10.原子核-2023-2024学年高二物理下学期同步培优练（人教版2019选择性必修第三册）

第10讲 原子和原子核 10.1基础巩固 原子核 (1)天然放射现象 ①贝克勒尔发现，说明原子核具有复杂结构。 ②放射性同位素的应用与防护 应用：消除静电、工业探伤、作为示踪原子、培养优良品种。 防护：防止放射线对人体组织的伤害。 (2)原子核的组成 组成：质子(带正电)、中子(不带电)。 电荷数(Z)＝ ＝原子序数。 质量数(A)＝核子数＝质子数＋ 。 (3)原子核的衰变 ①原子核自发地放出 ，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：X→Y＋He β衰变：X→Y＋e γ辐射：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，同时伴随γ辐射。 ③两个典型的衰变方程 α衰变：U→Th＋He β衰变：Th→Pa＋e (4)半衰期 ①定义：放射性元素的原子核由于衰变而数目减少至原来一半所需的时间。 ②影响因素：放射性元素的半衰期是由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系。 ③公式：N余 ＝N原，m余＝m原。 (5)核力与结合能 ①原子核内部， 所特有的相互作用力，叫核力。 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＝ 。 ③结合能：核子结合为原子核时 的能量或原子核分解为核子时 的能量，叫作原子核的结合能，亦称核能。 ④比结合能：原子核的结合能与 之比，称作比结合能，也叫平均结合能。 (6)核裂变与核聚变 ①核裂变 典型方程：U＋n→Ba＋Kr＋3n 链式反应条件：铀块的体积 临界体积。 ②核聚变 典型方程：H＋H→He＋n 核聚变反应为热核反应。 10.2考点精析 考点一　原子核的衰变及半衰期 1.α衰变和β衰变的比较 衰变类型 α衰变 β衰变 衰变方程 X→Y＋He X→Y＋e 衰变实质 2个质子和2个中子结合成一个He射出 1个中子转化为1个质子和1个电子 2H＋2n→He n→H＋e 匀强磁 场中轨 迹形状 衰变规律 电荷数守恒、质量数守恒、动量守恒 2.三种射线的比较 名称 构成 符号 电荷量 质量 电离 能力 贯穿 本领 α射线 氦核 He ＋2e 4 u 最强 最弱 β射线 电子 e －e u 较强 较强 γ射线 光子 γ 0 0 最弱 最强 3.确定衰变次数的方法 因为β衰变对质量数无影响，所以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.半衰期的理解 半衰期是大量原子核衰变时的统计规律，对个别或少量原子核，无半衰期可言。 例2 (多选)天然放射性元素Th(钍)经过一系列α衰变和β衰变之后，变成Pb(铅)。下列判断中正确的是(　　) A.衰变过程共有6次α衰变和4次β衰变 B.铅核比钍核少8个质子 C.β衰变所放出的电子来自原子核外 D.钍核比铅核多24个中子 跟踪训练 2.两种放射性元素的半衰期分别为t0和2t0，在t＝0时刻这两种元素的原子核总数为N，在t＝2t0时刻，尚未衰变的原子核总数为，则在t＝4t0时刻，尚未衰变的原子核总数为(　　) A. B. C. D. 3.(多选)有一匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直纸面向外，一个原来静止在A处的原子核，发生衰变放射出某种粒子，两个新核的运动轨迹如图3所示，已知两个相切圆半径分别为r1、r2。下列说法正确的是(　　) 图3 A.原子核发生α衰变，根据已知条件可以算出两个新核的质量比 B.衰变形成的两个粒子带同种电荷 C.衰变过程中原子核遵循动量守恒定律 D.衰变形成的两个粒子电荷量的关系为q1∶q2＝r1∶r2 考点二　核反应及核反应方程 1.核反应的四种类型 类　型 可控性 核反应方程典例 衰变 α衰变 自发 U―→Th＋He β衰变 自发 Th―→Pa＋e 人工转变 人工控制 N＋He―→O＋H (卢瑟福发现质子) He＋Be―→C＋n (查德威克发现中子) Al＋He―→ P＋n 约里奥·居里夫妇发现放射性同位素，同时发现正电子 P―→ Si＋e 重核裂变 比较容易 进行人工 控制 U＋n―→Ba＋Kr＋3n U＋n―→Xe＋Sr＋10n 轻核聚变 很难控制 H＋H―→He＋n 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(H)、中子(n)、α粒子(He)、β粒子(e)、正电子(e)、氘核(H)、氚核(H)等。 (2)掌握核反应方程遵循的规律：质量数守恒，电荷数守恒。 (3)由于核