福建省長(zhǎng)泰一中高三物理 第二章 第2講 放射性元素的衰變 核能復(fù)習(xí)課件 新人教版選修35

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1、第2講 放射性元素的衰變 核能考點(diǎn)考點(diǎn)1 1 三種射線(xiàn)、兩種衰變?nèi)N射線(xiàn)、兩種衰變1.1.天然放射現(xiàn)象天然放射現(xiàn)象(1)(1)天然放射現(xiàn)象天然放射現(xiàn)象. .元素元素_地放出射線(xiàn)的現(xiàn)象，首先由貝可勒爾發(fā)現(xiàn)地放出射線(xiàn)的現(xiàn)象，首先由貝可勒爾發(fā)現(xiàn). .天然放射天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，說(shuō)明現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，說(shuō)明_具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu). .自發(fā)自發(fā)原子核原子核( (2)2)放射性和放射性元素放射性和放射性元素. .物質(zhì)發(fā)射某種看不見(jiàn)的射線(xiàn)的性質(zhì)叫物質(zhì)發(fā)射某種看不見(jiàn)的射線(xiàn)的性質(zhì)叫_._.具有放射性的元具有放射性的元素叫素叫_元素元素. .(3)(3)三種射線(xiàn)：放射性元素放射出的射線(xiàn)共有三種，分別是三種射線(xiàn)：放

2、射性元素放射出的射線(xiàn)共有三種，分別是_、_、_._.(4)(4)放射性同位素的應(yīng)用與防護(hù)放射性同位素的應(yīng)用與防護(hù). .放射性同位素：有放射性同位素：有_放射性同位素和放射性同位素和_放射性同位素放射性同位素兩類(lèi)，放射性同位素的化學(xué)性質(zhì)相同兩類(lèi)，放射性同位素的化學(xué)性質(zhì)相同. .應(yīng)用：消除靜電、工業(yè)探傷、作應(yīng)用：消除靜電、工業(yè)探傷、作_等等. .防護(hù)：防止放射性對(duì)人體組織的傷害防護(hù)：防止放射性對(duì)人體組織的傷害. .放射性放射性放射性放射性射線(xiàn)射線(xiàn)射線(xiàn)射線(xiàn)射線(xiàn)射線(xiàn)天然天然人工人工示蹤原子示蹤原子2.2.原子核的衰變?cè)雍说乃プ?1)(1)原子核放出原子核放出粒子或粒子或粒子，變成另一種粒子，變成另一

3、種_的變化稱(chēng)的變化稱(chēng)為為_(kāi)的衰變的衰變. .(2)(2)分類(lèi)分類(lèi). .衰變：衰變： +_ +_衰變：衰變： +_ +_(3)(3)半衰期：放射性元素的原子核有半衰期：放射性元素的原子核有_發(fā)生衰變所需的時(shí)間發(fā)生衰變所需的時(shí)間. .半衰期由原子核內(nèi)部的因素決定，跟原子所處的半衰期由原子核內(nèi)部的因素決定，跟原子所處的_ _ _無(wú)關(guān)無(wú)關(guān). .原子核原子核原子核原子核AZXA4Z2Y42HeAZXAZ 1Y01e半數(shù)半數(shù)物理、化學(xué)狀物理、化學(xué)狀態(tài)態(tài)1.1.三種射線(xiàn)的比較三種射線(xiàn)的比較 射線(xiàn)名稱(chēng)射線(xiàn)名稱(chēng)比較項(xiàng)目比較項(xiàng)目 射線(xiàn)射線(xiàn)射線(xiàn)射線(xiàn)射線(xiàn)射線(xiàn)組成組成高速氦核流高速氦核流高速電高速電子流子流光子流光子流

4、( (高頻高頻電磁波電磁波) )帶帶 電電 量量2e2e-e-e0 0質(zhì)量質(zhì)量4m4mp p靜止質(zhì)量為零靜止質(zhì)量為零符號(hào)符號(hào)pm1 83642He01e 射線(xiàn)名稱(chēng)射線(xiàn)名稱(chēng)比較項(xiàng)目比較項(xiàng)目 射線(xiàn)射線(xiàn)射線(xiàn)射線(xiàn)射線(xiàn)射線(xiàn)速度速度可達(dá)可達(dá)0.1c0.1c可達(dá)可達(dá)0.99c0.99cc c垂直進(jìn)入電場(chǎng)或磁場(chǎng)垂直進(jìn)入電場(chǎng)或磁場(chǎng)的偏轉(zhuǎn)情況的偏轉(zhuǎn)情況偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)不偏轉(zhuǎn)不偏轉(zhuǎn)貫穿本領(lǐng)貫穿本領(lǐng)最弱最弱較強(qiáng)較強(qiáng)最強(qiáng)最強(qiáng)對(duì)空氣的電離作用對(duì)空氣的電離作用很強(qiáng)很強(qiáng)較弱較弱很弱很弱2.2.衰變、衰變、衰變的比較衰變的比較衰變類(lèi)型衰變類(lèi)型衰變衰變衰變衰變衰變方程衰變方程衰變實(shí)質(zhì)衰變實(shí)質(zhì)2 2個(gè)質(zhì)子和個(gè)質(zhì)子和2 2個(gè)中子個(gè)中

5、子結(jié)合成一個(gè)整體射結(jié)合成一個(gè)整體射出出1 1個(gè)中子轉(zhuǎn)化為個(gè)中子轉(zhuǎn)化為1 1個(gè)質(zhì)個(gè)質(zhì)子和子和1 1個(gè)電子個(gè)電子AA44ZZ22XYHeAA0ZZ 11XYe1141022 H2 nHe110011nHe衰變類(lèi)型衰變類(lèi)型衰變衰變衰變衰變勻強(qiáng)磁場(chǎng)中軌勻強(qiáng)磁場(chǎng)中軌跡形狀跡形狀衰變規(guī)律衰變規(guī)律電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒、動(dòng)量守恒電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒、動(dòng)量守恒3.3.對(duì)半衰期的兩點(diǎn)說(shuō)明對(duì)半衰期的兩點(diǎn)說(shuō)明(1)(1)根據(jù)半衰期的概念根據(jù)半衰期的概念, ,可總結(jié)出公式可總結(jié)出公式. .N N余余=N=N原原( )( )t/t/，m m余余=m=m原原( )( )t/t/. .式中式中N N原原、m m原原表示衰

6、變前的放射表示衰變前的放射性元素的原子數(shù)和質(zhì)量，性元素的原子數(shù)和質(zhì)量，N N余余、m m余余表示衰變后尚未發(fā)生衰變的放表示衰變后尚未發(fā)生衰變的放射性元素的原子數(shù)和質(zhì)量，射性元素的原子數(shù)和質(zhì)量，t t表示衰變時(shí)間，表示衰變時(shí)間，表示半衰期表示半衰期. .(2)(2)影響因素影響因素: :放射性元素衰變的快慢是由原子核內(nèi)部因素決定放射性元素衰變的快慢是由原子核內(nèi)部因素決定的的, ,跟原子所處的物理狀態(tài)跟原子所處的物理狀態(tài)( (如溫度、壓強(qiáng)如溫度、壓強(qiáng)) )或化學(xué)狀態(tài)或化學(xué)狀態(tài)( (如單質(zhì)、如單質(zhì)、化合物化合物) )無(wú)關(guān)無(wú)關(guān). .1212核反應(yīng)的四種類(lèi)型比較核反應(yīng)的四種類(lèi)型比較考點(diǎn)考點(diǎn)2 2 核反應(yīng)

7、的四種類(lèi)型核反應(yīng)的四種類(lèi)型類(lèi)型類(lèi)型可可 控控 性性核反應(yīng)方程典例核反應(yīng)方程典例衰變衰變衰變衰變自發(fā)自發(fā) _ _衰變衰變自發(fā)自發(fā) _ _人工轉(zhuǎn)變?nèi)斯まD(zhuǎn)變?nèi)斯た刂迫斯た刂?_ _( (盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子) ) _ _( (查德威克發(fā)現(xiàn)中子查德威克發(fā)現(xiàn)中子) )2382349290 UTh42He2342349091ThPa01e14417728NHeO11H4912246HeBeC10n類(lèi)型類(lèi)型可可 控控 性性核反應(yīng)方程典例核反應(yīng)方程典例人工轉(zhuǎn)變?nèi)斯まD(zhuǎn)變?nèi)斯た刂迫斯た刂?_ _( (約里奧約里奧居里夫婦居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射發(fā)現(xiàn)放射性同位素性同位素及正電子及正電子) ) _ _重核裂變重核裂變

8、比較容易比較容易進(jìn)行人工進(jìn)行人工控制控制 _ _ _ _輕核聚變輕核聚變除氫彈外除氫彈外無(wú)法控制無(wú)法控制 _ _2743013215AlHeP10n30301514PSi01e2351144899205636UnBaKr103 n2351136909205438UnXeSr1010 n234112HHHe10n關(guān)于核反應(yīng)的三點(diǎn)說(shuō)明關(guān)于核反應(yīng)的三點(diǎn)說(shuō)明(1)(1)核反應(yīng)過(guò)程一般都是不可逆的，所以核反應(yīng)方程只能用單向核反應(yīng)過(guò)程一般都是不可逆的，所以核反應(yīng)方程只能用單向箭頭表示反應(yīng)方向，不能用等號(hào)連接箭頭表示反應(yīng)方向，不能用等號(hào)連接. .(2)(2)核反應(yīng)的生成物一定要以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，不能憑空只依據(jù)兩

9、個(gè)核反應(yīng)的生成物一定要以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，不能憑空只依據(jù)兩個(gè)守恒規(guī)律杜撰出生成物來(lái)寫(xiě)核反應(yīng)方程守恒規(guī)律杜撰出生成物來(lái)寫(xiě)核反應(yīng)方程. .(3)(3)核反應(yīng)遵循質(zhì)量數(shù)守恒而不是質(zhì)量守恒；遵循電荷數(shù)守恒核反應(yīng)遵循質(zhì)量數(shù)守恒而不是質(zhì)量守恒；遵循電荷數(shù)守恒. .1.1.核力：核子間的作用力核力：核子間的作用力. .核力是核力是_力，作用范圍在力，作用范圍在1.51.51010-15-15 m m之內(nèi)，只在相鄰的核子間發(fā)生作用之內(nèi)，只在相鄰的核子間發(fā)生作用2.2.核能：核子結(jié)合為原子核時(shí)核能：核子結(jié)合為原子核時(shí)_的能量或原子核分解為核子的能量或原子核分解為核子時(shí)時(shí)_的能量，叫做原子核的結(jié)合能，亦稱(chēng)核能的能量，叫

10、做原子核的結(jié)合能，亦稱(chēng)核能3.3.質(zhì)能方程、質(zhì)量虧損質(zhì)能方程、質(zhì)量虧損愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程E=_E=_，原子核的質(zhì)量必然比組成它的核子，原子核的質(zhì)量必然比組成它的核子的質(zhì)量和要小的質(zhì)量和要小m,m,這就是質(zhì)量虧損這就是質(zhì)量虧損. .由質(zhì)量虧損可求出釋放的核由質(zhì)量虧損可求出釋放的核能能E=_.E=_.考點(diǎn)考點(diǎn)3 3 核能核能短程短程釋放釋放吸收吸收mcmc2 2mcmc2 21.1.對(duì)核力的三點(diǎn)說(shuō)明對(duì)核力的三點(diǎn)說(shuō)明(1)(1)核力是強(qiáng)相互作用的一種表現(xiàn)；核力是強(qiáng)相互作用的一種表現(xiàn)；(2)(2)核力是短程力，作用范圍在核力是短程力，作用范圍在1.51.51010-15-15 m m之內(nèi)

11、；之內(nèi)；(3)(3)每個(gè)核子只跟它的相鄰核子間才有核力作用每個(gè)核子只跟它的相鄰核子間才有核力作用. .2.2.結(jié)合能與比結(jié)合能結(jié)合能與比結(jié)合能(1)(1)結(jié)合能：把構(gòu)成原子核的結(jié)合在一起的核子分開(kāi)所需的能量結(jié)合能：把構(gòu)成原子核的結(jié)合在一起的核子分開(kāi)所需的能量. .(2)(2)比結(jié)合能：定義：原子核的結(jié)合能與核子數(shù)之比，稱(chēng)做比比結(jié)合能：定義：原子核的結(jié)合能與核子數(shù)之比，稱(chēng)做比結(jié)合能，也叫平均結(jié)合能結(jié)合能，也叫平均結(jié)合能. .特點(diǎn)：不同原子核的比結(jié)合能不同，特點(diǎn)：不同原子核的比結(jié)合能不同，原子核的比結(jié)合能越大，表示原子核中核子結(jié)合得越牢固，原原子核的比結(jié)合能越大，表示原子核中核子結(jié)合得越牢固，原子

12、核越穩(wěn)定子核越穩(wěn)定. .3.3.獲得核能的途徑獲得核能的途徑(1)(1)重核裂變：定義重核裂變：定義: :質(zhì)量數(shù)較大的原子核受到高能粒子的轟質(zhì)量數(shù)較大的原子核受到高能粒子的轟擊而分裂成幾個(gè)質(zhì)量數(shù)較小的原子核的過(guò)程擊而分裂成幾個(gè)質(zhì)量數(shù)較小的原子核的過(guò)程. .特點(diǎn)特點(diǎn):a.:a.裂變過(guò)程中能夠放出巨大的能量裂變過(guò)程中能夠放出巨大的能量;b.;b.裂變的同時(shí)能夠裂變的同時(shí)能夠放出放出2 23(3(或更多或更多) )個(gè)中子個(gè)中子;c.;c.裂變的產(chǎn)物不是惟一的裂變的產(chǎn)物不是惟一的. .對(duì)于鈾核對(duì)于鈾核裂變有二分裂、三分裂和四分裂形式裂變有二分裂、三分裂和四分裂形式, ,但三分裂和四分裂概率但三分裂和四

13、分裂概率比較小比較小. .典型的分裂方程典型的分裂方程: :235189144192036560UnKrBa3 n(2)(2)輕核聚變輕核聚變. .定義：某些輕核結(jié)合成質(zhì)量數(shù)較大的原子核的反應(yīng)過(guò)程定義：某些輕核結(jié)合成質(zhì)量數(shù)較大的原子核的反應(yīng)過(guò)程. .特點(diǎn)特點(diǎn):a.:a.聚變過(guò)程放出大量的能量聚變過(guò)程放出大量的能量, ,平均每個(gè)核子放出的能量平均每個(gè)核子放出的能量, ,比裂變反應(yīng)中每個(gè)核子放出的能量大比裂變反應(yīng)中每個(gè)核子放出的能量大3 3至至4 4倍倍.b.b.聚變反應(yīng)比裂聚變反應(yīng)比裂變反應(yīng)更劇烈變反應(yīng)更劇烈.c.c.對(duì)環(huán)境污染較少對(duì)環(huán)境污染較少.d.d.自然界中聚變反應(yīng)原料豐自然界中聚變反應(yīng)原

14、料豐富富. .典型的聚變方程典型的聚變方程: :23411120HHHen熱點(diǎn)考向熱點(diǎn)考向1 1 衰變與其射線(xiàn)衰變與其射線(xiàn)【例證【例證1 1】(2011(2011重慶高考重慶高考) )核電站核泄漏的污染物中含有碘核電站核泄漏的污染物中含有碘131131和銫和銫137.137.碘碘131131的半衰期約為的半衰期約為8 8天，會(huì)釋放天，會(huì)釋放射線(xiàn)；銫射線(xiàn)；銫137137是是銫銫133133的同位素，半衰期約為的同位素，半衰期約為3030年，發(fā)生衰變時(shí)會(huì)輻射年，發(fā)生衰變時(shí)會(huì)輻射射線(xiàn)射線(xiàn). .下列說(shuō)法正確的是下列說(shuō)法正確的是( )( )A.A.碘碘131131釋放的釋放的射線(xiàn)由氦核組成射線(xiàn)由氦核組成

15、B.B.銫銫137137衰變時(shí)輻射出的衰變時(shí)輻射出的光子能量小于可見(jiàn)光光子能量光子能量小于可見(jiàn)光光子能量C.C.與銫與銫137137相比，碘相比，碘131131衰變更慢衰變更慢D.D.銫銫133133和銫和銫137137含有相同的質(zhì)子數(shù)含有相同的質(zhì)子數(shù)【解題指南】【解題指南】解答本題時(shí)要把握以下三點(diǎn)：解答本題時(shí)要把握以下三點(diǎn)：(1)(1)半衰期的長(zhǎng)短代半衰期的長(zhǎng)短代表了衰變的快慢表了衰變的快慢.(2).(2)光子能量大小由頻率高低決定光子能量大小由頻率高低決定.(3).(3)同位素同位素的核電荷數(shù)相同的核電荷數(shù)相同. .【自主解答】【自主解答】選選D.D.射線(xiàn)是高速運(yùn)動(dòng)的電子流，不是氦原子核，

16、射線(xiàn)是高速運(yùn)動(dòng)的電子流，不是氦原子核，A A錯(cuò)誤；錯(cuò)誤；射線(xiàn)的頻率大于可見(jiàn)光的頻率，根據(jù)射線(xiàn)的頻率大于可見(jiàn)光的頻率，根據(jù)E=hE=h可知，可知，射線(xiàn)光子能量大于可見(jiàn)光光子能量，射線(xiàn)光子能量大于可見(jiàn)光光子能量，B B錯(cuò)誤；半衰期越短，衰變錯(cuò)誤；半衰期越短，衰變?cè)娇?，越快，C C錯(cuò)誤；銫錯(cuò)誤；銫133133和銫和銫137137都是銫元素，是質(zhì)子數(shù)相同而中子都是銫元素，是質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的同位素，所以數(shù)不同的同位素，所以D D正確正確. .【總結(jié)提升】【總結(jié)提升】解答本題關(guān)鍵在于搞清三種射線(xiàn)的性質(zhì)，以及半解答本題關(guān)鍵在于搞清三種射線(xiàn)的性質(zhì)，以及半衰期及同位素的概念衰期及同位素的概念. .對(duì)易錯(cuò)

17、選項(xiàng)及錯(cuò)誤原因具體分析如下：對(duì)易錯(cuò)選項(xiàng)及錯(cuò)誤原因具體分析如下：易錯(cuò)角度易錯(cuò)角度錯(cuò)誤原因錯(cuò)誤原因易錯(cuò)選易錯(cuò)選A A分不清分不清、射線(xiàn)的性質(zhì)，實(shí)際上射線(xiàn)的性質(zhì)，實(shí)際上射線(xiàn)射線(xiàn)為高速氦核流，為高速氦核流，射線(xiàn)為高速電子流，射線(xiàn)為高速電子流，射線(xiàn)射線(xiàn)為光子流為光子流易錯(cuò)選易錯(cuò)選B B誤認(rèn)為誤認(rèn)為射線(xiàn)的頻率小于可見(jiàn)光的頻率，而實(shí)射線(xiàn)的頻率小于可見(jiàn)光的頻率，而實(shí)際上際上射線(xiàn)的頻率大于可見(jiàn)光的頻率射線(xiàn)的頻率大于可見(jiàn)光的頻率熱點(diǎn)考向熱點(diǎn)考向2 2 核反應(yīng)類(lèi)型與核反應(yīng)方程核反應(yīng)類(lèi)型與核反應(yīng)方程【例證【例證2 2】(2012(2012廣東高考改編廣東高考改編) )能源是社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)能源是社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ), ,發(fā)發(fā)

18、展核能是解決能源問(wèn)題的途徑之一展核能是解決能源問(wèn)題的途徑之一, ,下列釋放核能的反應(yīng)方程下列釋放核能的反應(yīng)方程, ,表述正確的有表述正確的有( )( )A. A. 是核聚變反應(yīng)是核聚變反應(yīng)B. B. 是是衰變衰變C. C. 是原子核的人工轉(zhuǎn)變反應(yīng)是原子核的人工轉(zhuǎn)變反應(yīng)D. D. 是是衰變衰變【解題指南】【解題指南】解答本題需要掌握核反應(yīng)基本知識(shí)，主要考查解答本題需要掌握核反應(yīng)基本知識(shí)，主要考查衰變與其他的核反應(yīng)的區(qū)別衰變與其他的核反應(yīng)的區(qū)別. .32411120HHHen 32411120HHHen 235114489192056360UnBaKr3 n 235114094192054380U

19、nXeSr2 n 【自主解答】【自主解答】選選A.A.兩個(gè)輕核聚合成一個(gè)較重的核的反應(yīng)為核兩個(gè)輕核聚合成一個(gè)較重的核的反應(yīng)為核聚變反應(yīng)，故聚變反應(yīng)，故A A對(duì)對(duì)B B錯(cuò)錯(cuò). .重核被中子轟擊后分裂成兩個(gè)中等質(zhì)量重核被中子轟擊后分裂成兩個(gè)中等質(zhì)量的原子核并放出若干個(gè)中子的反應(yīng)為核裂變反應(yīng)，故的原子核并放出若干個(gè)中子的反應(yīng)為核裂變反應(yīng)，故C C錯(cuò)錯(cuò). .原原子核放出子核放出或或粒子后變成另一種原子核的反應(yīng)稱(chēng)為原子核粒子后變成另一種原子核的反應(yīng)稱(chēng)為原子核的衰變的衰變. .原子核的衰變的反應(yīng)物只有一種，故原子核的衰變的反應(yīng)物只有一種，故D D錯(cuò)錯(cuò). .【總結(jié)提升】【總結(jié)提升】核反應(yīng)方程的書(shū)寫(xiě)方法核反應(yīng)

20、方程的書(shū)寫(xiě)方法(1)(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)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)子如質(zhì)子( )( )、中子、中子( )( )、粒子粒子( )( )、粒子粒子( )( )、正電子、正電子( )( )、氘核、氘核( )( )、氚核、氚核( )( )等等. .(2)(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)，所以要理解并應(yīng)用好質(zhì)量數(shù)某個(gè)核反應(yīng)方程是否正確的依據(jù)，所以要理解并應(yīng)用好質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒的規(guī)律守恒和電荷數(shù)守恒的規(guī)律. .(3)(3)熟悉

21、核反應(yīng)的四種基本類(lèi)型，可以幫助我們理清思路，很快熟悉核反應(yīng)的四種基本類(lèi)型，可以幫助我們理清思路，很快寫(xiě)出正確的核反應(yīng)方程寫(xiě)出正確的核反應(yīng)方程. .11H10n42He01e01e21H31H熱點(diǎn)考向熱點(diǎn)考向3 3 與核能相關(guān)的綜合問(wèn)題與核能相關(guān)的綜合問(wèn)題【例證【例證3 3】(2012(2012海南高考改編海南高考改編) )一靜止的一靜止的 核經(jīng)核經(jīng)衰變成衰變成為為 核，釋放出的總動(dòng)能為核，釋放出的總動(dòng)能為4.27 MeV.4.27 MeV.問(wèn)此衰變后問(wèn)此衰變后 核的核的動(dòng)能為動(dòng)能為( )( )A.4.0 MeV B.0.27 MeV C.0.07 MeV D.4.2 MeVA.4.0 MeV

22、B.0.27 MeV C.0.07 MeV D.4.2 MeV23892U23490Th23490Th【規(guī)范解答】【規(guī)范解答】選選C.C.據(jù)題意知據(jù)題意知, ,此此衰變的衰變方程為衰變的衰變方程為根據(jù)動(dòng)量守恒定律得根據(jù)動(dòng)量守恒定律得m mv v=m=mThThv vTh Th 式中式中,m,m和和m mThTh分別為分別為粒子和粒子和ThTh核的質(zhì)量核的質(zhì)量,v,v和和v vThTh分別為分別為粒粒子和子和ThTh核的速度的大小核的速度的大小, ,由題設(shè)條件知由題設(shè)條件知 式中式中E Ek k=4.27 MeV=4.27 MeV是是粒子與粒子與ThTh核的總動(dòng)能核的總動(dòng)能. .由由式得式得 代

23、入數(shù)據(jù)得代入數(shù)據(jù)得, ,衰變后衰變后 核的動(dòng)能核的動(dòng)能238234492902UThHe 22ThThk11m vm vE22Thm4m2342ThThkThm1m vE2mm23490Th2ThTh1m v0.07 MeV2【總結(jié)提升】【總結(jié)提升】解決核反應(yīng)方程及核能問(wèn)題的規(guī)范解法解決核反應(yīng)方程及核能問(wèn)題的規(guī)范解法(1)(1)要熟悉和掌握教材中出現(xiàn)的主要核反應(yīng)方程式要熟悉和掌握教材中出現(xiàn)的主要核反應(yīng)方程式, ,并知道其意并知道其意義義; ;(2)(2)根據(jù)根據(jù)E=mcE=mc2 2計(jì)算，計(jì)算時(shí)計(jì)算，計(jì)算時(shí)mm的單位是的單位是“kg”,ckg”,c的單位是的單位是“m/s”m/s”，EE的單位

24、是的單位是“J”.J”.(3)(3)根據(jù)根據(jù)E=mE=m931.5 MeV931.5 MeV計(jì)算計(jì)算. .因因1 1原子質(zhì)量單位原子質(zhì)量單位(u)(u)相當(dāng)于相當(dāng)于931.5 MeV931.5 MeV的能量，所以計(jì)算時(shí)的能量，所以計(jì)算時(shí)mm的單位是的單位是“u”u”，EE的單位的單位是是“MeV”.MeV”.(4)(4)根據(jù)平均結(jié)合能來(lái)計(jì)算核能根據(jù)平均結(jié)合能來(lái)計(jì)算核能. .原子核的結(jié)合能平均結(jié)合能原子核的結(jié)合能平均結(jié)合能核子數(shù)核子數(shù). .(5)(5)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)系式動(dòng)量、動(dòng)能關(guān)系式p p2

25、2=2mE=2mEk k的應(yīng)用的應(yīng)用. .1.(20111.(2011浙江高考浙江高考) )關(guān)于天然放射現(xiàn)象，下列說(shuō)法正確的關(guān)于天然放射現(xiàn)象，下列說(shuō)法正確的是是( )( )A.A.射線(xiàn)是由氦原子核衰變產(chǎn)生射線(xiàn)是由氦原子核衰變產(chǎn)生B.B.射線(xiàn)是由原子核外電子電離產(chǎn)生射線(xiàn)是由原子核外電子電離產(chǎn)生C.C.射線(xiàn)是由原子核外的內(nèi)層電子躍遷產(chǎn)生射線(xiàn)是由原子核外的內(nèi)層電子躍遷產(chǎn)生D.D.通過(guò)化學(xué)反應(yīng)不能改變物質(zhì)的放射性通過(guò)化學(xué)反應(yīng)不能改變物質(zhì)的放射性【解題指南】【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)注意理解：解答本題時(shí)應(yīng)注意理解：(1)(1)天然放射現(xiàn)象中三種射線(xiàn)的產(chǎn)生機(jī)理天然放射現(xiàn)象中三種射線(xiàn)的產(chǎn)生機(jī)理. .(2)(2

26、)影響天然放射現(xiàn)象的因素影響天然放射現(xiàn)象的因素. .【解析】【解析】選選D.D.射線(xiàn)是在射線(xiàn)是在衰變中產(chǎn)生的，本質(zhì)是氦核，衰變中產(chǎn)生的，本質(zhì)是氦核，A A錯(cuò)誤；錯(cuò)誤； 射線(xiàn)是在射線(xiàn)是在衰變中產(chǎn)生的，本質(zhì)是高速電子束，衰變中產(chǎn)生的，本質(zhì)是高速電子束，B B錯(cuò)誤；錯(cuò)誤； 射線(xiàn)是發(fā)生射線(xiàn)是發(fā)生衰變和衰變和衰變時(shí)原子核發(fā)生能級(jí)躍遷而產(chǎn)生的電衰變時(shí)原子核發(fā)生能級(jí)躍遷而產(chǎn)生的電磁波，磁波，C C錯(cuò)誤；物質(zhì)的放射性由原子核內(nèi)部自身的因素決定，與錯(cuò)誤；物質(zhì)的放射性由原子核內(nèi)部自身的因素決定，與原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件無(wú)關(guān)原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件無(wú)關(guān),D,D正確正確. .2.(20122.(2012上海

27、高考上海高考) )在軋制鋼板時(shí)需在軋制鋼板時(shí)需要?jiǎng)討B(tài)地監(jiān)測(cè)鋼板厚度，其檢測(cè)裝置要?jiǎng)討B(tài)地監(jiān)測(cè)鋼板厚度，其檢測(cè)裝置由放射源、探測(cè)器等構(gòu)成，如圖所由放射源、探測(cè)器等構(gòu)成，如圖所示示. .該裝置中探測(cè)器接收到的是該裝置中探測(cè)器接收到的是( )( )A.XA.X射線(xiàn)射線(xiàn) B.B.射線(xiàn)射線(xiàn)C.C.射線(xiàn)射線(xiàn) D.D.射線(xiàn)射線(xiàn)【解析】【解析】選選D.D.放射源發(fā)出的只有放射源發(fā)出的只有、三種射線(xiàn)，故選項(xiàng)三種射線(xiàn)，故選項(xiàng)A A錯(cuò)誤錯(cuò)誤. .在在、三種射線(xiàn)中，只有三種射線(xiàn)中，只有射線(xiàn)能穿透鋼板，故選射線(xiàn)能穿透鋼板，故選項(xiàng)項(xiàng)B B、C C錯(cuò)誤，錯(cuò)誤，D D正確正確. .3.3. 測(cè)年法是利用測(cè)年法是利用 衰變規(guī)律對(duì)

28、古生物進(jìn)行年代測(cè)定的方衰變規(guī)律對(duì)古生物進(jìn)行年代測(cè)定的方法，若以橫坐標(biāo)法，若以橫坐標(biāo)t t表示時(shí)間，縱坐標(biāo)表示時(shí)間，縱坐標(biāo)m m表示任意時(shí)刻表示任意時(shí)刻 的質(zhì)量，的質(zhì)量，m m0 0為為t=0t=0時(shí)時(shí) 的質(zhì)量的質(zhì)量. .下面四幅圖中能正確反映下面四幅圖中能正確反映 衰變規(guī)律的衰變規(guī)律的是是( )( )【解析】【解析】選選C.C.由公式由公式m=mm=m0 0 并結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)可知并結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)可知C C正確正確. .14C14C14C14C14Ct1()24.4.原子核原子核 與氘核與氘核 反應(yīng)生成一個(gè)反應(yīng)生成一個(gè)粒子和一個(gè)質(zhì)子粒子和一個(gè)質(zhì)子. .由此可由此可知知( )( )A.A=2,Z=1

29、B.A=2,Z=2A.A=2,Z=1 B.A=2,Z=2C.A=3,Z=3 D.A=3,Z=2C.A=3,Z=3 D.A=3,Z=2【解析】【解析】選選D.D.寫(xiě)出核反應(yīng)方程：寫(xiě)出核反應(yīng)方程： ，由質(zhì)量數(shù)，由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，列方程：守恒和電荷數(shù)守恒，列方程：A+2=4+1,Z+1=2+1,A+2=4+1,Z+1=2+1,解得解得:A=3,Z=2,:A=3,Z=2,故選項(xiàng)故選項(xiàng)D D正確正確. .AZX21HA241Z121XHHeH5.(20125.(2012大綱版全國(guó)卷大綱版全國(guó)卷) ) 經(jīng)過(guò)經(jīng)過(guò)m m次次衰變和衰變和n n次次衰變，變成衰變，變成 ，則，則( )( )A.m=7,n

30、=3 B.m=7,n=4A.m=7,n=3 B.m=7,n=4C.m=14,n=9 D.m=14,n=18C.m=14,n=9 D.m=14,n=18【解析】【解析】選選B.B.根據(jù)題意有：根據(jù)題意有：235-4m=207235-4m=207，92-2m+n=8292-2m+n=82，解兩式，解兩式得得m=7,n=4m=7,n=4，選項(xiàng)，選項(xiàng)B B正確正確. .23592U20782Pb6.(20126.(2012重慶高考重慶高考) )以下是物理學(xué)史上以下是物理學(xué)史上3 3個(gè)著名的核反應(yīng)方程個(gè)著名的核反應(yīng)方程 x x、y y和和z z是是3 3種不同的粒子，其中種不同的粒子，其中z z是是(

31、)( )A.A.粒子粒子 B.B.質(zhì)子質(zhì)子 C.C.中子中子 D.D.電子電子【解析】【解析】選選C.C.把前兩個(gè)方程化簡(jiǎn)，消去把前兩個(gè)方程化簡(jiǎn)，消去x x，即，即 ，可見(jiàn)，可見(jiàn)y y是是 ，結(jié)合第三個(gè)方程，根據(jù)電荷數(shù)，結(jié)合第三個(gè)方程，根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒可知守恒、質(zhì)量數(shù)守恒可知z z是中子是中子 . .因此選項(xiàng)因此選項(xiàng)C C正確正確. .73xLi2y 141778yNxO 91246yBezC 14773NLi178yO42He10n7.(20137.(2013廈門(mén)模擬廈門(mén)模擬) ) 放射性衰變有多放射性衰變有多種途徑，其中一種途徑是先衰變成種途徑，其中一種途徑是先衰變成 ，而而 可

32、以經(jīng)一次衰變變成可以經(jīng)一次衰變變成 (X(X代表某代表某種元素種元素) )，也可以經(jīng)一次衰變變成，也可以經(jīng)一次衰變變成 ， 和和 最后都衰變成最后都衰變成 ，衰變路徑如圖所示，則可知圖中，衰變路徑如圖所示，則可知圖中( )( )A.A.過(guò)程過(guò)程是是衰變，過(guò)程衰變，過(guò)程是是衰變；過(guò)程衰變；過(guò)程是是衰變，過(guò)程衰變，過(guò)程是是衰變衰變B.B.過(guò)程過(guò)程是是衰變，過(guò)程衰變，過(guò)程是是衰變；過(guò)程衰變；過(guò)程是是衰變，過(guò)程衰變，過(guò)程是是衰變衰變23892U21083Bi21083Bi210aXb81Ti210aXb81Ti20682PbC.C.過(guò)程過(guò)程是是衰變，過(guò)程衰變，過(guò)程是是衰變；過(guò)程衰變；過(guò)程是是衰變，過(guò)程

33、衰變，過(guò)程是是衰變衰變D.D.過(guò)程過(guò)程是是衰變，過(guò)程衰變，過(guò)程是是衰變；過(guò)程衰變；過(guò)程是是衰變，過(guò)程衰變，過(guò)程是是衰變衰變【解析】【解析】選選A.A.過(guò)程過(guò)程質(zhì)量數(shù)不變，是質(zhì)量數(shù)不變，是衰變，衰變，a=84a=84，過(guò)程，過(guò)程質(zhì)質(zhì)量數(shù)減少量數(shù)減少4 4，核電荷數(shù)減少，核電荷數(shù)減少2 2，是，是衰變，過(guò)程衰變，過(guò)程核電荷數(shù)減少核電荷數(shù)減少2 2，是是衰變，衰變，b=206b=206，過(guò)程，過(guò)程是是衰變，故選衰變，故選A.A.8.8.正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層顯像正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層顯像(PET)(PET)的基本原理是：將放射性同的基本原理是：將放射性同位素位素 注入人體，參與人體的代謝過(guò)程，注入人體，

34、參與人體的代謝過(guò)程， 在人體內(nèi)衰變放出在人體內(nèi)衰變放出正電子，與人體內(nèi)負(fù)電子相遇而湮滅轉(zhuǎn)化為一對(duì)光子，被探測(cè)正電子，與人體內(nèi)負(fù)電子相遇而湮滅轉(zhuǎn)化為一對(duì)光子，被探測(cè)器探測(cè)到，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后產(chǎn)生清晰的圖象器探測(cè)到，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后產(chǎn)生清晰的圖象. .將放射性同位素將放射性同位素 注入人體，注入人體， 的主要用途是的主要用途是( )( )A.A.利用它的射線(xiàn)利用它的射線(xiàn) B.B.作為示蹤原子作為示蹤原子C.C.參與人體的代謝過(guò)程參與人體的代謝過(guò)程 D.D.有氧呼吸有氧呼吸【解析】【解析】選選B.B.放射性元素注入人體帶有放射性標(biāo)記，可以用儀放射性元素注入人體帶有放射性標(biāo)記，可以用儀器探測(cè)出來(lái)，故器探測(cè)

35、出來(lái)，故 的主要用途是作為示蹤原子，的主要用途是作為示蹤原子，B B正確正確. .15O15O15O15O15O9.9.據(jù)媒體報(bào)道：福建寧德正在建造核電站，這對(duì)福建緩解能源據(jù)媒體報(bào)道：福建寧德正在建造核電站，這對(duì)福建緩解能源緊張，提升經(jīng)濟(jì)起到巨大作用緊張，提升經(jīng)濟(jì)起到巨大作用. .關(guān)于當(dāng)今已建的核電站，其獲取關(guān)于當(dāng)今已建的核電站，其獲取核能的基本核反應(yīng)方程可能是下列的核能的基本核反應(yīng)方程可能是下列的( )( )A. A. B.B.C.C.D.D.【解析】【解析】選選C.C.當(dāng)今已建核電站獲取核能是利用可控核裂變的方當(dāng)今已建核電站獲取核能是利用可控核裂變的方式，式，A A是聚變反應(yīng)，是聚變反應(yīng)，

36、B B是是衰變，衰變，C C是裂變，是裂變，D D是人工核轉(zhuǎn)變，故是人工核轉(zhuǎn)變，故選選C.C.23411120HHHen238234492902UThHe235114192192056360UnBaKr3 n1441717281NHeOH10.(201310.(2013漳州模擬漳州模擬) )用用粒子轟擊鋁核粒子轟擊鋁核( )( )，產(chǎn)生磷核，產(chǎn)生磷核( )( )和和x x粒子，磷核粒子，磷核( )( )具有放射性，它衰變后變成硅核具有放射性，它衰變后變成硅核( )( )和和y y粒子，則粒子，則x x粒子和粒子和y y粒子分別是粒子分別是( )( )A.A.質(zhì)子質(zhì)子 電子電子 B.B.質(zhì)子質(zhì)子

37、 正電子正電子C.C.中子中子 電子電子 D.D.中子中子 正電子正電子【解析】【解析】選選D.D.用用粒子轟擊鋁核粒子轟擊鋁核( ( ) )，產(chǎn)生磷核，產(chǎn)生磷核( )( )和和x x粒子的核反應(yīng)方程：粒子的核反應(yīng)方程： ，磷核，磷核( )( )衰變后變衰變后變成硅核成硅核( )( )和和y y粒子的核反應(yīng)方程粒子的核反應(yīng)方程: : ，由此可知，由此可知x x粒子和粒子和y y粒子分別是中子和正電子，故選粒子分別是中子和正電子，故選D.D.2713Al3015P3015P3014Si2713Al3015P427301213150HeAlPn3015P3014Si3030015141PSie11

38、.11.如圖所示為盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的實(shí)驗(yàn)如圖所示為盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的實(shí)驗(yàn)裝置裝置.M.M是顯微鏡，是顯微鏡，S S是熒光屏，窗口是熒光屏，窗口F F處裝有鋁箔，氮?dú)鈴拈y門(mén)處裝有鋁箔，氮?dú)鈴拈y門(mén)T T充入，充入，A A是是放射源放射源. .下列說(shuō)法中正確的是下列說(shuō)法中正確的是( )( )A.A.該實(shí)驗(yàn)的核反應(yīng)方程為：該實(shí)驗(yàn)的核反應(yīng)方程為：B.B.充入氮?dú)夂?，調(diào)整鋁箔厚度，使充入氮?dú)夂?，調(diào)整鋁箔厚度，使S S上見(jiàn)不到質(zhì)子引起的閃爍上見(jiàn)不到質(zhì)子引起的閃爍C.C.充入氮?dú)馇?，調(diào)整鋁箔厚度，使充入氮?dú)馇?，調(diào)整鋁箔厚度，使S S上能見(jiàn)到質(zhì)子引起的閃爍上能見(jiàn)到質(zhì)子引起的閃爍D.D.充入氮?dú)馇?，調(diào)整鋁箔厚度，使充

39、入氮?dú)馇?，調(diào)整鋁箔厚度，使S S上見(jiàn)不到上見(jiàn)不到粒子引起的閃爍粒子引起的閃爍4141612781HeNOH【解析】【解析】選選D.D.據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒可知據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒可知A A錯(cuò)；該實(shí)驗(yàn)中調(diào)整鋁箔的厚度錯(cuò)；該實(shí)驗(yàn)中調(diào)整鋁箔的厚度是為了在熒光屏上發(fā)現(xiàn)除是為了在熒光屏上發(fā)現(xiàn)除粒子以外的其他新的粒子，因此充粒子以外的其他新的粒子，因此充入氮?dú)馇?，調(diào)整鋁箔厚度使入氮?dú)馇?，調(diào)整鋁箔厚度使S S上見(jiàn)不到上見(jiàn)不到粒子引起的閃爍，故選粒子引起的閃爍，故選D.D.12.12.利用氦利用氦-3( )-3( )和氘進(jìn)行的聚變安全、無(wú)污染、容易控制，和氘進(jìn)行的聚變安全、無(wú)污染、容易控制，月球上有大量的氦月球上有大量的氦-

40、3-3，每個(gè)航天大國(guó)都將獲取氦，每個(gè)航天大國(guó)都將獲取氦-3-3作為開(kāi)發(fā)月作為開(kāi)發(fā)月球的重要目標(biāo)之一球的重要目標(biāo)之一.“.“嫦娥一號(hào)嫦娥一號(hào)”探月衛(wèi)星執(zhí)行的一項(xiàng)重要任務(wù)探月衛(wèi)星執(zhí)行的一項(xiàng)重要任務(wù)就是評(píng)估月壤中氦就是評(píng)估月壤中氦-3-3的分布和儲(chǔ)量的分布和儲(chǔ)量. .已知兩個(gè)氘核聚變生成一個(gè)已知兩個(gè)氘核聚變生成一個(gè)氦氦-3-3和一個(gè)中子的核反應(yīng)方程是：和一個(gè)中子的核反應(yīng)方程是： . .若若有有2 g2 g氘全部發(fā)生聚變，則釋放的能量是氘全部發(fā)生聚變，則釋放的能量是(N(NA A為阿伏加德羅常為阿伏加德羅常數(shù)數(shù))( )( )32He2311202 HHen3.26 MeVA.0.5A.0.53.26 MeV3.26 MeVB.3.26 MeVB.3.26 MeVC.0.5NC.0.5NA A3.26 MeV3.26 MeVD.ND.NA A3.26 MeV3.26 MeV【解析】【解析】選選C.C.每?jī)蓚€(gè)氘核發(fā)生聚變，釋放的核能為每?jī)蓚€(gè)氘核發(fā)生聚變，釋放的核能為3.26 MeV3.26 MeV，2 g2 g氘核含有的核的個(gè)數(shù)為氘核含有的核的個(gè)數(shù)為 mol=1 molmol=1 mol，故釋放的能量是，故釋放的能量是N NA A 3.26 MeV3.26 MeV，即，即0.5N0.5NA A3.26 MeV.3.26 MeV.2212