《（浙江專版）2019版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第十二章 動量守恒定律 波粒二象性原子結(jié)構(gòu)與原子核 第4課時 原子核學(xué)案》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（浙江專版）2019版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第十二章 動量守恒定律 波粒二象性原子結(jié)構(gòu)與原子核 第4課時 原子核學(xué)案（15頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 第4課時　原子核 一、原子核、天然放射現(xiàn)象 1.原子核的組成 (1)質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)：1919年，盧瑟福用α粒子轟擊氮原子核發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，質(zhì)子是原子核的組成部分。 (2)中子的發(fā)現(xiàn)：盧瑟福猜想原子核內(nèi)存在著一種質(zhì)量與質(zhì)子相同，但不帶電的粒子，稱為中子。查德威克利用云室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了中子的存在，中子是原子核的組成部分。 (3)原子核的組成：原子核由質(zhì)子和中子組成，質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為核子。 (4)原子核的符號 X元素符號原子核的質(zhì)量數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＋中子數(shù)核電荷數(shù)＝原子核的質(zhì)子數(shù)，即原子的原子序數(shù) (5)同位素：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，它們互稱為同

2、位素。例如，氫有三種同位素H、H、H。 2.天然放射現(xiàn)象 (1)天然放射現(xiàn)象 元素自發(fā)地放出射線的現(xiàn)象，首先由貝克勒爾發(fā)現(xiàn)。天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，說明原子核具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。 (2)放射性和放射性元素 物質(zhì)發(fā)射某種看不見的射線的性質(zhì)叫放射性。具有放射性的元素叫放射性元素。 (3)三種射線：放射性元素放射出的射線共有三種，分別是α射線、β射線、γ射線。 (4)放射性同位素的應(yīng)用與防護(hù) ①放射性同位素：有天然放射性同位素和人工放射性同位素兩類，放射性同位素的化學(xué)性質(zhì)相同。 ②應(yīng)用：消除靜電、工業(yè)探傷、作示蹤原子等。 ③防護(hù)：防止放射性對人體組織的傷害。 3.原子核的衰變 (1)

3、衰變：原子核放出α粒子或β粒子，變成另一種原子核的變化稱為原子核的衰變。 (2)分類 α衰變：X→Y＋He β衰變：X→Y＋e (3)半衰期：放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時間。半衰期由原子核內(nèi)部的因素決定，跟原子所處的物理、化學(xué)狀態(tài)無關(guān)。 二、放射性同位素的應(yīng)用與防護(hù) 1.應(yīng)用射線：應(yīng)用射線可以測厚度、醫(yī)療方面的放射治療、照射種子培育優(yōu)良品種等。 2.示蹤原子：有關(guān)生物大分子的結(jié)構(gòu)及其功能的研究，要借助于示蹤原子。 3.輻射與安全：人類一直生活在放射性的環(huán)境中，過量的射線對人體組織有破壞作用。要防止放射性物質(zhì)對水源、空氣、用具等的污染。 三、核力與結(jié)合能 1.核力

4、：原子核內(nèi)部，核子間所特有的相互作用力。 2.核力的特點(diǎn) (1)核力是強(qiáng)相互作用的一種表現(xiàn)； (2)核力是短程力，作用范圍在1.5×10－15m之內(nèi)； (3)每個核子只跟它的相鄰核子間才有核力作用。 3.結(jié)合能：核子結(jié)合為原子核時釋放的能量或原子核分解為核子時吸收的能量，叫做原子核的結(jié)合能，亦稱核能。 4.質(zhì)能方程、質(zhì)量虧損：愛因斯坦質(zhì)能方程E＝mc2，原子核 的質(zhì)量必然比組成它的核子的質(zhì)量和要小Δm，這就是質(zhì)量虧損。由質(zhì)量虧損可求出釋放的核能ΔE＝Δmc2。 四、核裂變及核聚變 1.重核裂變 (1)定義：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質(zhì)量數(shù)較小的原子核的

5、過程。 (2)典型的裂變反應(yīng)方程： U＋n→Kr＋Ba＋3n。 (3)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)：由重核裂變產(chǎn)生的中子使裂變反應(yīng)一代接一代繼續(xù)下去的過程。 (4)臨界體積和臨界質(zhì)量：裂變物質(zhì)能夠發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的最小體積及其相應(yīng)的質(zhì)量。 (5)裂變的應(yīng)用：原子彈、核反應(yīng)堆。 (6)反應(yīng)堆構(gòu)造：核燃料、減速劑、鎘棒、防護(hù)層。 2.輕核聚變 (1)定義：兩輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核的反應(yīng)過程。輕核聚變反應(yīng)必須在高溫下進(jìn)行，因此又叫熱核反應(yīng)。 (2)典型的聚變反應(yīng)方程： H＋H→He＋n＋17.6 MeV 3.粒子和宇宙 (1)“基本粒子”不基本 直到19世紀(jì)末，人們稱光子、電子、質(zhì)子和中子是基本粒

6、子。 (2)發(fā)現(xiàn)新粒子 1932年發(fā)現(xiàn)了正電子，1937年發(fā)現(xiàn)了μ子，1947年發(fā)現(xiàn)了K介子和π介子及以后的超子等。 (3)夸克模型 上夸克、下夸克、奇異夸克、粲夸克、底夸克、頂夸克；它們帶的電荷量分別為元電荷的＋或－，每種夸克都有對應(yīng)的反夸克。 【思考判斷】 1.人們認(rèn)識原子核具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)是從盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子開始的( × ) 2.如果某放射性元素的原子核有100個，經(jīng)過一個半衰期后還剩50個( × ) 3.原子序數(shù)小于83的元素都沒有放射性( × ) 4.γ射線是一種高能粒子流，可以用來工業(yè)探傷( × ) 5.原子核發(fā)生β衰變時放出一個電子，說明原子核內(nèi)有電子( × )

7、6.愛因斯坦質(zhì)能方程反映了物體的質(zhì)量和能量可以相互轉(zhuǎn)化( × ) 7.核反應(yīng)遵循質(zhì)量數(shù)守恒而不是質(zhì)量守恒，也遵循電荷數(shù)守恒( √ ) 8.輕核聚變須達(dá)到幾百萬攝氏度以上的高溫，自然界不存在輕核聚變( × ) 考點(diǎn)一　放射性元素的衰變(－/c) [要點(diǎn)突破] 1.α衰變和β衰變的比較 衰變類型 α衰變 β衰變 衰變方程 X→Y＋He X→　MZ＋1Y＋e 衰變 實(shí)質(zhì) 2個質(zhì)子和2個中子結(jié)合成一個整體射出 中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子和電子 2H＋2n→He n→H＋e 衰變規(guī)律 電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒 2.γ輻射：γ輻射是伴隨著α衰變和β衰變同時發(fā)生的，γ輻射不改變

8、原子核的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)。其實(shí)質(zhì)是放射性原子核在發(fā)生α衰變或β衰變過程中，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。 3.半衰期：用N0、m0分別表示衰變前的原子核的數(shù)目和質(zhì)量，N、m分別表示衰變后剩余的原子核的數(shù)目和質(zhì)量，τ為半衰期，t表示衰變過程所經(jīng)歷的時間，則N＝N0()　m＝m0()。 [典例剖析] 【例1】 在軋制鋼板時需要動態(tài)地監(jiān)測鋼板厚度，其檢測裝置由放射源、探測器等構(gòu)成，如圖所示。該裝置中探測器接收到的是(　　) A.X射線 B.α射線 C.β線射 D.γ射線 解析　放射源發(fā)出的只有α、β、γ三種射線，故選項A錯誤；在α、β、γ三種射線中，只有

9、γ射線能穿過鋼板，故選項B、C錯誤，D正確。 答案　D 【例2】 U衰變?yōu)镽n要經(jīng)過m次α衰變和n次β衰變，則m、n分別為(　　) A.2、4 B.4、2 C.4、6 D.16、6 解析　由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒得：238＝222＋4m，92＝86＋2m－n，聯(lián)立解得：m＝4，n＝2。 答案　B [針對訓(xùn)練] 1.(多選)對天然放射現(xiàn)象，下列說法正確的是(　　) A.α粒子帶正電，所以α射線一定是從原子核中射出的 B.β粒子帶負(fù)電，所以β射線有可能是核外電子 C.γ粒子是光子，所以γ射線有可能是原子發(fā)光產(chǎn)生的 D.α射線、β射線、γ射線都是從原子核內(nèi)部釋放出來的

10、 解析　α粒子是由原子核中2個質(zhì)子與2個中子相結(jié)合產(chǎn)生的，是氦核，因原子核外只有帶負(fù)電的電子，所以A正確；β粒子是電子流，是核內(nèi)一個中子轉(zhuǎn)化成一個電子和質(zhì)子，電子是從核中射出的，所以B選項錯誤；γ是光子，是原子核從高能態(tài)躍遷到低能態(tài)時輻射出來的，C錯誤，選項D正確；天然放射現(xiàn)象中放射出來的三種射線都是原子核內(nèi)部發(fā)生衰變時釋放出來的，故本題正確答案為A、D。 答案　AD 2.碘131的半衰期約為8天，若某藥物含有質(zhì)量為m的碘131，經(jīng)過32天后，該藥物中碘131的含量大約還有(　　) A. B. C. D. 解析　設(shè)剩余質(zhì)量為m剩，則由m剩＝m()，得m剩＝m()＝＝，選項C

11、正確。 答案　C 考點(diǎn)二　核力與結(jié)合能(－/c) [要點(diǎn)突破] 1.質(zhì)能方程的三個易錯點(diǎn) (1)質(zhì)量虧損并不是質(zhì)量消失，只是靜止質(zhì)量變成了運(yùn)動的質(zhì)量； (2)質(zhì)量虧損也不是核子個數(shù)的減少，核反應(yīng)中核子個數(shù)是不變的； (3)質(zhì)量和能量這兩個量并不可以相互轉(zhuǎn)化，只是這兩個量在數(shù)值上有聯(lián)系。 2.核能的計算方法 (1)根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程列式計算：即ΔE＝Δmc2(Δm的單位：kg)。 (2)根據(jù)1 u相當(dāng)于931.5 MeV，則ΔE＝Δm×931.5 MeV(Δm的單位：u，1 u＝1.660 6×10－27 kg)。 (3)核反應(yīng)遵守動量守恒定律和能量守恒定律，因此我們可以

12、結(jié)合動量守恒定律和能量守恒定律來計算核能。 [典例剖析] 【例1】 (多選)關(guān)于質(zhì)能方程，下列哪些說法是正確的(　　) A.質(zhì)量減少，能量就會增加，在一定條件下質(zhì)量轉(zhuǎn)化為能量 B.物體獲得一定的能量，它的質(zhì)量也相應(yīng)地增加一定值 C.物體一定有質(zhì)量，但不一定有能量，所以質(zhì)能方程僅是某種特殊條件下的數(shù)量關(guān)系 D.某一定量的質(zhì)量總是與一定量的能量相聯(lián)系的 解析　質(zhì)能方程E＝mc2表明某一定量的質(zhì)量與一定量的能量是相聯(lián)系的，當(dāng)物體獲得一定的能量，即能量增加某一定值時，它的質(zhì)量也相應(yīng)增加一定值，并可根據(jù)ΔE＝Δmc2進(jìn)行計算，故B、D正確。 答案　BD 【例2】 已知Ra、Rn、He的

13、原子質(zhì)量分別是226.025 4 u，222.017 5 u，4.002 6 u。求出Ra在α衰變Ra→Rn＋He中放出的能量(以電子伏特為單位)。 解析　衰變后的質(zhì)量虧損為Δm＝(226.025 4－222.017 5－4.002 6)u＝0.005 3 u。因?yàn)? u相當(dāng)于931.5 MeV，因此釋放的能量為ΔE＝0.005 3×931.5 MeV≈4.937 0 MeV＝4.937 0×106 eV。 答案　4.937 0×106 eV [針對訓(xùn)練] 1.質(zhì)子、中子和氘核的質(zhì)量分別為m1、m2和m3，當(dāng)一個質(zhì)子和一個中子結(jié)合成氘核時，釋放的能量是(c表示真空中的光速)(　　)

14、A.(m1＋m2－m1)c B.(m1－m2－m3)c C.(m1＋m2－m3)c2 D.(m1－m2－m3)c2 解析　此核反應(yīng)方程為H＋n→H，根據(jù)愛因斯坦的質(zhì)能方程得ΔE＝Δmc2＝(m1＋m2－m3)c2，故選項C正確。 答案　C 2.钚的放射性同位素Pu靜止時衰變?yōu)殁櫤思ぐl(fā)態(tài)U*和α粒子，而鈾核激發(fā)態(tài)U*立即衰變?yōu)殁櫤薝，并放出能量為0.097 MeV的γ光子。已知：Pu、U和α粒子的質(zhì)量分別為mPu＝239.052 1 u、mU＝235.043 9 u和mα＝4.002 6 u，1 u的質(zhì)量相當(dāng)于931.5 MeV的能量。 (1)寫出衰變方程； (2)已知衰變放出的

15、光子的動量可忽略，求α粒子的動能。 解析　(1)衰變方程為 Pu→U*＋He U*→U＋γ 或合起來有Pu→U＋He＋γ (2)上述衰變過程的質(zhì)量虧損為Δm＝mPu－mU－mα 放出的能量為ΔE＝Δm×931.5 MeV 此能量是鈾核U的動能EU、α粒子的動能Eα和γ光子的能量Eγ之和，即ΔE＝EU＋Eα＋Eγ 設(shè)衰變后的鈾核和α粒子的速度分別為vU和vα，則由動量守恒有mUvU＝mαvα 又由動能的定義知EU＝mUv，Eα＝mαv 聯(lián)立解得Eα＝5.034 MeV 答案　(1)見解析　(2)5.034 MeV 考點(diǎn)三　核裂變、核聚變(－/c) [要點(diǎn)突破] 1.核

16、反應(yīng)的四種類型 類　型 可控性 核反應(yīng)方程典例 衰變 α衰變 自發(fā) U―→Th＋He β衰變 自發(fā) Th―→Pa＋e 人工轉(zhuǎn)變 人工控制 N＋He―→O＋H (盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子) He＋Be―→C＋n (查德威克發(fā)現(xiàn)中子) Al＋He―→P＋n 約里奧·居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性同位素，同時發(fā)現(xiàn)正電子 P―→Si＋e 重核裂變 比較容易進(jìn)行人工控制 U＋n―→Ba＋Kr＋3n U＋n―→Xe＋Sr＋10n 輕核聚變 很難控制 H＋H―→He＋n 2.書寫核反應(yīng)方程時應(yīng)注意 (1)必須遵守電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒規(guī)律。 (2)核反應(yīng)方程中的箭頭(→)

17、表示核反應(yīng)進(jìn)行的方向，不能把箭頭寫成等號。 [典例剖析] 【例1】 一個氘核和一個氚核經(jīng)過反應(yīng)后生成一個氦核和一個中子，同時放出一個γ光子。已知氘核、氚核、中子、氦核的質(zhì)量分別為m1，m2，m3，m4，普朗克常量為h，真空中的光速為c。下列說法中正確的是(　　) A.這個反應(yīng)的核反應(yīng)方程是H＋H→He＋n＋γ B.這個反應(yīng)既不是聚變反應(yīng)也不是裂變反應(yīng) C.輻射出的γ光子的能量E＝(m3＋m4－m1－m2)c2 D.輻射出的γ光子的波長λ＝ 解析　由電荷數(shù)守恒及質(zhì)量數(shù)守恒可知A正確；此反應(yīng)是輕核聚變反應(yīng)，B錯誤；由質(zhì)能方程知此過程中釋放的核能為ΔE＝(m1＋m2－m3－m4)c2，

18、C錯誤；若此核能全部以光子的形式釋放時，由ΔE＝h知，γ光子的波長為λ＝，D錯誤。 答案　A 【例2】 在下列四個方程中，X1、X2、X3和X4各代表某種粒子：U＋n→Ba＋Kr＋3X1　P→Si＋X2　U→Th＋X3　Th→Pa＋X4 以下判斷中錯誤的是(　　) A.X1是中子 B.X2是中子 C.X3是α粒子 D.X4是電子 解析　由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，可知X1、X2、X3、X4依次為n、e、He、e，所以B項錯誤。 答案　B [針對訓(xùn)練] 1.(多選)鈾核裂變是核電站核能的重要來源，其一種裂變反應(yīng)式是U＋n→Ba＋Kr＋3n。下列說法正確的有(　　) A.上述

19、裂變反應(yīng)中伴隨著中子放出 B.鈾塊體積對鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的發(fā)生無影響 C.鈾核的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)可人工控制 D.鈾核的半衰期會受到環(huán)境溫度的影響 解析　n表示中子，所以裂變反應(yīng)中伴隨著中子放出，A項正確；當(dāng)鈾塊體積小于臨界體積時鏈?zhǔn)椒磻?yīng)不會發(fā)生，B項錯誤；通過控制慢中子數(shù)可以控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，C項正確；鈾核的半衰期與所處的物理、化學(xué)狀態(tài)無關(guān)，因此不受環(huán)境溫度影響，D項錯誤。 答案　AC 2.(多選)能源是社會發(fā)展的基礎(chǔ)，發(fā)展核能是解決能源問題的途徑之一。下列釋放核能的反應(yīng)方程，表述正確的有(　　) A.H＋H→He＋n是核聚變反應(yīng) B.H＋H→He＋n是β衰變 C.92U＋n→56Ba＋Kr＋3

20、n是核裂變反應(yīng) D.92U＋n→54Xe＋Sr＋2n是α衰變 解析　β衰變時釋放出電子(　0－1e)，α衰變時釋放出氦原子核(He)，可知選項B、D錯誤；選項A中一個氚核和一個氘核結(jié)合成一個氦核并釋放出一個中子是典型的核聚變反應(yīng)；選項C中一個U 235原子核吸收一個中子，生成一個Ba原子核和一個Kr原子核并釋放出三個中子是核裂變反應(yīng)，A、C正確。 答案　AC 1.(多選)氫有三種同位素，分別是氕(H)、氘(H)、氚(H)，則(　　) A.它們的質(zhì)子數(shù)相等 B.它們的核外電子數(shù)相等 C.它們的核子數(shù)相等 D.它們的化學(xué)性質(zhì)相同 解析　氕、氘、氚的核子數(shù)分別為1、2、3，質(zhì)子

21、數(shù)和核外電子數(shù)均相同，都是1，中子數(shù)等于核子數(shù)減去質(zhì)子數(shù)，故中子數(shù)各不相同，A、B兩項正確；同位素化學(xué)性質(zhì)相同，只是物理性質(zhì)不同，D正確。 答案　ABD 2.下列有關(guān)半衰期的說法正確的是(　　) A.放射性元素的半衰期越短，表明有半數(shù)原子核發(fā)生衰變所需的時間越短，衰變速度越快 B.放射性元素的樣品不斷衰變，隨著剩下未衰變的原子核的減少，元素的半衰期也變短 C.把放射性元素放在密封的容器中，可以減慢放射性元素的衰變速度 D.降低溫度或增大壓強(qiáng)，讓該元素與其他物質(zhì)形成化合物，均可減小衰變速度 解析　放射性元素的半衰期是指放射性元素的原子核半數(shù)發(fā)生衰變所需的時間，它反映著放射性元素衰變

22、速度的快慢，若衰變越快，半衰期越短；某種元素的半衰期長短由其本身因素決定，與它所處的物理狀態(tài)或化學(xué)狀態(tài)無關(guān)，故A正確，B、C、D錯誤。 答案　A 3.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.a、b為β粒子的徑跡 B.a、b為γ粒子的徑跡 C.c、d為α粒子的徑跡 D.c、d為β粒子的徑跡 解析　γ粒子不帶電，不會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，故B錯誤；由左手定則可判定，a、b粒子帶正電，c、d粒子帶負(fù)電，又知α粒子帶正電，β粒子帶負(fù)電，故A、C均錯誤，D正確。 答案　D 4.醫(yī)學(xué)界通過14C

23、標(biāo)記的C60發(fā)現(xiàn)一種C60的羧酸衍生物，在特定條件下可以通過斷裂DNA抑制艾滋病病毒的繁殖，則14C的用途是(　　) A.示蹤原子 B.電離作用 C.催化作用 D.貫穿作用 解析　用14C標(biāo)記C60來查明元素的行蹤，發(fā)現(xiàn)可以通過斷裂DNA抑制艾滋病病毒的繁殖，因此14C的作用是作示蹤原子，故選項A正確。 答案　A 5.(多選)科學(xué)家使用核反應(yīng)獲取氚，再利用氘和氚的核反應(yīng)獲得能量，核反應(yīng)方程分別為：X＋Y→He＋H＋4.9 MeV和H＋H→He＋X＋17.6 MeV，下列表述中，正確的是(　　) A.X是中子 B.Y的質(zhì)子數(shù)是3，中子數(shù)是6 C.兩個核反應(yīng)都沒有質(zhì)量虧損 D

24、.氘和氚的核反應(yīng)是核聚變反應(yīng) 解析　核反應(yīng)方程遵守電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒，則由H＋H→He＋X＋17.6 MeV知X為n，由X＋Y→He＋H＋4.9 MeV知Y為Li，其中Y的質(zhì)子數(shù)是3，中子數(shù)也是3，故選項A正確，選項B錯誤；兩個核反應(yīng)都釋放出核能，所以都有質(zhì)量虧損，故選項C錯誤；n＋Li→He＋H＋4.9 MeV是原子核的人工轉(zhuǎn)變，H＋H→He＋n＋17.6 MeV為輕核聚變，故選項D正確。 答案　AD [基礎(chǔ)過關(guān)] 1.重核裂變和輕核聚變是人類利用原子能的兩種主要方法，下面有關(guān)它們的說法正確的是(　　) A.裂變和聚變的過程都有質(zhì)量虧損 B.聚變過程有質(zhì)量虧損，聚變過程質(zhì)

25、量有所增加 C.裂變過程質(zhì)量有所增加，聚變過程有質(zhì)量虧損 D.裂變和聚變過程中質(zhì)量都有所增加 解析　重核裂變和輕核聚變都要釋放能量，也一定要發(fā)生質(zhì)量虧損，所以選項A正確。 答案　A 2.下列說法正確的是(　　) A.自由核子結(jié)合成原子核時，一定遵守質(zhì)量守恒 B.在發(fā)生核反應(yīng)時，反應(yīng)前物質(zhì)的總質(zhì)量一定等于反應(yīng)后所生成物質(zhì)的總質(zhì)量 C.發(fā)生核反應(yīng)時，若反應(yīng)前的總質(zhì)量大于反應(yīng)后的總質(zhì)量，這個反應(yīng)是放能反應(yīng) D.發(fā)生核反應(yīng)時，若反應(yīng)前的總質(zhì)量大于反應(yīng)后的總質(zhì)量，這個反應(yīng)必定吸收能量 解析　當(dāng)自由核子結(jié)合成原子核時，一定存在質(zhì)量虧損；核反應(yīng)前后一般存在質(zhì)量的變化，若質(zhì)量減少則放出能量

26、，反之吸收能量，由此知C正確，A、B、D錯誤。 答案　C 3.某核反應(yīng)方程 H＋H→He＋X。已知H的質(zhì)量為2.013 6 u，H的質(zhì)量為3.018 0 u，He的質(zhì)量為 4.002 6 u，X的質(zhì)量為1.008 7 u。則下列說法中正確的是(　　) A.X是質(zhì)子，該反應(yīng)釋放能量 B.X是中子，該反應(yīng)釋放能量 C.X是質(zhì)子，該反應(yīng)吸收能量 D.X是中子，該反應(yīng)吸收能量 解析　據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒可判定X為中子，核反應(yīng)中有質(zhì)量虧損，則該反應(yīng)釋放能量，答案B正確。 答案　B 4.U經(jīng)過m次α衰變和n次β衰變，變成Pb，則(　　) A.m＝7，n＝3 B.m＝7，n＝4

27、C.m＝14，n＝9 D.m＝14，n＝18 解析　衰變過程滿足質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒。寫出核反應(yīng)方程：U→Pb＋mHe＋ne根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒列出方程 235＝207＋4m，92＝82＋2m－n 解得m＝7，n＝4，故選項B正確，選項A、C、D錯誤。 答案　B 5.(多選)氘核、氚核、中子、氦核的質(zhì)量分別是m1、m2、m3和m4，如果氘核和氚核結(jié)合生成氦核，則下列說法中正確的是(　　) A.核反應(yīng)方程式為 H＋H→He＋n B.這是一個裂變反應(yīng) C.核反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損Δm＝m1＋m2－m3 D.核反應(yīng)過程中釋放的核能ΔE＝(m1＋m2－m3－m4)c2 解析

28、　由氘核和氚核的結(jié)合以及電荷數(shù)、質(zhì)量數(shù)守恒可知選項A正確；該核反應(yīng)為聚變反應(yīng)，選項B錯誤；核反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損為Δm＝m1＋m2－m3－m4，選項C錯誤；由愛因斯坦質(zhì)能方程可知核反應(yīng)過程中釋放的核能ΔE＝Δmc2，可知選項D正確。 答案　AD 6.關(guān)于核聚變，以下說法不正確的是(　　) A.與裂變相比輕核聚變輻射極少，更為安全、清潔 B.世界上已經(jīng)有利用核聚變能來發(fā)電的核電站 C.要使輕核發(fā)生聚變，必須使它們的距離達(dá)到10－15 m以內(nèi)，核力才能起作用 D.地球聚變?nèi)剂系膬α渴重S富，從海水中可以提煉出大量核聚變所需的氘核 解析　與裂變相比，核聚變有下面的幾個優(yōu)勢：(1)安全、

29、清潔、輻射少；(2)核燃料儲量多；(3)核廢料易處理。但核聚變發(fā)電還沒有投入實(shí)際運(yùn)行。所以B項是不正確的。 答案　B 7.(多選)(2017·浙江4月選考)下列說法正確的是(　　) A.β、γ射線都是電磁波 B.原子核中所有核子單獨(dú)存在時，質(zhì)量總和大于該原子核的總質(zhì)量 C.在LC振蕩電路中，電容器剛放電時電容器極板上電量最多，回路電流最小 D.處于n＝4激發(fā)態(tài)的氫原子，共能輻射出四種不同頻率的光子 解析　β射線是高速移動的電子流，屬于實(shí)物波，不屬于電磁波，故A錯誤；在核子結(jié)合成原子核過程中需要釋放出結(jié)合能，根據(jù)質(zhì)能方程E＝Δmc2，所以結(jié)合原子核過程中存在質(zhì)量損失，故B正確；LC

30、振蕩電路中放電之前屬于充電過程，電場能逐漸增大，磁場能逐漸減小，回路電流逐漸減小，剛剛開始放電時正好是電場能最大，磁場能最小的時刻，所以回路電流此時最小，故C正確；處于n＝4激發(fā)態(tài)的氫原子能釋放出C＝6種頻率的光子，故D錯誤。 答案　BC 8.靜止的氮核N被速度為v0的中子n擊中生成碳核C和另一種原子核甲，已知C與甲核的速度方向與碰撞前中子的速度方向一致，碰后C核與甲核的動量之比為2∶1。 (1)寫出核反應(yīng)方程式； (2)求C與甲核的速度各是多大。 解析　(1)N＋n→C＋H。 (2)設(shè)中子質(zhì)量為m0，C核質(zhì)量為mC，甲核質(zhì)量為m甲，由動量守恒得m0v0＝mCvC＋m甲v甲， 即

31、m0v0＝12m0vC＋3m0v甲。 又因?yàn)镃與甲核的動量之比為2∶1， 所以mCvC＝2m甲v甲， 即12m0vC＝2×3m0v甲， 聯(lián)立解得：vC＝，v甲＝。 答案　(1)N＋n→C＋H　(2)　 [能力提升] 9.(多選)下列說法正確的是(　　) A.N＋H―→C＋He是α衰變方程 B.H＋H―→He＋γ是核聚變反應(yīng)方程 C.U―→Th＋He是核裂變反應(yīng)方程 D.He＋Al―→P＋n是原子核的人工轉(zhuǎn)變方程 解析　本題考查了核反應(yīng)的相關(guān)知識，意在考查考生對天然放射現(xiàn)象、重核裂變、輕核聚變、原子核的人工轉(zhuǎn)變等相關(guān)知識的記憶及分析判斷能力，選項A、D為原子核的人工轉(zhuǎn)變，

32、選項B為輕核聚變，選項C為原子核的衰變，故選項B、D正確。 答案　BD 10.(多選)下列核反應(yīng)或核衰變方程中，符號“X”表示中子的是(　　) A.Be＋He→6C＋X B.7N＋He→8O＋X C.Hg＋n→Pt＋2H＋X D.U→Np＋X 解析　由于在核反應(yīng)中反應(yīng)前后滿足電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒，可由已知粒子的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)依據(jù)守恒原則確定未知粒子的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)，由此確定該粒子。A項中反應(yīng)前、后電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)分別滿足6－6＝0、9＋4－12＝1。即X的電荷數(shù)為0，質(zhì)量數(shù)為1，即為中子，A正確；同理，C正確。 答案　AC 11.某科學(xué)家提出年輕熱星體中核聚變的一種理論，其中的兩

33、個核反應(yīng)方程為(　　) H＋C→N＋Q1，H＋N→C＋X＋Q2 方程中Q1、Q2表示釋放的能量，相關(guān)的原子核質(zhì)量見下表： 原子核 H He He C N N 質(zhì)量/u 1.007 8 3.016 0 4.002 6 12.000 0 13.005 7 15.000 1 以下推斷正確的是(　　) A.X是He，Q2>Q1 B.X是He，Q2>Q1 C.X是He，Q2

34、能方程必然有Q1