《新高考物理三轮冲刺易错题易错点29 原子 原子核（解析版）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《新高考物理三轮冲刺易错题易错点29 原子 原子核（解析版）（12页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、易错点29 原子 原子核例题1. (2021全国乙卷17)医学治疗中常用放射性核素113In产生射线，而113In是由半衰期相对较长的113Sn衰变产生的对于质量为m0的113Sn，经过时间t后剩余的113Sn质量为m，其t图线如图所示从图中可以得到13Sn的半衰期为()A67.3 d B101.0 dC115.1 d D124.9 d【答案】C【解析】由题图可知从到，113Sn恰好衰变了一半，根据半衰期的定义可知113Sn的半衰期为T1/2182.4 d67.3 d115.1 d，故选C.【误选警示】误选ABD的原因：对半衰期的认识不清楚。例题2. 下列说法正确的是()A.UThX中X为中子
2、，核反应类型为衰变B.HHHeY中Y为中子，核反应类型为人工转变C.UnXeSrK，其中K为10个中子，核反应类型为重核裂变D.NHeOZ，其中Z为氢核，核反应类型为轻核聚变【答案】C【解析】根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，A选项反应中的X质量数为4，电荷数为2，为粒子，核反应类型为衰变，选项A错误；B选项反应中的Y质量数为1，电荷数为0，为中子，核反应类型为轻核聚变，选项B错误；C选项反应中的K质量数总数为10，电荷数为0，则K为10个中子，核反应类型为重核裂变，选项C正确； D选项反应中的Z质量数为1，电荷数为1，为质子，核反应类型为人工转变，选项D错误【误选警示】误选A的原因： 对衰
3、变，衰变实质认识不清。误选BD的原因： 对轻核聚变和人工转变实质认识不清。一、氢原子光谱、氢原子的能级、能级公式1原子的核式结构（1）电子的发现：英国物理学家汤姆孙发现了电子。（2）粒子散射实验：19091911年，英国物理学家卢瑟福和他的助手进行了用粒子轰击金箔的实验，实验发现绝大多数粒子穿过金箔后基本上仍沿原来方向前进，但有少数粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于90，也就是说它们几乎被“撞”了回来。（3）原子的核式结构模型：在原子中心有一个很小的核，原子全部的正电荷和几乎全部质量都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转。2光谱（1）光谱用光栅或棱镜可以把光按波长展开，获得光的波长
4、（频率）和强度分布的记录，即光谱。（2）光谱分类有些光谱是一条条的亮线，这样的光谱叫做线状谱。有的光谱是连在一起的光带，这样的光谱叫做连续谱。（3）氢原子光谱的实验规律巴耳末线系是氢原子光谱在可见光区的谱线，其波长公式R，（n3,4,5，），R是里德伯常量，R1.10107 m1，n为量子数。3玻尔理论（1）定态：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些能量状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量。（2）跃迁：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量差决定，即hEmEn。（h是普朗克常量，h6.631034 Js）（3）轨道
5、：原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应。原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道也是不连续的。4氢原子的能级、能级公式（1）氢原子的能级能级图如图所示（2）氢原子的能级和轨道半径氢原子的能级公式：EnE1 （n1,2,3，），其中E1为基态能量，其数值为E113.6 eV。氢原子的半径公式：rnn2r1 （n1,2,3，），其中r1为基态半径，又称玻尔半径，其数值为r10.531010 m。二、原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰期、放射性同位素1原子核的组成：原子核是由质子和中子组成的，原子核的电荷数等于核内的质子数。2天然放射现象（1）天然放射现象元素自发地放出射线的
6、现象，首先由贝克勒尔发现。天然放射现象的发现，说明原子核具有复杂的结构。（2）放射性和放射性元素物质发射某种看不见的射线的性质叫放射性。具有放射性的元素叫放射性元素。（3）三种射线：放射性元素放射出的射线共有三种，分别是射线、射线、射线。（4）放射性同位素的应用与防护放射性同位素：有天然放射性同位素和人工放射性同位素两类，放射性同位素的化学性质相同。应用：消除静电、工业探伤、作示踪原子等。防护：防止放射性对人体组织的伤害。3原子核的衰变（1）衰变：原子核放出粒子或粒子，变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变。（2）分类衰变：XYHe衰变：XYe（3）半衰期：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需
7、的时间。半衰期由原子核内部的因素决定，跟原子所处的物理、化学状态无关。三、核力、结合能、质量亏损1核力（1）定义：原子核内部，核子间所特有的相互作用力。（2）特点：核力是强相互作用的一种表现；核力是短程力，作用范围在1.51015m之内；每个核子只跟它的相邻核子间才有核力作用。2结合能核子结合为原子核时释放的能量或原子核分解为核子时吸收的能量，叫做原子核的结合能，亦称核能。3比结合能（1）定义：原子核的结合能与核子数之比，称做比结合能，也叫平均结合能。（2）特点：不同原子核的比结合能不同，原子核的比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定。4质能方程、质量亏损爱因斯坦质能方程Em
8、c2，原子核的质量必然比组成它的核子的质量和要小m，这就是质量亏损。由质量亏损可求出释放的核能Emc2。四、裂变反应和聚变反应、裂变反应堆核反应方程1重核裂变（1）定义：质量数较大的原子核受到高能粒子的轰击而分裂成几个质量数较小的原子核的过程。（2）典型的裂变反应方程：UnKrBa3n。（3）链式反应：由重核裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程。（4）临界体积和临界质量：裂变物质能够发生链式反应的最小体积及其相应的质量。（5）裂变的应用：原子弹、核反应堆。（6）反应堆构造：核燃料、减速剂、镉棒、防护层。2轻核聚变（1）定义：两轻核结合成质量较大的核的反应过程。轻核聚变反应必须在高温
9、下进行，因此又叫热核反应。（2）典型的聚变反应方程：HHHen17.6 MeV易混点：1三种射线，按穿透能力由强到弱的排列顺序是射线、射线、射线2衰变中的电子不是来源于原子核外电子，而是核内一个中子变成一个质子和一个电子3发生衰变时，新核的电荷数增加14如果现在有100个某放射性元素的原子核，那么经过一个半衰期后不一定还剩50个5原子核的比结合能越大，原子核越稳定6核反应中，出现质量亏损，一定有核能产生1. (多选)(2020全国卷19)下列核反应方程中，X1、X2、X3、X4代表粒子的有()A.HHnX1B.HHnX2C.UnBaKr3X3D.nLiHX4【答案】BD【解析】HHnHe，A错
10、HHnHe，B对UnBaKr3n，C错nLiHHe，D对2. (2019全国卷15)太阳内部核反应的主要模式之一是质子质子循环，循环的结果可表示为4HHe2e2，已知H和He的质量分别为mp1.007 8 u和m4.002 6 u,1 u931 MeV/c2，c为光速在4个H转变成1个He的过程中，释放的能量约为()A8 MeV B16 MeV C26 MeV D52 MeV【答案】C【解析】因电子质量远小于质子的质量，计算中可忽略不计，核反应质量亏损m41.007 8 u4.002 6 u0.028 6 u，释放的能量E0.028 6931 MeV26.6 MeV，选项C正确3. (多选)用
11、中子(n)轰击铀核(U)产生裂变反应，会产生钡核(Ba)和氪(Kr)并释放中子(n)，达到某些条件时可发生链式反应，一个铀核(U)裂变时，释放的能量约为200 MeV(1 eV1.61019 J)以下说法正确的是()A.U裂变方程为UBaKr2nB.U裂变方程为UnBaKr3nC.U发生链式反应的条件与铀块的体积有关D一个U裂变时，质量亏损约为3.61028 kg【答案】BCD【解析】U的裂变方程为UnBaKr3n，方程两边的中子不能相约，故A错误，B正确；铀块需达到临界体积才能维持链式反应持续不断进行下去，故C正确；一个铀核(U)裂变时，释放的能量约为200 MeV，根据爱因斯坦质能方程得，
12、质量亏损m kg3.61028 kg，故D正确1(2021湖南卷1)核废料具有很强的放射性，需要妥善处理下列说法正确的是()A放射性元素经过两个完整的半衰期后，将完全衰变殆尽B原子核衰变时电荷数守恒，质量数不守恒C改变压力、温度或浓度，将改变放射性元素的半衰期D过量放射性辐射对人体组织有破坏作用，但辐射强度在安全剂量内则没有伤害【答案】D【解析】根据半衰期的定义可知，放射性元素经过两个完整的半衰期后，还剩原来的未衰变，故A错误；原子核衰变时满足电荷数守恒，质量数守恒，故B错误；放射性元素的半衰期是由原子核的自身结构决定的，而与物理环境如压力、温度或浓度无关，与化学状态无关，故C错误；过量放射性
13、辐射包含大量的射线，对人体组织有破坏作用，但辐射强度在安全剂量内则没有伤害，故D正确22020年12月4日，新一代“人造太阳”装置中国环流器二号M装置(HL2M)在成都建成并首次实现利用核聚变放电下列方程中，正确的核聚变反应方程是()A.HHHenB.UThHeC.UnBaKr3nD.HeAlPn【答案】A【解析】A项方程是核聚变，B项方程为衰变，C项方程为重核裂变，D项方程为人工核转变故选A.3(2021河北卷1)银河系中存在大量的铝同位素26Al，26Al核衰变的衰变方程为AlMge，测得26Al核的半衰期为72万年，下列说法正确的是()A26Al核的质量等于26Mg核的质量B26Al核的
14、中子数大于26Mg核的中子数C将铝同位素26Al放置在低温低压的环境中，其半衰期不变D银河系中现有的铝同位素26Al将在144万年后全部衰变为26Mg【答案】C【解析】26Al和26Mg的质量数均为26，相等，但是二者原子核中的质子数和中子数不同，所以质量不同，A错误；Al核的中子数为261313个，Mg核的中子数为261214个，B错误；半衰期是原子核固有的属性，与外界环境无关，C正确；质量为m的26Al的半衰期为72万年，144万年为2个半衰期，剩余质量为m，不会全部衰变为26Mg，D错误4(多选)(2021浙江6月选考14)对四个核反应方程(1)UThHe；(2)ThPae；(3)NHeOH；(4)HHHen17.6 MeV.下列说法正确的是()A(1)(2)式核反应没有释放能量B(1)(2)(3)式均是原子核衰变方程C(3)式是人类第一次实现原子核转变的方程D利用激光引发可控的(4)式核聚变是正在尝试的技术之一【答案】CD【解析】(1)是衰变，(2)是衰变，均有能量放出，故A错误；(3)是
