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章末核心素养提升
一、对衰变的综合分析
1.原子核衰变的理解
衰变类型 α衰变 β衰变
衰变方程 X→Y＋He X→Ye
衰变实质 2个质子和2个中子结合成氦核2H＋2n→He 1个中子转化为1个质子和1个电子n→H→e
衰变规律 电荷数守恒、质量数守恒、动量守恒
2.衰变次数的判断技巧
（1）方法：设放射性元素X经过n次α衰变和m次β衰变后，变成稳定的新元素Y，则衰变方程为：X→Y＋nHe＋me
根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程：
A＝A′＋4n，Z＝Z′＋2n－m。
（2）技巧：为了确定衰变次数，一般先由质量数的改变确定α衰变的次数（这是因为β衰变的次数多少对质量数没有影响），然后根据衰变规律确定β衰变的次数。
例1 放射性元素镎237（Np）是用人工的方法发现的，镎237不稳定，它经过一系列α衰变、β衰变后变成铋209（Bi），这些衰变是（　　）
A.7次α衰变和4次β衰变
B.4次α衰变和4次β衰变
C.7次α衰变和5次β衰变
D.6次α衰变和4次β衰变
听课笔记____________________________________________________________
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训练1　U是一种放射性元素，能够自发地进行一系列放射性衰变，如图所示，则下列说法正确的是（　　）
A.图中a是208
B.Y和Z都是β衰变
C.X衰变放出的电子是中子转变为质子时产生的
D.X衰变中放出的射线电离能力最强
二、对核反应方程及类型的理解
1.四类核反应方程的比较
名称 核反应方程 时间 其他
衰变 α衰变 U―→Th＋He 1896年 贝可勒尔
β衰变 Th―→Pa＋e
裂变 U＋n―→Sr＋Xe ＋10n＋141 MeV 1938年 原子弹原理
聚变 H＋H―→He＋n ＋17.6 MeV 氢弹原理
人工转变 正电子 Al＋He―→P＋n P―→Si＋e 1934年 约里奥· 居里夫妇
发现质子 N＋He―→O＋H 1919年 卢瑟福
发现中子 Be＋He―→C＋n 1932年 查德威克
2.解题时注意事项
（1）熟记一些粒子的符号
α粒子（He）、质子（H或p）、中子（n）、电子（e）、氘核（H）、氚核（H）
（2）注意在核反应方程中，质量数和电荷数是守恒的；在解有关力学综合问题时，还有动量守恒和能量守恒。
例2 （2023·全国甲卷，15）在下列两个核反应方程中X＋N→Y＋O，Y＋Li→2X，X和Y代表两种不同的原子核，以Z和A分别表示X的电荷数和质量数，则（　　）
A.Z＝1　A＝1 .Z＝1　A＝2
C.Z＝2　A＝3 .Z＝2　A＝4
听课笔记____________________________________________________________
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训练2 下面列出的是一些核反应方程，针对这些核反应方程，下列说法正确的是（　　）
①U→Th＋X
②U＋n→Ba＋Kr＋3M
③Be＋H→B＋K
④N＋He→O＋Y
A.核反应方程①是重核裂变，X是α粒子
B.核反应方程②是重核裂变，M是中子
C.核反应方程③是太阳内部发生的核聚变，K是电子
D.核反应方程④是人工核转变，Y是中子
三、原子物理与动量、能量相结合的问题
1.核反应过程中满足四个守恒：质量数守恒、电荷数守恒、动量守恒、能量守恒。
2.静止的核在磁场中自发衰变：轨迹为两相切圆，α衰变时两圆外切，β衰变时两圆内切，根据动量守恒定律m1v1＝m2v2和R＝知，半径小的为新核，半径大的为α粒子或β粒子。
3.由动量、动能关系：p2＝2mEk可知Ek1∶Ek2＝m2∶m1。
4.若衰变反应释放的核能全部转化为粒子动能，则由能量守恒定律得ΔE＝Δmc2＝Ek1＋Ek2。
例3 在方向垂直纸面的匀强磁场中，一个原来静止的Ra原子核衰变后变成一个Rn核并放出一个粒子，该粒子的动能为Ek，速度方向恰好垂直磁场。Rn核和粒子的径迹如图所示，若衰变时产生的能量全部以动能的形式释放，真空中的光速为c，求：
（1）写出这个核反应方程；
（2）Rn核与粒子做圆周运动的半径之比；
（3）衰变过程中的质量亏损。
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训练3 1930年物理学家考克饶夫和瓦尔顿建造了世界上第一台粒子加速器，他们获得了高速运动的质子，用来轰击静止的锂原子核（Li），形成一个不稳定的复核后分解成两个相同的原子核。
（1）写出核反应方程式；
（2）已知质子的质量为m，初速度为v0，反应后产生的一个原子核速度大小为1.5v0，方向与质子运动方向相同，求反应过程中释放的核能（设反应过程释放的核能全部转化为动能）。
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章末核心素养提升
知识网络构建
负电　α粒子散射　卢瑟福　Em－En　增强　减弱　X→Y＋He　X→Y＋e　m0　N0　电荷数　越大　mc2　Δmc2　U＋n―→Ba＋Kr＋3n　H＋H―→He＋n
核心素养提升
例1 A　[假设需经过x次α衰变，y次β衰变，根据电荷数和质量数守恒有93＝2x－y＋83，237＝4x＋209，解得x＝7，y＝4，故A正确，B、C、D错误。]
训练1 C　[Bi衰变成Tl，核电荷数少2，所以Y衰变为α衰变，放射出α粒子，质量数少4，则a＝206，Po衰变成Pb，质量数少4，核电荷数少2，所以Z衰变为α衰变，故A、B错误；Bi衰变成Po，质量数不变，核电荷数增加1，所以发生的是β衰变，其放出的β射线电离能力比α射线的电离能力弱，其本质是原子核内的一个中子转化成一个质子，放出一个电子，故C正确，D错误。]
例2 D　[由X＋N→A1Z1Y＋O得A＋14＝A1＋17，Z＋7＝Z1＋8，由A1Z1Y＋Li→2X得A1＋7＝2A，Z1＋3＝2Z，则A＝4，Z＝2，D正确。]
训练2 B　[①式是衰变，而不是重核裂变，X是α粒子，选项A错误；②式是典型的重核裂变，由质量数守恒和电荷数守恒得出M是中子，选项B正确；由质量数守恒和电荷数守恒可知③式中K是中子，选项C错误；由质量数守恒和电荷数守恒可知④式中Y是质子，选项D错误。]
例3 (1)Ra→Rn＋He　(2)1∶43　(3)
解析　(1)根据质量数守恒与电荷数守恒，可得衰变方程为
Ra→Rn＋He。
(2)由动量守恒定律可知，新核与粒子的动量大小相等，即
p1＝p2
洛伦兹力提供向心力
由牛顿第二定律得qvB＝m
可知＝
代入数据解得＝。
(3)由动能与动量关系p＝＝
解得Rn核获得的动能Ek′＝Ek
核反应中释放的核能ΔE＝Ek＋Ek′
由质能方程ΔE＝Δmc2，联立解得Δm＝。
训练3 (1)Li＋H→2He　(2)mv
解析　(1)核反应方程满足质量数守恒和电荷数守恒，由此写出核反应方程Li＋H→2He。
(2)核反应过程，根据动量守恒定律，
有mv0＝4m×1.5v0＋4mv
根据能量守恒定律得
ΔE＝×4m×(1.5v0)2＋×4mv2－mv
＝mv。(共22张PPT)
章末核心素养提升
第五章 原子与原子核
目 录
CONTENTS
知识网络构建
01
核心素养提升
02
知识网络构建
1
负电
α粒子散射
卢瑟福
Em－En
增强
减弱
电荷数
越大
mc2
Δmc2
核心素养提升
2
一、对衰变的综合分析
1.原子核衰变的理解
2.衰变次数的判断技巧
A
A.7次α衰变和4次β衰变 B.4次α衰变和4次β衰变
C.7次α衰变和5次β衰变 D.6次α衰变和4次β衰变
解析　假设需经过x次α衰变，y次β衰变，根据电荷数和质量数守恒有93＝2x－y＋83，237＝4x＋209，解得x＝7，y＝4，故A正确，B、C、D错误。
C
A.图中a是208
B.Y和Z都是β衰变
C.X衰变放出的电子是中子转变为质子时产生的
D.X衰变中放出的射线电离能力最强
二、对核反应方程及类型的理解
1.四类核反应方程的比较
2.解题时注意事项
(1)熟记一些粒子的符号
D
B
训练2 下面列出的是一些核反应方程，针对这些核反应方程，下列说法正确的是(　　)
A.核反应方程①是重核裂变，X是α粒子
B.核反应方程②是重核裂变，M是中子
C.核反应方程③是太阳内部发生的核聚变，K是电子
D.核反应方程④是人工核转变，Y是中子
解析　①式是衰变，而不是重核裂变，X是α粒子，选项A错误；②式是典型的重核裂变，由质量数守恒和电荷数守恒得出M是中子，选项B正确；由质量数守恒和电荷数守恒可知③式中K是中子，选项C错误；由质量数守恒和电荷数守恒可知④式中Y是质子，选项D错误。
三、原子物理与动量、能量相结合的问题
1.核反应过程中满足四个守恒：质量数守恒、电荷数守恒、动量守恒、能量守恒。
2.静止的核在磁场中自发衰变：轨迹为两相切圆，α衰变时两圆外切，β衰变时两圆内切，根据动量守恒定律m1v1＝m2v2和R＝知，半径小的为新核，半径大的为α粒子或β粒子。
3.由动量、动能关系：p2＝2mEk可知Ek1∶Ek2＝m2∶m1。
4.若衰变反应释放的核能全部转化为粒子动能，则由能量守恒定律得ΔE＝Δmc2＝Ek1＋Ek2。
(2)由动量守恒定律可知，新核与粒子的动量大小相等，即p1＝p2
洛伦兹力提供向心力
核反应中释放的核能ΔE＝Ek＋Ek′
训练3 1930年物理学家考克饶夫和瓦尔顿建造了世界上第一台粒子加速器，他们获得了高速运动的质子，用来轰击静止的锂原子核(Li)，形成一个不稳定的复核后分解成两个相同的原子核。
(1)写出核反应方程式；
(2)已知质子的质量为m，初速度为v0，反应后产生的一个原子核速度大小为1.5v0，方向与质子运动方向相同，求反应过程中释放的核能(设反应过程释放的核能全部转化为动能)。
(2)核反应过程，根据动量守恒定律，
有mv0＝4m×1.5v0＋4mv
根据能量守恒定律得

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