（全國通用）高考物理二輪熱點題型歸納與變式演練專題37 原子核（解析+原卷）學案-學案下載-教習網(wǎng)

TOC \ "1-3" \h \u \l "_Tc29376" 一、熱點題型歸納
\l "_Tc17993" 【題型一】原子核的衰變
\l "_Tc26924" 【題型二】裂變和聚變
\l "_Tc12217" 【題型三】核能的計算
\l "_Tc30563" 【題型四】人工核轉(zhuǎn)變
\l "_Tc21895" 二、最新模考題組練2
【題型一】原子核的衰變
【典例分析】圖中曲線a、b、c、d為氣泡室中某放射物發(fā)生衰變放出的部分粒子的徑跡，氣泡室中磁感應(yīng)強度方向垂直于紙面向里．以下判斷可能正確的是( )
A．a(chǎn)、b為β粒子的徑跡
B．a(chǎn)、b為γ粒子的徑跡
C．c、d為α粒子的徑跡
D．c、d為β粒子的徑跡
答案 D
解析 γ粒子是不帶電的光子，在磁場中不偏轉(zhuǎn)，選項B錯誤；α粒子為氦核帶正電，由左手定則知向上偏轉(zhuǎn)，選項A、C錯誤；β粒子是帶負電的電子，應(yīng)向下偏轉(zhuǎn)，選項D正確．
【提分秘籍】
天然放射現(xiàn)象
元素自發(fā)地放出射線的現(xiàn)象，首先由貝可勒爾發(fā)現(xiàn)．天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，說明原子核具有復雜的結(jié)構(gòu)．
放射性同位素的應(yīng)用與防護
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兩類，放射性同位素的化學性質(zhì)相同．
2、應(yīng)用：消除靜電、工業(yè)探傷、做示蹤原子等．
3、防護：防止放射性對人體組織的傷害．
三種射線的比較
α衰變、β衰變的比較
衰變次數(shù)的確定方法
方法一：確定衰變次數(shù)的方法是依據(jù)兩個守恒規(guī)律，設(shè)放射性元素ZAX經(jīng)過n次α衰變和m次β衰變后，變成穩(wěn)定的新元素eq \\al(A′,Z′)Y，則表示該核反應(yīng)的方程為eq \\al(A,Z)X→eq \\al(A′,Z′)Y＋neq \\al(4,2)He＋meq \\al( 0, －1)e。根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可列方程A＝A′＋4n Z＝Z′＋2n－m由以上兩式聯(lián)立解得n＝eq \f(A－A′,4)，m＝eq \f(A－A′,2)＋Z′－Z
由此可見確定衰變次數(shù)可歸結(jié)為求解一個二元一次方程組。
方法二：因為β衰變對質(zhì)量數(shù)無影響，可先由質(zhì)量數(shù)的改變確定α衰變的次數(shù)，然后根據(jù)衰變規(guī)律確定β衰變的次數(shù)。
對半衰期的理解
(1)半衰期公式：N余＝N原eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))eq \f(t,τ)，m余＝m原eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))eq \f(t,τ)。
(2)半衰期的物理意義：半衰期是表示放射性元素衰變快慢的物理量，同一放射性元素的衰變速率一定，不同的放射性元素半衰期不同，有的差別很大。
(3)半衰期的適用條件：半衰期是一個統(tǒng)計規(guī)律，是對大量的原子核衰變規(guī)律的總結(jié)，對于一個特定的原子核，無法確定何時發(fā)生衰變。
【變式演練】
1．下列有關(guān)原子結(jié)構(gòu)和原子核的認識，其中正確的是( )
A．γ射線是高速運動的電子流
B．氫原子輻射光子后，其繞核運動的電子動能增大
C．太陽輻射能量的主要來源是太陽中發(fā)生的重核裂變
D．eq \\al(210, 83)Bi的半衰期是5天，100克eq \\al(210, 83)Bi經(jīng)過10天后還剩下50克
答案 B
解析 β射線是高速電子流，而γ射線是一種電磁波，選項A錯誤．氫原子輻射光子后，繞核運動的電子距核更近，動能增大，選項B正確．太陽輻射能量的主要來源是太陽內(nèi)部氫核的聚變，選項C錯誤.10天為兩個半衰期，剩余的eq \\al(210, 83)Bi為100× g＝100×(eq \f(1,2))2 g＝25 g，選項D錯誤.
2．(多選)關(guān)于核反應(yīng)方程eq \\al(234, 90)Th→eq \\al(234, 91)Pa＋X＋ΔE(ΔE為釋放的核能，X為新生成的粒子)，已知eq \\al(234, 90)Th的半衰期為1.2 min，則下列說法正確的是( )
A．此反應(yīng)為β衰變
B. eq \\al(234, 91)Pa核和eq \\al(234, 90)Th核具有相同的質(zhì)量
C. eq \\al(234, 91)Pa具有放射性
D．64 g的eq \\al(234, 90)Th經(jīng)過6 min還有1 geq \\al(234, 90)Th尚未衰變
答案 AC
解析根據(jù)核反應(yīng)方程質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可判斷出X為eq \\al( 0,－1)e，所以此反應(yīng)為β衰變，A正確；eq \\al(234, 91)Pa核與eq \\al(234, 90)Th核質(zhì)量并不同，B錯誤；根據(jù)化學元素周期表及化學知識知，eq \\al(234, 91)Pa為放射性元素，C正確；利用半衰期公式m余＝m原，可判斷m余＝2 g，則D錯誤．
3．目前，在居室裝修中經(jīng)常用到花崗巖、大理石等裝飾材料，這些巖石都不同程度地含有放射性元素．比如，有些含有鈾、釷的花崗巖等巖石會釋放出放射性惰性氣體氡，而氡會發(fā)生放射性衰變，放射出α、β、γ射線，這些射線會導致細胞發(fā)生癌變及呼吸道等方面的疾?。鶕?jù)有關(guān)放射性知識可知，下列說法正確的是( )
A．氡的半衰期為3.8天，若取4個氡原子核，經(jīng)7.6天后就剩下一個原子核了
B．β衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子和電子所產(chǎn)生的
C．γ射線一般伴隨著α或β射線產(chǎn)生，在這三種射線中，α射線的穿透能力最強，電離能力最弱
D．發(fā)生α衰變時，生成核與原來的原子核相比，中子數(shù)減少了4
答案 B
解析半衰期遵循統(tǒng)計規(guī)律，對單個或少數(shù)原子核是沒有意義的，A錯誤．根據(jù)3種射線的特性及衰變實質(zhì)可知B正確，C、D錯誤．
【題型二】裂變和聚變
【典例分析】大科學工程“人造太陽”主要是將氘核聚變反應(yīng)釋放的能量用來發(fā)電。氘核聚變反應(yīng)方程是：eq \\al(2,1)H＋eq \\al(2,1)H→eq \\al(3,2)He＋eq \\al(1,0)n。已知12H的質(zhì)量為2.013 6 u，23He的質(zhì)量為3.015 0 u，eq \\al(1,0)n的質(zhì)量為1.008 7 u,1 u＝931 MeV/c2。氘核聚變反應(yīng)中釋放的核能約為( )
A．3.7 MeV B．3.3 MeV C．2.7 MeV D．0.93 MeV
解析：選B 氘核聚變反應(yīng)的質(zhì)量虧損為Δm＝2×2.013 6 u－(3.015 0 u＋1.008 7 u)＝0.003 5 u，釋放的核能為ΔE＝Δmc2＝0.003 5×931 MeV/c2×c2≈3.3 MeV，選項B正確。
【提分秘籍】
注意區(qū)分聚變和人工核轉(zhuǎn)變。
【變式演練】
1．(多選)關(guān)于核衰變和核反應(yīng)的類型，下列表述正確的是( )
A．eq \\al(238, 92)U→eq \\al(234, 90)Th＋eq \\al(4,2)He是α衰變
B．eq \\al(14, 7)N＋eq \\al(4,2)He→eq \\al(17, 8)O＋eq \\al(1,1)11H是β衰變
C．eq \\al(2,1)H＋eq \\al(3,1)H→eq \\al(4,2)He＋eq \\al(1,0)n是輕核聚變
D．eq \\al(82,34)Se→eq \\al(82,36)Kr＋2eq \\al( 0,_x001F__x001F_- 1)e是重核裂變
答案 AC
2．在下列描述核過程的方程中，屬于α衰變的是________，屬于β衰變的是________，屬于裂變的是________，屬于聚變的是________．(填正確答案標號)
A.eq \\al(14, 6)C→eq \\al(14, 7)N＋eq \\al( 0,－1)e
B.eq \\al(32,15)P→eq \\al(32,16)S＋eq \\al( 0,－1)e
C.eq \\al(238, 92)U→eq \\al(234, 90)Th＋eq \\al(4,2)He
D.eq \\al(14, 7)N＋eq \\al(4,2)He→eq \\al(17, 8)O＋eq \\al(1,1)H
E.eq \\al(235, 92)U＋eq \\al(1,0)n→eq \\al(140, 54)Xe＋eq \\al(94,38)Sr＋2eq \\al(1,0)n
F.eq \\al(3,1)H＋eq \\al(2,1)H→eq \\al(4,2)He＋eq \\al(1,0)n
答案 C AB E F
解析 α衰變是一種放射性衰變，α粒子(eq \\al(4,2)He)會從原子核中射出，C項符合要求，β衰變是指自原子核內(nèi)自發(fā)地放出一個電子(eq \\al(0,－1)e)，同時原子序數(shù)加1的過程，A、B兩項符合要求，裂變是指一些質(zhì)量非常大的原子核，如鈾、釷和钚等在吸收一個中子后分裂成兩個或更多質(zhì)量較小的原子核，同時放出多個中子和很大能量的過程，只有E項符合要求．聚變是指由兩個輕原子核(一般是氘核和氚核)結(jié)合成較重原子核(氦核)并放出大量能量的過程，F(xiàn)項符合要求．
3．下列說法正確的是( )
A.eq \\al(30,15)P→eq \\al(30,14)Si＋eq \\al(0,1)e是一種核裂變反應(yīng)
B．核反應(yīng)堆產(chǎn)生的能量一定來自輕核聚變
C．太陽輻射的能量主要來自太陽內(nèi)部的核裂變反應(yīng)
D．盧瑟福為解釋α粒子散射實驗現(xiàn)象提出了原子核式結(jié)構(gòu)學說
答案 D
【題型三】核能的計算
【典例分析】1930年英國物理學家考克饒夫和瓦爾頓建造了世界上第一臺粒子加速器，他們獲得了高速運動的質(zhì)子，用來轟擊靜止的鋰7(eq \\al(7,3)Li)原子核，形成一個不穩(wěn)定的復合核后分解成兩個相同的原子核．
(1)寫出核反應(yīng)方程；
(2)已知質(zhì)子的質(zhì)量為m，初速度為v0，反應(yīng)后產(chǎn)生的一個原子核速度大小為eq \f(3,4)v0，方向與質(zhì)子運動方向相反，求反應(yīng)后產(chǎn)生的另一個原子核的速度以及反應(yīng)過程中釋放的核能(設(shè)反應(yīng)過程釋放的核能全部轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽?．
答案 (1)eq \\al(7,3)Li＋eq \\al(1,1)H→2eq \\al(4,2)He (2)v0 eq \f(21,8)mveq \\al( 2,0)
解析 (1)根據(jù)質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)守恒，則有
eq \\al(7,3)Li＋eq \\al(1,1)H→2eq \\al(4,2)He
(2)由動量守恒定律得mv0＝4m(－eq \f(3,4)v0)＋4mv
解得v＝v0
釋放的核能為
ΔE＝eq \f(1,2)·4mv2＋eq \f(1,2)·4m·(eq \f(3,4)v0)2－eq \f(1,2)mveq \\al( 2,0)
解得ΔE＝eq \f(21,8)mveq \\al( 2,0).
【提分秘籍】
核反應(yīng)的四種類型
核反應(yīng)方程式的書寫
1、熟記常見基本粒子的符號，是正確書寫核反應(yīng)方程的基礎(chǔ)。如質(zhì)子(eq \\al(1,1)H)、中子(eq \\al(1,0)n)、α粒子(eq \\al(4,2)He)、β粒子(eq \\al( 0, －1)e)、正電子(eq \\al(0,1)e)、氘核(eq \\al(2,1)H)、氚核(eq \\al(3,1)H)等。
2、掌握核反應(yīng)方程遵守的規(guī)律，是正確書寫核反應(yīng)方程或判斷某個核反應(yīng)方程是否正確的依據(jù)，由于核反應(yīng)不可逆，所以書寫核反應(yīng)方程式時只能用“→”表示反應(yīng)方向。
3、核反應(yīng)過程中質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒。
對質(zhì)能方程的理解
1、一定的能量和一定的質(zhì)量相聯(lián)系，物體的總能量和它的質(zhì)量成正比，即E＝mc2。
方程的含義：物體具有的能量與它的質(zhì)量之間存在簡單的正比關(guān)系，物體的能量增大，質(zhì)量也增大；物體的能量減少，質(zhì)量也減少。
2、核子在結(jié)合成原子核時出現(xiàn)質(zhì)量虧損Δm，其能量也要相應(yīng)減少，即ΔE＝Δmc2。
3、原子核分解成核子時要吸收一定的能量，相應(yīng)的質(zhì)量增加Δm，吸收的能量為ΔE＝Δmc2。
核能的計算方法
1、根據(jù)ΔE＝Δmc2計算時，Δm的單位是“kg”，c的單位是“m/s”，ΔE的單位是“J”。
2、根據(jù)ΔE＝Δm×931.5 MeV計算時，Δm的單位是“u”，ΔE的單位是“MeV”。
3、根據(jù)核子比結(jié)合能來計算核能：
原子核的結(jié)合能＝核子比結(jié)合能×核子數(shù)。
【變式演練】一靜止的鈾核放出一個α粒子衰變成釷核，衰變方程為eq \\al(238, 92)U→eq \\al(234, 90)Th＋eq \\al(4,2)He。下列說法正確的是( )
A．衰變后釷核的動能等于α粒子的動能
B．衰變后釷核的動量大小等于α粒子的動量大小
C．鈾核的半衰期等于其放出一個α粒子所經(jīng)歷的時間
D．衰變后α粒子與釷核的質(zhì)量之和等于衰變前鈾核的質(zhì)量
[解析] 靜止的鈾核在衰變過程中遵循動量守恒，由于系統(tǒng)的總動量為零，因此衰變后產(chǎn)生的釷核和α粒子的動量等大反向，即pTh＝pα，B項正確；因此有eq \r(2mThEkTh)＝eq \r(2mαEkα)，由于釷核和α粒子的質(zhì)量不等，因此衰變后釷核和α粒子的動能不等，A項錯誤；根據(jù)半衰期的定義可知，C項錯誤；由于衰變過程釋放能量，根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程可知，衰變過程有質(zhì)量虧損，因此D項錯誤。
[答案] B
2．[多選]原子核的比結(jié)合能曲線如圖所示。根據(jù)該曲線，下列判斷正確的有( )
A．eq \\al(4,2)He核的結(jié)合能約為14 MeV
B．eq \\al(4,2)He核比eq \\al(6,3)Li核更穩(wěn)定
C．兩個eq \\al(2,1)H核結(jié)合成eq \\al(4,2)He核時釋放能量
D. eq \\al(235, 92)U核中核子的平均結(jié)合能比eq \\al(89,36)Kr核中的大
解析：選BC 由題圖可知，eq \\al(4,2)He的比結(jié)合能為7 MeV，因此它的結(jié)合能為7 MeV×4＝28 MeV，A項錯誤；比結(jié)合能越大，表明原子核中核子結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn)定，結(jié)合題圖可知B項正確；兩個比結(jié)合能小的eq \\al(2,1)H核結(jié)合成比結(jié)合能大的eq \\al(4,2)He時，會釋放能量，C項正確；由題圖可知，eq \\al(235, 92)U的比結(jié)合能(即平均結(jié)合能)比eq \\al(89,36)Kr的小，D項錯誤。
3．下列說法正確的是( )
A．光子像其他粒子一樣，不但具有能量，也具有動量
B．比結(jié)合能越大，原子核越不穩(wěn)定
C．將由放射性元素組成的化合物進行高溫分解，會改變放射性元素的半衰期
D．原子核的質(zhì)量大于組成它的核子的質(zhì)量之和，這個現(xiàn)象叫做質(zhì)量虧損
解析：選A 光子像其他粒子一樣，不但具有粒子性，而且也有波動性，則不但具有能量，也具有動量，故A正確；比結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定，B錯誤；放射性元素的半衰期與外界因素沒有任何關(guān)系，只和本身性質(zhì)有關(guān)，C錯誤；原子核的質(zhì)量小于組成它的核子的質(zhì)量之和，這個現(xiàn)象叫做質(zhì)量虧損，故D錯誤。
【題型四】人工核轉(zhuǎn)變
【典例分析】(多選)一靜止的鋁原子核eq \\al(27,13)Al俘獲一速度為1.0×107 m/s的質(zhì)子p后，變?yōu)樘幱诩ぐl(fā)態(tài)的硅原子核eq \\al(28,14)Si*.下列說法正確的是( )
A．核反應(yīng)方程為p＋eq \\al(27,13)Al→eq \\al(28,14)Si*
B．核反應(yīng)過程中系統(tǒng)動量守恒
C．核反應(yīng)過程中系統(tǒng)能量不守恒
D．核反應(yīng)前后核子數(shù)相等，所以生成物的質(zhì)量等于反應(yīng)物的質(zhì)量之和
答案 AB
解析根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得，核反應(yīng)方程為p＋eq \\al(27,13)Al→eq \\al(28,14)Si*，A正確；核反應(yīng)過程中釋放的核力遠遠大于外力，故系統(tǒng)動量守恒，B正確；核反應(yīng)過程中系統(tǒng)能量守恒，C錯誤；由于反應(yīng)過程中，要釋放大量的能量，伴隨著質(zhì)量虧損，所以生成物的質(zhì)量小于反應(yīng)物的質(zhì)量之和，D錯誤．
【提分秘籍】
注意區(qū)分聚變和人工核轉(zhuǎn)變
【變式演練】
1．(多選)物理學家通過對實驗的深入觀察和研究，獲得正確的科學認知，推動物理學的發(fā)展，下列說法符合事實的是( )
A．赫茲通過一系列實驗，證實了麥克斯韋關(guān)于光的電磁理論
B．查德威克用α粒子轟擊eq \\al(14, 7)N獲得反沖核eq \\al(17, 8)O，發(fā)現(xiàn)了中子
C．貝可勒爾發(fā)現(xiàn)的天然放射性現(xiàn)象，說明原子核有復雜結(jié)構(gòu)
D．盧瑟福通過對陰極射線的研究，提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型
答案 AC
解析麥克斯韋預言了電磁波的存在，赫茲通過實驗證實了麥克斯韋的電磁理論，選項A正確；盧瑟福用α粒子轟擊eq \\al(14, 7)N，獲得反沖核eq \\al(17, 8)O，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，選項B錯誤；貝可勒爾發(fā)現(xiàn)的天然放射性現(xiàn)象，說明原子核具有復雜結(jié)構(gòu)，選項C正確；盧瑟福通過對α粒子散射實驗的研究，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，選項D錯誤．
1．（2021年全國乙卷）醫(yī)學治療中常用放射性核素產(chǎn)生γ射線，而是由半衰期相對較長的衰變產(chǎn)生的。對于質(zhì)量為的，經(jīng)過時間t后剩余的質(zhì)量為m，其圖線如圖所示。從圖中可以得到的半衰期為( )
A.67.3 d B.101.0 dC.115.1 dD.124.9 d
答案：C
解析：本題考查半衰期的計算。設(shè)In的半衰期為T天，由半衰期的定義以及題圖可知，解得T為115.1 d，C項正確。
2．（2021年廣東卷）科學家發(fā)現(xiàn)銀河系中存在大量的放射性同位素鋁26，鋁26的半衰期為72萬年,其衰變方程為，下列說法正確的是( )
A.Y是氦核B.Y是質(zhì)子
C.再經(jīng)過72萬年，現(xiàn)有的鋁26衰變一半D.再經(jīng)過144萬年，現(xiàn)有的鋁26全部衰變
答案：C
解析：本題考查核反應(yīng)方程質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒以及半衰期的概念。根據(jù)核反應(yīng)方程質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知Y為，A、B項錯誤；經(jīng)歷一個半衰期，現(xiàn)有的衰變一半；經(jīng)歷兩個半衰期，現(xiàn)有的衰變四分之三，C項正確，D項錯誤。
3．（2021年河北卷）銀河系中存在大量的鋁同位素。核衰變的衰變方程為，測得核的半衰期為72萬年。下列說法正確的是( )
A.核的質(zhì)量等于核的質(zhì)量
B.核的中子數(shù)大于核的中子數(shù)
C.將鋁同位素放置在低溫低壓的環(huán)境中，其半衰期不變
D.銀河系中現(xiàn)有的鋁同位素將在144萬年后全部衰變?yōu)?br>答案：C
解析：本題考查放射性同位素的衰變與半衰期。由于存在質(zhì)量虧損，A項錯誤；核中子數(shù)為13，核中子數(shù)為14，B項錯誤；半衰期由原子核自身決定，與溫度和壓強無關(guān)，C項正確；144萬年是2個半衰期，剩余為原來的四分之一，D項錯誤。
4、（2021年湖南卷）核廢料具有很強的放射性，需要妥善處理。下列說法正確的是( )
A.放射性元素經(jīng)過兩個完整的半衰期后，將完全衰變殆盡
B.原子核衰變時電荷數(shù)守恒，質(zhì)量數(shù)不守恒
C.改變壓力、溫度或濃度，將改變放射性元素的半衰期
D.過量放射性輻射對人體組織有破壞作用，但輻射強度在安全劑量內(nèi)則沒有傷害
答案：D
解析：本題考查對放射性元素的半衰期的理解。半衰期是指半數(shù)原子核發(fā)生衰變的時間，經(jīng)過兩個半衰期，放射性元素剩下四分之一沒有進行衰變，A項錯誤；原子核發(fā)生衰變時，電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都守恒，B項錯誤；半衰期是元素的屬性，與外界物理、化學環(huán)境無關(guān)，所以改變壓力、溫度或濃度，放射性元素半衰期不變，C項錯誤。
5、(2016·上海高考)放射性元素A經(jīng)過2次α衰變和1次β衰變后生成一新元素B，則元素B在元素周期表中的位置較元素A的位置向前移動了( )
A．1位 B．2位 C．3位 D．4位
解析：選C α粒子是eq \\al(4,2)He，β粒子是eq \\al( 0, －1)e，因此發(fā)生一次α衰變電荷數(shù)減少2，發(fā)生一次β衰變電荷數(shù)增加1，據(jù)題意，電荷數(shù)變化為：－2×2＋1＝－3，所以新元素在元素周期表中的位置向前移動了3位。故選項C正確。
6．[多選]關(guān)于天然放射現(xiàn)象，以下敘述正確的是( )
A．若使放射性物質(zhì)的溫度升高，其半衰期將變大
B．β衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的質(zhì)子轉(zhuǎn)變?yōu)橹凶訒r產(chǎn)生的
C．在α、β、γ這三種射線中，γ射線的穿透能力最強，α射線的電離能力最強
D．鈾核（eq \\al(238, 92)U）衰變?yōu)殂U核（eq \\al(206, 82)Pb）的過程中，要經(jīng)過8次α衰變和6次β衰變
解析：選CD 半衰期的時間與元素的物理狀態(tài)無關(guān)，若使某放射性物質(zhì)的溫度升高，其半衰期不變，故A錯誤；β衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子時產(chǎn)生的，故B錯誤；在α、β、γ這三種射線中，γ射線的穿透能力最強，α射線的電離能力最強，故C正確；鈾核（eq \\al(238, 92)U）衰變?yōu)殂U核（eq \\al(206, 82)Pb）的過程中，每經(jīng)過一次α衰變質(zhì)子數(shù)少2，質(zhì)量數(shù)少4；而每經(jīng)過一次β衰變質(zhì)子數(shù)增加1，質(zhì)量數(shù)不變；由質(zhì)量數(shù)和核電荷數(shù)守恒，可知要經(jīng)過8次α衰變和6次β衰變，故D正確。
7．我國自主研發(fā)制造的國際熱核聚變核心部件在國際上率先通過權(quán)威機構(gòu)認證，這是我國對國際熱核聚變項目的重大貢獻。下列核反應(yīng)方程中屬于聚變反應(yīng)的是( )
A．eq \\al(2,1)H＋eq \\al(3,1)H→eq \\al(4,2)He＋eq \\al(1,0)n B. eq \\al(14, 7)N＋eq \\al(4,2)He→eq \\al(17, 8)O＋eq \\al(1,1)H
C．eq \\al(4,2)He＋eq \\al(27,13)Al→eq \\al(30,15)P＋eq \\al(1,0)n D. eq \\al(235, 92)U＋eq \\al(1,0)n→eq \\al(144, 56)Ba＋eq \\al(89,36)Kr＋3eq \\al(1,0)n
解析：選A A項是氫元素的兩種同位素氘和氚聚變成氦元素的核反應(yīng)方程，B項是用α粒子轟擊氮原子核發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程，C項屬于原子核的人工轉(zhuǎn)變，D項屬于重核的裂變，因此只有A項符合要求。
8、在勻強磁場中，一個原來靜止的原子核，由于放出一個α粒子，結(jié)果得到一張兩個相切圓的徑跡照片(如圖所示)，今測得兩個相切圓半徑之比r1∶r2＝1∶44。則：
(1)圖中哪一個圓是α粒子的徑跡？(說明理由)
(2)這個原子核原來所含的質(zhì)子數(shù)是多少？
[解析] (1)因為動量守恒，所以軌道半徑與粒子的電荷量成反比，所以圓軌道2是α粒子的徑跡，圓軌道1是新生核的徑跡，兩者電性相同，運動方向相反。
(2)設(shè)衰變后新生核的電荷量為q1，α粒子的電荷量為q2＝2e，它們的質(zhì)量分別為m1和m2，衰變后的速度分別為v1和v2，所以原來原子核的電荷量q＝q1＋q2。
根據(jù)軌道半徑公式有
eq \f(r1,r2)＝eq \f(\f(m1v1,Bq1),\f(m2v2,Bq2))＝eq \f(m1v1q2,m2v2q1)，
又由于衰變過程中遵循動量守恒定律，則
m1v1＝m2v2，
以上三式聯(lián)立解得q＝90e。
即這個原子核原來所含的質(zhì)子數(shù)為90。
[答案] (1)圓軌道2是α粒子的徑跡，理由見解析 (2)90
9、在垂直于紙面的勻強磁場中，有一原來靜止的原子核，該核衰變后，放出的帶電粒子和反沖核的運動軌跡分別如圖中a、b所示，由圖可以判定( )
A．該核發(fā)生的是α衰變
B．該核發(fā)生的是β衰變
C．磁場方向一定垂直紙面向里
D．磁場方向一定垂直紙面向外
[解析] 本題考查對α粒子及β粒子的性質(zhì)的了解，對動量守恒定律以及左手定則的應(yīng)用能力。原來靜止的核，放出粒子后，總動量守恒，所以粒子和反沖核的速度方向一定相反，根據(jù)圖示，它們在同一磁場中是向同一側(cè)偏轉(zhuǎn)的，由左手定則可知它們必帶異種電荷，故應(yīng)為β衰變；由于不知它們的旋轉(zhuǎn)方向，因而無法判定磁場是向里還是向外，即都有可能。
[答案] B
10．[多選]14C發(fā)生放射性衰變?yōu)?4N，半衰期約為5 700年。已知植物存活期間，其體內(nèi)14C與12C的比例不變；生命活動結(jié)束后，14C的比例持續(xù)減少?，F(xiàn)通過測量得知，某古木樣品中14C的比例正好是現(xiàn)代植物所制樣品的二分之一。下列說法正確的是( )
A．該古木的年代距今約為5 700年
B．12C、13C、14C具有相同的中子數(shù)
C．14C衰變?yōu)?4N的過程中放出β射線
D．增加樣品測量環(huán)境的壓強將加速14C的衰變
解析：選AC 因古木樣品中14C的比例正好是現(xiàn)代植物所制樣品的二分之一，則可知經(jīng)過的時間為一個半衰期，即該古木的年代距今約為5 700年，選項A正確；12C、13C、14C具有相同的質(zhì)子數(shù)，由于質(zhì)量數(shù)不同，故中子數(shù)不同，選項B錯誤；根據(jù)核反應(yīng)方程可知，14C衰變?yōu)?4N的過程中放出電子，即發(fā)出β射線，選項C正確；外界環(huán)境不影響放射性元素的半衰期，選項D錯誤。
11.靜止在勻強電場中的碳14原子核，某時刻放射的某種粒子與反沖核的初速度方向均與電場方向垂直，且經(jīng)過相等的時間后形成的軌跡如圖所示(a、b表示長度)。那么碳14的核反應(yīng)方程可能是( )
A.eq \\al(14, 6)C→eq \\al(4,2)He＋eq \\al(10, 4)Be B.eq \\al(14, 6)C→eq \\al(0,1)e＋eq \\al(14, 5)B
C.eq \\al(14, 6)C→eq \\al( 0,－1)e＋eq \\al(14, 7)N D.eq \\al(14, 6)C→eq \\al(2,1)H＋eq \\al(12, 5)B
解析：選A 設(shè)時間為t，則eq \f(\f(1,2)a1t2,v1t)＝2，eq \f(\f(1,2)a2t2,v2t)＝4，而a＝eq \f(qE,m)，故有eq \f(q1,m1v1)∶eq \f(q2,m2v2)＝1∶2，又因為動量守恒m1v1＝m2v2，故q1∶q2＝1∶2，故只有A正確。
12.[多選]用中子(eq \\al(2,0)n)轟擊鈾核(eq \\al(235, 92)U)產(chǎn)生裂變反應(yīng)，會產(chǎn)生鋇核(eq \\al(144, 56)Ba)和氪核(eq \\al(89,36)Kr)并釋放出中子(eq \\al(1,0)n)，當達到某些條件時可發(fā)生鏈式反應(yīng)。一個鈾核(eq \\al(235, 92)U)裂變時，釋放的能量約為200 MeV(1 eV＝1.6×10－19 J)。以下說法正確的是( )
A.eq \\al(235, 92)U的裂變方程為eq \\al(235, 92)U→eq \\al(144, 56)Ba＋eq \\al(89,36)Kr＋eq \\al(1,0)n
B.eq \\al(235, 92)U的裂變方程為eq \\al(235, 92)U＋eq \\al(1,0)n→eq \\al(144, 56)Ba＋eq \\al(89,36)Kr＋3eq \\al(1,0)n
C.eq \\al(235, 92)U發(fā)生鏈式反應(yīng)的條件與鈾塊的體積有關(guān)
D．一個eq \\al(235, 92)U裂變時，質(zhì)量虧損約為3.6×10－28 kg
解析：選BC 鈾核在裂變過程中需要中子的轟擊，產(chǎn)生鏈式反應(yīng)，所以選項A錯誤，選項B正確。而鏈式反應(yīng)在進行過程中，還需要鈾礦達到臨界體積才能維持鏈式反應(yīng)持續(xù)不斷進行下去，所以選項C正確。根據(jù)釋放出來的核能，結(jié)合質(zhì)能方程可知ΔE＝Δmc2，反應(yīng)過程中，虧損質(zhì)量為Δm＝eq \f(200×106×1.6×10－19,?3×108?2) kg＝1×10－28 kg，選項D錯誤。種類
α射線
β射線
γ射線
組成
高速氦核流
高速電子流
光子流(高頻電磁波)
帶電荷量
2e
－e
0
質(zhì)量
4mp，mp＝1.67×10－27 kg
eq \f(mp,1 836)
靜止質(zhì)量為零
速度
0.1c
0.99c
c(光速)
在電磁場中
偏轉(zhuǎn)
與α射線反向偏轉(zhuǎn)
不偏轉(zhuǎn)
貫穿本領(lǐng)
最弱，用紙能擋住
較強，能穿透幾毫米厚的鋁板
最強，能穿透幾厘米厚的鉛板
對空氣的電離作用
很強
較弱
很弱
衰變類型
α衰變
β衰變
衰變方程
eq \\al(A,Z)X→eq \\al(A－4,Z－2)Y＋eq \\al(4,2)He
eq \\al(A,Z)X→eq \\al( A, Z＋1)Y＋eq \\al( 0, －1)e
衰變實質(zhì)
2個質(zhì)子和2個中子結(jié)合成一個整體射出
1個中子轉(zhuǎn)化為1個質(zhì)子和1個電子
2eq \\al(1,1)H＋2eq \\al(1,0)n→eq \\al(4,2)He
eq \\al(1,0)n→eq \\al(1,1)H＋eq \\al( 0, －1)e
衰變規(guī)律
電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒、動量守恒
類型
可控性
核反應(yīng)方程典例
衰變
α衰變
自發(fā)
eq \\al(238, 92)U→eq \\al(234, 90)Th＋eq \\al(4,2)He
β衰變
自發(fā)
eq \\al(234, 90)Th→eq \\al(234, 91)Pa＋eq \\al( 0, －1)e
人工轉(zhuǎn)變
人工控制
eq \\al(14, 7)N＋eq \\al(4,2)He→eq \\al(17, 8)O＋eq \\al(1,1)H
(盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子)
eq \\al(4,2)He＋eq \\al(9,4)Be→eq \\al(12, 6)C＋eq \\al(1,0)n
(查德威克發(fā)現(xiàn)中子)
eq \\al(27,13)Al＋eq \\al(4,2)He →eq \\al(30,15)P＋eq \\al(1,0)n
(約里奧·居里夫婦發(fā)現(xiàn)人工放射性)
eq \\al(30,15)P→eq \\al(30,14)Si＋eq \\al(0,1)e
重核裂變
比較容易進行人工控制
eq \\al(235, 92)U＋eq \\al(1,0)n→eq \\al(144, 56)Ba＋eq \\al(89,36)Kr＋3eq \\al(1,0)n
eq \\al(235, 92)U＋eq \\al(1,0)n→eq \\al(136, 54)Xe＋eq \\al(90,38)Sr＋10eq \\al(1,0)n
輕核聚變
很難控制
eq \\al(2,1)H＋eq \\al(3,1)H→eq \\al(4,2)He＋eq \\al(1,0)n

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