一、原子核的組成1.原子核由質(zhì)子和中子組成,質(zhì)子和中子統(tǒng)稱(chēng)為　　　。質(zhì)子帶正電,中子不帶電。?2.基本關(guān)系(1)核電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)(Z)=元素的原子序數(shù)=　　　　　　　　　　。?(2)質(zhì)量數(shù)(A)=　　　　　　=質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)。?3.X元素的原子核的符號(hào)為 ,其中A表示　　　　　　,Z表示核電荷數(shù)。?
二、天然放射現(xiàn)象1.天然放射現(xiàn)象元素　　　　地放出射線(xiàn)的現(xiàn)象,首先由　　　　　　　　發(fā)現(xiàn)。天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn),說(shuō)明原子核具有　　　　的結(jié)構(gòu)。?2.放射性同位素的應(yīng)用與防護(hù)(1)放射性同位素:有　　　　放射性同位素和　　　　放射性同位素兩類(lèi),放射性同位素的化學(xué)性質(zhì)相同。?(2)應(yīng)用:消除靜電、工業(yè)探傷、做　　　　　　　　等。?(3)防護(hù):防止放射性對(duì)人體組織的傷害。
三、原子核的衰變、半衰期1.原子核的衰變(1)原子核放出α粒子或β粒子,變成另一種　　　　　　的變化稱(chēng)為原子核的衰變。?(2)分類(lèi)γ衰變:當(dāng)放射性物質(zhì)連續(xù)發(fā)生衰變時(shí),原子核中有的發(fā)生α衰變,有的發(fā)生β衰變,同時(shí)伴隨著γ輻射。
2.半衰期(1)定義①:放射性元素的原子核有　　　　發(fā)生衰變所需的時(shí)間。?(2)影響因素②:放射性元素衰變的快慢是由核　　　　自身的因素決定的,跟原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件沒(méi)有關(guān)系。?
①注:半衰期是指放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間而不是樣本質(zhì)量減少一半的時(shí)間。
②注:半衰期是一個(gè)統(tǒng)計(jì)概念,是對(duì)大量的原子核衰變規(guī)律的總結(jié),對(duì)于一個(gè)特定的原子核,無(wú)法確定何時(shí)發(fā)生衰變,但可以確定各個(gè)時(shí)刻發(fā)生衰變的概率,即某時(shí)衰變的可能性,因此,半衰期只適用于大量的原子核。
四、核力和核能1.原子核內(nèi)部,　　　　所特有的相互作用力,叫核力。?2.核子在結(jié)合成原子核時(shí)出現(xiàn)質(zhì)量虧損Δm,其對(duì)應(yīng)的能量ΔE=　　　　。?3.原子核分解成核子時(shí)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=　　　　。?
4.結(jié)合能和比結(jié)合能③(1)結(jié)合能:核子結(jié)合為原子核時(shí)　　　　的能量或原子核分解為核子時(shí)　　　　的能量,叫作原子核的結(jié)合能,亦稱(chēng)核能。?
(2)比結(jié)合能:原子核的結(jié)合能與　　　　　　之比,稱(chēng)作比結(jié)合能,也叫平均結(jié)合能。?
1.判斷下列說(shuō)法的正誤。(1)所有元素都可以發(fā)生衰變。(　　)(2)重核裂變和輕核聚變都能釋放核能。(　　)(3)質(zhì)能方程表明在一定條件下,質(zhì)量可以轉(zhuǎn)化為能量。(　　)
A.16個(gè)中子,8個(gè)質(zhì)子B.8個(gè)中子,16個(gè)質(zhì)子C.24個(gè)中子,8個(gè)質(zhì)子D.8個(gè)中子,24個(gè)質(zhì)子
3.(多選)已知中子的質(zhì)量是mn=1.674 9×10-27 kg,質(zhì)子的質(zhì)量是mp=1.672 6×10-27 kg,氘核的質(zhì)量是mD=3.343 6×10-27 kg,則氘核的比結(jié)合能為(　　)×10-13 J ×10-13 J MeV
1.α衰變、β衰變的比較
3.衰變次數(shù)的計(jì)算方法
4.半衰期的理解(1)半衰期是大量原子核衰變時(shí)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律,對(duì)個(gè)別或少量原子核,無(wú)半衰期可言。(2)根據(jù)半衰期的概念,可總結(jié)出公式 。式中N原、m原表示衰變前的放射性元素的原子數(shù)和質(zhì)量,N余、m余表示衰變后尚未發(fā)生衰變的放射性元素的原子數(shù)和質(zhì)量,t表示衰變時(shí)間,τ表示半衰期。
2.(2018江蘇高考)已知A和B兩種放射性元素的半衰期分別為T(mén)和2T,則相同質(zhì)量的A和B經(jīng)過(guò)2T后,剩有的A和B質(zhì)量之比為(　　)A.1∶4 B.1∶2C.2∶1 D.4∶1
3.(多選)(2020廣西桂林模擬)某醫(yī)院利用放射線(xiàn)治療腫瘤,被利用的放射源必須具備以下兩個(gè)條件:(1)放出的射線(xiàn)有較強(qiáng)的穿透能力,能輻射到體內(nèi)腫瘤所在處;(2)能在較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)提供比較穩(wěn)定的輻射強(qiáng)度?，F(xiàn)有四種放射性同位素的放射線(xiàn)及半衰期如表所示。關(guān)于在表中所列的四種同位素,下列說(shuō)法正確的是(　　)
A.最適宜作為放療使用的放射源應(yīng)是鈷60B.最適宜作為放療使用的放射源應(yīng)是鍶90C.放射線(xiàn)的電離能力最強(qiáng)的放射源是锝99D.放射線(xiàn)的電離能力最強(qiáng)的放射源是氡222
答案 AD　解析 鈷60放出的γ射線(xiàn)穿透能力強(qiáng),半衰期長(zhǎng),選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤;α射線(xiàn)電離能力最強(qiáng),γ射線(xiàn)的電離能力最弱,氡222放出的是α射線(xiàn),選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確,故選AD。
1.核反應(yīng)的四種類(lèi)型
2.核反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě)
(2)掌握核反應(yīng)方程遵循的規(guī)律是正確書(shū)寫(xiě)核反應(yīng)方程或判斷某個(gè)核反應(yīng)方程是否正確的依據(jù)。由于核反應(yīng)不可逆,因此書(shū)寫(xiě)核反應(yīng)方程式時(shí)只能用“→”表示反應(yīng)方向。(3)核反應(yīng)過(guò)程中質(zhì)量數(shù)守恒,電荷數(shù)守恒。
3.核能的計(jì)算方法(1)根據(jù)ΔE=Δmc2計(jì)算,計(jì)算時(shí)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(jì)算。因1原子質(zhì)量單位(1 u)相當(dāng)于931.5 MeV,所以計(jì)算時(shí)Δm的單位是“u”,ΔE的單位是“MeV”。(3)根據(jù)核子比結(jié)合能來(lái)計(jì)算核能原子核的結(jié)合能=核子比結(jié)合能×核子數(shù)。
4.對(duì)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(jiǎn)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(shí)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(shí)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。
4.(多選)(2020全國(guó)卷Ⅰ)下列核反應(yīng)方程中,X1、X2、X3、X4代表α粒子的有(　　)
答案 AC　解析本題以人工放射性同位素為背景,意在考查核反應(yīng)方程。根據(jù)核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒的規(guī)律可知,X的質(zhì)量數(shù)為4+27-1=30,電荷數(shù)為2+13-0=15,Y的質(zhì)量數(shù)為30,電荷數(shù)為15-1=14,則X的質(zhì)量數(shù)和Y的質(zhì)量數(shù)相等,X的電荷數(shù)比Y的電荷數(shù)多1,選項(xiàng)A正確,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;X的電荷數(shù)比 的電荷數(shù)多15-13=2,選項(xiàng)C正確;X的質(zhì)量數(shù)比 的質(zhì)量數(shù)多 30-27=3,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
A.X粒子是質(zhì)子B.X粒子的質(zhì)量為939.6 MeV/c2C.太陽(yáng)每秒因?yàn)檩椛鋼p失的質(zhì)量約為4.4×109 kgD.太陽(yáng)每秒因?yàn)檩椛鋼p失的質(zhì)量約為17.6 MeV/c2
典型物理模型指導(dǎo)突破科學(xué)思維之模型建構(gòu)——磁場(chǎng)中的原子核衰變與動(dòng)量守恒的綜合問(wèn)題靜止原子核在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中自發(fā)衰變,如果產(chǎn)生的新核和放出的粒子的速度方向與磁場(chǎng)方向垂直,則它們的運(yùn)動(dòng)軌跡為兩相切圓,α衰變時(shí)兩圓外切,β衰變時(shí)兩圓內(nèi)切,根據(jù)動(dòng)量守恒m1v1=m2v2和 知,半徑小的為新核,半徑大的為α粒子或β粒子,其特點(diǎn)對(duì)比如下表:
【典例】 (多選)(2020重慶期中)原來(lái)靜止在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的某種放射性元素的原子核,衰變后產(chǎn)生的新核Y和α粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)徑跡如圖所示,假定原子核 衰變時(shí)釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為Y核和α粒子的動(dòng)能,已知Y核的動(dòng)能為E0,光速為c,下列說(shuō)法正確的是(　　)
粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r= ,因?yàn)樾潞薡和α粒子動(dòng)量大小相等,所以其運(yùn)動(dòng)半徑和帶電荷量成反比,有r1∶r2=q2∶q1=2∶(Z-2),故D錯(cuò)誤。
計(jì)算粒子與新核的動(dòng)能時(shí),可由 先算出兩者的動(dòng)能之比,再由放出的能量等于兩者動(dòng)能的和聯(lián)立方程組求解。求兩者動(dòng)能比時(shí),粒子與新核的質(zhì)量用質(zhì)量數(shù)即可,但求放出的能量時(shí),所有粒子的質(zhì)量必須用實(shí)際質(zhì)量。
(多選)(2020廣東汕頭模擬)如圖所示,靜止的 核發(fā)生α衰變后生成反沖Th核,兩個(gè)產(chǎn)物都在垂直于它們速度方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是(　　)A.衰變方程可表示為B.Th核和α粒子的圓周軌道半徑之比為1∶45C.Th核和α粒子的動(dòng)能之比為1∶45D.Th核和α粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)的方向相反

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