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1、专题三专题三原子核原子核考点一考点一 三种射三种射线与半衰期与半衰期1.(1.(多多选)(2014)(2014新新课标全国卷全国卷)关于天然放射性关于天然放射性, ,下列下列说法正确的法正确的是是( () )A.A.所有元素都可能所有元素都可能发生衰生衰变B.B.放射性元素的半衰期与外界的温度无关放射性元素的半衰期与外界的温度无关C.C.放射性元素与放射性元素与别的元素形成化合物的元素形成化合物时仍具有放射性仍具有放射性D.D.、和和三种射三种射线中中,射射线的穿透能力最的穿透能力最强强E.E.一个原子核在一次衰一个原子核在一次衰变中可同中可同时放出放出、和和三种射三种射线【解析解析】选选B
2、B、C C、D D。本题考查了原子核的衰变。原子序数大于。本题考查了原子核的衰变。原子序数大于8383的的元素元素, ,都可以发生衰变都可以发生衰变,A,A错误错误; ;放射性、半衰期都与元素所处的物理、放射性、半衰期都与元素所处的物理、化学状态无关化学状态无关,B,B、C C正确正确; ;三种射线三种射线、穿透能力依次增强穿透能力依次增强,D,D正正确确; ;原子核发生原子核发生或或衰变时常常伴随衰变时常常伴随光子光子, ,但同一原子核不会同时但同一原子核不会同时发生发生、衰变衰变,E,E错误。错误。2.(20142.(2014福建高考福建高考) )如如图, ,放射性元素放射性元素镭衰衰变过
3、程中程中释放出放出、三种射三种射线, ,分分别进入匀入匀强强电场和匀和匀强强磁磁场中中, ,下列下列说法正确法正确的是的是( () )A.A.表示表示射射线,表示表示射射线B.B.表示表示射射线,表示表示射射线C.C.表示表示射射线,表示表示射射线D.D.表示表示射射线,表示表示射射线【解析解析】选选C C。由放射现象中。由放射现象中射线带正电射线带正电,射线带负电射线带负电,射线不射线不带电带电, ,结合在电场与磁场中的偏转可知结合在电场与磁场中的偏转可知是是射线射线,是是射线射线, ,故选故选C C。3.(20143.(2014重重庆高考高考) )碘碘131131的半衰期的半衰期约为8 8
4、天天, ,若某若某药物含有物含有质量量为m m的的碘碘131,131,经过3232天后天后, ,该药物中碘物中碘131131的含量大的含量大约还有有( () )【解析解析】选选C C。由原子核的衰变公式。由原子核的衰变公式m m余余=m( )=m( )n n, ,其中其中n=n=为衰变的次数为衰变的次数, ,解得解得m m余余= ,= ,故选故选C C。4.(20144.(2014江江苏高考高考) )氡222222是一种天然放射性气体是一种天然放射性气体, ,被吸入后被吸入后, ,会会对人人的呼吸系的呼吸系统造成造成辐射射损伤。它是世界。它是世界卫生生组织公布的主要公布的主要环境致癌境致癌物物
5、质之一。其衰之一。其衰变方程是方程是 + +。已知。已知 的半的半衰期衰期约为3.83.8天天, ,则约经过天天,16g,16g的的 衰衰变后后还剩剩1g1g。【解析解析】根据质量数守恒和电荷数守恒可知空内应填根据质量数守恒和电荷数守恒可知空内应填 ( (或或), ), 根据根据m= m= 解得解得t=3.84t=3.84天天=15.2=15.2天。天。答案答案: : 或或15.215.2【核心核心归纳】1.1.两种衰两种衰变的比的比较: :衰衰变类型型衰衰变衰衰变衰衰变方程方程 衰衰变实质2 2个个质子和子和2 2个中子个中子结合成合成一个整体射出一个整体射出中子中子转化化为质子和子和电子子
6、 衰衰变规律律电荷数守恒荷数守恒, ,质量数守恒量数守恒2.2.三种射三种射线的比的比较: :射射线种种类射射线射射线射射线实质高速氦子流高速氦子流高速高速电子流子流高速光子流高速光子流穿透性穿透性最弱最弱居中居中最最强强电离性离性最最强强居中居中最弱最弱偏偏转比比较射射线、射射线偏偏转方向相反方向相反, ,并且并且射射线的弯曲程度更的弯曲程度更大大关系关系射射线经常是伴随着常是伴随着衰衰变或或衰衰变同同时产生的生的, ,其其实质是放射性原子核在是放射性原子核在发生生衰衰变或或衰衰变的的过程中程中, ,产生的生的新核由于具有新核由于具有过多的能量多的能量( (核核处于激于激发态) )而而辐射出
7、光子射出光子3.3.半衰期半衰期: :(1)(1)公式公式: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原原表示衰表示衰变前的放前的放射性元素的原子数和射性元素的原子数和质量量,N,N余余、m m余余表示衰表示衰变后尚未后尚未发生衰生衰变的放射性的放射性元素的原子数和元素的原子数和质量量,t,t表示衰表示衰变时间,表示半衰期。表示半衰期。(2)(2)影响因素影响因素: :放射性元素衰放射性元素衰变的快慢是由原子核内部因素决定的的快慢是由原子核内部因素决定的, ,跟跟原子所原子所处的物理状的物理状态( (如温度、如温度、压
8、强强) )或化学状或化学状态( (如如单质、化合物、化合物) )无无关。关。考点二考点二 核反核反应方程及核能方程及核能计算算1.(20141.(2014上海高考上海高考) )核反核反应方程方程 中的中的X X表示表示( () )A.A.质子子 B.B.电子子 C.C.光子光子 D.D.中子中子【解析解析】选选D D。根据质量数守恒可知。根据质量数守恒可知X X的质量数为的质量数为1;1;根据电荷数守恒可根据电荷数守恒可知知X X的电荷数为的电荷数为0,0,所以所以X X表示中子。表示中子。2.(20142.(2014北京高考北京高考) )质子、中子和子、中子和氘核的核的质量分量分别为m m1
9、 1、m m2 2和和m m3 3。当。当一个一个质子和一个中子子和一个中子结合成合成氘核核时, ,释放的能量是放的能量是(c(c表示真空中的光表示真空中的光速速) )( () )A.(mA.(m1 1+m+m2 2-m-m3 3)c)c B.(m B.(m1 1-m-m2 2-m-m3 3)c)cC.(mC.(m1 1+m+m2 2-m-m3 3)c)c2 2 D.(m D.(m1 1-m-m2 2-m-m3 3)c)c2 2【解题指南解题指南】解答本题可按以下思路进行解答本题可按以下思路进行: :(1)(1)确定质量的变化量确定质量的变化量m;m;(2)(2)根据质能方程根据质能方程E=m
10、cE=mc2 2计算释放的能量。计算释放的能量。【解析解析】选选C C。由题意可知。由题意可知, ,质量的变化量质量的变化量m=mm=m1 1+m+m2 2-m-m3 3; ;根据质能方程根据质能方程E=mcE=mc2 2计算释放的能量为计算释放的能量为E=(mE=(m1 1+m+m2 2-m-m3 3)c)c2 2。3.(20133.(2013新新课标全国卷全国卷)一一质子束入射到静止靶核子束入射到静止靶核 上上, ,产生核反生核反应: : 式中式中p p代表代表质子子,n,n代表中子代表中子,X,X代表核反代表核反应产生的新核。由反生的新核。由反应式可知式可知, ,新核新核X X的的质子数
11、子数为, ,中子数中子数为。【解析解析】根据核反应前、后电荷数守恒确定新核根据核反应前、后电荷数守恒确定新核X X的质子数为的质子数为14,14,质量质量数为数为2727。再根据。再根据“质量数质量数= =质子数质子数+ +中子数中子数”, ,由新核由新核X X的质量数和质子的质量数和质子数即可得数即可得: :中子数中子数=27-14=13,=27-14=13,故新核故新核X X的中子数为的中子数为1313。答案答案: :14141313【核心核心归纳】1.1.各种核反各种核反应方程及典例方程及典例: :类型型可控性可控性核反核反应方程典例方程典例衰衰变衰衰变自自发 衰衰变自自变 类型型可控性
12、可控性核反核反应方程典例方程典例人工人工转变人工人工控制控制( (卢瑟福瑟福发现质子子) )( (查德威克德威克发现中子中子) ) 约里奥里奥居里夫居里夫妇发现放射性同位素放射性同位素, ,同同时发现正正电子子类型型可控性可控性核反核反应方程典例方程典例重核裂重核裂变比比较容易容易进行人工控制行人工控制轻核聚核聚变除除氢弹外外无法控制无法控制2.2.核反核反应方程的方程的书写方法写方法: :(1)(1)熟熟记常常见基本粒子的符号是正确基本粒子的符号是正确书写核反写核反应方程的基方程的基础。(2)(2)掌握核反掌握核反应方程遵守的方程遵守的规律是正确律是正确书写核反写核反应方程或判断某个核方程或
13、判断某个核反反应方程是否正确的依据方程是否正确的依据, ,所以要理解并所以要理解并应用好用好质量数守恒和量数守恒和电荷数荷数守恒的守恒的规律。律。(3)(3)熟悉核反熟悉核反应的四种基本的四种基本类型型, ,可以帮助我可以帮助我们理清思路理清思路, ,很快写出正很快写出正确的核反确的核反应方程。方程。3.3.核能核能计算的几种方法算的几种方法: :(1)(1)根据根据E=mcE=mc2 2计算算,m,m的的单位是位是“kg”,ckg”,c的的单位是位是“m/s”,Em/s”,E的的单位位是是“J”J”。(2)(2)根据根据E=m931.5MeVE=m931.5MeV计算算, ,因因1 1原子原子质量量单位位(u)(u)相当于相当于931.5MeV931.5MeV的能量的能量, ,所以所以计算算时mm的的单位是位是“u”,Eu”,E的的单位是位是“MeV”MeV”。(3)(3)根据平均根据平均结合能来合能来计算核能算核能: :原子核的原子核的结合能合能= =平均平均结合能合能核子数。核子数。(4)(4)有有时可可结合合动量守恒和能量守恒量守恒和能量守恒进行分析行分析计算算, ,此此时应注意注意动量、量、动能关系式能关系式p p2 2=2mE=2mEk k的的应用。用。
