原子和原子核-2025年高考物理一輪復(fù)習(xí)（新高考）

第56講原子和原子核

——?jiǎng)澲攸c(diǎn)之精細(xì)講義系列

考點(diǎn)1a粒子散射實(shí)驗(yàn)

考點(diǎn)2原子核與原子核的衰變

考點(diǎn)3衰變粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)軌跡

考點(diǎn)4核力與核能計(jì)算

考點(diǎn)5核裂變與核聚變

虐基礎(chǔ)知識勤軍疝

一.原子結(jié)構(gòu)

1.湯姆孫原子模型

1898年，J.J.湯姆孫提出了一種原子模型.他認(rèn)為，原子是一個(gè)球體，正電荷彌漫性地均勻分布

在整個(gè)球體內(nèi)，電子鑲嵌其中.有人形象地把J.J.湯姆孫的這個(gè)模型稱為“西瓜模型”或“棗糕模型”.

2.原子的核式結(jié)構(gòu)

(1)1909?1911年，英國物理學(xué)家盧瑟福進(jìn)行了a粒子散射實(shí)驗(yàn)，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模

型.

(2)a粒子散射實(shí)驗(yàn)

①實(shí)驗(yàn)裝置：如下圖所示；②實(shí)驗(yàn)結(jié)果：a粒子穿過金箔后，絕大多數(shù)沿原方向前進(jìn)，少數(shù)發(fā)

生較大角度偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)偏轉(zhuǎn)角度大于90。，甚至被彈回.

(3)核式結(jié)構(gòu)模型：原子中心有一個(gè)很小的核，叫做原子核，原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)

量都集中在原子核里，帶負(fù)電的電子在核外空間繞核旋轉(zhuǎn).

(4)1932年，查德威克通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了盧瑟福的猜想，并證實(shí)了原子核中確實(shí)存在著不帶電、

質(zhì)量幾乎與質(zhì)子相同的中子，用n表示.

二.原子核

1.原子核的組成

(1)原子核由質(zhì)子和中子組成，兩者統(tǒng)稱為核子.

(2)原子核常用ex表示，x為元素符號，上角標(biāo)/表示核的質(zhì)量數(shù)，下角標(biāo)z表示核的電荷數(shù)(原

子序數(shù)).

(3)同位素是具有相同的質(zhì)子數(shù)而中子數(shù)不同的原子核，在元素周期表中處于同一位置.

2.天然放射現(xiàn)象

(1)天然放射現(xiàn)象：某些元素自發(fā)放射某些射線的現(xiàn)象稱為天然放射現(xiàn)象，這些元素稱為放射性

元素.

(2)三種射線的本質(zhì)：a射線是氫核，p射線是電子，丫射線是光子.

3.原子核的衰變

(1)衰變：原子核自發(fā)地放出某種粒子而轉(zhuǎn)變成新核的變化.可分為a衰變、P衰變，并伴隨著丫

射線放出.

(2)半衰期：放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需要的時(shí)間.

4.放射性同位素的應(yīng)用

(1)利用射線：放射性同位素放出的射線應(yīng)用于工業(yè)、探傷、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療等.

(2)作示蹤原子.

5.核反應(yīng)、核力與核能

(1)核反應(yīng)規(guī)律：在核反應(yīng)中，質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒.

(2)核力

①概念：組成原子核的核子之間存在的作用力.

②核力特點(diǎn)

a.核力是強(qiáng)相互作用(強(qiáng)力)的一種表現(xiàn)，在它的作用范圍內(nèi)，核力比庫侖力大得多.

b.核力是短程力，作用范圍在1.5x10-15m之內(nèi).

c.每個(gè)核子只跟相鄰的核子發(fā)生核力作用，這種性質(zhì)稱為核力的飽和性.

(3)質(zhì)量虧損

①愛因斯坦質(zhì)能方程：E=mc2.

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.

(4)結(jié)合能：克服核力束縛，使原子核分解為單個(gè)核子時(shí)需要的能量，或若干個(gè)核子在核力作用

下結(jié)合成原子核時(shí)需要的能量.

6.核裂變和核聚變

(1)重核裂變

①定義：使重核分裂成幾個(gè)質(zhì)量較小的原子核的核反應(yīng).

②鈾核裂變：用中子轟擊鈾核時(shí)，鈾核發(fā)生裂變，一種典型的反應(yīng)是生成領(lǐng)和氟，同時(shí)放出三

個(gè)中子，核反應(yīng)方程為：^5U+6n^^4Ba+!^Kr+3An.

③鏈?zhǔn)椒磻?yīng)：由重核裂變產(chǎn)生中子使裂變反應(yīng)一代接一代繼續(xù)下去的過程叫做核裂變的鏈?zhǔn)椒?/p>

應(yīng).

④鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的條件：a.要有足夠濃度的925U;b.鈾塊體積需大于臨界體積，或鈾塊質(zhì)量大于臨

界質(zhì)量.

（2）輕核聚變

①定義：兩個(gè)輕核結(jié)合成較重的核，這樣的核反應(yīng)叫聚變.

②聚變發(fā)生的條件：使物體達(dá)到幾百萬度的高溫.

而考點(diǎn)榭!析理重點(diǎn)

考點(diǎn)1：“粒子散射實(shí)驗(yàn)

（1）a粒子散射實(shí)驗(yàn)

①實(shí)驗(yàn)裝置:a粒子源R、金箔尸、顯微鏡M和熒光屏S,如圖所示.

②實(shí)驗(yàn)過程

a.a粒子源R是被鉛塊包圍的，它發(fā)射的a粒子經(jīng)過一條細(xì)通道，形成很細(xì)的一束射線，射到

熒光屏上產(chǎn)生微弱的閃光，通過顯微鏡可以觀察到.

b.放上金箔，觀察a粒子穿過金箔打到熒光屏上發(fā)出的閃光.

c.轉(zhuǎn)動(dòng)顯微鏡和熒光屏，在不同角度觀察，可以看到a粒子的散射現(xiàn)象.

③實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

a.絕大多數(shù)的a粒子穿過金箔后基本上仍沿原來的方向前進(jìn).（原子內(nèi)部絕大部分是“空”的）

b.少數(shù)a粒子（約占一^）發(fā)生了大角度的偏轉(zhuǎn).（原子內(nèi)部有“核”存在）

8000

c.極少數(shù)a粒子的偏轉(zhuǎn)角大于90。,也就是說它們幾乎被反彈回來.（作用力很大，質(zhì)量很大，電荷

量集中）

④實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)

a.整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程在真空中進(jìn)行.

b.金箔需要做得很薄，a粒子才能穿過.

c.使用金箔的原因是金的延展性好，可以做得很薄，另外一點(diǎn)就是金的原子序數(shù)大，a粒子與

金原子核間的庫侖斥力大，偏轉(zhuǎn)明顯，而金原子核不會發(fā)生明顯運(yùn)動(dòng)

（2）對a粒子散射實(shí)驗(yàn)的解釋

①當(dāng)a粒子穿過原子時(shí)，如果離正電體較遠(yuǎn)，受到的正電體斥力很小，a粒子的運(yùn)動(dòng)方向幾乎

不改變，所以絕大多數(shù)a粒子不發(fā)生偏轉(zhuǎn)。

②當(dāng)a粒子接近原子核時(shí)，電子對它的影響可忽略，極少數(shù)a粒子在穿過原子時(shí)距離正電體很

近，因此受到很強(qiáng)的庫侖斥力，發(fā)生大角度散射，J.J.湯姆孫的模型無法解釋這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果.

（3）J.J.湯姆孫原子模型與盧瑟福原子模型的比較

項(xiàng)目J.J.湯姆孫原子模型盧瑟福原子模塑

原子是充滿了正電荷的球體、電子均原子內(nèi)部是非常空曠的、正電荷集中在一

特點(diǎn)

勺鑲嵌在原子球體內(nèi)個(gè)很小的核里、電子繞核高速旋轉(zhuǎn)

a

少數(shù)靠近原子核的a粒子受到的庫侖力

粒a粒子在原子內(nèi)部時(shí)，受到的庫侖斥

受力大，而大多數(shù)離核較遠(yuǎn)的a粒子受到的庫

子力相互抵消，幾乎為零

侖力較小

散

絕大多數(shù)a粒子運(yùn)動(dòng)方向不變，少數(shù)a粒

射

偏轉(zhuǎn)不會發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，更不會被彈回子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)a粒子偏轉(zhuǎn)角

實(shí)

度超過90°,有的甚至被彈回

驗(yàn)

分析不符合a粒子散射現(xiàn)象符合a粒子散射現(xiàn)象

j韋迪通好

【考向1】1909年，英國物理學(xué)家盧瑟福和他的助手蓋革、馬斯登一起進(jìn)行了著名的七粒子散射實(shí)

驗(yàn)”。如圖所示，某同學(xué)描繪了幾個(gè)a粒子穿過金箔前后的可能軌跡，下列敘述正確的是（）

A.盧瑟福早于貝克勒爾發(fā)現(xiàn)了a射線

B.通過盧瑟福的“a粒子散射實(shí)驗(yàn)”可以估算出原子核半徑的數(shù)量級

C.軌跡d的大角度偏轉(zhuǎn)不可能出現(xiàn)

D.軌跡6、c的大角度偏轉(zhuǎn)可能出現(xiàn)

【答案】B

【詳解】A.貝克勒爾發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象，人們意識到原子核可以再分，后來盧瑟福發(fā)現(xiàn)放射性

物質(zhì)，放射出的射線并不單一，發(fā)現(xiàn)了a射線，A錯(cuò)誤；

B.盧瑟福通過“a粒子散射實(shí)驗(yàn)”發(fā)現(xiàn)，大部分a粒子可以穿過金箔，約有焉的a粒子發(fā)生了大角

oUUU

度偏轉(zhuǎn)，原子核的截面積約為原子截面積焉，在知道了原子的大小的數(shù)量級的情況下，從而得出

原子核很小，其半徑的數(shù)量級為10T5m,B正確；

C.軌跡d的大角度偏轉(zhuǎn)恰好是a粒子與原子核相碰，是可能出現(xiàn)的，C錯(cuò)誤；

D.a粒子與原子核帶同種電荷，不可能出現(xiàn)軌跡6、c的偏轉(zhuǎn)情況，D錯(cuò)誤。

故選B。

【考向2］如圖所示是盧瑟福a粒子散射實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)裝置圖，以下說法正確的是（）

A.a粒子是電子

B.圖中僅在/點(diǎn)可以觀察到a粒子

C.a粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)主要是由于a粒子與金箔中電子的相互作用引起的

D.絕大多數(shù)a粒子穿過金箔后基本上仍沿原來方向前進(jìn)，說明原子內(nèi)部絕大部分是空的

【答案】D

【詳解】A.a粒子是氮核，A錯(cuò)誤；

B.絕大部分a粒子會通過金屬箔到達(dá)N點(diǎn)，但有少部分a粒子發(fā)生偏轉(zhuǎn)，故其它位置也可以觀察到a

粒子，B錯(cuò)誤；

C.a粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)主要是由于a粒子與金箔中的原子核相互作用引起的，C錯(cuò)誤；

D.由于原子內(nèi)部絕大部分是空的，則絕大多數(shù)a粒子與原子核的作用力很小，穿過金箔后基本上仍

沿原來方向前進(jìn)，D正確。

故選D。

【考向3］（多選）如圖為盧瑟福所做的a粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖，熒光屏和顯微鏡一起分別

放在圖中的/、2、C、。四個(gè)位置時(shí)，下述說法中正確的是（）

A.相同時(shí)間內(nèi)在N時(shí)觀察到屏上的閃光次數(shù)最多

B.放在C、。位置時(shí)屏上觀察不閃光

C.該實(shí)驗(yàn)說明原子中正電荷是均勻分布的

D.只有少數(shù)a粒子發(fā)生大角度散射的原因是原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量集中在一個(gè)很小

的核上

【答案】AD

【詳解】AB.該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是絕大多數(shù)a粒子穿過金箔后，基本上仍沿原來的方向前進(jìn)，即相

同時(shí)間內(nèi)在/時(shí)觀察到屏上的閃光次數(shù)最多，但有少數(shù)a粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)偏轉(zhuǎn)的角度

甚至大于90。，即放在C位置時(shí)屏上觀察到少數(shù)閃光，放在。位置屏上觀察到極少數(shù)閃光，故A正

確，B錯(cuò)誤；

CD.由上述實(shí)驗(yàn)說明了：原子中正電荷并不是均勻分布的，占原子質(zhì)量絕大部分的帶正電的物質(zhì)集

中在很小的空間范圍，故C錯(cuò)誤，D正確。

故選ADo

而i考點(diǎn)剖析理重點(diǎn)

考點(diǎn)2：原子核與原子核的衰變

1.三種射線的本質(zhì)及特點(diǎn)

種類a射線/射線y射線

本質(zhì)高速氫核流（粒子流）高速電子流（粒子流）高頻電磁波（光子流）

帶電情況2e-e不帶電

真空中的傳播

約0.1c約0.99cC

速度

對空氣的電離

很強(qiáng)較弱很弱（幾乎不電離）

作用

一張紙就可以擋住，能穿透幾毫米厚的鋁能穿透幾厘米厚的鉛板和幾十厘

穿透本領(lǐng)

最弱板，較強(qiáng)米厚的混凝土，最強(qiáng)

在電場或磁場偏轉(zhuǎn)且與a射線偏轉(zhuǎn)方

偏轉(zhuǎn)不偏轉(zhuǎn)

中的運(yùn)動(dòng)向相反

能量很高很高波長很短的光子，能量很高

原子核內(nèi)兩個(gè)質(zhì)子原子核內(nèi)中子變成質(zhì)子伴隨著a衰變或￡衰變（原子核受

來源

和兩個(gè)中子放出的電子激發(fā)）而產(chǎn)生

2.衰變規(guī)律及實(shí)質(zhì)

（1）兩種衰變的比較

衰變類型a衰變/衰變

衰變方程外—噩Y+：He彳X->zgY+_：e

2個(gè)質(zhì)子和2個(gè)中子結(jié)合成一個(gè)

中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子和電子

衰變實(shí)質(zhì)整體射出

2；H+2：n-；He:nfH+_：e

衰變規(guī)律質(zhì)量數(shù)守恒（不是質(zhì)量守恒）、電荷數(shù)守恒

核子數(shù)減少4核子數(shù)不變

質(zhì)子增加1個(gè)，中子減少1

新核的變化質(zhì)子減少2個(gè)，中子減少2個(gè)

個(gè)

元素周期表中位置前移2位元素周期表中位置后移1位

觀察a、p衰變，我們不難發(fā)現(xiàn)質(zhì)量數(shù)的減少是由于a衰變造

成的，所以我們在計(jì)算時(shí)先計(jì)算a衰變的次數(shù)，后計(jì)算P衰變

的次數(shù)以X-2Y+7月He+"e為例，算法如下：

衰變次數(shù)的計(jì)算第一步計(jì)算a衰變的次數(shù)機(jī)=；(&—4)

第二步計(jì)算“衰變的次數(shù)〃=Z2—4+2機(jī)=2機(jī)—(4—Z?)

△劃整點(diǎn)(?)

①B衰變放出的電子是原子核內(nèi)中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子而放出的，來源于原子核內(nèi)部，而不是核外的

電子.

②Y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.其實(shí)質(zhì)是放射性原子核在發(fā)生a

衰變或P衰變的過程中，產(chǎn)生的新核由于具有過多的能量(核處于激發(fā)態(tài))而輻射出光子.

劃重點(diǎn)普

3.原子核的人工轉(zhuǎn)變

(1)核反應(yīng)：原子核在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生新原子核或者發(fā)生狀態(tài)變化的過程，稱為核反應(yīng).

(2)核反應(yīng)的條件：用a粒子、質(zhì)子、中子和y光子等其他粒子轟擊原子核使原子核發(fā)生轉(zhuǎn)變.

(3)遵循的原則：在核反應(yīng)中，質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒.

(4)核反應(yīng)的實(shí)質(zhì)：用粒子轟擊原子核并不是粒子與核碰撞將原子核打開，而是將粒子打人

原子核內(nèi)部便核發(fā)生了轉(zhuǎn)變.

(5)盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程為：i；N+；He.i；O+；H

盧瑟福用a粒子轟擊氮原子核是人類第一次實(shí)現(xiàn)的原子核的人工轉(zhuǎn)變。

(6)查德威克發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程為：：Be+；He-1C+；n

中子不帶電，用它轟擊原子核，不受庫侖力的影響，人們用中子轟擊各種原子核，獲得許許多

多人工放射性同位素，用它轟擊鈾核，實(shí)現(xiàn)了原子能的利用。

(3)居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性同位素和正電子的核反應(yīng)方程為：；；Al+；He—：*+：n

這是人類第一次用人工方法獲得放射性同位素，2P是磷的放射性同位素，可以像天然放射性

元素一樣發(fā)生衰變，tP-；；Si+：e.

△劃逐點(diǎn)(?)

人工轉(zhuǎn)變核反應(yīng)與衰變異同

(1)不同點(diǎn)：原子核的人工轉(zhuǎn)變，是一種核反應(yīng)，是其他粒子與原子核相碰撞的結(jié)果，需要一定

的裝置和條件才能發(fā)生，而衰變是原子核的自發(fā)變化，它不受物理、化學(xué)條件的影響。

(2)相同點(diǎn)：人工轉(zhuǎn)變與衰變過程一樣，在發(fā)生過程中質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)都守恒，反應(yīng)前后粒子總

動(dòng)量守恒.

劃重點(diǎn)，

4.半衰期

(1)公式：N*=N1t.m金="7標(biāo)

2

(2)影響因素：放射性元素衰變的快慢是由原子核內(nèi)部自身因素決定的，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)無關(guān).

(3)適用條件：半衰期描述的是統(tǒng)計(jì)規(guī)律，不適用于少量原子核的.

?.金

千串向潁冽之

【考向4】(2024?北京石景山?一模)工業(yè)部門可以使用放射性同位素發(fā)出的射線來測厚度。某軋鋼

廠的熱軋機(jī)上安裝的射線測厚裝置如圖所示，讓y射線穿過鋼板，探測器探測到的丫射線強(qiáng)度與鋼

板的厚度有關(guān)，將射線強(qiáng)度的信號輸入計(jì)算機(jī)，可對鋼板的厚度進(jìn)行自動(dòng)控制。下列說法正確的是

放射性

同位素射線測厚裝置

A.若鋼板變厚，則探測到丫射線變?nèi)?/p>

B.若鋼板內(nèi)部有裂縫，則探測到丫射線變?nèi)?/p>

C.該裝置主要利用》射線的電離能力

D.若僅把y射線換為a射線，該裝置仍正常運(yùn)行

【答案】A

【詳解】A.若鋼板變厚，則對丫射線的阻礙變強(qiáng)，探測到丫射線變?nèi)酰蔄正確；

B.若鋼板內(nèi)部有裂縫，則對丫射線的阻礙變?nèi)?，探測到丫射線變強(qiáng)，故B錯(cuò)誤；

C.該裝置主要利用y射線的穿透能力，故C錯(cuò)誤；

D.該裝置主要利用y射線的穿透能力，而a射線的穿透能力很弱，若僅把y射線換為a射線，該裝

置不能正常運(yùn)行，故D錯(cuò)誤。

故選Ao

【考向5】利用帶電粒子在電磁場中的運(yùn)動(dòng)，制作出的質(zhì)譜儀可測量粒子的比荷。在研究放射性元

素射線性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，左圖是三類射線在垂直紙面向外的磁場中的偏轉(zhuǎn)情況的示意圖。

右圖是兩塊平行放置的金屬板A、B分別與電源的兩極a、6連接，放射源發(fā)出的射線從其上方小孔

向外射出。下列說法錯(cuò)誤的是（）

電源

A.放射源可以打出三類射線，說明同時(shí)發(fā)生°、/｝、7衰變

B.。射線穿透能力最弱，速度也最慢，打到A板的是。射線

C.a為電源正極，到達(dá)A板的為/射線，不偏轉(zhuǎn)的是y射線

D.正負(fù)極判斷看射線在兩板間的軌跡，比荷大的偏向A板

【答案】B

【詳解】從右圖可以看出，到達(dá)兩極板的粒子做類平拋運(yùn)動(dòng)，到達(dá)A極板的粒子的豎直位移小于到

達(dá)B板粒子的，粒子在豎直方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)公式，知兩個(gè)粒子初速度v相差約

10倍，但兩者比荷相差幾千倍，兩極板電壓。相同，比荷小的飛行距離短，所以電子的豎直位移小,

故達(dá)到A極板距離小，是/射線，A極板帶正電，。為電源的正極。

本題選錯(cuò)誤的，故選B。

【考向6】（2024?北京海淀?三模）2024年4月19日起，日本開始排放第五批福島核污染水，預(yù)計(jì)

排放19天。核污染水中含有一定量的放射性核素“瓶”，該核素可在生物體內(nèi)富集，損害生物體的健

康。已知氤的衰變方程為汨-洱e+X,半衰期約為12年，下列說法正確的是（）

A.航核發(fā)生的是a衰變

B.衰變產(chǎn)物X來自瓶的核外電子

C.該衰變產(chǎn)生的射線穿透能力比y射線強(qiáng)

D.若立即停止排放，12年后因排污導(dǎo)致的核輻射量會減少50%

【答案】D

【詳解】A.根據(jù)核反應(yīng)的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，X的質(zhì)量數(shù)為0,電荷數(shù)為-1,則X為電子,

則氤核發(fā)生的是￡衰變，故A錯(cuò)誤；

B.衰變產(chǎn)物X來自瓶核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時(shí)放出的電子，故B錯(cuò)誤；

C.￡射線穿透能力比y射線弱，故C錯(cuò)誤；

D.若立即停止排放，12年后即經(jīng)過一個(gè)半衰期，會有一半瓶核發(fā)生衰變，即因排污導(dǎo)致的核輻射

量會減少50%,故D正確。

故選D。

【考向7】（2024?安徽?三模）天然放射性元素豺2Th（社）經(jīng)過一系列衰變后變成第8Pb（鉛），下

列說法正確的是（）

A.衰變過程共有6次a衰變和5次￡衰變

B.有6個(gè)中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子

C.第8Pb的比結(jié)合能比斜Th的比結(jié)合能大

D.在高溫高壓下可縮短簫2Th的半衰期

【答案】C

【詳解】A.核衰變中遵循電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒，每次a衰變質(zhì)量數(shù)少4,電荷數(shù)少2,每次用

衰變質(zhì)量數(shù)不變，電荷數(shù)加1,則共有6次a衰變和4次/衰變，故A錯(cuò)誤；

B.一次夕衰變有一個(gè)中子轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)質(zhì)子，共4個(gè)，故B錯(cuò)誤；

C.衰變產(chǎn)物第8Pb更加穩(wěn)定，比結(jié)合能大，故C正確；

D.半衰期與物理狀態(tài)無關(guān)，故D錯(cuò)誤。

故選C。

【考向8]（2024?安徽?二模）2023年12月7日，錦屏大設(shè)施正式投入科學(xué)運(yùn)行，是我國又一項(xiàng)，國

之重器”，其主要功能是為前沿物理科學(xué)研究提供不受宇宙射線影響的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。當(dāng)宇宙射線中的高

能粒子撞擊地球大氣層中大氣原子核時(shí)會產(chǎn)生二次粒子簇射.一宇宙射線中的a粒子與大氣中氮原

子核發(fā)生作用的核反應(yīng)方程為知e+/N-?O+X。下列說法中正確的是（）

A.該核反應(yīng)為a衰變B.X粒子由湯姆孫發(fā)現(xiàn)

C.該核反應(yīng)中X為光子D.該核反應(yīng)電荷數(shù)守恒，質(zhì)量數(shù)也守恒

【答案】D

【詳解】AC.根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知反應(yīng)方程式中的X為汨，故AC錯(cuò)誤；

B.質(zhì)子是由盧瑟福通過a粒子轟擊氮原子時(shí)發(fā)現(xiàn)的，而電子是由湯姆孫發(fā)現(xiàn)的，故B錯(cuò)誤；

D.核反應(yīng)遵循電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒，故D正確。

故選D。

【考向9】下列關(guān)于原子物理的知識，說法正確的是()

A.盧瑟福a粒子散射實(shí)驗(yàn)說明原子的棗糕模型理論是正確的

B.在核反應(yīng)方程把e+尹NT^O+X中，X表示的是中子

C.p射線是高速運(yùn)動(dòng)的電子流，經(jīng)過。衰變后原子在周期表中的位置向后移一位

D.氫的半衰期是3.8天，8個(gè)氫原子核經(jīng)過7.6天之后，還剩下2個(gè)未發(fā)生衰變

【答案】C

【詳解】A.盧瑟福a粒子散射實(shí)驗(yàn)說明原子的棗糕模型理論是錯(cuò)誤的，故A錯(cuò)誤；

B.在核反應(yīng)方程,He+尹N-『O+X中，根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，X表示的是質(zhì)子，故B錯(cuò)

誤；

c.B射線是高速運(yùn)動(dòng)的電子流，經(jīng)過p衰變后，原子核中的質(zhì)子數(shù)增加1個(gè)，原子在周期表中的位

置向后移一位，故C正確；

D.半衰期只適用于大量原子核的衰變規(guī)律，氫的半衰期是3.8天，8個(gè)氫原子核經(jīng)過7.6天之后，

不一定還剩下2個(gè)未發(fā)生衰變，故D錯(cuò)誤。

故選C。

而考點(diǎn)剖析理重點(diǎn)

考點(diǎn)3：衰變粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)軌跡

在勻強(qiáng)磁場中，靜止的放射性元素的原子核沿垂直于磁場方向放射出一個(gè)粒子后，在洛倫茲力

的作用下衰變放出的粒子和新核都做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。

解答此類問題步驟如下.

(1)衰變過程中質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒.

(2)衰變過程中動(dòng)量守恒。

(3)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向垂直于磁場方向時(shí)，由洛倫茲力提供向心力做勻速圓周運(yùn)動(dòng).

(4)靜止的原子核發(fā)生a衰變或P衰變時(shí)遵循如下規(guī)律。

加V1

①動(dòng)量守恒：冽加2羽2=0.②軌跡半徑：R=oc—(動(dòng)量大小相等).③運(yùn)動(dòng)周期：

qBq

977717m

T=------oc—.④運(yùn)動(dòng)軌跡：/衰變，內(nèi)切圓；a衰變，外切圓.它們在磁場中運(yùn)動(dòng)的軌跡特點(diǎn)如表

qBq

所示:

勻強(qiáng)磁場中軌跡

a衰變：XW；He00兩圓外切，a粒子的軌跡半徑大

勻強(qiáng)磁場中軌跡

A衰變/Xfz￡Y+」e0P兩圓內(nèi)切，0粒子的軌跡半徑大

一含

辛韋向潁冽之

\zw\zv*zw*zwxz?zxzxz\z

【考向10］如圖所示，靜止的氫原子核（馥2Rn）在垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場中，由于衰變放出某種

粒子而生成一個(gè)新的原子核，新核和粒子的運(yùn)動(dòng)徑跡是兩個(gè)在紙面內(nèi)的外切圓。已知大圓與小圓直

徑之比是85:1。則（）

A.該核反應(yīng)方程是需Rn7資Fr+2遇B.該核反應(yīng)方程是需Rnr浮At+?e

C.該核反應(yīng)方程是能2Rn7器8p。+，也D.大圓軌跡是新核的，磁場方向垂直紙面向里

【答案】B

【詳解】A.設(shè)新核和粒子的質(zhì)量分別為％八m2,速度大小分別為v/、也，電荷量分別為公、0。

新核做圓周運(yùn)動(dòng)過程中洛倫茲力提供向心力

qiV1B=皿

則新核做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為

miVi

同理可得，粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為

靜止的氫原子核由于衰變放出某種粒子而生成一個(gè)新的原子核的過程動(dòng)量守恒，則有

m/i=m2v2

聯(lián)立可得

_￡2_J_

r2Qi85

由上述分析可知，軌跡半徑與電荷量成反比，故小圓軌跡是新核的，大圓軌跡是粒子的，新核與粒

子受力方向相反，速度方向也相反，由左手定則可知，新核與粒子電性相同，故二者均帶正電，且

電荷量之比為85:1,故AC錯(cuò)誤，B正確;

D.由上述分析可知，小圓軌跡是新核的，大圓軌跡是粒子的。因?yàn)樾潞伺c粒子均帶正電，由左手

定則可知，磁場方向垂直紙面向里，D錯(cuò)誤。

故選B。

【考向11］鈉的放射性同位素Na靜止在勻強(qiáng)磁場中，某時(shí)刻一個(gè)Na原子核發(fā)生核反應(yīng)，僅產(chǎn)生

的兩新粒子（分別標(biāo)記為1、2）,沿垂直磁場方向運(yùn)動(dòng)，形成的軌跡如圖所示，兩粒子的速率為巧、

"2，電荷量為公、失，軌跡半徑為，/、廠2，兩軌跡半徑比為=12：1。下列關(guān)于該核反應(yīng)說法正

確的是（）

A.該核反應(yīng)為裂變反應(yīng)

B.該核反應(yīng)為a衰變

C.兩粒子的電荷量之比qi：q2=1：12

D.兩粒子的速率之比vi：v2=12:1

【答案】C

【詳解】A.該反應(yīng)為原子核的衰變，A錯(cuò)誤;

BC.根據(jù)

V2

Bvq=w—

可得

mv

根據(jù)動(dòng)量守恒定律

0=恤%+m2v2

可知兩個(gè)粒子動(dòng)量大小相等，方向相反，可得

Q1「21

02—-12

又因?yàn)镹a原子的電荷量為lie,可知

Qi=—e,q2=12e

所以粒子1為電子，該核反應(yīng)為s衰變，B錯(cuò)誤，C正確；

D.由于兩粒子動(dòng)量大小相等，所以有

vim2

v2m1

由于電子質(zhì)量相比原子質(zhì)量很小很小，所以兩粒子的速率之比不為12:1,D錯(cuò)誤。

故選C。

【考向12］（多選）靜止在勻強(qiáng)磁場中的豺8u核發(fā)生a衰變，產(chǎn)生一個(gè)a粒子和一個(gè)未知的粒子

X,它們在磁場中的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，下列說法正確的是（）

A.該核反應(yīng)方程為豺8u-豺4x+4He

B.a粒子和X粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反

C.軌跡1、2分別是a粒子、X粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡

D.a粒子、X粒子運(yùn)動(dòng)軌跡半徑之比為45：1

【答案】AD

【詳解】A.根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可知該核反應(yīng)方程為

238u^234x+4He

故A正確；

CD.衰變過程動(dòng)量守恒，且a粒子和X粒子初速度方向相反，所以a粒子和X粒子的動(dòng)量大小相

等。假設(shè)質(zhì)量為“、電荷量為g的粒子在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2的勻強(qiáng)磁場中做速率為V、半徑為R

的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則根據(jù)牛頓第二定律有

V2

qvB=m—

R

解得

mvp

夫=拓=而

由上式可知a粒子、X粒子運(yùn)動(dòng)軌跡半徑之比為

國=生=45

RxQa

所以軌跡1、2分別是X粒子、a粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，故C錯(cuò)誤，D正確；

B.a粒子和X粒子均帶正電，在軌跡切點(diǎn)處，a粒子的速度向上，X粒子的速度向下，根據(jù)左手定

則可知a粒子和X粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)方向均為順時(shí)針方向，故B錯(cuò)誤。

故選AD。

【考向13】（多選）在勻強(qiáng)磁場中靜止著一個(gè)原子核。X,某一時(shí)刻發(fā)生了一次衰變放出某種粒子,

放出的粒子與生成的新核在與磁場方向垂直的平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，得到粒子與新核的軌跡是外

切圓，如圖所示，已知磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為3,方向垂直紙面向里，粒子的質(zhì)量為加，電荷量為夕，粒

子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為凡以下說法正確的是（）

XXXX

A.放出的粒子是￡粒子，對應(yīng)的軌跡是大圓，粒子和新核繞行的方向均為順時(shí)針

B.放出的粒子是a粒子，對應(yīng)的軌跡是大圓，粒子和新核繞行的方向均為逆時(shí)針

C.若新核與粒子的軌道半徑之比為1：43,則X核中的質(zhì)子數(shù)Z=86

D.衰變后產(chǎn)生的新核做圓周運(yùn)動(dòng)的速率為〃=

【答案】BD

【詳解】AB.原子核發(fā)生衰變后得到兩種粒子，因?yàn)榱Ｗ优c新核的軌跡是外切圓，可知兩種粒子帶

同種電荷，即發(fā)生的是a衰變，根據(jù)動(dòng)量守恒定律可知，兩粒子動(dòng)量等大反向，根據(jù)

mvp

氏=詞=不

可知，帶電量較小的a粒子對應(yīng)的圓軌道半徑較大，根據(jù)左手定則可知粒子和新核繞行的方向均為

逆時(shí)針，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；

C.若新核與粒子的軌道半徑之比為1：43,則電量之比為43:1,因a粒子帶兩個(gè)單位正電荷，可知

新核帶86個(gè)正電荷，則X核中的質(zhì)子數(shù)Z=86+2=88,選項(xiàng)C錯(cuò)誤；

D.對粒子

mv'2

qv'B=

因新核的質(zhì)量數(shù)為A-4,則質(zhì)量

4一4

mr=-；—m

4

電荷數(shù)為86,則電量為43夕，則對新核

mrv2

43qvB="^―

43

解得

4qBR

v=----------

m(4—4)

選項(xiàng)D正確。

故選BDo

￡考點(diǎn)剖析理重點(diǎn)

考點(diǎn)4：核力與核能計(jì)算

1.核力及基本相互作用

(1)核力與核子是否帶電無關(guān).質(zhì)子與質(zhì)子之間、質(zhì)子與中子之間、中子與中子之間都可以有

核力作用，與核子的電荷無關(guān).

(2)四種基本相互作用

「強(qiáng)相互作用一在原子核內(nèi)，存在一種核力，它使得核子緊密地結(jié)合在一起

短

四

-程

種

力弱相互作用是引起中子轉(zhuǎn)變成質(zhì)子的原因，即引起原

基_奧相互作用一子核B衰變的原因，它的力程比強(qiáng)相互作用的短，只有

本10"m

相

-?

互.電磁力作用在原子核外，它電磁力引起“同種電荷相擇

作-?-使電子不脫離原子核而形成斥，異種電荷相吸引.以及

用

遠(yuǎn)相互作用原子，或使原子結(jié)合成分子，一日常生活中的很多力(如摩

_程或使分子結(jié)合成液體或固體接力、壓力、彈力和拉力等)

力

_萬有引力/弓I_遠(yuǎn)程力，主要在宏觀和宇觀尺度上發(fā)揮作用.萬有引力使行

力相互作用星繞詈恒星轉(zhuǎn)，并且聯(lián)系著星系團(tuán)，決定宇宙的現(xiàn)狀

2.結(jié)合能

(1)結(jié)合能并不是由于核子結(jié)合成原子核而具有的能量，而是把核子分開需要吸收的能量或者核

子結(jié)合成原子核需要放出的能量.

(2)結(jié)合能的大小與組成原子核的核子數(shù)有關(guān)，組成原子核的核子數(shù)越多，結(jié)合能越大.

3.比結(jié)合能

⑴比結(jié)合能：原子核的結(jié)合能與核子數(shù)之比，叫作比結(jié)合能，也叫作平均結(jié)合能.它反映了一個(gè)

原子核的穩(wěn)定程度，比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定.

(2)比結(jié)合能曲線

①不同原子核的比結(jié)合能隨質(zhì)量數(shù)變化的圖線如圖所示.

小.

②對比結(jié)合能的理解

a.比結(jié)合能的大小反映原子核的穩(wěn)定程度，比結(jié)合能越大，原子核就越難拆開，表示原子核越

穩(wěn)定。

b.核子數(shù)較小的輕核與核子數(shù)較大的重核，比結(jié)合能都比較小，中等核子數(shù)的原子核比結(jié)合能

較大。

c.比結(jié)合能較小的原子核轉(zhuǎn)化成比結(jié)合能較大的原子核時(shí)要釋放能量，反之要吸收能量。

d.中等大小的原子核的比結(jié)合能較大，因而中等大小的原子核較穩(wěn)定。

③核子平均質(zhì)量曲線

對比比結(jié)合能曲線和核子平均質(zhì)最曲線可以發(fā)現(xiàn)比結(jié)合能越大，核子平均質(zhì)量越小，即質(zhì)量虧

損越大.由前述兩個(gè)曲線可以看出，原子核的核子平均質(zhì)量最小，在所有原子核中是最穩(wěn)定的.

并不是結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定，而是比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定；原子核較大時(shí)，原子

核的結(jié)合能盡管很大，但原于核卻會變得很不穩(wěn)定，很容易發(fā)生衰變.

4.質(zhì)量虧損

(1)愛因斯坦的質(zhì)能方程：E=7MC2,指出了物體的能量與它的質(zhì)量的關(guān)系.

△劃里點(diǎn)(O)

(1)質(zhì)量或能量是物質(zhì)的屬性之一，絕不能把物質(zhì)和它們的某一屬性(質(zhì)量或能量)等同起來.

(2)質(zhì)能方程揭示了質(zhì)量和能量的不可分割性，建立了這兩個(gè)屬性在數(shù)值上的關(guān)系，這兩個(gè)量分

別遵守質(zhì)量守恒定律和能量守恒定律，質(zhì)量和能量在數(shù)值上的聯(lián)系絕不等于這兩個(gè)量可以相互轉(zhuǎn)化.

(3)質(zhì)量虧損不是否定了質(zhì)量守恒定律.根據(jù)愛因斯坦的相對論，輻射出的丫光子靜質(zhì)量雖然為零,

但它具有動(dòng)質(zhì)量，而且這個(gè)動(dòng)質(zhì)量剛好等于虧損的質(zhì)量，所以質(zhì)量守恒定律、能量守恒定律仍成立.

(4)核反應(yīng)中的質(zhì)量虧損，并不是指這部分質(zhì)量消失或質(zhì)量轉(zhuǎn)化為能量.物體的質(zhì)量應(yīng)包括靜質(zhì)量

和動(dòng)質(zhì)量，質(zhì)量虧損是靜質(zhì)量的減少，減少的靜質(zhì)量轉(zhuǎn)化為與輻射能量相聯(lián)系的動(dòng)質(zhì)量，另外，質(zhì)

量虧損也不是核子個(gè)數(shù)的減少，核反應(yīng)中核子個(gè)數(shù)是不變的.

(5)質(zhì)能方程說明，一定的質(zhì)量總是跟一定的能量相聯(lián)系的.具體來說，一定質(zhì)量的物體所具有的

總能量是一定的，等于光速的平方與其質(zhì)量之積，這里所說的總能量，不是單指物體的動(dòng)能、核能

戴其他哪一種能量，而是物體所具有的各種能量的總和。

劃重盍*

4.計(jì)算核能的幾種方法

(1)根據(jù)公￡=公加。2計(jì)算，計(jì)算時(shí)A"?的單位是“kg”,C的單位是“m/s”,△￡的單位是“J”.

(2)根據(jù)A￡=△加x931.5MeV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)Nm的單位是"u”,NE的單位是“MeV”.

(3)根據(jù)平均結(jié)合能來計(jì)算核能

原子核的結(jié)合能=平均結(jié)合能x核子數(shù).核反應(yīng)后生成的所有新核的總結(jié)合能與核反應(yīng)前系統(tǒng)內(nèi)

所有原子核的總結(jié)合能之差，就是該次核反應(yīng)所釋放的核能.

2

(4)有時(shí)可結(jié)合動(dòng)量守恒和能量守恒進(jìn)行分析計(jì)算，此時(shí)應(yīng)注意動(dòng)量、動(dòng)能關(guān)系式p=2mEk的應(yīng)

用.

一盒

【考向14】(2024?黑龍江佳木斯?三模)鉆是一種具有戰(zhàn)略性意義的金屬元素，在手機(jī)電池中有重

要應(yīng)用。Co衰變的核反應(yīng)方程為為Co-耨Ni+，e,經(jīng)過2K原子核剩余質(zhì)量是之前質(zhì)量的四分之

一，努Co、ggNi、&遇的質(zhì)量分別為小八小2、血3,下列說法正確的是()

A.經(jīng)過f的時(shí)間，16個(gè)招Co核中有8個(gè)已經(jīng)發(fā)生了衰變

B.y射線的穿透本領(lǐng)比p粒子弱

C.該核反應(yīng)中釋放的能量為(巾1-7?2-瓶3)/

D.0粒子是$丸0核外的電子電離形成的

【答案】C

【詳解】A.半衰期具有統(tǒng)計(jì)意義，對少數(shù)的原子核沒有意義，少量放射性元素的衰變是一個(gè)隨機(jī)

事件，對于8個(gè)放射性元素，無法準(zhǔn)確預(yù)測其衰變的個(gè)數(shù)，故A錯(cuò)誤；

B.根據(jù)三種射線的特點(diǎn)可知，Y射線的穿透本領(lǐng)比B射線強(qiáng)，故B錯(cuò)誤;

C.根據(jù)質(zhì)能方程可知核反應(yīng)中釋放的能量為

2

AE=（m1—m2—Tn3）c

故C正確；

D.根據(jù)B衰變的實(shí)質(zhì)可知，B粒子是原子核內(nèi)的一個(gè)中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子時(shí)產(chǎn)生的，故D錯(cuò)誤。

故選C。

【考向15】Q024?湖北武漢?二模）研究表明，某些元素的原子核有可能從靠它很近的核外電子中，俘

獲,，一個(gè)電子而形成一個(gè)新原子，人們把這種現(xiàn)象叫做，K俘獲”。例如：一個(gè)被原子核［Be）會從K

層電子軌道上俘獲一個(gè)電子后生成一個(gè)處于激發(fā)態(tài)的鋰核，和一個(gè)具有能量且不帶電的質(zhì)量數(shù)為零

的中微子V。處于激發(fā)態(tài)的鋰核（￡i）又自發(fā)地放出丫光子而回到基態(tài)。下列說法正確的是（）

A.該反應(yīng)屬于。衰變

B.該反應(yīng)前后沒有質(zhì)量虧損

C.鍍原子核內(nèi)有4個(gè)中子，3個(gè)質(zhì)子

D.該反應(yīng)的本質(zhì)是一個(gè)質(zhì)子俘獲一個(gè)電子后生成一個(gè)中子

【答案】D

【詳解】AD.該反應(yīng)的本質(zhì)是一個(gè)質(zhì)子俘獲一個(gè)電子后生成一個(gè)中子；不是放出一個(gè)電子，所以不

屬于P衰變，故A錯(cuò)誤，D正確；

B.該反應(yīng)釋放能量，反應(yīng)前后有質(zhì)量虧損，故B錯(cuò)誤；

C.被原子核［Be）內(nèi)有3個(gè)中子，4個(gè)質(zhì)子，故C錯(cuò)誤。

故選D。

【考向16】（2023?山東濱州?二模）不同原子核的比結(jié)合能不同，如圖是按照實(shí)際測量結(jié)果畫的圖

像，根據(jù)圖像和所學(xué)知識，下列說法中正確的是（）.

A.結(jié)合能是由于核子結(jié)合成原子核而具有的能量

B.隨著原子質(zhì)量數(shù)的增加，原子核的比結(jié)合能增大

C.鈾核毅U比鋼核#Ba結(jié)合能大

D.兩個(gè)笊核汨結(jié)合成氨核荊e,需要吸收能量

【答案】C

【詳解】A.結(jié)合能不是由于核子結(jié)合成原子核而具有的能量，而是為了把核子分開而需要的能量,

故A錯(cuò)誤；

B.由圖像可知隨著原子質(zhì)量數(shù)的增加，原子核的比結(jié)合能先增大后減小，故B錯(cuò)誤；

C.由圖像可知鈾核第5u的比結(jié)合能與核子數(shù)的乘積大于領(lǐng)核弓《Ba的比結(jié)合能與核子數(shù)的乘積，即

鈾核第比銀核腎，Ba結(jié)合能大，故C正確；

D.兩個(gè)笊核汨結(jié)合成氨核知e,需要釋放能量，故D錯(cuò)誤。

故選Co

【考向17】已知銅90的半衰期為28年，其衰變方程為捐Sr-瑞Y+X,羽Y是一種非常穩(wěn)定的元素,

關(guān)于上述衰變過程，下列說法正確的是（）

A.衰變方程中的X為質(zhì)子B.瑞Sr的比結(jié)合能小于碧Y的比結(jié)合能

C.此反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是Sr原子發(fā)生電離D.經(jīng)過84年，會有弓的銅90發(fā)生衰變

【答案】B

【詳解】A.根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，可知X為電子，A項(xiàng)錯(cuò)誤；

B.衰變反應(yīng)是放能反應(yīng)，衰變產(chǎn)物弱Y是一種更穩(wěn)定的元素，可知其比結(jié)合能大于瑞Sr的比結(jié)合能,

B項(xiàng)正確；

C.夕衰變的實(shí)質(zhì)是原子核內(nèi)部的一個(gè)中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子，同時(shí)釋放出一個(gè)電子，C項(xiàng)錯(cuò)誤；

D.根據(jù)半衰期公式，經(jīng)過84年即3個(gè)半衰期還剩下《＜="的鋸90沒有發(fā)生衰變，即會有《的鋸

90發(fā)生衰變，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

故選Bo

【考向18】2023年8月24日，日本啟動(dòng)核污染水排海，排放的核污染水里含64種放射性元素，將

對全人類和海洋生命產(chǎn)生長久的重大威脅。核污染水中劭°P。發(fā)生衰變時(shí)的核反應(yīng)方程為3°P。-第6

Pb+X,該核反應(yīng)過程中釋放的能量為Q,光在真空中的傳播速度為c,下列說法正確的是（）

A.利用海水稀釋可以使豺°P。的半衰期縮短

B.該核反應(yīng)中器°P。發(fā)生了￡衰變

C.衰變后第6Pb與X粒子的結(jié)合能之和小于衰變前豺°P。的結(jié)合能

D.該核反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損為總

【答案】D

【詳解】A.半衰期是放射性元素本身的屬性，利用海水稀釋后，豺°P。的半衰期不變，故A錯(cuò)誤；

B.根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒，X的質(zhì)量數(shù)為

210-206=4

根據(jù)電荷數(shù)守恒，X的電荷數(shù)為

84-82=2

所以X為犯e,該反應(yīng)為a衰變，故B錯(cuò)誤；

C.核反應(yīng)過程中放出的核能為反應(yīng)后生成的所有新核的總結(jié)合能與反應(yīng)前所有原子核的總結(jié)合能

之差，所以衰變后第6Pb與X粒子的結(jié)合能之和大于衰變前部°Po的結(jié)合能，故C錯(cuò)誤；

D.該核反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損為

△EQ

△m=r=~

c2c2

故D正確。

故選D。

【考向19】（2024?安徽?三模）2024年2月，日本福島第一核電站核污染水凈化裝置中，含有放射

性物質(zhì)的大量核污染水發(fā)生泄漏。核污水中包含多種放射性元素，如笳、銀、杯、碘等，其中碘的

衰變方程為曷Hr拼Xe+，e,已知g=131.03721U,mXe=131.03186u,me=0.000549u,下列

說法正確的是（）

A.衰變產(chǎn)生的p射線來自于原子的核外電子

B.放射性元素經(jīng)過兩個(gè)完整的半衰期后，將完全衰變殆盡

C.原子核衰變時(shí)質(zhì)量虧損，質(zhì)量數(shù)減少

D.該核反應(yīng)要釋放能量

【答案】D

【詳解】A.照衰變時(shí)，原子核內(nèi)中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子和電子，大量電子從原子核釋放出來形成B射線,

故A錯(cuò)誤；

B.半衰期是放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間，經(jīng)過兩個(gè)完整的半衰期后，還剩四

分之一的原子核沒有衰變，故B錯(cuò)誤；

C.原子核衰變時(shí)滿足電荷數(shù)守恒，質(zhì)量數(shù)守恒，故C錯(cuò)誤；

D.該反應(yīng)質(zhì)量虧損為

Am=mj—mXe—me=131.03721u—131.03186u—0.000549u=0.004801u

由此可知，該核反應(yīng)釋放能量，故D正確。

故選D。

而考點(diǎn)剖析理重點(diǎn)

考點(diǎn)5：核裂變與核聚變

1.鏈?zhǔn)椒磻?yīng)

(1)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的定義及條件

①定義：當(dāng)一個(gè)中子引發(fā)一個(gè)鈾核裂變后，如果反應(yīng)釋放出的中子又轟擊其他鈾核發(fā)生反應(yīng),

再引起新的核裂變，就能使核裂變反應(yīng)不斷地進(jìn)行下去.這樣的反應(yīng)一代接一代繼續(xù)下去的過程，叫

作核裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng).

②條件：鈾的純度足夠高；鈾塊的體積大于或等于臨界體積，或者鈾塊的質(zhì)量大于或等于臨界

質(zhì)量。

2.核裂變和核聚變的區(qū)別

重核裂變輕核聚變(熱核反應(yīng))

>U+：nf喝Ba+；，Kr+3；n

反應(yīng)式:H+；H—；He+3；n+17.6MeV

2,u+：TXe+；；Sr+2；n

重核分裂成兩個(gè)或多個(gè)中等質(zhì)量的原子

放能原理兩個(gè)輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的原子核放出能量

核放出能量

平均每個(gè)核子放出的能量約為

放能多少0.85平均每個(gè)核子放出的能量約為3.5MeV

MeV

核廢料處

聚變反應(yīng)的核廢料處理起來要比裂變反應(yīng)的簡單得多

理難度

主要原料人在地球上儲量非常豐富，1L水中

原料的蘊(yùn)鈾在地球上儲量有限，尤其是鈾235在鈾

大約有0.03g1