1、1第十九章 原子核专题整合深化提升 考点一 三种射线、衰变与半衰期【典例】(多选)下列说法正确的是( )A. Th 经过 6 次 衰变和 4 次 衰变后成为稳定的原子核 PbB. 衰变所释放的电子是原子核内的质子转变为中子时产生的C.在 、 这三种射线中, 射线的穿透能力最强, 射线的电离能力最强D.将由放射性元素组成的化合物进行高温分解,会改变该放射性元素的半衰期【解析】选 A、C。发生 衰变时放出 He,发生 衰变时放出电子 e,设发生了 x 次 衰变和 y 次 衰变,则根据质量数和电荷数守有:2x-y+82=90,4x+208=232,解得 x=6,y=4,故衰变过程中共有 6 次 衰变
2、和 4 次 衰变,A 正确; 衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成一个质子和一个电子,故 B 错误;在 、 这三种射线中, 射线的穿透能力最强, 射线的电离能力最强,故 C 正确;放射性元素的半衰期只由自身性质决定,与外界无关,故 D 错误。【考点归纳】1.三种射线的比较:射线种类 射线 射线 射线实质 高速氦子流 高速电子流 高速光子流穿透性 最弱 居中 最强电离性 最强 居中 最弱偏转比较 射线、 射线偏转方向相反,并且 射线的弯曲程度更大2.确定衰变次数的方法:(1)设放射性元素 X 经过 n 次 衰变和 m 次 衰变后,变成稳定的新元素 Y,则表示该 核反应的方程为根据核电荷数守恒和
3、质量数守恒可列方程:A=A+4n,Z=Z+2n-m。2(2)确定衰变次数,因为 衰变对质量数无影响,先由质量数的改变确定 衰变的次数,然后根据衰变规律确定 衰变的次数。3.半衰期:(1)影响因素: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。(2)公式:根据半衰期的概念,可总结出公式N 余 =N 原 ( ,m 余 =m 原 ( 。式中 N 原 、m 原 表示衰变前的放射性元素的原子数和质量,12) 12)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, 表示半衰期。(3)适用条件:半衰期是一个统计规律,是对大量的原子核衰变规律的总结,对于一
4、个特定的原子核,无法确定何时发生衰变。【对点训练】1.(2015重庆高考)图中曲线 a、b、c、d 为气泡室中某放射物发生衰变放出的部分粒子的径迹,气泡室中磁感应强度方向垂直于纸面向里。以下判断可能正确的是( )A.a、b 为 粒子的径迹B.a、b 为 粒子的径迹C.c、d 为 粒子的径迹D.c、d 为 粒子的径迹【解题指南】解答本题时应注意以下两点:(1)熟悉 、 粒子的带电情况。(2)由粒子偏转的方向结合左手定则判断粒子的电性。【解析】选 D。因为 粒子带正电,由左手定则可知, 粒子刚射入磁场时所受洛伦兹力方向平行于纸面向上,故 粒子向上偏转;因为 粒子带负电,由左手定则可知, 粒子刚射入
5、磁场时所受洛伦兹力方向平行于纸面向下,故 粒子向下偏转;综上可知,选项 A、C 错误,选项 D 正确。因为 粒子不带电,所以在磁场中运动时不发生偏转,故选项 B 错误。32.(多选)放射性元素 X 的衰变反应是 X Y+N,其中 N 是未知的射线,则下列说法正确的 是( )A.若此衰变为 衰变,则 b=d+1B.若此衰变为 衰变,则 a=c+4C.射线 N 是从 Y 核中放出的D.若放射性元素 X 经过 6h 还剩下 1/8 没有衰变,则它的半衰期为 2h 【解析】选 B、D。核反应遵循质量数守恒与电荷数守恒,若此衰变为 衰变,则 b=d-1,A错误;若此衰变为 衰变,则 a=c+4,B 正确
6、;若 N 为 或 射线,则其是从 X 核中放出的,C 错误 X 经过 6h 还剩下 没有衰变,则它的半衰期是 2h,D 正确。;考点二 核反应方程及核能计算【典例】(多选)核反应堆是利用中子轰击重核发生裂变反应,释放出大量核能。是反应堆中发生的许多核反应中的一种,X 是某种粒子,a 是 X 粒子的个数,用 mU、m Ba、m Kr分别表示 核的质量,m X表示 X 粒子的质量,c 为真空中的光速,以下说法正确的是( )A.X 为中子,a=2B.X 为中子,a=3C.上述核反应中放出的核能 E=(m U-mBa-mKr-2mX)c2D.上述核反应中放出的核能 E=(m U-mBa-mKr-3mX
7、)c2【解析】选 B、C。核反应中,质量数守恒,电荷数守恒,则知中 X 为 n,a=3,则 A 错,B 对。由 E=mc 2可得: 10E=(m U+mX-mBa-mKr-3mX)c2=(mU-mBa-mKr-2mX)c2,则 C 正确,D 错误。【考点归纳】1.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 H)、中子 n)、粒子 He)、 粒子( e)、正电子 e)、氘核 H)、氚核 H)等。(2)掌握核反应方程遵守的规律,是正确书写核反应方程或判断某个核反应方程是否正确的4依据,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
8、反应过程中质量数守恒,电荷数守恒。2.对质能方程的理解:(1)一定的能量和一定的质量相联系,物体的总能量和它的质量成正比,即 E=mc2。方程的含义:物体具有的能量与它的质量之间存在简单的正比关系,物体的能量增大,质量也增大;物体的能量减少,质量也减少。(2)核子在结合成原子核时出现质量亏损 m,其能量也要相应减少,即 E=mc 2。(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 m,吸收的能量为E=mc 2。3.核能的计算方法:(1)根据 E=mc 2计算时,m 的单位是“kg”,c 的单位是“m/s”,E 的单位是“J” 。(2)根据 E=m931.5MeV 计算时,m 的单位是
9、“u”,E 的单位是“MeV” 。(3)根据核子比结合能来计算核能:原子核的结合能=核子比结合能核子数。(4)根据动量守恒定律和能量守恒定律计算,应注意动量和动能关系式 p2=2mEk的应用。【对点训练】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。下列属于放射性衰变的是( )【解析】选 A。B 属于裂变,C 属于聚变,D 属于人工转变,只有 A 属于放射性衰变。2.原子质量单位为 u,1u 相当于 931.5MeV 的能量,真空中光速为 c。当质量分别为 m1(kg)和 m2(kg)的原子核结合为质量为 M(kg)的原子核时,释放出的能量是(
10、 )A.(M-m1-m2)c2J B.(m1+m2-M)931.5J5C.(m1+m2-M)c2J D.(m1+m2-M)931.5eV【解析】选 C。在计算核能时,如果质量单位是 kg,则用 E=mc 2进行计算,单位是 J;若质量单位是 u,则利用 E=m931.5MeV 进行计算,所以选项 C 正确。【补偿训练】现有四个核反应:(1)_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)人工转变方程的特点是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,是研究原子弹的核反应方程。A 是聚变反应,是研究氢弹的核反应方程。(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)D B A (2)144 88
