光電效應(yīng)原子物理-備戰(zhàn)2022年高考案頭必備模型（原卷版）

模型35光電效應(yīng)原子物理-備戰(zhàn)2022年高考案頭必備模型+典例+方法+練習(xí)目錄黑體輻射能量子 2光電效應(yīng) 3光電效應(yīng)圖象 5波粒二象性及物質(zhì)波 7原子結(jié)構(gòu) 9原子核的衰變及半衰期 9衰變方程半衰期 10衰變次數(shù)的有關(guān)計(jì)算 11半衰期的理解與計(jì)算 11核反應(yīng)及核反應(yīng)類(lèi)型 12質(zhì)量虧損及核能的計(jì)算 13

黑體輻射能量子【物理模型與方法】1.熱輻射(1)定義：周?chē)囊磺形矬w都在輻射電磁波，這種輻射與物體的溫度有關(guān)，所以叫熱輻射.(2)特點(diǎn)：熱輻射強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布情況隨物體的溫度不同而有所不同.2.黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律(1)對(duì)于一般材料的物體，輻射電磁波的情況除與溫度有關(guān)外，還與材料的種類(lèi)及表面狀況有關(guān).(2)黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只與黑體的溫度有關(guān).隨著溫度的升高，一方面，各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都有增加，另一方面，輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)，如圖1.圖13.能量子(1)定義：普朗克認(rèn)為，當(dāng)帶電微粒輻射或吸收能量時(shí)，以最小能量值為單位一份一份地輻射或吸收，這個(gè)不可再分的最小能量值ε叫做能量子.(2)能量子大?。害牛絟ν，其中ν是帶電微粒吸收或輻射電磁波的頻率，h被稱(chēng)為普朗克常量.h＝6.626×10－34J·s(一般取h＝6.63×10－34J·s).(3)發(fā)光功率與單個(gè)光子能量的關(guān)系：發(fā)光功率P＝n·ε，其中n為單位時(shí)間發(fā)出的光子數(shù)目，ε為單個(gè)光子的能量.【典例】(能量量子化的計(jì)算)人眼對(duì)綠光最敏感，正常人的眼睛接收到波長(zhǎng)為530nm的綠光時(shí)，只要每秒有6個(gè)綠光的光子射入瞳孔，眼睛就能覺(jué)察，普朗克常量為6.63×10－34J·s，光速為3.0×108m/s，則人眼能察覺(jué)到綠光時(shí)所接收到的最小功率是()A.2.3×10－18W B.3.8×10－19WC.7.0×10－10W D.1.2×10－18W答案A解析綠光光子能量：ε＝hν＝eq\f(hc,λ)≈3.8×10－19J.每秒最少有6個(gè)綠光的光子射入瞳孔，所以P＝eq\f(6ε,1s)≈2.3×10－18W，選項(xiàng)A正確，B、C、D錯(cuò)誤.【練習(xí)】(黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律)黑體輻射的強(qiáng)度與波長(zhǎng)的關(guān)系如圖所示，由圖可知下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.隨著溫度的升高，各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都增加B.隨著溫度的升高，輻射強(qiáng)度的極大值向著波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)C.任何溫度下，黑體都會(huì)輻射各種波長(zhǎng)的電磁波D.不同溫度下，黑體只會(huì)輻射相對(duì)應(yīng)的某些波長(zhǎng)的電磁波光電效應(yīng)【物理模型與方法】1.光電效應(yīng)及其規(guī)律(1)光電效應(yīng)現(xiàn)象照射到金屬表面的光，能使金屬中的電子從表面逸出，這個(gè)現(xiàn)象稱(chēng)為光電效應(yīng)，這種電子常被稱(chēng)為光電子.(2)光電效應(yīng)的產(chǎn)生條件入射光的頻率大于或等于金屬的截止頻率.(3)光電效應(yīng)規(guī)律①每種金屬都有一個(gè)截止頻率νc，入射光的頻率必須大于或等于這個(gè)截止頻率才能產(chǎn)生光電效應(yīng).②光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，只隨入射光頻率的增大而增大.③光電效應(yīng)的發(fā)生幾乎是瞬時(shí)的，一般不超過(guò)10－9s.④當(dāng)入射光的頻率大于或等于截止頻率時(shí)，入射光越強(qiáng)，飽和電流越大，逸出的光電子數(shù)越多，逸出光電子的數(shù)目與入射光的強(qiáng)度成正比，飽和電流的大小與入射光的強(qiáng)度成正比.2.愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程(1)光電效應(yīng)方程①表達(dá)式：hν＝Ek＋W0或Ek＝hν－W0.②物理意義：金屬中的電子吸收一個(gè)光子獲得的能量是hν，這些能量的一部分用來(lái)克服金屬的逸出功W0，剩下的表現(xiàn)為逸出后電子的最大初動(dòng)能.(2)逸出功W0：電子從金屬中逸出所需做功的最小值，W0＝hνc＝heq\f(c,λc).(3)最大初動(dòng)能：發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，金屬表面上的電子吸收光子后克服原子核的引力逸出時(shí)所具有的動(dòng)能的最大值.技巧點(diǎn)撥光電效應(yīng)的研究思路【典例】(2020·黑龍江哈爾濱市三中模擬)在研究光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，某金屬的逸出功為W，用波長(zhǎng)為λ的單色光照射該金屬發(fā)生了光電效應(yīng).已知普朗克常量為h，真空中光速為c，下列說(shuō)法正確的是()A.光電子的最大初動(dòng)能為eq\f(hc,λ)－WB.該金屬的截止頻率為eq\f(c,λ)C.若用波長(zhǎng)為eq\f(λ,2)的單色光照射該金屬，則光電子的最大初動(dòng)能變?yōu)樵瓉?lái)的2倍D.若用波長(zhǎng)為2λ的單色光照射該金屬，一定可以發(fā)生光電效應(yīng)答案A解析根據(jù)光電效應(yīng)可知，光電子的最大初動(dòng)能Ekm＝eq\f(hc,λ)－W，故A正確；金屬的逸出功為W，則截止頻率為νc＝eq\f(W,h)，故B錯(cuò)誤；根據(jù)光電效應(yīng)方程有Ekm＝eq\f(hc,λ)－W，若用波長(zhǎng)為eq\f(λ,2)的單色光照射該金屬，則光電子的最大初動(dòng)能大于原來(lái)的2倍，故C錯(cuò)誤；若用波長(zhǎng)為2λ的單色光照射該金屬，光子的能量減小，根據(jù)光電效應(yīng)發(fā)生的條件可知，不一定能發(fā)生光電效應(yīng)，故D錯(cuò)誤.【練習(xí)】(2020·河北衡水中學(xué)聯(lián)考)如圖所示為研究光電效應(yīng)的電路圖.開(kāi)關(guān)閉合后，當(dāng)用波長(zhǎng)為λ0的單色光照射光電管的陰極K時(shí)，電流表有示數(shù).下列說(shuō)法正確的是()A.若只讓滑片P向D端移動(dòng)，則電流表的示數(shù)一定增大B.若只增加該單色光的強(qiáng)度，則電流表示數(shù)一定增大C.若改用波長(zhǎng)小于λ0的單色光照射光電管的陰極K，則陰極K的逸出功變大D.若改用波長(zhǎng)大于λ0的單色光照射光電管的陰極K，則電流表的示數(shù)一定為零光電效應(yīng)圖象【物理模型與方法】圖象名稱(chēng)圖線形狀獲取信息最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系圖線①截止頻率(極限頻率)νc：圖線與ν軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)②逸出功W0：圖線與Ek軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)的絕對(duì)值W0＝|－E|＝E③普朗克常量h：圖線的斜率k＝h遏止電壓Uc與入射光頻率ν的關(guān)系圖線①截止頻率νc：圖線與橫軸的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)②遏止電壓Uc：發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，隨入射光頻率的增大而增大③普朗克常量h：等于圖線的斜率與電子電荷量的乘積，即h＝ke(注：此時(shí)兩極之間接反向電壓)顏色相同、強(qiáng)度不同的光，光電流與電壓的關(guān)系①遏止電壓Uc：圖線與橫軸的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)②飽和電流：電流的最大值③最大初動(dòng)能：Ek＝eUc顏色不同時(shí)，光電流與電壓的關(guān)系①遏止電壓Uc1、Uc2②飽和電流③最大初動(dòng)能Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2典例(多選)(2019·海南卷·7)對(duì)于鈉和鈣兩種金屬，其遏止電壓Uc與入射光頻率ν的關(guān)系如圖所示.用h、e分別表示普朗克常量和電子電荷量，則()A.鈉的逸出功小于鈣的逸出功B.圖中直線的斜率為eq\f(h,e)C.在得到這兩條直線時(shí)，必須保證入射光的光強(qiáng)相同D.若這兩種金屬產(chǎn)生的光電子具有相同的最大初動(dòng)能，則照射到鈉的光頻率較高答案AB解析根據(jù)Uce＝Ek＝hν－W0，即Uc＝eq\f(h,e)ν－eq\f(W0,e)，則由題圖可知鈉的逸出功小于鈣的逸出功，選項(xiàng)A正確；題圖中直線的斜率為eq\f(h,e)，選項(xiàng)B正確；在得到這兩條直線時(shí)，與入射光的光強(qiáng)無(wú)關(guān)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)Ek＝hν－W0，若這兩種金屬產(chǎn)生的光電子具有相同的最大初動(dòng)能，則照射到鈉的光頻率較低，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.【練習(xí)1】(光電效應(yīng)方程)(多選)(2020·山西運(yùn)城市期末)用如圖所示的裝置研究光電效應(yīng)現(xiàn)象，當(dāng)用光子能量為2.5eV的光照射到光電管上時(shí)，電流表G的讀數(shù)為0.2mA.移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的觸點(diǎn)c，當(dāng)電壓表的示數(shù)大于或等于0.7V時(shí)，電流表G的讀數(shù)為0.則()A.光電管陰極的逸出功為1.8eVB.開(kāi)關(guān)K斷開(kāi)后，沒(méi)有電流流過(guò)電流表GC.光電子的最大初動(dòng)能為0.7eVD.改用能量為1.5eV的光子照射，電流表G也有電流通過(guò)，但電流較小練習(xí)2(多選)(2020·寧夏石嘴山市第三中學(xué)月考)圖甲是光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置圖，圖乙是光電流與加在陰極K和陽(yáng)極A上的電壓的關(guān)系圖象，下列說(shuō)法正確的是()A.只要增大電壓，光電流就會(huì)一直增大B.遏止電壓越大，說(shuō)明從該金屬中逸出的光電子的最大初動(dòng)能越大C.由圖線①、②、③可知對(duì)某種確定的金屬來(lái)說(shuō)，其遏止電壓只由入射光的頻率決定D.由圖線①、③可知在光的顏色不變的情況下，入射光越強(qiáng)，飽和光電流越大【練習(xí)3】(光電效應(yīng)方程)(多選)(2019·江西九江市期末)如圖是某金屬在光的照射下產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率的關(guān)系圖象，由圖象可知()A.該金屬的逸出功等于EB.該金屬的逸出功等于hνcC.圖線的斜率與普朗克常量無(wú)關(guān)D.入射光的頻率為2νc時(shí)，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為E波粒二象性及物質(zhì)波模型與方法1.光的波粒二象性(1)光的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象證明光具有波動(dòng)性.(2)光電效應(yīng)說(shuō)明光具有粒子性.(3)光既具有波動(dòng)性，又具有粒子性，稱(chēng)為光的波粒二象性.2.物質(zhì)波任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)著的物體，小到微觀粒子、大到宏觀物體，都有一種波與它對(duì)應(yīng)，其波長(zhǎng)λ＝eq\f(h,p)，p為運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)量，h為普朗克常量.3.概率波光的干涉現(xiàn)象是大量光子的運(yùn)動(dòng)遵循波動(dòng)規(guī)律的表現(xiàn)，亮條紋是光子到達(dá)概率大的地方，暗條紋是光子到達(dá)概率小的地方，因此光波又叫概率波.典例(2020·浙江7月選考·5)下列說(shuō)法正確的是()A.質(zhì)子的德布羅意波長(zhǎng)與其動(dòng)能成正比B.天然放射的三種射線，穿透能力最強(qiáng)的是α射線C.光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中的截止頻率與入射光的頻率有關(guān)D.電子束穿過(guò)鋁箔后的衍射圖樣說(shuō)明電子具有波動(dòng)性答案D解析德布羅意波長(zhǎng)λ＝eq\f(h,p)，而動(dòng)能與動(dòng)量關(guān)系p＝eq\r(2mEk)，所以λ＝eq\f(h,\r(2mEk))，可以看出波長(zhǎng)與動(dòng)能不成正比，故A錯(cuò)誤；天然放射的α、β、γ射線中，α射線電離作用最強(qiáng)，γ射線的穿透能力最強(qiáng)，故B錯(cuò)誤；在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)入射光頻率低于截止頻率時(shí)不能發(fā)生光電效應(yīng)，截止頻率與金屬的逸出功有關(guān)，而與入射光的頻率無(wú)關(guān)，故C錯(cuò)誤；電子束的衍射現(xiàn)象說(shuō)明電子(實(shí)物粒子)具有波動(dòng)性，故D正確.【練習(xí)1】(波粒二象性)(多選)(2019·甘肅天水市調(diào)研)波粒二象性是微觀世界的基本特征，以下說(shuō)法正確的有()A.光電效應(yīng)現(xiàn)象揭示了光的粒子性B.熱中子束射到晶體上產(chǎn)生衍射圖樣說(shuō)明中子具有波動(dòng)性C.黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律可用光的波動(dòng)性解釋D.動(dòng)能相等的質(zhì)子和電子，它們的德布羅意波的波長(zhǎng)也相等【練習(xí)2】(多選)1927年，戴維孫和湯姆孫分別完成了電子衍射實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)是榮獲諾貝爾獎(jiǎng)的重大近代物理實(shí)驗(yàn)之一.如圖2甲所示是該實(shí)驗(yàn)裝置的簡(jiǎn)化圖，如圖乙所示為電子束的衍射圖樣，下列說(shuō)法正確的是()圖2A.亮條紋是電子到達(dá)概率大的地方B.該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明物質(zhì)波理論是正確的C.該實(shí)驗(yàn)再次說(shuō)明光子具有波動(dòng)性D.該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明實(shí)物粒子具有波動(dòng)性原子結(jié)構(gòu)物理模型與方法1.電子的發(fā)現(xiàn)：英國(guó)物理學(xué)家湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子.2.α粒子散射實(shí)驗(yàn)：1909年，英國(guó)物理學(xué)家盧瑟福和他的助手進(jìn)行了用α粒子轟擊金箔的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)α粒子穿過(guò)金箔后基本上仍沿原來(lái)方向前進(jìn)，但有少數(shù)α粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)的角度甚至大于90°，也就是說(shuō)它們幾乎被“撞”了回來(lái).3.原子的核式結(jié)構(gòu)模型：在原子中心有一個(gè)很小的核，原子全部的正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在核里，帶負(fù)電的電子在核外空間繞核旋轉(zhuǎn).【典例】(2020·安徽蕪湖市模擬)物理學(xué)重視邏輯，崇尚理性，其理論總是建立在對(duì)事實(shí)觀察的基礎(chǔ)上，下列說(shuō)法正確的是()A.貝克勒爾發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象，其中β射線來(lái)自原子最外層的電子B.密立根油滴實(shí)驗(yàn)表明核外電子的軌道是不連續(xù)的C.盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)電荷是量子化的D.湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子使人們認(rèn)識(shí)到原子內(nèi)部是有結(jié)構(gòu)的答案D解析貝克勒爾發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象，其中β射線來(lái)自原子核內(nèi)的質(zhì)子轉(zhuǎn)化為中子和電子，而不是原子核外的電子，A錯(cuò)；玻爾的氫原子模型說(shuō)明原子核外電子的軌道是不連續(xù)的，B錯(cuò)；密立根油滴實(shí)驗(yàn)首次發(fā)現(xiàn)了電荷量子化，C錯(cuò)；電子的發(fā)現(xiàn)讓人們認(rèn)識(shí)到原子內(nèi)還存在粒子，說(shuō)明原子內(nèi)部是有結(jié)構(gòu)的，D對(duì).【練習(xí)】(原子的核式結(jié)構(gòu))(2019·山東臨沂市模擬)在盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，有少數(shù)α粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，其原因是()A.原子中的正電荷和絕大部分質(zhì)量集中在一個(gè)很小的核上B.正電荷在原子中是均勻分布的C.原子中存在著帶負(fù)電的電子D.原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中原子核的衰變及半衰期物理模型與方法1.原子核的組成：原子核是由質(zhì)子和中子組成的，原子核的電荷數(shù)等于核內(nèi)的質(zhì)子數(shù).2.天然放射現(xiàn)象放射性元素自發(fā)地發(fā)出射線的現(xiàn)象，首先由貝克勒爾發(fā)現(xiàn).天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，說(shuō)明原子核具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu).3.三種射線的比較名稱(chēng)構(gòu)成符號(hào)電荷量質(zhì)量電離能力貫穿本領(lǐng)α射線氦核eq\o\al(4,2)He＋2e4u最強(qiáng)最弱β射線電子eq\o\al(0,－1)e－eeq\f(1,1837)u較強(qiáng)較強(qiáng)γ射線光子γ00最弱最強(qiáng)4.原子核的衰變(1)衰變：原子核自發(fā)地放出α粒子或β粒子，變成另一種原子核的變化稱(chēng)為原子核的衰變.(2)α衰變、β衰變衰變類(lèi)型α衰變?chǔ)滤プ兯プ兎匠蘣q\o\al(M,Z)X→eq\o\al(M－4,Z－2)Y＋eq\o\al(4,2)Heeq\o\al(M,Z)X→eq\o\al(M,Z＋1)Y＋eq\o\al(0,－1)e衰變實(shí)質(zhì)2個(gè)質(zhì)子和2個(gè)中子結(jié)合成一個(gè)整體射出中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子和電子2eq\o\al(1,1)H＋2eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(4,2)Heeq\o\al(1,0)n→eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(0,－1)e衰變規(guī)律電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒(3)γ射線：γ射線經(jīng)常是伴隨著α衰變或β衰變同時(shí)產(chǎn)生的.5.半衰期(1)公式：N余＝N原(eq\f(1,2))，m余＝m原(eq\f(1,2)).(2)影響因素：放射性元素衰變的快慢是由核內(nèi)部自身的因素決定的，跟原子所處的物理狀態(tài)(如溫度、壓強(qiáng))或化學(xué)狀態(tài)(如單質(zhì)、化合物)無(wú)關(guān)(選填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”).6.放射性同位素的應(yīng)用與防護(hù)(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(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、做示蹤原子等.(3)防護(hù)：防止放射性對(duì)人體組織的傷害.衰變方程半衰期【典例】(2020·河北唐山市一模)花崗巖、大理石等裝修材料中都不同程度地含有放射性元素，下列有關(guān)放射性的說(shuō)法正確的是()A.eq\o\al(238,92)U衰變成eq\o\al(206,82)Pb要經(jīng)過(guò)8次β衰變和6次α衰變B.氡的半衰期為3.8天，4個(gè)氡原子核經(jīng)過(guò)7.6天后只剩下1個(gè)氡原子核C.α射線與γ射線都是電磁波，α射線穿透本領(lǐng)遠(yuǎn)比γ射線弱D.放射性元素發(fā)生β衰變時(shí)所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時(shí)產(chǎn)生的答案D解析鈾核(eq\o\al(238,92)U)衰變成鉛核(eq\o\al(206,82)Pb)eq\o\al(0,－1)量原子核的衰變的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對(duì)于少數(shù)原子核是不成立的，故B錯(cuò)誤；α射線是氦核流，γ射線的實(shí)質(zhì)是電磁波，γ射線的穿透本領(lǐng)比較強(qiáng)，故C錯(cuò)誤；β衰變時(shí)，原子核中的一個(gè)中子轉(zhuǎn)化為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子，電子釋放出來(lái)，故D正確.【練習(xí)】(2020·山東濰坊市模擬)eq\o\al(234,90)Th具有放射性，發(fā)生一次β衰變成為新原子核X的同時(shí)放出能量.下列說(shuō)法正確的是()A.eq\o\al(234,90)Th核能放射出β粒子，說(shuō)明其原子核內(nèi)有β粒子B.新核X的中子數(shù)為143C.eq\o\al(234,90)Th核的質(zhì)量等于新核X與β粒子的質(zhì)量之和D.讓eq\o\al(234,90)Th同其他穩(wěn)定元素結(jié)合成化合物，其半衰期將增大衰變次數(shù)的有關(guān)計(jì)算典例(2016·上海卷·6)放射性元素A經(jīng)過(guò)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(dòng)了()A.1位 B.2位C.3位 D.4位答案C解析每經(jīng)過(guò)一次α衰變，元素電荷數(shù)減少2，每經(jīng)過(guò)一次β衰變，元素電荷數(shù)增加1，元素A經(jīng)過(guò)2次α衰變和1次β衰變，則電荷數(shù)減少3，即新元素在元素周期表中的位置向前移動(dòng)了3位，故C正確.半衰期的理解與計(jì)算典例(2018·海南卷·4)已知eq\o\al(234,90)Th的半衰期為24天.4geq\o\al(234,90)Th經(jīng)過(guò)72天還剩下()A.0 B.0.5gC.1g D.1.5g答案B解析由衰變公式m′＝m(eq\f(1,2))，知m′＝4×g＝4×(eq\f(1,2))3g＝0.5g，故B正確.核反應(yīng)及核反應(yīng)類(lèi)型【物理模型與方法】1.核反應(yīng)的四種類(lèi)型類(lèi)型可控性核反應(yīng)方程典例衰變?chǔ)了プ冏园l(fā)eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)Heβ衰變自發(fā)eq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(234,91)Pa＋eq\o\al(0,－1)e人工轉(zhuǎn)變?nèi)斯た刂芿q\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)H(盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子)eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(9,4)Be→eq\o\al(12,6)C＋eq\o\al(1,0)n(查德威克發(fā)現(xiàn)中子)eq\o\al(27,13)Al＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)n約里奧－居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性同位素，同時(shí)發(fā)現(xiàn)正電子eq\o\al(30,15)P→eq\o\al(30,14)Si＋eq\o\al(0,＋1)e重核裂變?nèi)菀卓刂芿q\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)neq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(136,54)Xe＋eq\o\al(90,38)Sr＋10eq\o\al(1,0)n輕核聚變現(xiàn)階段很難控制eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n2.核反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě)(1)熟記常見(jiàn)基本粒子的符號(hào)，是正確書(shū)寫(xiě)核反應(yīng)方程的基礎(chǔ).如質(zhì)子(eq\o\al(1,1)H)、中子(eq\o\al(1,0)n)、α粒子(eq\o\al(4,2)He)、β粒子(eq\o\al(0,－1)e)、正電子(eq\o\al(0,＋1)e)、氘核(eq\o\al(2,1)H)、氚核(eq\o\al(3,1)H)等.(2)掌握核反應(yīng)方程遵循的規(guī)律：質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒.(3)由于核反應(yīng)不可逆，所以書(shū)寫(xiě)核反應(yīng)方程式時(shí)只能用“→”表示反應(yīng)方向.典例(2019·河南安陽(yáng)市二模)下列說(shuō)法正確的是()A.eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋X中X為中子，核反應(yīng)類(lèi)型為β衰變B.eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋Y中Y為中子，核反應(yīng)類(lèi)型為人工轉(zhuǎn)變C.eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(136,54)Xe＋eq\o\al(90,38)Sr＋K，其中K為10個(gè)中子，核反應(yīng)類(lèi)型為重核裂變D.eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋Z，其中Z為氫核，核反應(yīng)類(lèi)型為輕核聚變答案C解析根據(jù)核反應(yīng)的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，A選項(xiàng)反應(yīng)中的X質(zhì)量數(shù)為4，電荷數(shù)為2，為α粒子，核反應(yīng)類(lèi)型為α衰變，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B選項(xiàng)反應(yīng)中的Y質(zhì)量數(shù)為1，電荷數(shù)為0，為中子，核反應(yīng)類(lèi)型為輕核聚變，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C選項(xiàng)反應(yīng)中的K質(zhì)量數(shù)總數(shù)為10，電荷數(shù)為0，則K為10個(gè)中子，核反應(yīng)類(lèi)型為重核裂變，選項(xiàng)C正確；D選項(xiàng)反應(yīng)中的Z質(zhì)量數(shù)為1，電荷數(shù)為1，為質(zhì)子，核反應(yīng)類(lèi)型為人工轉(zhuǎn)變，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.【練習(xí)1】(核反應(yīng)方程)(多選)(2020·全國(guó)卷Ⅰ·19)下列核反應(yīng)方程中，X1、X2、X3、X4代表α粒子的有()A.eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(1,0)n＋X1B.eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(1,0)n＋X2C.eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3X3D.eq\o\al(1,0)n＋eq\o\al(6,3)Li→eq\o\al(3,1)H＋X4【練習(xí)2】(核反應(yīng)方程)(2020·山東等級(jí)考模擬卷)2019年是世界上首次實(shí)現(xiàn)元素人工轉(zhuǎn)變100周年.1919年，盧瑟福用氦核轟擊氮原子核，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生了另一種元素，該核反應(yīng)方程可寫(xiě)為eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(14,7)N→eq\o\al(m,8)X＋eq\o\al(1,n)Y.以下判斷正確的是()A.m＝16，n＝1 B.m＝17，n＝1C.m＝16，n＝0 D.m＝17，n＝0質(zhì)量虧損及核能的計(jì)算【物理模型與方法】核力和核能(1)核力：原子核內(nèi)部，核子間所特有的相互作用力.(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＝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.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×931.5MeV計(jì)算.因1原子質(zhì)量單位(u)相當(dāng)于931.5MeV的能量，所以計(jì)算時(shí)Δm的單位是“u”，ΔE的單位是“Me