2021屆高考物理二輪復(fù)習(xí)（選擇性考試）學(xué)案：第14講　原子與原子核物理

專題五近代物理初步

要點(diǎn)解讀

1.光電效應(yīng)的規(guī)律及應(yīng)用.

2.原子的能級(jí)躍遷.

3.原子核的衰變規(guī)律.

4.核反應(yīng)方程的書(shū)寫(xiě).

5.質(zhì)量虧損和核能的計(jì)算.

6.三種射線的特點(diǎn)及應(yīng)用等.

備考對(duì)策

由于本專題涉及的知識(shí)點(diǎn)與科技相關(guān)，題目新穎，但難度不大,

因此，備考中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)基本概念和規(guī)律的理解，強(qiáng)化典題的訓(xùn)練.

第14講原子與原子核物理

知識(shí)歸納感悟真題

知識(shí)科建

I光電效應(yīng)11光電效應(yīng)方程11敏原石詞I能級(jí)結(jié)構(gòu)11能級(jí)公式I

-EZZ2rZZJ

?波粒L象性?I-1結(jié)構(gòu)I

^~~,F~

I

I原子與原子核I

核心提煉

1.光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律.

(1)任何一種金屬都有一個(gè)極限頻率，入射光的頻率低于這個(gè)頻率

時(shí)不發(fā)生光電效應(yīng).

⑵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)入射光照射到金屬板上時(shí)，光電子的發(fā)射幾乎是瞬時(shí)的，一般

不會(huì)超過(guò)KT。s.

(4)當(dāng)入射光的頻率大于或等于極限頻率時(shí)，飽和光電流的大小與

入射光的強(qiáng)度成正比.

2.光電效應(yīng)方程.

(1)光電子的最大初動(dòng)能屏跟入射光子的能量和逸出功Wo的關(guān)

系為：Ek=hv—W0.

(2)極限頻率『牛.

3.氫原子能級(jí)圖.

(1)氫原子能級(jí)圖如圖所示.

⑵一群氫原子處于量子數(shù)為〃的激發(fā)態(tài)時(shí)，最多可能輻射出的光

〃(%—1)

詔線條數(shù)：N=Cn=

4.原子核的衰變.

衰變類(lèi)型a衰變0衰變

衰變方程JX-^Y+lHe募fzSiY+'e

核內(nèi)的一個(gè)中

2個(gè)質(zhì)子和2個(gè)中子結(jié)合

衰變實(shí)質(zhì)子轉(zhuǎn)化成了一

成一整體射出

個(gè)質(zhì)子和一個(gè)

電子

2；H+2；）nTHe

衰變規(guī)律電荷數(shù)守恒、質(zhì)量瀕守恒

5.核能.

（1）原子核的結(jié)合能：克服核力做功，使原子核分解為單個(gè)核子時(shí)

吸收的能量，或若干單個(gè)核子在核力的作用下結(jié)合成原子核時(shí)放出的

能量.

（2）質(zhì)量虧損：原子核的質(zhì)量小于組成它的核子的質(zhì)量之和的現(xiàn)

象.注意質(zhì)量數(shù)與質(zhì)量是兩個(gè)不同的概念.

（3）質(zhì)能方程：E=mc2,即一定的能量和一定的質(zhì)量相聯(lián)系，物體

的總能量與它的質(zhì)量成正比.

感悟真題

1.（2020?全國(guó)卷I）（多選）下列核反應(yīng)方程中，XpX2,X3,X4代

表a粒子的有（）

A.?H+?H->in+Xi

B.：H+；HTn+X2

C矮U+：nf嘿Ba+案Kr+3X3

D.in+$Li-*?H+X4

解析：a粒子為氫原子核犯e,根據(jù)核反應(yīng)方程遵守電荷數(shù)守恒和

質(zhì)量數(shù)守恒，A選項(xiàng)中的Xi為阻e,B選項(xiàng)中的X2為：He,C選項(xiàng)中

的X3為中子;n,D選項(xiàng)中的X4為：He.故B、D正確.

答案：BD

2.（2020?全國(guó)卷II）笊核的可通過(guò)一系列聚變反應(yīng)釋放能量，其

總效果可用反應(yīng)式6；Hf2fHe+2；H+2；n+43.15MeV表示.海水中富

含笊，已知1kg海水中含有的氣核約為1.0X1022個(gè)，若全都發(fā)生聚變

反應(yīng)，其釋放的能量與質(zhì)量為M的標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒時(shí)釋放的熱量相等；已

知1kg標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒釋放的熱量約為2.9X107J,1MeV=1.6X10-13J,

則M約為（）

A.40kgB.100kg

C.400kgD.1000kg

解析：髭核可通過(guò)一系列聚變反應(yīng)釋放能量，其總效果可用反

應(yīng)式

6；H->2；He+2；H+2；n+43.15MeV,

F431s

則平均每個(gè)戊核聚變釋放的能量為￡=亳=汽"MeV.

o6

1kg海水中含有的鼠核約為1.0X1022個(gè)，可以放出的總能量為

EO=N￡,

由?？傻茫尫畔嗤臒崃?，需要燃燒標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒的質(zhì)量

機(jī)=2="q400kg.

qqs

答案：C

3.（2020?全國(guó)卷111）（多選）1934年，約里奧一居里夫婦用a粒子轟

擊鋁箔，首次產(chǎn)生了人工放射性同位素X,反應(yīng)方程為：；He+%M-

X+：n.X會(huì)衰變成原子核Y,衰變方程為X-Y+le,則（）

A.X的質(zhì)量數(shù)與Y的質(zhì)量數(shù)相等

B.X的電荷數(shù)比Y的電荷數(shù)少1

c.X的電荷數(shù)比MAI的電荷數(shù)多2

D.X的質(zhì)量數(shù)與ZA1的質(zhì)量數(shù)相等

解析：設(shè)X和Y的質(zhì)子數(shù)分別為/和改，質(zhì)量數(shù)分別為g和

m2,則反應(yīng)方程為

：He+；jAlfz?i〃iX+；n,miX—m2八2丫+/

根據(jù)反應(yīng)方程質(zhì)子數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒，解得

2+13=711,〃1=〃2+1

4+27=機(jī)1+1,7〃1=7〃2+0

解得〃1=15,畋=14,牝=30,/〃2=30

即X的質(zhì)量數(shù)與Y的質(zhì)量數(shù)相等，段X電荷數(shù)比條AI的電荷數(shù)多2,

得X質(zhì)量數(shù)比界A1的質(zhì)量數(shù)多3,A、C正確，B、D錯(cuò)誤.

答案：AC

細(xì)研考點(diǎn)提升素養(yǎng)

考點(diǎn)一光電效應(yīng)現(xiàn)象和光電效應(yīng)方程的應(yīng)用

知識(shí)的透

1.對(duì)光電效應(yīng)的四點(diǎn)提醒.

(1)能否發(fā)生光電效應(yīng)，不取決于光的強(qiáng)度而取決于光的頻率.

(2)光電效應(yīng)中的“光”不是特指可見(jiàn)光，也包括不可見(jiàn)光.

(3)逸出功的大小由金屬本身決定，與入射光無(wú)關(guān).

(4)光電子不是光子，而是電子.

2.兩條對(duì)應(yīng)關(guān)系.

(1)光強(qiáng)大f光子數(shù)目多f發(fā)射光電子多f光電流大.

(2)光子頻率高f光子能量大光電子的最大初動(dòng)能大.

3.定量分析時(shí)應(yīng)抓住三個(gè)關(guān)系式.

(1)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程：Ek=hv-W,.

(2)最大初動(dòng)能與遏止電壓的關(guān)系：Ek=eUc.

(3)逸出功與極限頻率的關(guān)系：Wn=hvc.

3.光電效應(yīng)的圖象問(wèn)題.

由圖線直接（間接）得到的

圖象名稱圖線形狀

物理量

①極限頻率：圖線與了軸

交點(diǎn)的橫坐標(biāo)八

②逸出功：圖線與瓦軸交

最大初動(dòng)能Ek與入射光

點(diǎn)的縱坐標(biāo)的值

頻率y的關(guān)系圖線

W=\-E\=E

-￥0

③普朗克常量：圖線的斜

率k=h

續(xù)上表

由圖線直接（間接）得到的

圖象名稱圖線形狀

物理量

①飽和光電流，m：電流的

1

顏色相同、強(qiáng)度不同的光，--才強(qiáng)光（黃）

7—弱光（黃/最大值

2

光電流與電壓的關(guān)系?

U0U

f②最大初動(dòng)能：Ekm=eUc

①遏止電壓Uci、uc2

顏色不同時(shí)，光電流與電②飽和光電流

壓的關(guān)系③最大初動(dòng)能Eki=eU"

U『\Ue0u

=

Ek2eUC2

①截止頻率%:圖線與橫

上軸的交點(diǎn)

遏止電壓q與入射光頻

②遏止電壓隨入射光

率秘的關(guān)系圖線

U-V頻率的增大而增大

③普朗克常量加等于圖

線的斜率與電子電量的乘

積，即力=旌.（注：此時(shí)兩

極之間接反向電壓）

（典題例析

（2018?全國(guó)卷II）用波長(zhǎng)為300nm的光照射鋅板，電子逸

出鋅板表面的最大初動(dòng)能為1.28X10T9J.已知普朗克常量為6.63X

10一34j.s,真空中的光速為3.00X108m?sT.能使鋅產(chǎn)生光電效應(yīng)的單

色光的最低頻率約為（）

A.1X10,4HZB.8X1014Hz

C.2X1015HzD.8X1015Hz

解析：設(shè)單色光的最低頻率為vo,由曷=〃y一用）知乙=〃0一叫）,

0=加（）一W（）,又知整理得凡）=?一今，代入數(shù)據(jù)解得y（產(chǎn)8X10"

Hz.

答案：B

〔題組突破

考向?光電效應(yīng)方程的理解

1.（2019?北京卷）光電管是一種利用光照射產(chǎn)生電流的裝置，當(dāng)入

射光照在管中金屬板上時(shí)，可能形成光電流.表中給出了6次實(shí)驗(yàn)的

結(jié)果.

逸出光

入射光子相對(duì)光光電流大電子的

組濃

的能量/eV強(qiáng)小/mA最大動(dòng)

能/eV

14.0弱290.9

第一組24.0中430.9

34.0強(qiáng)600.9

第二組46.0弱272.9

56.0中402.9

66.0強(qiáng)552.9

由表中數(shù)據(jù)得出的論斷中不正確的是（）

A.兩組實(shí)驗(yàn)采用了不同頻率的入射光

B.兩組實(shí)驗(yàn)所用的金屬板材質(zhì)不同

C.若入射光子的能量為5.0eV,逸出光電子的最大動(dòng)能為1.9eV

D.若入射光子的能量為5.0eV,相對(duì)光強(qiáng)越強(qiáng)，光電流越大

解析：光子的能量E=hv,入射光子的能量不同，故入射光子的

頻率不同，故A正確；由愛(ài)因斯坦的光電效應(yīng)方程〃v=W+Ek,可求

出兩組實(shí)驗(yàn)的逸出功W均為3.1eV,故兩組實(shí)驗(yàn)所用的金屬板材質(zhì)相

同，故B錯(cuò)誤；由〃v=W+￡k,W=3.1eV;當(dāng)Av=5.0eV時(shí)，Ek=

1.9eV,故C正確；光強(qiáng)越強(qiáng)，單位時(shí)間內(nèi)射出的光子數(shù)越多，單位

時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)越多，形成的光電流越大，故D正確.

答案：B

考向?光電效應(yīng)的圖象問(wèn)題

2.用如圖甲所示的裝置研究光電效應(yīng)現(xiàn)象.閉合電鍵S,用頻率

為v的光照射光電管時(shí)發(fā)生了光電效應(yīng).圖乙是該光電管發(fā)生光電效

應(yīng)時(shí)光電子的最大初動(dòng)能屏與入射光頻率v的關(guān)系圖象，圖線與橫軸

的交點(diǎn)坐標(biāo)為（。，0）,與縱軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為（0,~b）,下列說(shuō)法中正確

的是（）

A.普朗克常量為力=：

B.斷開(kāi)電鍵S后，電流表G的示數(shù)不為零

C.僅增加照射光的強(qiáng)度，光電子的最大初動(dòng)能將增大

D.保持照射光強(qiáng)度不變，僅提高照射光頻率，電流表G的示數(shù)

保持不變

解析：由加=用+&,變形得耳=加一叫，可知圖線的斜率為

普朗克常量，即人=￡,故A錯(cuò)誤；斷開(kāi)電鍵S后，仍有光電子產(chǎn)生，

所以電流表G的示數(shù)不為零，故B正確；只有增大入射光的頻率，才

能增大光電子的最大初動(dòng)能，與光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，故C錯(cuò)誤；保持照射

光強(qiáng)度不變，僅提高照射光頻率，單個(gè)光子的能量增大，而光的強(qiáng)度

不變，那么光子數(shù)一定減少，發(fā)出的光子數(shù)也減少，電流表G的示數(shù)

要減小，故D錯(cuò)誤.

答案：B

考點(diǎn)二原子的核式結(jié)構(gòu)玻爾理論

知識(shí)的透

1.a粒子散射實(shí)驗(yàn).

(l)a粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置.

(2)a粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果：絕大多數(shù)a粒子穿過(guò)金箔后基本上仍

沿原來(lái)的方向前進(jìn)，但少數(shù)a粒子穿過(guò)金箔后發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，極

少數(shù)a粒子甚至被“撞了回來(lái)”.

2.原子的核式結(jié)構(gòu)模型.

(l)a粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析.

①核外電子不會(huì)使a粒子的速度發(fā)生明顯改變.

②湯姆孫模型不能解釋a粒子的大角度散射.

③絕大多數(shù)a粒子沿直線穿過(guò)金箔，說(shuō)明原子中絕大部分是空的;

少數(shù)a粒子發(fā)生較大角度偏轉(zhuǎn)，反映了原子內(nèi)部集中存在著對(duì)a粒子

有斥力的正電荷；極少數(shù)a粒子甚至被“撞了回來(lái)”，反映了個(gè)別a粒

子正對(duì)著質(zhì)量比a粒子大得多的物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到該物體很大的斥力

作用.

(2)核式結(jié)構(gòu)模型的局限性.

盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)模型能夠很好地解釋a粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)

象，但不能解釋原子光譜是特征光譜和原子的穩(wěn)定性.

3.對(duì)氫原子能級(jí)圖的理解.

(1)能級(jí)圖如圖所示.

8“Ek\

50

4-0.54

3-0.85

2-T--------------------------------------3.4

I業(yè)業(yè)--------------------13.6

(2)氫原子的能級(jí)和軌道半徑.

①氫原子的能級(jí)公式：E?=^Ei(n=l,2,3,…)，其中段為基

態(tài)能量，其數(shù)值為￡i=-13.6eV.

②氫原子的半徑公式：r4=〃2ri(〃=l,2,3,???),其中門(mén)為基態(tài)

半徑，又稱玻爾半徑，其數(shù)值為片=0.53X10-1°

⑶能級(jí)圖中相關(guān)量意義的說(shuō)明.

相關(guān)量意義

能級(jí)圖中的橫線表不氫原子可能的能量狀態(tài)——定態(tài)

橫線左端的數(shù)字“1,2,3…”表示量子數(shù)

橫線右端的數(shù)字“一13.6,

表示氫原子的能量

一3.4…”

表不相鄰的能量差，量子數(shù)越大，相鄰

相鄰橫線間的距離

的能量差越小，距離越小

表示原子由較高能級(jí)向較低能級(jí)躍遷，

帶箭頭的豎線

原子躍遷的條件為hv=Em-En

4.兩類(lèi)能級(jí)躍遷.

⑴自發(fā)躍遷：高能級(jí)一低能級(jí)，釋放能量，發(fā)出光子.

AEE高一E低

光子的頻率v=

（2）受激躍遷：低能級(jí)f高能級(jí)，吸收能量.

①光照（吸收光子）：吸收光子的全部能量，光子的能量必須恰等于

能級(jí)差hv=\E.

②碰撞、加熱等：可以吸收實(shí)物粒子的部分能量，只要入射粒子

能量大于或等于能級(jí)差即可，￡外，人￡.

③大于電離能的光子被吸收，將原子電離.

典題例析

典例?（2020?北京卷）氫原子能級(jí)示意如圖.現(xiàn)有大量氫原子處于

〃=3能級(jí)上，下列說(shuō)法正確的是（）

E/eV

.0

5二-0.54

4--0.85

3--1.51

1----------------------------------13.6

A.這些原子躍遷過(guò)程中最多可輻射出2種頻率的光子

B.從〃=3能級(jí)躍遷到〃=1能級(jí)比躍遷到n=2能級(jí)輻射的光子

頻率低

C.從n=3能級(jí)躍遷到n=4能級(jí)需吸收0.66eV的能量

D.n=3能級(jí)的氫原子電離至少需要吸收13.6eV的能量

解析：大量氫原子處于〃=3能級(jí)躍遷到w=l最多可輻射出C；=

3種不同頻率的光子，故A錯(cuò)誤；根據(jù)能級(jí)圖可知從〃=3能級(jí)躍遷到

n=l能級(jí)輻射的光子能量為An=13.6eV-1.51eV,從n=3＞能級(jí)躍遷

到n=2能級(jí)輻射的光子能量為〃於=3.4eV-1.51eV,比較可知從〃

=3能級(jí)躍遷到n=l能級(jí)比躍遷到〃=2能級(jí)輻射的光子頻率高，故B

錯(cuò)誤；根據(jù)能級(jí)圖可知從〃=3能級(jí)躍遷到〃=4能級(jí)，需要吸收的能

量為￡=1.51eV-0.85eV=0.66eV,故C正確；根據(jù)能級(jí)圖可知?dú)湓?/p>

子處于n=3能級(jí)的能量為-1.51eV,故要使其電離至少需要吸收1.51

eV的能量，故D錯(cuò)誤.

答案：C

題組突破

考向?原子能級(jí)公式的應(yīng)用

1.（2020?廣州二模）氫原子第n能級(jí)的能量為瓦產(chǎn)系（〃=1,2,

3,???）,其中0是基態(tài)能量.若氫原子從第女能級(jí)躍遷到第p能級(jí)，

53

輻射的能量為一卷反，第p能級(jí)比基態(tài)能量高一日均，貝！!（）

OUf

A.k=3,p=2B.k=4,p=3

C.k=5,p=3D.k=6,p=2

解析：根據(jù)第〃能級(jí)的能量為：=2,3,,,,),

第p能級(jí)比基態(tài)能量高一;Ei,則：Ep=；Ei,所以〃=2.

根據(jù)玻爾理論有：\E=E,?-En（m>n）,

當(dāng)氫原子由第k能級(jí)躍遷到第2能級(jí)時(shí)，AE=§-?=一2辦，

/CHFJU

可得：k=3,故A項(xiàng)正確，B、C、D三項(xiàng)錯(cuò)誤.

答案:A

考向?能級(jí)圖與能級(jí)躍遷

2.如圖所示為氫原子的能級(jí)圖，已知某金屬的逸出：______"

4------------------0.85

3------------------I51

功為6.44eV,則下列說(shuō)法正確的是（）2-.刈

A.處于基態(tài)的氫原子可以吸收能量為12.1eV的

光子而被激發(fā)?-1360

B.用能量為12.5eV的電子轟擊處于基態(tài)的氫原子，不能使氫原

子發(fā)生能級(jí)躍遷

C.用〃=4能級(jí)躍遷到n=l能級(jí)輻射的光子照射金屬，從金屬

表面逸出的光電子最大初動(dòng)能為6.31eV

D.一群處于〃=4能級(jí)上的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)最多產(chǎn)生4種

譜線

解析：處于基態(tài)的氫原子若吸收能量為12.1eV的光子，氫原子的

能量變成：￡=￡]+A￡=-13.6+12.1=-1.5eV,氫原子不存在一1.5

eV的能級(jí)，所以可知處于基態(tài)的氫原子不能吸收能量為12.1eV的光

子而被激發(fā)，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；用能量為12.5eV的電子轟擊處于基態(tài)的

氫原子，由于：己2一打1=-3.4一（一13.6）=10.2eV,可知?dú)湓涌梢?/p>

吸收電子的一部分能量發(fā)生能級(jí)躍遷，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；從n=4能級(jí)躍遷

到n=l能級(jí)輻射的光子照射金屬，光子的能量：￡=&一%=-0.85

-(-13.6)=12.75eV,從金屬表面逸出的光電子最大初動(dòng)能為：Ek=E

-Wo=12.75-6.44=6.31eV,故C項(xiàng)正確；一群處于〃=4能級(jí)上的

氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)最多產(chǎn)生：C=6種譜線，故D項(xiàng)錯(cuò)誤.

答案：C

考向?原子能級(jí)躍遷中的能量變化

3.據(jù)玻爾理論可知，處于基態(tài)的氫原子吸收一個(gè)光子后躍遷到高

能級(jí)，下列說(shuō)法正確的是()

A.核外電子的動(dòng)能增加B.氫原子的電勢(shì)能減少

C.氫原子的能量增加D.氫原子更加穩(wěn)定

解析：處于基態(tài)的氫原子吸收一個(gè)光子后躍遷到高能級(jí)后電子的

女02tnv2

軌道半徑增大，由：詈=一不，可知電子的動(dòng)能減小，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；

處于基態(tài)的氫原子吸收一個(gè)光子后躍遷到高能級(jí)后電子的軌道半徑增

大，氫原子的電勢(shì)能增大，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；處于基態(tài)的氫原子吸收一個(gè)

光子能量增大，故C項(xiàng)正確；原子躍遷到高能級(jí)后氫原子不穩(wěn)定，故

D項(xiàng)錯(cuò)誤.

答案：C

考點(diǎn)三原子核的衰變、半衰期

知識(shí)研透

1.衰變規(guī)律及實(shí)質(zhì).

(1)?衰變和P衰變的比較.

衰變類(lèi)型a衰變P衰變

衰變方程》f知Y+如e5XfzSiY+-；e

2個(gè)質(zhì)子和2個(gè)中子結(jié)合成一中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)

衰變實(shí)質(zhì)

個(gè)整體射出子和電子

2；H+2；n/HeJn-*}H+-ie

勻強(qiáng)磁場(chǎng)中軌跡形狀°oO

衰變規(guī)律電荷數(shù)守恒、質(zhì)量婁攵守恒

(2)丫射線：丫射線經(jīng)常是伴隨著a衰變或p衰變同時(shí)產(chǎn)生的.

2.三種射線的成分和性質(zhì).

電荷電離

名稱構(gòu)成符號(hào)質(zhì)量貫穿本領(lǐng)

量能力

a射線氫核切e+2e4u最強(qiáng)最弱

1

P射線電子-*e—e1837u較強(qiáng)較強(qiáng)

Y射線光子Y00最弱最強(qiáng)

3.半衰期的理解.

半衰期的公式：N余="原日’,機(jī)余=川原日,.式中N原、機(jī)原表示衰

變前的放射性元素的原子數(shù)和質(zhì)量，N余、機(jī)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，，表示衰變時(shí)間，了表示半衰期.

典:例析

典例日P射線的本質(zhì)是()

A.原子核放出的電子流

B.原子核外電子電離形成的電子流

C.原子核放射出的電磁波

D.原子核外電子受激發(fā)產(chǎn)生的電磁波

解析：原子核內(nèi)中子變質(zhì)子放出電子，發(fā)生衰變，電子流即0射

線.

答案：A

題組突破

考向?確定衰變次數(shù)的問(wèn)題

1.（多選）社2漆Th具有放射性，它能放出一個(gè)新的粒子而變?yōu)殒V甯

Pa,同時(shí)伴隨有射線產(chǎn)生，其方程為甯Th-?就pa+x,錢(qián)的半衰期為

24天.則下列說(shuō)法中正確的是（）

A.X為質(zhì)子

B.X是社核中的一個(gè)中子轉(zhuǎn)化成一個(gè)質(zhì)子時(shí)產(chǎn)生的

C.丫射線是鍥原子核放出的

D.1g出源如經(jīng)過(guò)120天后還剩0.3125g

解析：根據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒知，處核衰變過(guò)程中放出了一個(gè)

電子，即X為電子，故A錯(cuò)誤；發(fā)生B衰變時(shí)釋放的電子是由核內(nèi)一

個(gè)中子轉(zhuǎn)化成一個(gè)質(zhì)子時(shí)產(chǎn)生的，故B正確；Y射線是鎂原子核放出

的，故C正確；鈕的半衰期為24天，1g處2流■經(jīng)過(guò)120天即經(jīng)過(guò)5

個(gè)半衰期，故經(jīng)過(guò)120天后還剩0.03125g,故D錯(cuò)誤.

答案：BC

考向?衰變射線的性質(zhì)

2.圖中曲線a、b、c、d為氣泡室中某放射物發(fā)生衰

變放出的部分粒子的徑跡，氣泡室中磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂

直于紙面向里.以下判斷可能正確的是（）

A.“、方為P粒子的徑跡B.“、方為y粒子的徑跡

C.c、d為a粒子的徑跡D.c、d為p粒子的徑跡

解析：由于a粒子帶正電，P粒子帶負(fù)電，y粒子不帶電，據(jù)左手

定則可判斷a、b可能為a粒子的徑跡，c、d可能為0粒子的徑跡，

選項(xiàng)D正確.

答案：D

考向?半衰期的理解與計(jì)算

3.（2018?江蘇卷）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)2r后,剩有的A和3質(zhì)量之比為（）

A.1：4B.1：2

C.2：1D.4：1

解析：經(jīng)過(guò)2T,對(duì)A來(lái)說(shuō)是2個(gè)半衰期，A的質(zhì)量還剩;，經(jīng)過(guò)

2T,對(duì)3來(lái)說(shuō)是1個(gè)半衰期，區(qū)的質(zhì)量還剩所以剩有的A和B質(zhì)

量之比為1：2,選項(xiàng)B正確.

答案：B

考點(diǎn)四核反應(yīng)類(lèi)型與核反應(yīng)方程

知識(shí)研透

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

a衰變自發(fā)$U-錯(cuò)Th+；He

衰變

0衰變自發(fā)需Th-鉀Pa+一：e

號(hào)N+犯e-?O+；H（盧瑟福

人工轉(zhuǎn)變?nèi)斯た刂?/p>

發(fā)現(xiàn)質(zhì)子）

iHe+汨ef丫C+M

（查德威克發(fā)現(xiàn)中子）

?lAl+^He約里奧一居里

人工轉(zhuǎn)變?nèi)斯た刂?/p>

夫婦發(fā)現(xiàn)放射

海一御性同位素，同時(shí)

++；e發(fā)現(xiàn)正電子

$U+；nf啜Ba+寥Kr+3，n

比較容易進(jìn)行

重核裂變^U+Jn^^Xe+^Sr+lOj

人工控制

n

輕核聚變很難控制；H+；HTHe+如

2.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（；H）、中子（；n）、a粒子《He）、口粒子（」%）、正電子（:e）、氣核（汨）、

氟核（汨）等.

（2）掌握核反應(yīng)方程遵守的規(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，所以書(shū)寫(xiě)核反應(yīng)

方程式時(shí)只能用“一”表示反應(yīng)方向.

⑶核反應(yīng)過(guò)程中質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒.

典題例析I

典例目（2018?全國(guó)卷川）1934年，約里奧一居里夫婦用a粒子轟擊

鋁核品AL產(chǎn)生了第一個(gè)人工放射性核素X：a+%Al-n+X.X的原子

序數(shù)和質(zhì)量數(shù)分別為（）

A.15和28B.15和30

C.16和30D.17和31

解析：將核反應(yīng)方程式改寫(xiě)成犯e+7AI-＞；n+X,由電荷數(shù)和質(zhì)

量數(shù)守恒知，X應(yīng)為己X.

答案：B

題組突破

1.（2018?北京卷）在核反應(yīng)方程犯e+^N-IO+X中，X表示的是

)

A.質(zhì)子B.中子

C.電子D.a粒子

解析：設(shè)X為tX,根據(jù)核反應(yīng)的質(zhì)量數(shù)守恒：4+14=17+Z,則

Z=1.電荷數(shù)守恒：2+7=8+4,則A=l,即X為;H,為質(zhì)子，故選

項(xiàng)A正確，B、C、D錯(cuò)誤.

答案：A

2.(2018?天津卷)國(guó)家大科學(xué)工程——中國(guó)散裂中子

源(CSNS)于2017年8月28日首次打靶成功，獲得中子

束流，可以為諸多領(lǐng)域的研究和工業(yè)應(yīng)用提供先進(jìn)的研

究平臺(tái)，下列核反應(yīng)中放出的粒子為中子的是()

A冊(cè)N俘獲一個(gè)a粒子，產(chǎn)生[O并放出一個(gè)粒子

B.XA1俘獲一個(gè)a粒子，產(chǎn)生/P并放出一個(gè)粒子

C.[B俘獲一個(gè)質(zhì)子，產(chǎn)生汨e并放出一個(gè)粒子

D』Li俘獲一個(gè)質(zhì)子，產(chǎn)生汨e并放出一個(gè)粒子

解析：根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知四個(gè)核反應(yīng)方程分別為號(hào)N+

加e-%O+；H、SAl+：Hef,P+；n、RB+；Hf：Be+；He、』H+；HT

He+lHe,故B項(xiàng)正確.

答案：B

考點(diǎn)五核能的計(jì)算

知識(shí)研活

1.應(yīng)用質(zhì)能方程解題的流程圖.

書(shū)寫(xiě)核反.算質(zhì)量利用AE=Amc2

應(yīng)方程虧損A.計(jì)算釋放的核能

(1)根據(jù)AE=A〃2c2計(jì)算，計(jì)算時(shí)Am的單位是“kg”，c的單位是

“m/s”，AE的單位是“J”.

(2)根據(jù)AE=A/nX931.5MeV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)Am的單位是“u”，AE的單位是

“MeV”.

2.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=核子的比結(jié)

合能X核子數(shù).

3.核能釋放的兩種途徑的理解.