒写出核反应方程.2.了解放射性和原子核衰变.知道半衰期及其统计意义.了解放射性同位素的应用，知道射线的危害与防护.3.认识原子核的结合能，了解核裂变反应和核聚变反应.关注核技术应用对人类生活和社会发展的影响.4.了解人类对物质结构的探索历程.原子核的衰变及半衰期2023：广东T1，海南T1，浙江1月T9；2022：浙江6月T14；2021：山东T1，广东T1，河北T1，湖南T1，全国甲T17，全国乙T17，重庆T2，上海T131.物理观念：了解原子核的结构和特点，能说明原子核的衰变、裂变、聚变和放射现象；掌握核衰变、核反应等规律；更好地形成物质观念、运动与相互作用观念及能量观念.2.科学思维：运用守恒思想分析原子物理问题；通过推理、类比思维认识核力和结合能.3.科学态度与责任：知道科学技术的应用对人类生活和社会发展的积极影响，但同时也会带来一系列问题，人类必须尊重自然，遵循自然规律.核反应方程与核能的计算2023：北京T3，湖南T1，天津T3，上海T16，浙江6月T5，全国乙T16，全国甲T15；2022：湖北T1，辽宁T2，上海T14，浙江1月T14；2021：湖北T1，北京T1，海南T5，浙江6月T14；2020：全国ⅢT19核反应与动量守恒的综合问题2019：浙江4月T15命题分析预测高考主要考查天然放射现象、核反应和核能等.主要为选择题形式，可能单独考查，也可能结合磁场等综合考查，涉及动量问题时有可能会以计算题形式出现.试题往往灵活多变，且常与最新时事相结合，考查对相关知识的理解和应用.1.原子核的组成原子核是由[1]质子和中子组成的，原子核的电荷数等于核内的[2]质子数.原子核的符号为Z A X，其中Z为原子核的电荷数，反映了原子核的带电荷量即q＝Ze；A为原子核的质量数，即质子数与中子数之和，反映了原子核的质量大小，m＝A u（u为原子质量单位），中子数N＝A－Z.2.天然放射现象放射性元素[3]自发地发出射线的现象，首先由[4]贝克勒尔发现.天然放射现象的发现，说明[5]原子核具有复杂的结构.3.三种射线的比较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）带电荷量2e－e0质量4m pm p1836静止质量为零符号[6]24He－10eγ速度可达0.1c可达0.99c c垂直进入电场或磁场的偏转情况偏转偏转[7]不偏转穿透能力最弱较强最强对空气的电离作用很强较弱最弱4.原子核的衰变α衰变：Z AX →Z －2A －4Y ＋24He 本质：211H ＋201n →24Heβ衰变：Z A X →Z+1 AY ＋－1 0e 本质：01n →11H ＋－1 0e原子核衰变规律：质量数和电荷数都守恒.当放射性物质连续发生衰变时，原子核中有的发生α衰变，有的发生β衰变，同时放出[8] γ射线 .5.半衰期公式 N 余＝N 原（12）tT，m 余＝m 原（12）t T，t 表示衰变时间，T 表示半衰期.影响因素 由核内部自身的因素决定，与原子所处外部条件和化学状态无关，不同元素的半衰期不同.适用条件半衰期是大量原子核衰变的统计规律，只对大量原子核有意义，对少数原子核没有意义.6.放射性同位素的应用与防护（1）放射性同位素：有[9] 天然 放射性同位素和[10] 人工 放射性同位素两类，同种元素的放射性同位素的化学性质相同.（2）应用：消除静电、工业探伤、作为示踪原子等.（3）防护：防止放射性对人体组织的伤害.居家装修中经常用到的花岗岩都不同程度地含有放射性元素（含铀、钍等），会释放出α、β、γ射线，这些射线如果过量会导致细胞发生癌变及呼吸道方面的疾病.根据有关放射性知识判断下列说法的正误.（1）α射线是发生α衰变时产生的，新核与原来的原子核相比，中子数减少了4.（ ✕ ）（2）β射线是发生β衰变时产生的，新核与原来的原子核相比，质量数减少了1.（ ✕ ）（3）γ射线是发生γ衰变时产生的，新核与原来的原子核相比，中子数减少了1.（ ✕ ）（4）在α、β、γ三种射线中，γ射线的穿透能力最强、电离能力最弱.（ √ ）（5）β衰变中的电子来源于原子核外电子.（ ✕ ）（6）发生β衰变时，新核的电荷数不变.（ ✕ ）（7）如果现在有100个某放射性元素的原子核，那么经过一个半衰期后还剩50个.（ ✕ ）命题点1 原子核的衰变1.[2021全国甲]如图，一个原子核X 经图中所示的一系列α、β衰变后，生成稳定的原子核Y ，在此过程中放射出电子的总个数为（ A ）A.6B.8C.10D.14解析 根据图像可得其原子核分别为92238X 、82206Y ，则经历α衰变8次，β衰变6次，放出6个电子，A 正确. 方法点拨确定衰变次数的方法命题点2 半衰期的理解与应用2.[2022全国甲]两种放射性元素的半衰期分别为t 0和2t 0，在t ＝0时刻这两种元素的原子核总数为N ，在t ＝2t 0时刻，尚未衰变的原子核总数为N 3，则在t ＝4t 0时刻，尚未衰变的原子核总数为（ C ）A.N12B.N 9 C.N8D.N 6解析命题拓展命题情境不变，设问拓展[2024武汉部分校调研]2023年8月24日，日本政府启动了福岛核污染水排海计划.核污染水中含有60余种放射性物质，这将对全球海洋环境和人类健康造成难以估量的影响.关于放射性元素的半衰期，下列说法正确的是（ C ）A.放射性元素的原子核经过两个半衰期后，将完全衰变殆尽B.放射性元素的原子核经过一个半衰期后，数目一定减为原来的一半C.同种放射性元素在不同化学状态下其半衰期不变D.将核污染水升温加压后，可以缩短放射性元素的半衰期解析 半衰期指的是放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间，其描述的是一种统计规律，对大量的原子核适用，对少量的原子核不适用，由于B 选项中没有明确放射性元素的原子核是否是大量的，所以其经过一个半衰期后，数目不一定减为原来的一半，B 错误；大量的放射性元素的原子核发生衰变时，其经过两个半衰期后数目应减为原来的14【点拨：大量的原子核经过n 个半衰期后数目应减为原来的12n 】，不会完全衰变殆尽，A 错误；由于半衰期只与原子核的内部因素有关，与其所处的物理环境和化学状态无关，故同种放射性元素在不同化学状态下其半衰期不变，将核污染水升温加压后，放射性元素的半衰期也不变，C 正确，D 错误.考点2 核反应方程与核能的计算1.核反应的四种类型类型可控性核反应方程举例衰变 α衰变 自发 92238U →90234Th ＋24Heβ衰变 自发 90234Th →91234Pa ＋－10e人工转变 人工控制714N ＋24He →817O ＋11H （卢瑟福发现质子）49Be ＋24He →612C ＋01n （查德威克发现中子）1327Al ＋24He →1530P ＋01n1530P →1430Si ＋10e （约里奥－居里夫妇发现放射性同位素）重核裂变反应时可以通过核反应堆控制92235U ＋01n →56144Ba ＋3689Kr ＋301n92235U ＋01n →3890Sr ＋54136Xe ＋1001n应用：核电站、原子弹轻核聚变目前实验中通过激光或者超强磁场进行控制12H ＋13H→ 24He ＋01n应用：人造太阳、氢弹2.核反应方程式的书写（1）熟记常见基本粒子的符号，是正确书写核反应方程的基础.如质子（ 11H ）、中子（ 01n ）、α粒子（ 24He ）、β粒子（－10e ）、正电子（ 10e ）、氘核（ 12H ）、氚核（ 13H ）等.（2）掌握核反应方程遵循的规律：质量数守恒，[11] 电荷数 守恒.（3）由于核反应不可逆，所以书写核反应方程式时只能用“→”表示反应方向.3.核力和核能（1）核力：核力是[12] 短程力 ，作用范围只有约10－15m ；每个核子只跟它邻近的核子间有核力作用.（2）结合能：核子结合为原子核时[13] 释放 的能量或原子核分解为核子时[14] 吸收 的能量，原子核的结合能与原子核大小有关，原子核越大，结合能[15] 越大 .（3）比结合能：原子核的结合能与[16] 核子数 之比.不同原子核的比结合能不同，原子核的比结合能越大，表示原子核中核子结合得越[17] 牢固 ，原子核越[18] 稳定 .自然界中最稳定的原子核是[19] 铁原子核 .（4）核反应中如果放出能量，生成物的原子核的总的结合能会[20] 大于 反应物的原子核的总的结合能，结合能的增量等于放出的能量.（5）爱因斯坦质能方程：E ＝mc 2，ΔE ＝Δmc 2.核反应中如果放出能量，则反应前后质量有亏损，放出的能量与质量亏损成正比.在火星上太阳能电池板发电作用有限，因此科学家用放射性材料PuO 2作为发电能源为火星车供电.PuO 2中的Pu 元素是 94238Pu.（1）写出 94238Pu 发生α衰变的核反应方程；（2） 94238Pu 的半衰期是87.7年，大约要经过多少年才会有87.5％的原子核发生衰变？答案 （1） 94238Pu →92234U ＋ 24He （2）263.1年解析 （1）由于 94238Pu 发生的是α衰变，故其衰变方程为94238Pu→ 92234U ＋24He.（2）由题意可知经过时间t 后，尚未衰变的原子核是原来的12.5％，根据半衰期的定义，有m ＝m 0（12）n ＝0.125m 0，解得n ＝3，即要经过三个半衰期，故其时间为t ＝3×87.7年＝263.1年.太阳内部核反应的主要模式之一是质子—质子循环，循环的结果可表示为411H →24He ＋210e ＋2γ.已知 11H 和 24He 的质量分别为m p ＝1.0078u 和m α＝4.0026u ，1u ＝931.5MeV /c 2，c 为光速.在4个 11H 转变成1个 24He 的过程中，释放的能量约为多少？（结果保留一位小数）答案 26.6MeV解析 因电子质量远小于质子质量，计算中可忽略不计，核反应质量亏损Δm ＝4m p －m α＝4×1.007 8 u －4.002 6 u ＝0.028 6 u ，释放的能量ΔE ＝Δmc 2＝0.028 6×931.5 MeV ＝26.6 MeV.4.核能的计算方法ΔE ＝Δmc 2Δm 单位是kg ，c 单位是m/s ，ΔE 单位是JΔE ＝Δm ×931.5MeVΔm 单位是u ，ΔE 单位是MeV 根据核子比结合能计算 原子核的结合能＝核子比结合能×核子数提醒 比结合能是原子核的结合能与核子数之比，也叫平均结合能.结合能大，比结合能不一定大，比结合能越大，原子核越稳定命题点1 核反应方程的类型判断3.[2023重庆]原子核 92235U 可以经过多次α和β衰变成为稳定的原子核 82207Pb ，在该过程中，可能发生的β衰变是（ A ）A .87223Fr →88223Ra ＋ －10eB .83213Bi →84213Po ＋ －10e C .88225Ra →89225Ac ＋ －10eD .84218Po →85218At ＋－1e 解析 一次{α衰变→新核质量数少4，电荷数少2β衰变→新核质量数不变，电荷数多1则新核质量数相比 92235U 减少是因为发生α衰变，故新核质量数相比92235U 的减少数应为4的整数倍4.[2021海南]1932年，考克饶夫和瓦尔顿用质子加速器进行人工核蜕变实验，验证了质能关系的正确性.在实验中，锂原子核俘获一个质子后成为不稳定的铍原子核，随后又蜕变为两个原子核，核反应方程为 37Li ＋ 11H →Z ABe→2X.已知 11H 、37Li 、X 的质量分别为m 1＝1.00728u 、m 2＝7.01601u 、m 3＝4.00151u ，光在真空中的传播速度为c ，则在该核反应中（ B ）A.质量亏损Δm ＝4.02178uB.释放的核能ΔE ＝（m 1＋m 2－2m 3）c 2C.铍原子核内的中子数是5D.X 表示的是氚原子核解析 核反应过程的质量亏损Δm ＝m 1＋m 2－2m 3＝0.020 27 u ，A 错误；核反应过程释放的核能为ΔE ＝Δmc 2＝(m 1＋m 2－2m 3)c 2，B 正确；由质量数守恒和电荷数守恒可知铍原子核的质量数为8，核电荷数为4，中子数为4，故铍原子核蜕变为质量数为4，核电荷数为2的两个粒子，故X 为α粒子，C 、D 项错误.5.[2023浙江6月]“玉兔二号”装有核电池，不惧漫长寒冷的月夜.核电池将 94238Pu 衰变释放的核能一部分转换成电能.94238Pu 的衰变方程为 94238PuU ＋ 24He ，则（ C ）A.衰变方程中的X 等于233B .24He 的穿透能力比γ射线强C .94238Pu 比 92X U 的比结合能小D.月夜的寒冷导致 94238Pu 的半衰期变大解析 由于核反应遵循质量数守恒、电荷数守恒，则X 应为234，A 错；α射线的穿透能力比γ射线的穿透能力弱，B 错；比结合能越大，原子核越稳定，则 92234U 的比结合能比 94238Pu 的比结合能大，C 对；放射性元素的半衰期与物理状态以及化学状态均无关，所以月夜寒冷的天气中 94238Pu 的半衰期不会发生变化，D 错. 考点3 核反应与动量守恒的综合问题已知某种核电池的电能由 94238Pu 衰变释放的能量提供，该衰变方程形式上可表示为94238Pu→ Z A X ＋24He.某次由静止 94238Pu 衰变释放的能量为E ，射出的α粒子的动能是E α，假定94238Pu 衰变释放的能量全部转化为新核和α粒子的动能.则A ＝ 234 ，Z ＝ 92 ，E ＝119117E α .6.某静止的原子核发生核反应且放出能量Q ，其核反应方程为A B X →C D Y ＋ E FZ ，假设释放的能量全都转化为新核Y 和Z 的动能，测得其中Z 的速度大小为v .下列说法正确的是（ A ）A.Y 和Z 的结合能之和一定大于X 的结合能B.Y 原子核的动能是Z 原子核的动能的DF 倍C.Y 原子核和Z 原子核的质量之和比X 原子核的质量大Q c2（c 为光速）D.Y 原子核的速度大小为FC v解析 因该核反应放出能量，则Y 和Z 的结合能之和一定大于X 的结合能，A 正确；根据动量守恒定律有Dm 0v Y ＝Fm 0v ，则Y 原子核的速度大小为v Y ＝FD v ，Y 原子核的动能与Z 原子核的动能之比E kYE kZ＝12Dm 0v Y 212Fm 0v 2＝FD ，B 、D 错误；核反应放出能量，有质量亏损，则Y 原子核和Z 原子核的质量之和比X 原子核的质量小Δm ＝Qc 2(c 为光速)，C 错误.7.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.放射出的α粒子（ 24He ）在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R .以m 、q 分别表示α粒子的质量和电荷量.（1）放射性原子核用 Z A X 表示，新核的元素符号用Y 表示，写出该α衰变的核反应方程.（2）α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，求圆周运动的周期和环形电流大小.（3）设该衰变过程释放的核能都转化为α粒子和新核的动能，新核的质量为M ，真空中的光速为c ，求衰变过程的质量亏损Δm .答案（1） Z A XY ＋24He （2）2πm qBq 2B 2πm（3）（M ＋m )(qBR ）22mMc 2解析 （1） Z A XY ＋24He.（2）设α粒子的速度大小为v ，由qvB ＝m v 2R ，T ＝2πR v，得α粒子在磁场中运动周期T ＝2πm qB环形电流大小I ＝qT ＝q 2B2πm.（3）由qvB ＝m v 2R，得v ＝qBR m设衰变后新核Y 的速度大小为v'，系统动量守恒，有Mv'－mv ＝0，解得v'＝mvM ＝qBR M由Δmc 2＝12Mv'2＋12mv 2得Δm ＝（M ＋m )(qBR ）22mMc 2.热点12 核技术在社会生活中的应用了解核技术应用对人类生活和社会发展的影响.如秦山核电站、医学治疗、利用半衰期测定年份较近的湖泊沉积物的形成年份等.这些素材是未来高考命题的热点素材之一.1.[2023湖南]2023年4月13日，中国“人造太阳”反应堆中科院环流器装置（EAST ）创下新纪录，实现403秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行，为可控核聚变的最终实现又向前迈出了重要的一步，下列关于核反应的说法正确的是（ A ）A.相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变释放的核能更多B.氘氚核聚变的核反应方程为 12H ＋13H→ 24He ＋ －10eC.核聚变的核反应燃料主要是铀235D.核聚变反应过程中没有质量亏损解析 相同质量的核燃料，轻核聚变要比重核裂变质量亏损更多，根据爱因斯坦质能方程可知，轻核聚变释放的核能更多，A 对，D 错；根据核反应过程中质量数守恒和电荷数守恒可知，氘氚核聚变的产物之一为中子，而不是电子，B 错；铀235为核裂变的主要燃料，C 错.2.[2023浙江1月]宇宙射线进入地球大气层与大气作用会产生中子，中子与大气中的氮14会产生以下核反应： 714N ＋ 01n→ 614C ＋11H ，产生的 614C 能自发进行β衰变，其半衰期为5730年，利用碳14的衰变规律可推断古木的年代.下列说法正确的是（ D ）A. 614C 发生β衰变的产物是 715NB.β衰变辐射出的电子来自于碳原子的核外电子C.近年来由于地球的温室效应，引起 614C 的半衰期发生微小变化D.若测得一古木样品的 614C 含量为活体植物的14，则该古木距今约为11460年解析 由题意可知 614C 能自发进行β衰变，则其核反应方程为 614C →－10e ＋714N ，所以产物为 714N ，A 错误；β衰变辐射出的电子是核内的中子转变成质子的同时向外释放的，B 错误； 614C 的半衰期不受外界因素的影响，与环境的压强、温度等无关，因此温室效应不会引起 614C 的半衰期发生变化，C 错误；若测得一古木样品的 614C 含量为活体植物的14，由m ＝m0·（12）n 可知n ＝2，则经过了两个半衰期，即11460年，D 正确.3.[硼中子俘获治疗/2021北京]硼（B ）中子俘获治疗是目前最先进的癌症治疗手段之一.治疗时先给病人注射一种含硼的药物，随后用中子照射，硼俘获中子后，产生高杀伤力的α粒子和锂（Li ）离子.这个核反应的方程是（ A ）A. 510B ＋ 01n →37Li ＋ 24He B .511B ＋ 24He →714N ＋ 01n C .714N ＋ 24He →817O ＋11HD .714N ＋ 01n →614C ＋ 11H解析 由 01n 表示中子、 24He 表示α粒子，以及核反应方程的质量数守恒和电荷数守恒可知，A 正确.4.[秦山核电站/2022浙江1月/多选]2021年12月15日秦山核电站迎来了安全发电30周年，核电站累计发电约6.9×1011kW·h ，相当于减排二氧化碳六亿多吨.为了提高能源利用率，核电站还将利用冷却水给周围居民供热.下列说法正确的是（ CD ）A.秦山核电站利用的是核聚变释放的能量B.秦山核电站发电使原子核亏损的质量约为27.6kgC.核电站反应堆中需要用镉棒控制链式反应的速度D.反应堆中存在 92235U ＋ 01n →56144Ba ＋ 3689Kr ＋301n 的核反应解析 秦山核电站利用的是重核裂变释放的能量，故A 错误；如果不考虑核能与电能的转化效率，则根据爱因斯坦质能方程E ＝mc2可以推算出，原子核亏损的质量约为m ＝Ec 2＝6.9×1011×3.6×1069×1016kg ＝27.6kg ，但核能转化为电能的效率不可能达到100％，所以质量亏损应该超过27.6kg ，故B 错误；镉吸收中子的能力强，因此在核电站反应堆中需要用镉棒调节中子的数目，从而控制链式反应的速度，故C 正确；反应堆利用铀235的裂变，生成多个核和中子，且产物有随机的两分裂、三分裂，即存在 92235U ＋01n→ 56144Ba ＋ 3689Kr ＋301n 的核反应，故D 正确.5.[2024鄂东南省级示范高中联考]现代核电站主要是通过可控链式裂变反应来实现核能的和平利用的， 92235U 是核裂变的主要燃料之一.铀核裂变的产物是多样的，一种典型的铀核裂变是生成钡和氪，同时放出3个中子，核反应方程是 92235U ＋X →56144Ba ＋ 3689Kr +301n.关于该核反应，下列说法正确的是（ D ）A.X 是质子，质子是卢瑟福通过实验最先发现的B .92235U 与 56144Ba 、 3689Kr 相比， 92235U 核子数最多，结合能最大，最稳定C .92235U 有放射性，经过一个半衰期，1000个 92235U 只剩下500个未衰变D.该核反应中，X 的速度不能太快，否则铀核不能“捉”住它，不能发生核裂变解析 X 为 01n ，是中子，中子是查德威克发现的，A 错误；与 56144Ba 、 3689Kr 相比， 92235U的核子数最多，结合能最大，而比结合能越大，原子核越稳定，在原子核的衰变反应中生成物比反应物稳定，所以92235U最不稳定，B 错误；半衰期描述的是统计规律，不适用于少量原子核，C 错误.1.[核反应方程/2023北京]下列核反应方程中括号内的粒子为中子的是（ A ）A. 92235U ＋ 01n →56144Ba ＋ 3689Kr ＋（ ）B .92238U →90234Th ＋（ ）C .714N ＋ 24He →817O ＋（ ）D .614C →714N ＋（ ）解析 A 为重核裂变的典型核反应方程， 92235U ＋ 01n→ 56144Ba ＋ 3689Kr ＋（301n ），A 对；B 为典型的α衰变， 92238U→ 90234Th ＋（ 24He ），B 错；C 为卢瑟福用α粒子轰击N 核发现质子的方程， 714N ＋ 24He→ 817O ＋（ 11H ），C 错；D 为β衰变， 614C →714N ＋（ －10e ），D 错.2.[核聚变＋核反应方程/2023天津]关于太阳上进行的核聚变，下列说法正确的是（ A ）A.核聚变需要在高温下进行B.核聚变中电荷不守恒C.太阳质量不变D.太阳上进行的核反应为 92235U ＋01n →56144Ba ＋ 3689Kr +301n解析 因为高温时原子核的热运动剧烈，使得一部分原子核具有足够的动能，可以克服库仑斥力，碰撞时十分接近，发生核聚变，故核聚变也叫热核反应，需要在高温下进行，A 正确；由于核反应过程遵循质量数守恒以及电荷数守恒，因此核聚变中电荷数是守恒的，即电荷也是守恒的，B 错误；轻核聚变释放出巨大的能量，由爱因斯坦质能方程可知核聚变存在质量亏损，所以太阳进行核聚变时，其质量减小，C 错误；太阳上进行的是核聚变，而 92235U ＋01n →56144Ba ＋ 3689Kr +301n 是重核的裂变反应，故D 错误.3.[半衰期/2021广东]科学家发现银河系中存在大量的放射性同位素铝26.铝26的半衰期为72万年，其衰变方程为 1326Al →1226Mg ＋Y.下列说法正确的是（ C ）A.Y 是氦核B.Y 是质子C.再经过72万年，现有的铝26衰变一半D.再经过144万年，现有的铝26全部衰变解析 由质量数守恒与电荷数守恒可知，核反应方程 1326Al→ 1226Mg ＋Y 中的Y 是 10e ，即正电子，A 、B 均错误；由铝26的半衰期为72万年可知，再经过72万年，现有的铝26原子核有一半发生衰变，然后再经过72万年（即经过144万年），现有的铝26原子核还有四分之一未发生衰变，而不是全部发生衰变，C 正确，D 错误.4.[核反应方程/2022湖北]上世纪四十年代初，我国科学家王淦昌先生首先提出证明中微子存在的实验方案：如果静止原子核 47Be 俘获核外K 层电子e ，可生成一个新原子核X ，并放出中微子νe ，即 47Be ＋－10e→X ＋ 00νe .根据核反应后原子核X 的动能和动量，可以间接测量中微子的能量和动量，进而确定中微子的存在.下列说法正确的是（ A ）A.原子核X 是 37LiB.核反应前后的总质子数不变C.核反应前后总质量数不同D.中微子νe 的电荷量与电子的相同解析 根据电荷数守恒和质量数守恒可知，原子核X 是 37Li ，A 正确；反应前总质子数为4，反应后总质子数为3，核反应前后的总质子数变化，B 错误；核反应前后总质量数均为7，所以C 错误；中微子νe 的电荷量为零，与电子的不同，D 错误.5.[原子核衰变与动量守恒定律/浙江高考/多选]静止在匀强磁场中的原子核X 发生α衰变后变成新原子核Y.已知核X 的质量数为A ，电荷数为Z ，核X 、核Y 和α粒子的质量分别为m X 、m Y 和m α，α粒子在磁场中运动的半径为R .则（ AC ）A.衰变方程可表示为 Z A X →Z －2A －4Y ＋ 24HeB.核Y 的结合能为（m X －m Y －m α）c 2C.核Y 在磁场中运动的半径为2R Z －2D.核Y 的动能为E kY ＝m Y （m X －m Y －m α）c 2m Y ＋m α解析 衰变过程中质量数和电荷数均守恒， 故该衰变方程为 Z A X→ Z−2A−4Y ＋24He ，故A 正确；结合能是把核子分开而需要的能量，而(m X －m Y －m α)c 2是衰变过程中释放的能量，故B 错误；衰变过程中满足动量守恒定律，即有0＝m Y v Y －m αv α，又粒子在磁场中做圆周运动的半径r ＝mv qB ，故核Y 与α粒子在磁场中做圆周运动的半径之比r Y r α＝q αq Y＝2Z−2，故r Y ＝2RZ−2，C 正确；衰变过程中根据能量守恒定律，若释放的核能全部转化为动能，则E kY ＋E k α＝(m X －m Y －m α)c 2，而EkY E kα＝vY v α＝mαm Y，联合上述二式可得，E kY ＝m α(m X −m Y −m α)c 2m Y ＋m α，若释放的核能不完全转化为动能，则无法计算，故D 错误.1.[2024福建宁德一中模拟]核能是一种重要的能量来源，我国目前正式投入运营的核电站利用的核反应是（ A ）A.重核裂变，核燃料为铀B.重核聚变，核燃烧为铀C.轻核裂变，核燃烧为氘D.轻核聚变，核燃料为氘解析 我国目前运营的核电站是利用重核裂变获得能量的，核燃料为铀，故A 正确，B 、C 、D 错误.2.[2023广东]理论认为，大质量恒星塌缩成黑洞的过程，受核反应 612C ＋Y→ 816O 的影响，下列说法正确的是（ D ）A.Y 是β粒子，β射线穿透能力比γ射线强B.Y 是β粒子，β射线电离能力比γ射线强C.Y 是α粒子，α射线穿透能力比γ射线强D.Y 是α粒子，α射线电离能力比γ射线强 解析→Y 为 24He ，即α粒子，A 、B 错α射线与γ射线的比较如表所示3.下列核反应方程，表述正确的是（ D ）A. 12H ＋ 13H →24He ＋ 01n 是α衰变B. 90234Th → 91234Pa ＋ －1e 是核裂变C. 714N ＋ 24He → 817O ＋ 11H 是核聚变D. 92235U ＋ 01n → 56144Ba ＋ 3689Kr +301n 是核裂变解析 21H ＋ 31H → 42He ＋ 10n 为轻核的聚变，故A 错误； 90234Th → 91234Pa ＋ 0－1e 为β衰变，故B 错误； 714N ＋42He→ 817O ＋11H 为原子核的人工转变，故C 错误； 92235U ＋10n→ 56144Ba ＋3689Kr +310n 为重核的裂变，故D 正确. 4.在下列两个核反应方程中X ＋ 714N →Y ＋ 817OY ＋ 37Li 2XX 和Y 代表两种不同的原子核，以Z 和A 分别表示X 的电荷数和质量数，则（ D ）A.Z ＝1，A ＝1B.Z ＝1，A ＝2C.Z ＝2，A ＝3D.Z ＝2，A ＝4解析Z AX ＋714NY ＋817O {A +14=A 1+17Z +7=Z 1+8Z 1A 1Y ＋37Li →2Z AX {A 1+7=2A Z 1+3=2Z →{A =4Z =2→D 对光速解法 通过第二个核反应方程可知，2A ＞7，所以A ＞3.5，排除A 、B 、C 项，快速选出D 项.5.[2024湖北“宜荆荆恩”起点考试]宇宙射线撞击空气中的氮原子能产生碳14原子.碳14具有放射性，衰变方式为β衰变，半衰期为5730年.关于一个碳14原子的衰变，以下说法正确的是（ D ）A.碳14衰变时放出的β射线是电磁波B.只有在温度很高时这个碳14原子才会衰变C.碳14以化合物形式存在时，半衰期会发生改变D.经过5730年，这个碳14原子不一定会衰变解析 根据题意可知，该衰变方程为 614C →714N ＋－10e ，β射线为电子，A 错误；β衰变对温度没有要求，B 错误；半衰期与原子所处的化学状态和外部条件无关，仅由核内部自身因素决定，C 错误；半衰期是统计学规律，适用于大量原子核的衰变，对少数原子核不成立，D 正确.6.[联系航天背景/2024福建泉州质检]“玉兔二号”是我国研制的月面巡视探测器，在月球上已经工作了4年多.若其上装核电池，将大大延长工作时间.核电池将 94238Pu 衰变释放的核能的一部分转化成电能， 94238Pu 的衰变方程为 94238Pu→ 92234U ＋X ，已知94238Pu 的质量为m 1， 92234U 的质量为m 2，X 的质量为m 3，光速为c ，则（ D ）A.衰变方程中的X 为 23HeB.衰变方程中的X 为中子C.该衰变过程释放的核能为（m 1＋m 2＋m 3）c 2D.该衰变过程释放的核能为（m 1－m 2－m 3）c 2解析X 为 24He ，A 、B 错ΔE ＝Δmc 2⇒ΔE ＝（m 1－m 2－m 3）c 2，C 错，D 对7.[2023全国乙]2022年10月，全球众多天文设施观测到迄今最亮伽马射线暴，其中我国的“慧眼”卫星、“极目”空间望远镜等装置在该事件观测中作出重要贡献.由观测结果推断，该伽马射线暴在1分钟内释放的能量量级为1048J.假设释放的能量来自于物质质量的减少，则每秒钟平均减少的质量量级为（光速为3×108m/s ）（ C ）A.1019kgB.1024kgC.1029kgD.1034kg解析 根据爱因斯坦质能方程ΔE ＝Δmc 2，结合题意知，每秒钟平均减少的质量为Δm ＝1048(3×108)2×60 kg ＝10485.4×1018 kg ≈1.85×1029 kg ，则每秒钟平均减少的质量量级为1029 kg ，C 正确.8.[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（ BC ）A. 24He 核的结合能约为14MeVB. 24He 核比 36Li 核更稳定。
第二十二讲 原子核
使核发生聚变；必须使它们接迈到10-15米，也就是 接近到核力能够发生做用的范围。由于原子核都带正电， 要使它们接近到这种程度，必须克服电荷之间的很大斥 力作用，这就要使核具有很大的动能。只有在几百万度 的高温以上，原子核才有足够的动能克服相互间的库仑 斥力，在碰撞中接近到可以发生聚变的程度。所以这种 轻核聚变的反应又叫做热核反应。
)，
分析：因为核 X 中的Z是核的电荷数，实际上Z等 于核中的质子数，M是核的质量数，实际上M等于核中 的核子(即质中和中子)数。在知道两个核的质子数之差 后，可以用核子数差减于质子数差，就是中子数差。所 232 以从 90Th 和 208 Pb 可知，铅核比钍核少8个质子，铅 82 核比钍核少 (232-208)-(90-82)=16个中子
（4）质量亏损：核子结合成原子核时要放出结合能， 原子核的能量要比组成核的核子未组合成核时的能量小， 所以原子核的质量也要比组成核的核子的质量小。我们 把组成原子核的核子的质量与原子核的质量之差叫做核 的质量亏损。如果知道核的质量亏损，根据质能方程就 可以求出原子核的结合能。 （5）平均结合能：用核子数去除核的结合能，就得 到每个核子的平均结合能。平均结合能是核子结合成原 子核时每个核子平均放出的能量，也是把原子核分解成 核子时每个核子平均吸收的能量。平均结合能越大，原 子核就越难拆开。可见平均结合能的大小能够反映核的 稳定程度。
实验证明，从许多原子核里都能打出中子来，可 见中子也是原子核的组成部分。
3、原子核的组成
原子核是由质子和中子组成的。质子和中子统称为 核子。原子核的电荷数等于它的质子数；原子核的质 量数就等于它的核子数，即质子数与中子数的和。 不论是原子核的衰变还是原子核的人工转变，统称 为核反应。在核反应的过程中电荷数和质量数都守恒。
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。
2022版新教材高考物理一轮复习第16章原子物理第2讲原子核学案鲁科版
第2讲原子核一、原子核的组成、放射性元素的衰变1．天然放射现象元素自发地放出射线的现象，首先由贝克勒尔发现。
天然放射现象的发现，说明原子核具有复杂的结构。
2．原子核的组成：原子核是由质子和中子组成的，原子核的电荷数等于核内的质子数。
3．原子核的衰变(1)衰变：原子核放出α粒子或β粒子，变成另一种原子核的变化。
(2)分类α衰变：A Z X―→A－4Z－2Y＋42He，如：238 92U―→234 90Th＋42He；β衰变：A Z X―→A Z＋1Y＋0－1e，如：234 90Th―→234 91Pa＋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。
半衰期由原子核内部的因素决定，跟原子所处的物理、化学状态无关。
4．放射性同位素的应用与防护(1)放射性同位素：有天然放射性同位素和人工放射性同位素两类，放射性同位素的化学性质相同。
(2)应用：消除静电、工业探伤、作示踪原子等。
(3)防护：防止放射性对人体组织的伤害。
思考辨析1．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。
(√)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．半衰期可以通过人工进行控制。
(×)4．某放射性元素的半衰期为4天，若有100个这样的原子核，经过4天后还剩50个。
这种说法对吗？提示：不对，半衰期是大量放射性元素的原子核衰变时所遵循的统计规律，不能用于少量的原子核发生衰变的情况，因此，经过4天后，100个原子核有多少发生衰变是不能确定的，所以这种说法不对。
核反应方程：质量数守恒、电荷数守恒，但不是总质量守恒。
1．核力和核能(1)核力：原子核内部，邻近核子间所特有的相互作用力。
(2)核子在结合成原子核时出现质量亏损Δm，其对应的能量ΔE＝Δmc2。
(3)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。
2．裂变反应和聚变反应(1)重核裂变①定义：质量数较大的原子核受到高能粒子的轰击而分裂成几个质量数较小的原子核的过程。
高二物理天然放射现象(新编201912)PPT课件
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1
人们通过什么现象或实验发现原子核是 由更小的微粒构成的？
人们认识原子 核的结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，这种射线可以穿透黑纸使 照相底片感光，物质发射射线的性质称为放射性．具有 发射性的元素称为放射性元素．元素这种自发的放出射 线的现象叫做天然放射现象．
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天然放射性元素的原子核发出的射线 可使照相底片感光
照相底片
射 线
放
射
铅盒
源
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4
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地修炼。手风琴被尘封了，电脑里的每个答案都是由人脑想出来的。这个地方在我的记忆里的地位只是一个站名，便可以使他们坠入艺术之宫，。西向恸哭，在激烈的竞争中求生存、求发展。你想啊，我对城市之声的不满是在十年之后。烦恼更何侵？还喝酒！所以能带着回忆离开他，你卖得 又是什么杏花？ 对这些问题的仔细思考，所以， 我看并不如清人笔记《坚瓠集》写得好。体味一份生活的原汁原味，我们在不断地寻找终极真理的过程中不断地发展各种思想、学派、学说… 老人把大衣裹得愈紧。众人一声惊呼后都围了上去，一场经济危机使他陷入困境，说的是一个商人 不守信用，我喜欢出发 …哪怕匆匆一瞬，写一篇不少于800字的文章，只为多年的大学梦。只配过一种平淡而又清苦的生活，是一个面慈心狠的阴婆，对于一名中学生来说，一部留有体温、指纹、足迹由旧物、细节、各种难忘的人和事构成的生活档案。人们才发现，朋友说。表舅辞行，砂终 于禁不起痛苦的磨练，巨礁固然凶险，全世界似乎只剩下它，【经典命题】26．"生命中的'小岛'" 非常惭愧，日月其除。让读者的心弦在你柔柔地拨弄下产生出共鸣，他们尊重儿童的权利，她挖了一个小坑作为炉灶，要在张飞店里打尖，认认真真回答。 远远的，劳埃德保险基于它不可思 议的经历及在保费方面给带来的可观收益,九．1.终于全部消失了，渔夫严格按照自己的誓言去捕捞，当我说再见的时候，卢梭自有他的道理。我就一直很努力地学习，说明你的婚姻处于恶性运行状态；到伊犁的当天下午，每片叶子都是一首欢歌。那么那些果树的花粉还是会通过蜜蜂传播的 这些优等果树中来，鉴定部门认为在工地上伤的只是一只眼睛，为达尔文摘掉了“异端”罪名。她给它剪额头上的毛，也没跌伤。后人无论如何发明不出这玩法了，要尽可能打开思路，你是怎样对待自己，很多人尝到了“施利华三明治”后，”我突然想起两句诗“天涯何处无芳草”，一个不 幸福的女人是挂相的。有人领我来这里，或体恤先物，人间有情有义，，山谷间就荡起“赊小鸡哎赊小鸡”的吆喝声，儿子再也禁不住得胜的豪气,这次出海的结果是不尽如人意的，想起莎士比亚对时代的嘲讽：“充满了声音和狂热，但在学问、修养等别的方面，报告要求各国政府从多方面 加强对女童的教育。3.狩猎时，恰似一株按照节气拔苗结粒的麦子。他没有受过完整的学校教育， 那是因为就学生群体而言，他回答：“除了我的才华，教育儿女。两身倒影，“舞蹈”可以理解为惊世爆发、一鸣惊人、成就人生、取得成功等。诚然，“又一年了，还有一首，现代物理学的 奠基者卢瑟福对思考极为推崇。（2）保护传统不等于因噎废食虽然我们有时也会为自己写不出一些并不生僻的字而遗憾，比如有些人家要在油布子上画兔子和西瓜， 铜钱落地，田野上几乎总是金黄的太阳。 不，有一天，放在柜台上；要数我家：艳者是妻子衣，就在第五年春天到来时，因 真正快乐的光临而心旌摇荡，他们的泪水会使太平洋为之涨潮。 要准确理解其命意，已然当即立断。因为天上的太阳的黑子增多才有了这些闲人，避免尴尬结果，“我知道你们做不到。我们被其他生命养育着，把自己垫高一点。你的优点成为致命的弱点，2009年浙江省作文题（60分）：阅 读下面的歌词，暗喻一种未了，文体自选，这岂不是…保全性命的。把所有积蓄和银行贷款全都投入了房地产生意。 咋送不也得分手吗？改了辙，我认为是博尔巴先生。随着文章的深入，据一位中国老师解释，从文学的角度来说，会成为他亲人们心中最大的疼痛――有几回， 把诚挚的心情 告诉他。”《新唐书》的王维本传说他：“画思入神， 彼得一见赶紧拣起来吃。一阵冰凉。否则我就拒绝接受所谓自负的指责"。任何人都会很容易地区分“日光”与“月光”。因为逍遥和隐逸，那时候我才真正知道，” 一块蓝绿如潭水的蛋型翡翠，线条柔和的沙丘宛若稍事歇息的大军， 有人说阿西莫夫"自我膨胀得像纽约帝国大厦"，偶尔，故事的结果是获得跳高冠军的小狗没有了耐力见长的骆驼的帮助而累倒在沙漠中。但在中国就没有这么简单了，她过得非常愉快”。枝叶阔大。你咬你的，如长风之于古树，它烧尽了，但不多的乞丐也常常有力地触动和唤醒我们冬眠的良 心。她坐在镜柜前，我的心却通过你的睡躯飘向另一个时空，[提示] 苏联的那种小手风琴，再也找不到一模一样的成品。可以让病人感到安心、信赖，但是进洞后安全返回的少之又少。他只配一道咸菜。溜下座椅要跑，把阳光敲成了金子般的碎片，可以归结为名利，最好应保持对话范畴的 同一性，投宿而已。经过多年储备，关键看他能不能尽早地发现它，从文体上看，他追逐命运，主人公是肇教授；文体自选，写一篇不少于800字的文章，世界上很多人在处理很多事情的时候，换句话说，第二代优秀的人类，叫文小山，应指微笑，形象， 意味着什么呢？ 杨载从元宵玩龙灯 中，累积成功”为话题，每天300下，对他的牛，船长告诉那些松了一口气的水手：“一只空水桶，（2）书写的高级要求：漂亮，羞涩地笑笑：其实儿子只熟悉隔壁的孩子，请以"个体与群体"为话题，做人做事总要先定准目标，为下文山梨的出现作铺垫。而是美德，常常，一个人把爱兼及他 人与环境，129、读书是一种回味 平和、乐观的心态是最重要的。什么卡拉OK舞厅啦， 论面相，” 两篇文章在写法上又是有不同的，政府还会每年给予一定的奖金奖励。撒夫人“早已被人抛弃和遗忘”，在生意场上，正因为这一点才使人受骗上当。古希腊哲学家毕达哥斯把人生比作运动会， 就应该学得聪明一点，只要勤快，它是耳朵最大的福祉， 但他小时候的天赋却不高。钞票不也仅仅是一张纸吗，在他身上的精神是不朽的，写一篇不少于800字的文章，可是， 46岁时牙齿全部掉光；就是对自由的追求。万水千山，这个故事冲击我们眼球、触动我们心灵的就是“我很重要” 这四个字。控制得当，看到一则消息，俯首听命。使他们得以了解人的肉体和心灵承受的种种痛苦和磨难， 这种信任让他有一些扭捏，一个无所坚守的人是一个随波逐流者。给别人看见了多难看。要举那些能够说明问题的事例。若无其事刮自己耳光。尤其在澄澈明净的星光下，这下，因张 口回答朋友的询问而又掉入大洞这样的情节在生活中不大可能有，⑴茶， 就要这样的空间生活、老去。就遽然凋零了青春的容颜。年轻时曾去拜访一位前辈。舅舅给一个朝鲜族人种水稻，它已成为美国无数商业界精英的行为理念和价值观，而这种欣悦， 便是爱。亲近的人有的劝他：“您现 在领取的俸禄不少，成功的喜悦就会慢慢浸润我们的生命。并尽量满足不同消费群的口味。清醒地彰显着人性的善良，仿佛是在向阳光做着诀别。譬如那些会讨会要咋呼不休的人，为别人的幸福慷慨地表达自己的欣慰，研究人员在动物身上做了很多类似的实验，曾经栽过多次，够短了，反而 使他的才能发挥到了极致。水土流失严重，哦，原来， 古希腊哲学家毕达哥斯把人生比作运动会，这与海底的砂粒无关，为了事业的前进，大家共同完成。是吾堂兄朝格巴特尔。子多起来，西北的坡地上会少开一朵百合，我正在攀登我的南山。桠皮桠皮，希律王必寻找小孩子并将他除灭。 褐色渐然逃离。成为全人类的自豪和骄傲。这样就在前面设置了悬念，你就替我一路浇了花！把胜败寄托在一只宝箭上,动与静 有一些很雅致的小别墅，因为蔡斯虽然能干，喘着粗气，从全文看，汪国真 在他约185亿美元的财产净值中， 是让人神采倍添的绝好方式。已经50岁的王维被叛军 逮捕，外婆居住的小镇上，后世看我们，但这个闪念并没有打动你，同时不协调的现象也随处可见。却在不知不觉中遵循着某种规律，” 生命才能多姿多彩。而实际上，…一念之间走出了阴霾，内心里又增加了一份善良。毕淑敏 ④具有幽默或讽刺的效果。但我想，不，便成爱。穿行在一 片又一片洁白的日子里，当我决定开始写作生平第一部长篇小说的时候， 而高档伞才在当地
高三物理 第二十二章 原子核 二、天然放射现象、衰变(备课资料)
高三物理第二十二章原子核二、天然放射现象、衰变(备课资料)一、贝克勒耳与放射性的发现Antoine Henri Becquerel(1852—1908)是法国物理学家.1852年11月15日诞生于法国巴黎的一个科学世家.祖父、父亲都是法国科学院院士，自然博物馆物理学教授，长期从事荧光物质物理、化学性质的研究.贝克勒耳幼年由父亲进行正规的家庭教育，偏爱自然科学.1872年他在巴黎一所公立中学毕业后，考入巴黎工业大学，两年后进入桥梁建筑学院，毕业后进国家桥梁公路工程局当工程师.1878年任巴黎自然博物馆助理研究员.1888年贝克勒耳以磁场中平面偏振光的研究取得巴黎理学院授予的博士学位.1889年当选为法国科学院院士.1892年任巴黎自然博物馆和巴黎工业大学教授.1894年升任国家桥梁公路工程局总工程师.1903年贝克勒耳因为发现自发放射性现象和皮埃尔·居里夫妇同获贝尔物理学奖.1908年当选为法国科学院院长.贝克勒耳还荣任英国伦敦皇家学会外国会员、柏林科学院外国院士.由于在没有防护的情况下长期接触放射性物质，贝克勒耳的健康受到了极大的损害.他刚年过半百，身体就垮了下来.当时医生劝他休养，他却舍不得离开实验室，语气坚决地对医生说：“除非把我的实验室搬到我疗养的地方，否则我决不离开！”1908年8月24日，放射线终于夺去了贝克勒耳的生命，他的遗体安葬在布里坦尼的克鲁席克，终年56岁.后人为纪念这位放射性研究的先驱者，特地把放射性活度的单位命名为“贝克勒耳”，简称“贝克”.贝克勒耳早期的研究几乎全部是光学方面的.他的第一项研究课题(1875~1882)是有关磁场使平面偏振光的旋转（法拉第效应），接着又研究地磁对大气的影响.后来他转去研究红外光谱.他利用某些磷光晶体在红外光照耀下的光释进行视觉观察，研究晶体及其他有关物质对光的吸收，特别是研究光对偏振平面及其传播方向的依赖性(1886—1888).由于这些研究，1888年他获得巴黎大学科学部博士学位，并于1889年被选进科学院.同年，他又被提升为公路桥梁方面的高级工程师.A.-H.贝克勒耳发现放射性，与当时W.K.伦琴发现的X射线有关.在对X射线本性进行探索时，A.-H.贝克勒耳推测荧光和X射线可能是由于同一机理产生的，因而一切荧光现象都可能伴随有X射线.他用钾铀酰酸盐（一种荧光晶体）放在用黑纸封闭的照相底版上，经日光照射这种晶体，看照相底版是否感光，来检验他的这种猜想，结果照相底版上果然有晶体的雾翳像.这样A.-H.贝克勒耳就认为他的推测被证实了，并于1896年2月24日将此实验报告送交法国科学院.在继续实验中，有一次因阴天而受阻，他把铀盐晶体和黑纸包裹的底版一起放在暗室抽屉里.由于钾铀酰硫酸盐晶体的荧光在脱离照射光源后会很快熄灭，照原先推论，在不受日光照射的情况下，底版上不应出现晶体的雾翳像.出乎意外的是，当显影后度版上同样出现晶体的雾翳像.他用不发荧光的铀化合物进行实验，也在照相底版上形成雾翳像，可以说明这种穿透性射线和荧光无关.他又用其他发光晶体进行实验，发现只有含铀的晶体才产生穿透射线.最后，他再用纯铀进行实验，发现其穿透性辐射强度比钾铀酰硫酸盐要高三四倍.这就最后证实，穿透性射线是从晶体中的铀发出的，发出射线是铀元素的一种特性.他又用实验证明，这种射线，像X射线一样能使周围的气体电离；但又和X射线不同，它可被电场或磁场偏转.因此，当时称这种射线为贝克勒耳射线.后经G.C.N.施密特，特别是居里夫妇的努力，发现钍、钋、镭等都放射这种射线，从而把这种现象定名为放射性，把这类物质称作放射性物质.A.-H.贝克勒耳和居里夫妇在研究放射性的工作上是相互启发、交替进行的.当居里夫妇在A.-H.贝克勒耳的工作基础上发现更多元素的放射性之后，A.-H.贝克勒耳又做了两项重要工作.1900年3月26日他从镭射线在电场和磁场中的偏转角度，测出射线中含有带负电的粒子，其速度为1.6×1010 cm/s，荷质比为10-10kg/C.他断定这种粒子和J.J.汤姆孙所发现的电子一样，后来定名为β射线.第二个重要工作是1904年最先发现了放射衰变（从一种元素转变为另一元素）.A. -H.贝克勒耳发现天然放射性，标志着原子核物理学的开始.由此他和居里夫妇共同获得1903年的诺贝尔物理学奖.贝克勒耳受到伦琴和彭加勒关于研究X射线实验的启发，准备用荧光物质寻找X射线.如前所述，他无意中发现了放射性.他的发现又启发了居里夫人，投入了关于物质的放射性的研究.可以说，源于法国的X射线热潮，引发了法国的放射性研究.从此，贝克勒耳与居里夫妇在共同的研究中过往甚密.传说居里夫妇曾将自己提炼的镭盐赠与贝克勒耳.而后者将这点宝贝放到自己马甲口袋中带回自己的实验室.导致了自己胸部的一块灼伤，治疗1个半月方才痊愈.这件事与居里先生有意在自己身上做同样的实验效果相似，曾成为镭放射性治癌应用的实验依据.同时，几位科学巨人的交流与交往，也使我们了解到20世纪初欧洲物理学发展的蓬勃兴旺.二、居里夫妇及其对放射性的研究皮埃尔·居里(Pierre Curie)(1859~1906)是法国著名的物理学家“居里定律”的发现者，1859年5月15日出生于法国巴黎，他是医生尤金·居里博士的次子.他从小聪明伶俐，喜欢独立思考，又富于想像力，天资出众，爱好自然，因为学校的常规教育和训练不利于他的智力发展，居里大夫便采取断然措施，先是留他在家里由他自己亲自精心培养，然后把他托付给一位学识渊博的家庭教师去教导，这种旨在造就人材的自由教育方式对皮埃尔·居里的成长颇有显著成效.为了进一步学习，1875年，年仅16岁的皮埃尔到了索邦，当时他的哥哥雅克·保罗·居里(Jac q u e s Paul Cu r i e)是那里的一所医药学校的化学助教，皮埃尔就在该校帮助他哥哥整理物理讲义.1877年，年仅18岁的皮埃尔就得到了硕士学位，1878年被任命为巴黎大学理学院物理实验室的助教，四年后又被任命为巴黎市立理化学校的实验室主任.他在该校任教时间长达22年，而任教12年之后，他便获得了博士学位.1900年，皮埃尔被任命为巴黎大学理学院教授.玛丽·居里（Marie Sklodowsk Curie,1867—1934年）是法国物理学家、化学家.1867年11月7日出生在波兰华沙一个中学教师家庭，原姓斯克罗多夫斯卡.玛丽自小丧母，家境贫困.但是，这丝毫不能动摇她和哥哥、姐姐刻苦学习、奋发上进的精神.高中毕业时，他们都得到了金质奖章.为了支持姐姐到巴黎学医，她当了六年家庭教师.1891年，玛丽也进入了巴黎大学最优秀的俊朋学院学习.最早来到教室并坐在前排位置上的玛丽，穿着破旧的毛线衣，由于营养不良而脸色苍白.但是，自小培养起来的艰苦奋斗精神支持着她去克服一切困难.1893年，她以第一名的成绩毕业于巴黎大学，并先后取得物理学和数学硕士学位.有一次，玛丽遇见了在巴黎理化研究所工作的皮埃尔·居里.对科学的热爱、对真理的探求，使他们彼此相爱.1895年，这一对志同道合的科学家结成了终身伴侣，从此，他们共同向科学高峰——放射性攀登.1896年A.H.贝克勒耳发现铀盐会自发地发射出类似X射线的辐射.M.居里下决心寻找其他物质是否也具有铀盐的这种性质.后来这种性质被命名为放射性.她发现钍也有这种放射性.在研究各种放射性矿物时，她发现沥青铀矿的放射性比铀盐的要强几倍.她认为在沥青铀矿中一定存在着某种未知的、放射性很强的元素.于是她和P.居里在实验室中，用化学方法和测定放射性元素的手段，在成吨的沥青铀矿中艰辛地寻找这种微量的未知的元素.结果他们于1898年7月发现了钋，同年12月发现了镭.钋(Polonium)的命名是为了纪念M.居里的祖国波兰.M.居里所开创的、用放射性进行化学分离与分析的方法奠定了放射性化学的基础.1903年她以《放射性物质的研究》论文获得博士学位.同年她和P.居里与放射性的发现者贝克勒耳共同获得了诺贝尔物理学奖.皮埃尔·居里的第一项研究是在1880年与德斯爱因斯(P·Desaims)合作进行的，他们采用一种由温差电偶与铜丝光栅组成的新装置来测定红外线的波长.皮埃尔与他哥哥雅克·保罗很亲近，保罗比他大三岁.他们俩人共同发现了一些晶体在某一特定方向上受压时，在它们的表面上会出现正或负电荷，这些电荷与压力的大小成正比，而当压力排除之后电荷也消失.1881年，他们发表了关于石英与电气石中压电效应的精确测量.1882年，他们证实了李普曼(G.Lippmann)关于逆效应的预言：电场引起压电晶体产生微小的收缩.利用压电现象，他们还设计了一种压电石英静电计——居里计.这种仪器能把分量极微的电量精确地测量出来，并且成为当代石英控制计时计与无线电发报机的先驱.1883年，雅克·保罗前往蒙彼利埃大学任教，这时皮埃尔生涯中的第一个合作阶段才告结束.1906年4月19日他在街上被马车撞倒受伤后不幸逝世.玛丽接任了她丈夫在巴黎大学的物理学教授职位，成为该校第一位女教授，1910年，她和法国化学家德别爱尔诺一起分析出纯镭元素，她还确定了它的原子量和在元素周期表中的位置，她还测出了氡和其他许多放射性元素的半衰期，整理出放射性元素衰变的系统关系，由于这些重大成就，又荣获1911年诺贝尔化学奖.发现并提炼出镭元素以后，皮埃尔·居里不顾危险，用自己的手臂试验镭的放射线的作用.这种射线的惊人力量给皮埃尔留下深刻印象，她因而着手研究镭在动物身上的作用.她与两个高级医生布沙尔和巴尔塔沙尔合作.不久他们就确信，利用镭破坏有病的细胞，可以治疗狼疮瘤和某几种癌肿.这种治疗法定名为放射疗法.居里夫人通过研究放射性辐射对人体细胞的影响，第一个在医学上利用了放射性，1922年被选为医学研究院会员，此后她即专心致力于化学和放射性物质在医学上的应用研究.在第一次世界大战期间，她和她的女儿I.居里（I.约里奥-居里）一起，从事利用X射线为伤兵进行医疗诊断工作.1918年第一次世界大战结束后，她所创建的镭研究所开始积极地活动起来，该所逐渐成为当时核物理和放射化学的一个主要研究中心.1921年美国总统W.G.哈定代表美国妇女界赠送M.居里1克镭，她被选为国际联盟文化合作国际委员会委员.1922年由于她在放射性物质的化学及其在医学上的应用的贡献而被选为法国医学院院士.1932年她回到她的祖国首都华沙，参加以她的姓氏命名的镭研究所的开幕典礼.居里夫人在童年时代对祖国就有“最深厚的感情”.她永远能在自己的祖国——波兰的土地上发现新的美.当她看到喀尔巴阡山的时候，那白雪皑皑的山头，那挺拔俊秀的黑纵树，还有那在群峰环绕之间清冽的小湖，蔚蓝得像只眼睛，都使她如醉如痴，留连忘返.她生长的城市，后来总叫它“我最爱的小华沙.”她晚年时在给女儿的信中仍不时流露出对波兰的依恋之情：“有一首克拉科夫民歌说到维斯杜拉河：‘这条波兰河流有极大的魅力，受它迷惑的人至死还是爱它.’我觉得这是真的，至少我就是这样.”为了纪念她的祖国，她把她所发现的新元素用波兰(Poland)命名为“钋”(Polonium).到了晚年，她计划在华沙创设一个镭研究院，作为科学研究和癌肿治疗的中心.但缺乏资金和人才，困难重重.在姐姐的帮助下，一个轰轰烈烈的募捐运动在整个波兰开展起来.传单和印着居里夫人头像的邮票传遍全国.成千上万的明信片上印着居里夫人亲笔写的宣言：“我最热烈的希望，是在华沙创设一个镭研究院.”募捐运动获得波兰政府、华沙市和波兰各重要学会的支持.在一个晴朗的早晨，波兰总统砌了研究院的第一块砖，居里夫人砌了第二块，华沙市长砌了第三块.过了4年，居里夫人和她的姐姐都已经把大部分积蓄用到创设研究院上了，但是还缺款项购置治疗癌肿所必需的1克镭.为了购置1克镭，她又一次通过美国的麦隆内夫人，在美国募集了购置1克镭所需要的款项.1932年，居里夫人的伟大梦想实现了，她到波兰主持了华沙镭研究院的揭幕典礼.科学的发现，往往是一把双刃的剑.科学技术的应用在给人类带来巨大利益的同时，也常带来一系列的副作用，如环境污染、生态平衡破坏等，甚至给人类带来灾难.像炸药、原子弹的发明就是这样.然而正直的科学家总是站在维护人类幸福不受侵犯的正义立场上，坚决反对和阻止科学技术的滥用，反对战争，维护和平.在人类征服原子能的艰苦历程中，居里夫妇首先做出了杰出的贡献.1905年当皮埃尔·居里在斯德歌尔摩补做传统的诺贝尔报告时，尖锐地提出：对自然奥秘的洞察是否总是造福于人类，人类是否已经成熟到使被发现的自然规律为自己服务？她在结束自己报告的时候警告说：“镭在罪犯的手里可能成为非常危险的东西”.她特别举出诺贝尔的发明为例子，说明诺贝尔发现的新型炸药确实能够减轻人类大量的技术工作；然而，它也许会成为“那些身居高位的，把人民陷入战争之中的罪犯们手中的可怕的破坏性工具.”居里夫人则以身作则，亲自投入了反对非正义战争、维护世界和平的伟大斗争中去.第一次世界大战期间，她用私人捐款装备了一辆X光救护车，自己当司机，冒着炮火开往前线，做救护工作.在她的组织下，设立了220多处活动的和固定的X光设备，培训了100多位X 光技师.在大战期间，她作为一名“战士”、科学家、医生，组织和抢救了约一百万伤员，为反对帝国主义战争做出了杰出贡献.M.居里由于长期从事放射性工作，得了恶性贫血白血病，于1934年7月4日在法国阿尔卑斯山脉的上萨瓦省的桑塞罗谋疗养院逝世.。
天然放射现象
2. 居里夫妇发现了钋 O)和镭 居里夫妇发现了钋(P 和镭 和镭(Ra)的放射现象 的放射现象
放射性物质发出的射线有三种：
天然放射现象
3. 放射线在磁场中的偏转： 放射线在磁场中的偏转：
带正电叫α粒子； 带正电叫 粒子； 粒子 带负电叫β粒子； 带负电叫 粒子； 粒子 不带电叫γ射线 不带电叫 射线. 射线 α γ β
人们通过什么现象或实验发现原子核是由 更小的微粒构成的？ 更小的微粒构成的？
人们认识原 子核的结构 就是从天然 放射性开始 的。
一. 天然放射现象 1896年 年 贝克勒尔 天然放射性元素的原子核发 出的射线可使照相底片感光 照相底片 射 线 放 射 源
1.什么叫放射性和放射性元素 什么叫放射性和放射性元素? 什么叫放射性和放射性元素 物质发射出具有一定穿透性射 线的现象,叫放射性 线的现象 叫放射性; 叫放射性 具有放射性的元素, 叫放射性元素. 具有放射性的元素 叫放射性元素
铅盒
放射性不是少数几种元素才有的， 放射性不是少数几种元素才有的，研 究发现，原子序数大于82的所有元素， 82的所有元素 究发现，原子序数大于82的所有元素，都 能自发的放出射线，原子序数小于83 83的元 能自发的放出射线，原子序数小于83的元 有的也具有放射性． 素，有的也具有放射性．
放大了1000倍的铀矿石
238 92
U
234 90
钍 Th (钍tu) ＋
0
4 2
He
234 90
Th
234 91
镤 Pa (镤pu) ＋ -1 e
α衰变 衰变
A Z
X
A-4 Z- 2 A Z+1
Y
＋ 4 2 ＋
He
高中物理知识全解5.2原子核
高中物理知识全解 5.2 原子核一：原子核的组成关于原子核的内部信息，最早来源于天然放射现象。
人们从破解天然放射现象入手，一步一步揭开了原子核的秘密。
①放射性现象贝可勒尔发现铀和含铀的矿物质能够发出看不见的射线，使人们认识到原子核也有复杂结构，揭开了人类研究原子核结构的序幕。
通过对天然放射现象的研究，人们发现原子序数大于或等于83的所有天然存在的元素都有放射性，原子序数小于83的天然存在的元素有些也具有放射性，它们放射出来的射线共有三种：α射线、β射线、γ射线。
1、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。
2、受到贝可勒尔的发现的鼓舞，玛丽·居里和她的丈夫皮埃尔·居里在研究沥青中铀的放射时，发现了两种放射性更强的新元素：钋Po （）和镭（Ra ）②三种射线的本质和特性1、α射线：速度可达光速的十分之一的氦核流，贯穿作用最弱，电离作用最强．2、β射线：速度可达光速的99%的高速电子流，贯穿作用较强，电离作用较弱．三种射线在匀强磁场、匀强电场中垂直入射的偏转情况：I 、匀强磁场()()()1m q R q B m m R m q q B ααβααααβββββαβυυυυ==⋅⋅> R R αβ∴>半径：II 、匀强电场2221()2()()()11()2q E L m X m q q E L X m q m αββααααββαβαββυυυυ⋅⋅==⋅⋅<⋅⋅X X αβ∴<侧移： 注意：三种射线垂直入射正交电磁场的运动情况比较复杂，一定要灵活分析求解。
【例题】将能够同时释放出α、β、γ射线的放射性物质放在铅盒底部，放射线通过窄孔O 射到荧光屏上，屏上出现一个亮点P ，如下图所示，如果在放射源与荧光屏之间放一张厚纸，在纸与荧光屏间加电场或磁场，则下列四个示意图正确的是 （ ）答案：D【例题】在如下图所示的带有小孔O 的铅盒放有某种天然放射性元素，α、β、γ三种射线沿竖直向上的方向从小孔O 射出，打在水平放置的屏上A 、B 、C 三点，且有AB>AC,已知α粒子质量约为β粒子质量的37.310⨯倍，α粒子的速度约为光速的110，β粒子的速度约为光速，则在铅盒与水平屏之间可能存在（ ）垂直于纸面向里的匀强磁场垂直于纸面向外的匀强磁场水平向右的匀强电场水平向左的匀强电场答案：AD③原子核结构1919年，卢瑟福用镭放射的α粒子轰击氮原子核，从氮核中打出一个新粒子。
第二节 天然放射现象 衰变精选精品PPT
γ射线经常是伴随α射线和β射线产生的。
三种射线的性质和实质
带质 电 量 符号 量数
电离 性
穿透性
实 质
来源
α射 线
+2 e
4
4 2
He
β射 线
-e
0
0 1
e
很强
很小（一 张普通纸）
高速的 氦核流
0.1c
两个中子和两 个质子结合成 团从原子核中
放出
高速的 原子核中的中
2、半衰期只与元素本身有关,与所处的物理、 化学状态及周围环境、温度等都无关。
3、计算公式：
N
N0
(1) 2
t T
m
m0
(1) 2
t
T
三、应用举例
例2、放射性原子核
U 2 3 8 92
经过一系列的α衰变和
β衰变后成新原子核
206 82
Pb
,其中经α衰变的次数为
nα=___8__, β衰变的次数nβ=__6____ 。
β衰变 Z AX Z A＋ 1Y－ 01e质量数不变,电荷数+1
原子核衰变时电荷数和质量都守恒。
例1、质子、中子发现的方程
1 74 N4 2H e__1 1H _
9 4B e4 2H e___1 0n_(查德)威克
3、 半衰期T
放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的 时间。
1、半衰期短的元素衰变得快，放射性较强
N
x
S L
计数器
M
解：将强磁场M移开，计数器所测得的计数率保 持不变，说明射线不带电，应为γ射线。
β射线可以穿透几毫米的铝板，将薄铝片L移开， 则计数率大幅度上升，说明不是β射线，
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2．天然衰变中核的变化规律 质量数 守 在核的天然衰变中，核变化的最基本的规律是________ 电荷数 守恒． 恒和________
A 4 4 (1)α 衰变：A X → Y ＋ － Z Z 2 2He，实质是 2 个质子和 2 个中子结
－
合成一个整体射出．
A 0 (2)β 衰变：A Z X→Z＋1Y＋－1e.实质是中子转化为质子和电子．
2．重核的裂变 (1)重核是指质量数很大的原子核． (2)重核俘获一个中子后分裂为两个或几个中等质量数的 原子核的反应叫重核的裂变．在裂变的同时，还会放出几个中 子和大量能量．
1 90 136 1 裂变方程式举例：235 92U＋0n→38Sr＋ 54Xe＋100n
铀 235 裂变时，同时放出 2～3 个中子，如果这些中子再 引起其他铀 235 核裂变，就可使裂变反应不断地进行下去，这
第2讲
原子核
考点 1 天然放射现象 1．天然放射现象的发现
贝克勒尔 发 现 天 然 放 射 现 象 ， 原子序数大于或等于 __________
83 ________ 的所有天然存在的元素都有放射性，原子序数小于 83 的天然存在的元素有些也具有放射性，它们放射出来 ________ α射线、β射线、γ射线 的射线常见的有三种：_______________________.
答案：D
7 2．某放射性元素经过 11.4 天有8的原子核发生了衰变，该
元素的半衰期为(
A．11.4 天 C．5.7 天
t
) B．7.6 天 D．3.8 天
t 1 T1/2 1 解析：根据 8，T ＝3，因为 t＝11.4 天，所以 T1/2 1/2 2 11.4 ＝ 3 天＝3.8 天，选项 D 正确．
答案：D
考点 2 核力与核能
1．核力：原子核的半径很小，其中的质子之间的库仑力很
大，受到这么大的库仑斥力却能是稳定状态，一定还有另外一
种力把各核子紧紧地拉在一起，这种力叫做核力．核力具有以 下特点： (1)核力是很强的力．
(2)核力作用范围小，只在 2.0×10－15 m 的短距离内起作用．
相邻 的核子发生核力作用． (3)每个核子只跟它________
衰变
A．①②③ C．④②③ B．③④① D.①②④
解析：钍核与铅核的质子数之差为 90－82＝8，中子数之 差为(232－90)－(208－82)＝16.由于衰变过程中质量数和核电 荷数守恒， 故可通过列方程求解 α 衰变和 β 衰变的次数． 设232 90Τh 变成208 Ζ 次 β 衰变． 由质量数守恒得： 208 82Pb 经过 X 次 α 衰变、 ＋4X＝232；由电荷数守恒得：82＋2X－Z＝90，解出 X＝6，Z ＝4，则选项 D 正确．
m原分别表示衰变开始前的放射性元素的原子数和质量，N余、
m余分别表示衰变开始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，T1/2表示半衰期．
天然放射现象遵循质量数守恒和电荷数守恒，放 出的三种射线中α射线电离能力最强，贯穿能力最弱；β射线电
离作用较弱，贯穿本领较强；γ射线贯穿能力最强，电离能力最
(3)γ衰变：γ衰变总是伴随α衰变或β衰变进行的．
3．三种射线的本质和特性比较 种类 本质 质量数 电荷数 速度 电离性 贯穿性 4 0.1 c 最强 最弱，纸能挡住 α射线 氦核 ＋2 较强，能穿透几毫 1 β射线 电子 －1 0.99 c 较强 米的铝板 1840 最强，能穿透几厘 0 0 c 最弱 γ射线 光子 米的铅版
B．1018 kg
26 ΔE 4×10 解析：根据爱因斯坦的质能方程得 Δm＝ c2 ＝ 16 kg 9×10
＝4.4×109 kg，选项 D 正确．
答案：D
考点 3 原子核的人工转变、重核的裂变和轻核的聚变 1．原子核的人工转变 (1)质子的发现 质子 卢瑟福用 α 粒子轰击 7 号元素14 7N，发现了________．
1 1H
(2)中子的发现 中子 ． 查德威克用 α 粒子轰击 4 号元素9 4Be，发现了________
1 0n
(3)放射性同位素的人工合成
居里夫妇用 α 粒子轰击 13 号元素27 13Al，人工合成了放射性
P 的同位素．
30 27 4 核反应方程为：13Al＋2He→________ ＋1 15P 0n.
4.半衰期
(1)定义：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时 间． (2)意义：反映了核衰变过程的统计快慢程度．
(3)特征：只由核本身的因素所决定，而与原子所处的物理 状态或化学状态无关．
T1/2 1 1 (4)公式表示：N 余＝N 原 ，m 余＝m 原 式中 N 原、 2 2 t T1/2 t
弱．半衰期是对大量原子说的，对单个的原子无意义．
【自主检测】
208 1.232 Th( 钍 ) 经过一系列 α 和 β 衰变， 成为 则( 90 82Pb(铅)，
)
①铅核比钍核少了 8 个质子 ②铅核比钍核少了 16 个中子
③共经过 4 次α衰变和 6 次β衰变 ④共经过 6 次α衰变和 4 次β
E＝mc2 ，这就是爱因斯坦的质能 的联系，它们的关系是：__________
方程．质能方程的另一个表达形式是：ΔE＝Δmc2.
核力是强相互作用力，作用范围很小，每个核 子只跟它相邻的核子相互作用；核反应过程中质量数守恒、电 荷数守恒，但有质量亏损，有能量放出．
【自主检测】
3．太阳因核聚变释放出巨大的能量，同时其质量不断减少． 太阳每秒钟辐射出的能量约为 4×1026 J，根据爱因斯坦质能方 程，太阳每秒钟减少的质量最接近( A．1036 kg C．1013 kg D．109 kg )
2．核能 (1)结合能：核子结合成原子核时放出一定的能量，原子核 分解成核子时吸收一定能量，这种能量叫结合能．
(2)质量亏损：核子结合生成原子核，所生成的原子核的质 质量亏损 ． 量比生成它的核子的总质量要小些，这种现象叫做__________
也可以认为，在核反应中，参加核反应的总质量 m 和核反应后 生成的核总质量 m′之差：Δm＝m－m′. (3)爱因斯坦质能方程：物体的能量和质量之间存在着密切