17.3原子核衰变-2024年高考物理一轮复习100考点100讲

2024年高考一轮复习100考点100讲 第17章 原子物理 第17.3讲 原子核衰变 【知识点精讲】 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：X→Y＋He，如U→Th＋He β衰变：X→Y＋e，如Th→Pa＋e 【温馨提示】平衡或书写核反应方程：质量数守恒、电荷数守恒，但不是总质量守恒。 (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。 .半衰期计算公式：或，其中，为半衰期。 【特别提醒】半衰期是统计学概念，对大量的原子核成立，对少数原子核不成立。 4．探测射线的方法 (1)组成射线的粒子会使气体或液体电离，以这些离子为核心，过饱和的蒸气会产生雾滴，过热液体会产生气泡。 (2)射线能使照相乳胶感光。 (3)射线能使荧光物质产生荧光。 探测仪器 (1)威耳逊云室：①原理：粒子在云室内气体中飞过，使沿途的气体分子电离，过饱和酒精蒸气就会以这些离子为核心凝结成雾滴，于是显示出射线的径迹。 (2)气泡室：气泡室的原理同云室的原理类似，所不同的是气泡室里装的是液体，如液态氢。 粒子通过过热液体时，在它的周围产生气泡而形成粒子的径迹。 (3)盖革—米勒计数器： ①优点：G－M计数器非常灵敏，使用方便。 ②缺点：只能用来计数，不能区分射线的种类。 5. 放射性同位素的应用与防护 (1)应用射线：应用射线可以测厚度、医疗方面的放射治疗、照射种子培育优良品种等。 (2)示踪原子：有关生物大分子的结构及其功能的研究，要借助于示踪原子。 (3)辐射与安全：人类一直生活在放射性的环境中，过量的射线对人体组织有破坏作用。要防止放射性物质对水源、空气、用具等的污染。 6 .衰变、衰变的比较 衰变类型 衰变 衰变 衰变方程 衰变实质 2个质子和2个中子结合成一个整体射出 1个中子转化为1个质子和1个电子 衰变规律 电荷数守恒、质量数守恒 【方法归纳】 .确定衰变次数的方法 （1）衰变方程： （2）求解方法：根据质量数、电荷数守恒得，，两式联立求解α衰变次数和β衰变次数。 【最新高考题精练】 1．（2023年6月高考浙江选考科目）“玉兔二号”装有核电池，不惧漫长寒冷的月夜。核电池将衰变释放的核能一部分转换成电能。的衰变方程为，则（ ） A．衰变方程中的X等于233 B．的穿透能力比γ射线强 C．比的比结合能小 D．月夜的寒冷导致的半衰期变大 2. （2023学业水平等级考试上海卷）单光子能量为8eV的一种光的波长是 ；下一代超高精度原子钟中，发生如下核反应：U→Th+ 。已知普朗克常数h=6.63×10-34Js，e=1.6×10-19C。 3.（2023高考海南卷） 钍元素衰变时会放出β粒子，其中β粒子是（ ） A. 中子 B. 质子 C. 电子 D. 光子 4. （2022新高考福建卷）2011年3月，日本发生的大地震造成了福岛核电站核泄漏。在泄露的污染物中含有大量放射性元素，其衰变方程为，半衰期为8天，已知，，，则下列说法正确的是（　　） A. 衰变产生的射线来自于原子的核外电子 B. 该反应前后质量亏损 C. 放射性元素发生的衰变为衰变 D. 经过16天，75%的原子核发生了衰变 【最新模拟题精练】 1. . (2023北京海淀二模)在范围足够大匀强磁场中，静止在P点的核发生一次β衰变，衰变产生的核与电子恰好在纸面内做匀速圆周运动。下列说法正确的是（　　） A. 该β衰变过程反映了核中至少含有1个电子 B. 电子在磁场中做匀速圆周运动的半径较小 C. 电子与核形成的等效电流可能均沿逆时针方向 D. 电子第一次回到P点时核也恰好到达P点 2．（2023武汉武昌区5月质检）为了避免仪器在月球夜晚极端低温的环境下遭到损坏，我国自主研发的“玉兔二号”月球车内采用了同位素热源进行保温。该同位素热源是利用钚238在衰变过程中释放热量，衰变方程是，其半衰期是88年。下列说法正确的是（ ） A．衰变方程中的X是粒子 B．衰变中释放出的X粒子流比射线的电离作用强 C．一个钚238原子一定会在88内年发生衰变 D．钚238的半衰期会因在月球极低温的环境下而发生改变 3.（2023河北师大附中质检） “心脏灌注显像”的检测技术是将