资源简介 第80课时 原子核[学习目标] 1．了解天然放射现象及三种射线的性质。2．了解原子核的衰变，掌握半衰期的概念，并会进行有关计算。3．了解四种核反应类型，能根据质量数、电荷数守恒写出核反应方程。4．认识原子核的结合能与比结合能，能进行有关核能的计算。原子核的衰变和半衰期1．原子核(1)原子核的组成：原子核是由________和中子组成的，原子核的电荷数等于核内的________。(2)天然放射现象①放射性元素________地发出射线的现象，首先由________发现。天然放射现象的发现，说明________具有复杂的结构。②放射性同位素的应用与防护应用：消除静电、工业探伤、作为示踪原子、培养优良品种。防护：防止放射线对人体组织的伤害。2．原子核的衰变(1)衰变：原子核自发地放出__________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α衰变X―→＋_______β衰变X―→＋_______γ辐射：当放射性物质连续发生衰变时，原子核中有的发生α衰变，有的发生β衰变，同时伴随γ辐射。(3)两个典型的衰变方程α衰变U―→Heβ衰变Th―→e3．半衰期(1) 定义：放射性元素的原子核有________发生衰变所需的时间。(2)影响因素：放射性元素衰变的快慢是由核________自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系。(3)公式：m ＝m0。1896年，法国物理学家贝克勒尔用铀盐做实验材料，把用黑纸包住的照相底片放在铀盐的下面，经阳光曝晒，发现铀盐在底片上留下黑色轮廓。(1)天然放射现象的发现说明原子核具有复杂的内部结构。 ( )(2)铀盐发出的射线是电磁波。 ( )(3)三种射线按穿透能力由强到弱的排列顺序是γ射线、β射线、α射线。 ( )[典例1] (2025·安徽卷)2025年4月，位于我国甘肃省武威市的钍基熔盐实验堆实现连续稳定运行，标志着人类在第四代核电技术上迈出关键一步。该技术利用钍核()俘获x个中子n)，并发生y次β衰变，转化为易裂变的铀核()，则( )A．x＝1，y＝1B．x＝1，y＝2C．x＝2，y＝1D．x＝2，y＝2____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________[典例2] (2025·河南卷)由于宇宙射线的作用，在地球大气层产生有铍的两种放射性同位素Be和Be。测定不同高度大气中单位体积内二者的原子个数比，可以研究大气环境的变化。已知Be和Be的半衰期分别约为53天和139万年。在大气层某高度采集的样品中，研究人员发现Be和Be的总原子个数经过106天后变为原来的，则采集时该高度的大气中Be和Be的原子个数比约为( )A．1∶4 B．1∶2C．3∶4 D．1∶1_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________归纳总结：α衰变、β衰变衰变 类型 α衰变 β衰变衰变 方程 X―→He X―→e衰变 实质 2个质子和2个中子结合成一个整体射出 中子转化为质子和电子H＋n―→ n―→e衰变 规律 电荷数守恒、质量数守恒核反应与核反应方程1．核反应的四种类型类型 可控性 核反应方程典例衰变 α衰变 自发 U―→＋_______β衰变 自发 Th―→e人工转变 人工控制(基本粒子轰击原子核) NHe―→_____H (卢瑟福发现质子)HeBe―→n (查德威克发现中子)AlHe―→n 约里奥－居里夫妇发现放射性同位素，同时发现正电子P―→＋_________重核裂变 容易控制(慢中子、链式反应) Un―→Kr＋_______Un―→Sr＋_______轻核聚变 现阶段很难控制(需要极高温度，一般由核裂变提供) HH―→_____n＋17.6 MeV2．核反应方程式的书写(1)熟记常见基本粒子的符号，是正确书写核反应方程的基础。如质子(________)、中子(________)、α粒子(________)、β粒子(________)、正电子(________)、氘核(________)、氚核(________)等。(2)掌握核反应方程遵循的规律：________守恒，________守恒。(3)由于核反应不可逆，所以书写核反应方程式时只能用“―→”表示反应方向。(1)核反应方程遵循电荷数守恒，质量守恒。 ( )(2)β衰变中的电子来源于原子核外电子。 ( )(3)现在的核电站既有轻核聚变的核电站，也有重核裂变的核电站。 ( )[典例3] (多选)能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之一。下列释放核能的反应方程，表述正确的有( )A．HHn是核聚变反应BHHHen是α衰变CUnBaKr＋n是核裂变反应DUnXeSr＋n是α衰变[典例4] 在花岗岩、大理石等装饰材料中，都不同程度地含有放射性元素，下列有关放射性元素的说法正确的是( )A．α射线是发生α衰变时产生的，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了4个B．放射性元素发生β衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的CU衰变成Pb要经过7次β衰变和8次α衰变D．氡的半衰期为3.8天，16个氡原子核经过7.6天后就一定只剩下4个氡原子核____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________方法技巧：衰变次数的计算方法若X―→＋He＋e则A＝A'＋4n，Z＝Z'＋2n－m解以上两式即可求出m和n。[典例5] (多选)江门中微子实验(JUNO)大科学装置是国际上首个运行的超大规模和超高精度中微子专用大科学装置。2025年11月19日发布了首个物理成果，这意味着其探测器关键性能指标全面达到或超越设计预期。核反应堆中的β衰变产生大量反电子中微子，核反应方程为U―→e＋。反电子中微子与探测器内水中的质子发生反β衰变，产生中子和正电子，核反应方程为H―→e。新产生的正电子e碰到电子而湮灭，产生一对光子，核反应方程为ee―→2γ。下列说法正确的是( )A．反电子中微子带正电B．反电子中微子不带电C．反β衰变说明在一定条件下质子可转变为中子D．正、负电子湮灭过程违背了电荷数守恒____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________核能 核能的计算1．核力：原子核内部，________间所特有的相互作用力。核力是强相互作用，为短程力，作用范围只有约10-15 m，与电性无关。2．核能(1)结合能：原子核是核子凭借核力结合在一起构成的，要把它们________需要的能量，叫作原子核的结合能。(2)比结合能：原子核的结合能与________之比，叫作比结合能，也叫平均结合能。比结合能越大，原子核中核子结合得越________，原子核越________。3．质量亏损凡是释放核能的核反应，反应后各原子核(新生核)及微观粒子的质量(即静止质量)之和________，两者的差值就叫________。4．质能方程(1)爱因斯坦得出物体的能量与它的质量的关系：____________。(2)核子在结合成原子核时出现质量亏损Δm，其对应减少的能量ΔE＝________。原子核分解成核子时要吸收一定的能量，相应的质量增加Δm，吸收的能量为ΔE＝________。5．核能的计算(1)根据爱因斯坦质能方程ΔE＝Δmc2计算核能。①ΔE＝Δmc2中，若Δm的单位为“kg”，c的单位为“m/s”，则ΔE的单位为“J”。②ΔE＝Δmc2中，若Δm的单位为“u”，则可直接利用ΔE＝Δm×931.5 MeV/u计算，此时ΔE的单位为“MeV”，即1 u＝1.660 5×10-27 kg，相当于931.5 MeV，这个结论可在计算中直接应用。(2)利用比结合能计算核能原子核的结合能＝核子的比结合能×核子数。核反应中反应前系统内所有原子核的总结合能与反应后生成的所有新核的总结合能之差，就是该核反应所释放(或吸收)的核能。(1)核力就是库仑力。 ( )(2)核反应中，出现质量亏损，一定有核能产生。 ( )(3)原子核越大，它的结合能越大，比结合能可能越小。 ( )[典例6] (人教版选择性必修第三册习题改编)某核电站利用铀核裂变释放出能量，其主要核反应方程为UnBaKr＋n，如图为原子核的比结合能与质量数之间的关系图线，下列说法正确的是( )A．两个中子和两个质子结合成He核时释放能量约为28 MeVBHe核的平均核子质量大于Li核的平均核子质量C．通常把核裂变物质能够发生链式反应的最大体积叫作它的临界体积，相应的质量叫作临界质量D．为了调节中子数目以控制反应速度，核反应堆中需要在铀棒之间插进一些石墨棒。当反应过于剧烈时，将石墨棒插入深一些，让它多吸收一些中子，链式反应的速度就会慢一些__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________[典例7] 太阳内部的热核反应是轻核聚变为氦核的过程，有一种反应序列是质子循环，相当于4个质子聚变生成一个氦核和另外两个相同的粒子，核反应方程为H―→＋X＋ΔE，已知质子的质量为m1，氦核的质量为m2，另外的两个粒子的质量均为m3，太阳每秒辐射的能量为4×1026 J，已知光速c＝3×108 m/s，求：(1)X的质量数A、电荷数Z及一次聚变释放的能量(用字母表示)；(2)太阳每秒亏损的质量为多少千克 (保留两位有效数字)___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________方法技巧：计算核能的一般方法第80课时考点11．(1)质子 质子数 (2)自发 贝克勒尔 原子核2．(1)α β (2Hee3．(1)半数 (2)内部情境辨析 (1)√ (2)× (3)√典例1 B [根据质量数守恒232＋x＝233，电荷数守恒90＝92－y，可得x＝1，y＝2，故选B。]典例2 B [设总原子个数为n总Be个数为n1Be个数为n2。因139万年 106天，53天×2＝106天，且Be和Be总原子个数变为n总，即n1＋n2＝n总，解得＝，故选B。]考点21．HeOe n 1nHe2．(1HnHeeeHH (2)质量数 电荷数判断正误 (1)× (2)× (3)×典例3 AC HH―→n是核聚变反应，而不是α衰变，A项正确，B项错误Un―→Kr＋n是核裂变反应，C项正确；D项中是核裂变反应，D项错误。]典例4 B [α射线是发生α衰变时产生的，生成核与原来的原子核相比，质子数和中子数均减少2个，故A错误；放射性元素发生β衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的，故B正确U衰变成Pb所经历的α衰变的次数Nα＝＝8，经过β衰变的次数Nβ＝2Nα－(92－82)＝6，故C错误；半衰期是描述大量原子核衰变的统计规律，对极少量原子核的衰变并不适用，故D错误。]典例5 BC [由β衰变方程U―→e＋，结合电荷数守恒可知，反电子中微子不带电，A错误，B正确；反β衰变方程为H―→ne，说明在一定条件下质子可转变为中子，C正确；正、负电子湮灭过程方程为ee―→2γ，反应前正、负电子的电荷数代数和为0，反应后产生的光子不带电，所以正、负电子湮灭过程不违背电荷数守恒，D错误。]考点31．核子 2．(1)分开 (2)核子数 牢固 稳定 3．变小 质量亏损4．(1)E＝mc2 (2)Δmc2 Δmc2判断正误 (1)× (2)√ (3)√典例6 A [根据图像可知He的比结合能约为7 MeV，所以两个中子和两个质子结合成He核时释放能量约为E＝4×7 MeV＝28 MeV，故A正确He核的比结合能比Li核的大，故He核的平均核子质量小于Li核的平均核子质量，故B错误；通常把核裂变物质能够发生链式反应的最小体积叫作它的临界体积，相应的质量叫作临界质量，故C错误；为了调节中子数目以控制反应速度，核反应堆中需要在铀棒之间插进一些镉棒，当反应过于剧烈时，将镉棒插入深一些，让它多吸收一些中子，链式反应的速度就会慢一些，故D错误。]典例7 解析：(1)根据题意，由质量数和电荷数守恒可得A＝4×1－4＝0，Z＝＝1由爱因斯坦质能方程得一次聚变释放的能量为ΔE＝Δmc2＝(4m1－m2－2m3)c2。(2)由爱因斯坦质能方程得，太阳每秒亏损的质量为Δm'＝＝ kg≈4.4×109 kg。答案：(1)0 1 (4m1－m2－2m3)c2 (2)4.4×109 kg1 / 1(共49张PPT)第十五章 原子结构 波粒二象性 原子核第80课时 原子核[学习目标] 1．了解天然放射现象及三种射线的性质。2．了解原子核的衰变，掌握半衰期的概念，并会进行有关计算。3．了解四种核反应类型，能根据质量数、电荷数守恒写出核反应方程。4．认识原子核的结合能与比结合能，能进行有关核能的计算。考点1 原子核的衰变和半衰期1．原子核(1)原子核的组成：原子核是由______和中子组成的，原子核的电荷数等于核内的________。(2)天然放射现象①放射性元素______地发出射线的现象，首先由__________发现。天然放射现象的发现，说明________具有复杂的结构。②放射性同位素的应用与防护应用：消除静电、工业探伤、作为示踪原子、培养优良品种。防护：防止放射线对人体组织的伤害。质子质子数 自发贝克勒尔 原子核2．原子核的衰变(1)衰变：原子核自发地放出___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α衰变X―→+β衰变X―→+γ辐射：当放射性物质连续发生衰变时，原子核中有的发生α衰变，有的发生β衰变，同时伴随γ辐射。(3)两个典型的衰变方程α衰变U―→+β衰变Th―→+α β 3．半衰期(1) 定义：放射性元素的原子核有______发生衰变所需的时间。(2)影响因素：放射性元素衰变的快慢是由核______自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系。(3)公式：m＝m0。半数内部1896年，法国物理学家贝克勒尔用铀盐做实验材料，把用黑纸包住的照相底片放在铀盐的下面，经阳光曝晒，发现铀盐在底片上留下黑色轮廓。(1)天然放射现象的发现说明原子核具有复杂的内部结构。 ( )(2)铀盐发出的射线是电磁波。 ( )(3)三种射线按穿透能力由强到弱的排列顺序是γ射线、β射线、α射线。 ( )√ × √[典例1] (2025·安徽卷)2025年4月，位于我国甘肃省武威市的钍基熔盐实验堆实现连续稳定运行，标志着人类在第四代核电技术上迈出关键一步。该技术利用钍核Th)俘获x个中子n)，并发生y次β衰变，转化为易裂变的铀核U)，则( )A．x＝1，y＝1 B．x＝1，y＝2C．x＝2，y＝1 D．x＝2，y＝2√B [根据质量数守恒232＋x＝233，电荷数守恒90＝92－y，可得x＝1，y＝2，故选B。][典例2] (2025·河南卷)由于宇宙射线的作用，在地球大气层产生有铍的两种放射性同位素Be和Be。测定不同高度大气中单位体积内二者的原子个数比，可以研究大气环境的变化。已知Be和Be的半衰期分别约为53天和139万年。在大气层某高度采集的样品中，研究人员发现Be和Be的总原子个数经过106天后变为原来的，则采集时该高度的大气中Be和Be的原子个数比约为( )A．1∶4 B．1∶2C．3∶4 D．1∶1√B [设总原子个数为n总，个数为n1，个数为n2。因139万年 106天，53天×2＝106天，且和总原子个数变为n总，即n1＋n2＝n总，解得＝，故选B。]归纳总结：α衰变、β衰变衰变类型 α衰变 β衰变衰变方程 XYHe XYe衰变实质 2个质子和2个中子结合成一个整体射出 中子转化为质子和电子H＋nHe nHe衰变规律 电荷数守恒、质量数守恒1．核反应的四种类型考点2 核反应与核反应方程类型 可控性 核反应方程典例衰变 α衰变 自发 U―→Th+____β衰变 自发 Th―→Pae类型 可控性 核反应方程典例人工转变 人工控制(基本粒子轰击原子核) NHe―→H (卢瑟福发现质子)HeBe―→Cn (查德威克发现中子)AlHe―→Pn 约里奥-居里夫妇发现放射性同位素，同时发现正电子P―→Si+_____类型 可控性 核反应方程典例重核 裂变 容易控制(慢中子、链式反应) Un―→BaKr+Un―→XeSr+轻核 聚变 现阶段很难控制(需要极高温度，一般由核裂变提供) HH―→n+17.6 MeV2．核反应方程式的书写(1)熟记常见基本粒子的符号，是正确书写核反应方程的基础。如质子(_____)、中子(_____)、α粒子(______)、β粒子(_____)、正电子(_____)、氘核(_____)、氚核(_____)等。(2)掌握核反应方程遵循的规律：________守恒，________守恒。(3)由于核反应不可逆，所以书写核反应方程式时只能用“―→”表示反应方向。HnHeeeHH质量数电荷数(1)核反应方程遵循电荷数守恒，质量守恒。 ( )(2)β衰变中的电子来源于原子核外电子。 ( )(3)现在的核电站既有轻核聚变的核电站，也有重核裂变的核电站。 ( )×××[典例3] (多选)能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之一。下列释放核能的反应方程，表述正确的有( )A．HH―→Hen是核聚变反应B．HHHen是α衰变C．UnBaKr+n是核裂变反应D．UnXeSr+n是α衰变√√AC HHHen是核聚变反应，而不是α衰变，A项正确，B项错误UnBaKr＋n是核裂变反应，C项正确；D项中是核裂变反应，D项错误。][典例4] 在花岗岩、大理石等装饰材料中，都不同程度地含有放射性元素，下列有关放射性元素的说法正确的是( )A．α射线是发生α衰变时产生的，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了4个B．放射性元素发生β衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的C．U衰变成Pb要经过7次β衰变和8次α衰变D．氡的半衰期为3.8天，16个氡原子核经过7.6天后就一定只剩下4个氡原子核√B [α射线是发生α衰变时产生的，生成核与原来的原子核相比，质子数和中子数均减少2个，故A错误；放射性元素发生β衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的，故B正确；衰变成Pb所经历的α衰变的次数Nα＝＝8，经过β衰变的次数Nβ＝2Nα－(92－82)＝6，故C错误；半衰期是描述大量原子核衰变的统计规律，对极少量原子核的衰变并不适用，故D错误。]方法技巧：衰变次数的计算方法若XY＋He＋e则A＝A'＋4n，Z＝Z'＋2n－m解以上两式即可求出m和n。[典例5] (多选)江门中微子实验(JUNO)大科学装置是国际上首个运行的超大规模和超高精度中微子专用大科学装置。2025年11月19日发布了首个物理成果，这意味着其探测器关键性能指标全面达到或超越设计预期。核反应堆中的β衰变产生大量反电子中微子，核反应方程为U―→e＋。反电子中微子与探测器内水中的质子发生反β衰变，产生中子和正电子，核反应方程为H―→e。新产生的正电子e碰到电子而湮灭，产生一对光子，核反应方程为ee―→2γ。下列说法正确的是( )A．反电子中微子带正电B．反电子中微子不带电C．反β衰变说明在一定条件下质子可转变为中子D．正、负电子湮灭过程违背了电荷数守恒√√BC [由β衰变方程U―→e＋，结合电荷数守恒可知，反电子中微子不带电，A错误，B正确；反β衰变方程为H―→e，说明在一定条件下质子可转变为中子，C正确；正、负电子湮灭过程方程为ee―→2γ，反应前正、负电子的电荷数代数和为0，反应后产生的光子不带电，所以正、负电子湮灭过程不违背电荷数守恒，D错误。]考点3 核能 核能的计算1．核力：原子核内部，______间所特有的相互作用力。核力是强相互作用，为短程力，作用范围只有约10-15 m，与电性无关。2．核能(1)结合能：原子核是核子凭借核力结合在一起构成的，要把它们______需要的能量，叫作原子核的结合能。(2)比结合能：原子核的结合能与________之比，叫作比结合能，也叫平均结合能。比结合能越大，原子核中核子结合得越______，原子核越______。核子分开核子数牢固稳定3．质量亏损凡是释放核能的核反应，反应后各原子核(新生核)及微观粒子的质量(即静止质量)之和______，两者的差值就叫__________。4．质能方程(1)爱因斯坦得出物体的能量与它的质量的关系：________。(2)核子在结合成原子核时出现质量亏损Δm，其对应减少的能量ΔE＝______。原子核分解成核子时要吸收一定的能量，相应的质量增加Δm，吸收的能量为ΔE＝______。变小质量亏损E＝mc2 Δmc2Δmc25．核能的计算(1)根据爱因斯坦质能方程ΔE＝Δmc2计算核能。①ΔE＝Δmc2中，若Δm的单位为“kg”，c的单位为“m/s”，则ΔE的单位为“J”。②ΔE＝Δmc2中，若Δm的单位为“u”，则可直接利用ΔE＝Δm×931.5 MeV/u计算，此时ΔE的单位为“MeV”，即1 u＝1.660 5×10-27 kg，相当于931.5 MeV，这个结论可在计算中直接应用。(2)利用比结合能计算核能原子核的结合能＝核子的比结合能×核子数。核反应中反应前系统内所有原子核的总结合能与反应后生成的所有新核的总结合能之差，就是该核反应所释放(或吸收)的核能。(1)核力就是库仑力。 ( )(2)核反应中，出现质量亏损，一定有核能产生。 ( )(3)原子核越大，它的结合能越大，比结合能可能越小。 ( )× √ √[典例6] (人教版选择性必修第三册习题改编)某核电站利用铀核裂变释放出能量，其主要核反应方程为UnBaKr＋n，如图为原子核的比结合能与质量数之间的关系图线，下列说法正确的是( )A．两个中子和两个质子结合成核时释放能量约为28 MeVB．核的平均核子质量大于Li核的平均核子质量C．通常把核裂变物质能够发生链式反应的最大体积叫作它的临界体积，相应的质量叫作临界质量D．为了调节中子数目以控制反应速度，核反应堆中需要在铀棒之间插进一些石墨棒。当反应过于剧烈时，将石墨棒插入深一些，让它多吸收一些中子，链式反应的速度就会慢一些√A [根据图像可知的比结合能约为7 MeV，所以两个中子和两个质子结合成核时释放能量约为E＝4×7 MeV＝28 MeV，故A正确；核的比结合能比Li核的大，故核的平均核子质量小于Li核的平均核子质量，故B错误；通常把核裂变物质能够发生链式反应的最小体积叫作它的临界体积，相应的质量叫作临界质量，故C错误；为了调节中子数目以控制反应速度，核反应堆中需要在铀棒之间插进一些镉棒，当反应过于剧烈时，将镉棒插入深一些，让它多吸收一些中子，链式反应的速度就会慢一些，故D错误。][典例7] 太阳内部的热核反应是轻核聚变为氦核的过程，有一种反应序列是质子循环，相当于4个质子聚变生成一个氦核和另外两个相同的粒子，核反应方程为HHe＋X＋ΔE，已知质子的质量为m1，氦核的质量为m2，另外的两个粒子的质量均为m3，太阳每秒辐射的能量为4×1026 J，已知光速c＝3×108 m/s，求：(1)X的质量数A、电荷数Z及一次聚变释放的能量(用字母表示)；(2)太阳每秒亏损的质量为多少千克 (保留两位有效数字)[解析] (1)根据题意，由质量数和电荷数守恒可得A＝4×1－4＝0，Z＝＝1由爱因斯坦质能方程得一次聚变释放的能量为ΔE＝Δmc2＝(4m1－m2－2m3)c2。(2)由爱因斯坦质能方程得，太阳每秒亏损的质量为Δm'＝＝ kg≈4.4×109 kg。[答案] (1)0 1 (4m1－m2－2m3)c2 (2)4.4×109 kg方法技巧：计算核能的一般方法课时作业(八十) 原子核题号135246879101．(2025·湖南卷)关于原子核衰变，下列说法正确的是( )A．原子核衰变后生成新核并释放能量，新核总质量等于原核质量B．大量某放射性元素的原子核有半数发生衰变所需时间，为该元素的半衰期C．放射性元素的半衰期随环境温度升高而变长D．采用化学方法可以有效改变放射性元素的半衰期√B [原子核衰变释放能量，根据爱因斯坦质能方程可知，存在质量亏损，则新核总质量小于原核质量，A错误；根据半衰期的定义可知，大量某放射性元素的原子核经过一个半衰期后有半数发生衰变，B正确；放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系，C、D错误。]题号13524687910题号135246879102．(2025·江西九江模拟)碘131是碘元素的人工放射性同位素，医学上常用碘131I)标记的玫瑰红钠盐和马尿酸钠作为肝、胆和肾等检查的扫描显像剂，其发生衰变的方程为IXY，下列说法正确的是( )A．碘131发生的是β衰变B．碘131的原子核内中子数比X粒子的原子核内中子数少一个C．碘131在玫瑰红钠盐和马尿酸钠中的半衰期可能不相同D．碘131原子核内有68个中子√题号13524687910A [由质量数守恒可知，Y是电子，碘131发生的是β衰变，A正确；由电荷数守恒可知，X的电荷数为54，碘131原子核内的中子数为131－53＝78，X粒子的原子核内中子数为131－54＝77，碘131的原子核内中子数比X粒子的原子核内中子数多一个，B、D错误；半衰期不受外界环境及化学状态的影响，则碘131在玫瑰红钠盐和马尿酸钠中的半衰期相同，C错误。]题号135246879103．(2025·广东广州模拟)铋是一种金属元素，元素符号为Bi，原子序数为83。一个铋210核Bi)放出一个β粒子后衰变成一个钋核Po)，并伴随产生了γ射线。已知t＝0时刻有质量为m的铋210核，t1时刻测得剩余m没有衰变，t2时刻测得剩余m没有衰变，则铋210核的半衰期为( )A． B． C．t2－t1 D．√D [由半衰期定义可知m＝m×，解得n＝2，即t2－t1时间内经过2个半衰期，故半衰期τ＝，D项正确。]135246879104．人造心脏的放射性同位素动力源用的燃料是钚238，钚238衰变快慢有一定的规律。如图所示，横坐标表示时间，纵坐标表示任意时刻钚238的质量m与t＝0时的质量m0的比值。则经过43.2年剩余钚238的质量与初始值的比值约为( )A．0.250 B．0.875C．0.500 D．0.707√题号D [原子核发生衰变时，剩余质量m＝m0，经过43.2年剩余钚238的质量与初始值的比值为＝＝＝≈0.707，故选D。]题号135246879105．(2024·浙江6月选考)发现中子的核反应方程为HeBe―→Xn，“玉兔二号”巡视器的核电池中钚238的衰变方程为Pu―→＋Y，下列说法正确的是( )A．核反应方程中的X为CB．衰变方程中的Y为HeC．中子n的质量数为0D．钚238的衰变吸收能量√题号13524687910A [根据核反应过程中质量数守恒和电荷数守恒可知X的质量数为12，电荷数为6，故X为C，A正确；根据核反应过程中质量数守恒和电荷数守恒可知Y的质量数为4，电荷数为2，故Y为He，B错误；中子n的电荷数为0，质量数为1，C错误；衰变过程中释放能量，D错误。]题号135246879106．(2024·湖北卷)硼中子俘获疗法是目前治疗癌症最先进的手段之一Bn―→Y是该疗法中一种核反应的方程，其中X、Y代表两种不同的原子核，则( )A．a＝7，b＝1 B．a＝7，b＝2C．a＝6，b＝1 D．a＝6，b＝2√B [根据质量数守恒和电荷数守恒有10＋1＝a＋4，5＝3＋b，解得a＝7，b＝2，B正确。]题号135246879107．(2024·广东卷)我国正在建设的大科学装置——“强流重离子加速器”，其科学目标之一是探寻神秘的“119号”元素，科学家尝试使用核反应YAm―→＋n产生该元素。关于原子核Y和质量数A，下列选项正确的是( )A．Y为Fe，A＝299B．Y为Fe，A＝301C．Y为Cr，A＝295D．Y为Cr，A＝297√题号13524687910C [设Y的电荷数为y，根据电荷数守恒，有y＋95＝119＋0，可得y＝24，即Y为Cr；根据质量数守恒，有54＋243＝A＋2，可得A＝295，故选C。]题号135246879108．(2025·四川成都一模)月壤中蕴藏着非常稀有的能源物质He，是一种清洁的可控核聚变燃料。已知He与H聚变时的核反应方程为HHe―→H。已知H的比结合能为1.09 MeVHe的比结合能为2.57 MeVHe的比结合能为7.07 MeV。则该核聚变反应释放的核能约为( )A．3.3 MeV B．4.0 MeVC．17.6 MeV D．18.4 MeV√题号13524687910D [聚变反应前H的结合能为E1＝1.09 MeV×2＝2.18 MeV，的结合能为E2＝2.57 MeV×3＝7.71 MeV，聚变反应后的结合能为E3＝7.07 MeV×4＝28.28 MeV，聚变过程释放出的能量为ΔE＝E3－E1－E2＝18.39 MeV≈18.4 MeV，故D正确。]题号135246879109．(2025·浙江1月选考节选)同位素C相对含量的测量在考古学中有重要应用，其测量系统如图所示。将少量古木样品碳化、电离后，产生的离子经过静电分析仪ESA-Ⅰ、磁体-Ⅰ和高电压清除器，让只含有三种碳同位素CCC的C3+离子束(初速度可忽略不计)进入磁体-Ⅱ，磁体-Ⅱ由电势差为U的加速电极P，磁感应强度为B、半径为R的四分之一圆弧细管道和离子接收器F构成。通过调节U，可分离CCC三种同位素，其中CC的C3+离子被接收器F所接收并计数，而C离子可通过接收器F，进入静电分析仪ESA-Ⅱ，被接收器D接收并计算。题号13524687910(1)写出中子与N发生核反应生成C，以及C发生β衰变生成N的核反应方程式；(2)对古木样品，测得C与C离子数之比值为4×10-13；采用同样办法，测得活木头中C与C的比值为1.2×10-12，由于它与外部环境不断进行碳交换，该比例长期保持稳定。试计算古木被砍伐距今的时间(已知C的半衰期约为5 700年，ln 3＝1.1，ln 2＝0.7)。题号13524687910[解析] (1)中子与N发生核反应生成C的核反应方程式为nN―→H，发生β衰变生成N的核反应方程式为C―→e。(2)古木中C与C比值是活木头中的，说明经过衰变后C只剩下，已知经过一个半衰期剩下，设经过n个半衰期，则有＝解得n＝log23＝＝则砍伐时间t＝n×5700≈8 957年。[答案] (1nN―→HC―→e (2)8 957年题号1352468791010．卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，产生了氧17和一个质子，首次实现了原子核的人工转变。已知α粒子的比结合能为ε1，氮核的比结合能为ε2，该反应需吸收ΔE的能量，设氮核N静止。(1)写出该反应的核反应方程；(2)求氧17的比结合能；(3)已知mα＝4.002 603 u，mN＝14.003 074 u，mO＝16.999 133 u，mH＝1.007 825 u，1 u相当于931.5 MeV的能量，该反应需吸收的能量ΔE＝1.19 MeV。若核反应中放出的核能全部转化为动能，要使这一反应可能实现，求入射的α粒子的最小动能。[解析] (1)根据题意，该反应的核反应方程为HeN―→H。(2)根据能量守恒4ε1＋14ε2＋ΔE＝17ε3解得氧17的比结合能ε3＝。(3)该反应过程质量增加Δm＝mH＋mO－mα－mN＝0.001 281 u能量增加ΔE'＝Δmc2＝0.001 281×931.5 MeV＝1.193 251 5 MeV根据能量守恒，入射的α粒子的最小动能Ek＝ΔE'－ΔE＝0.003 251 5 MeV。[答案] (1HeN―→H (2) (3)0.003 251 5 MeV题号13524687910谢谢！课时作业(八十) 原子核说明：选择题每小题4分；本试卷共54分。 1．(2025·湖南卷)关于原子核衰变，下列说法正确的是( )A．原子核衰变后生成新核并释放能量，新核总质量等于原核质量B．大量某放射性元素的原子核有半数发生衰变所需时间，为该元素的半衰期C．放射性元素的半衰期随环境温度升高而变长D．采用化学方法可以有效改变放射性元素的半衰期2．(2025·江西九江模拟)碘131是碘元素的人工放射性同位素，医学上常用碘131I)标记的玫瑰红钠盐和马尿酸钠作为肝、胆和肾等检查的扫描显像剂，其发生衰变的方程为I―→＋Y，下列说法正确的是( )A．碘131发生的是β衰变B．碘131的原子核内中子数比X粒子的原子核内中子数少一个C．碘131在玫瑰红钠盐和马尿酸钠中的半衰期可能不相同D．碘131原子核内有68个中子3．(2025·广东广州模拟)铋是一种金属元素，元素符号为Bi，原子序数为83。一个铋210核Bi)放出一个β粒子后衰变成一个钋核Po)，并伴随产生了γ射线。已知t＝0时刻有质量为m的铋210核，t1时刻测得剩余m没有衰变，t2时刻测得剩余m没有衰变，则铋210核的半衰期为( )A． B．C．t2－t1 D．4．人造心脏的放射性同位素动力源用的燃料是钚238，钚238衰变快慢有一定的规律。如图所示，横坐标表示时间，纵坐标表示任意时刻钚238的质量m与t＝0时的质量m0的比值。则经过43.2年剩余钚238的质量与初始值的比值约为( )A．0.250 B．0.875C．0.500 D．0.7075．(2024·浙江6月选考)发现中子的核反应方程为HeBe―→Xn，“玉兔二号”巡视器的核电池中钚238的衰变方程为Pu―U＋Y，下列说法正确的是( )A．核反应方程中的X为CB．衰变方程中的Y为HeC．中子n的质量数为0D．钚238的衰变吸收能量6．(2024·湖北卷)硼中子俘获疗法是目前治疗癌症最先进的手段之一Bn―XY是该疗法中一种核反应的方程，其中X、Y代表两种不同的原子核，则( )A．a＝7，b＝1 B．a＝7，b＝2C．a＝6，b＝1 D．a＝6，b＝27．(2024·广东卷)我国正在建设的大科学装置——“强流重离子加速器”，其科学目标之一是探寻神秘的“119号”元素，科学家尝试使用核反应YAm―X＋n产生该元素。关于原子核Y和质量数A，下列选项正确的是( )A．Y为Fe，A＝299B．Y为Fe，A＝301C．Y为Cr，A＝295D．Y为Cr，A＝2978．(2025·四川成都一模)月壤中蕴藏着非常稀有的能源物质HeHe是一种清洁的可控核聚变燃料。已知He与H聚变时的核反应方程为HHe―HeH。已知H的比结合能为1.09 MeVHe的比结合能为2.57 MeVHe的比结合能为7.07 MeV。则该核聚变反应释放的核能约为( )A．3.3 MeV B．4.0 MeVC．17.6 MeV D．18.4 MeV9．(10分)(2025·浙江1月选考节选)同位素C相对含量的测量在考古学中有重要应用，其测量系统如图所示。将少量古木样品碳化、电离后，产生的离子经过静电分析仪ESA-Ⅰ、磁体-Ⅰ和高电压清除器，让只含有三种碳同位素CCC的C3+离子束(初速度可忽略不计)进入磁体-Ⅱ，磁体-Ⅱ由电势差为U的加速电极P，磁感应强度为B、半径为R的四分之一圆弧细管道和离子接收器F构成。通过调节U，可分离CCC三种同位素，其中CC的C3+离子被接收器F所接收并计数，而C离子可通过接收器F，进入静电分析仪ESA-Ⅱ，被接收器D接收并计算。(1)写出中子与N发生核反应生成C，以及C发生β衰变生成N的核反应方程式；(2)对古木样品，测得C与C离子数之比值为4×10-13；采用同样办法，测得活木头中C与C的比值为1.2×10-12，由于它与外部环境不断进行碳交换，该比例长期保持稳定。试计算古木被砍伐距今的时间(已知C的半衰期约为5 700年，ln 3＝1.1，ln 2＝0.7)。10．(12分)卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，产生了氧17和一个质子，首次实现了原子核的人工转变。已知α粒子的比结合能为ε1，氮核的比结合能为ε2，该反应需吸收ΔE的能量，设氮核N静止。(1)写出该反应的核反应方程；(2)求氧17的比结合能；(3)已知mα＝4.002 603 u，mN＝14.003 074 u，mO＝16.999 133 u，mH＝1.007 825 u，1 u相当于931.5 MeV的能量，该反应需吸收的能量ΔE＝1.19 MeV。若核反应中放出的核能全部转化为动能，要使这一反应可能实现，求入射的α粒子的最小动能。课时作业(八十)1．B [原子核衰变释放能量，根据爱因斯坦质能方程可知，存在质量亏损，则新核总质量小于原核质量，A错误；根据半衰期的定义可知，大量某放射性元素的原子核经过一个半衰期后有半数发生衰变，B正确；放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系，C、D错误。]2．A [由质量数守恒可知，Y是电子，碘131发生的是β衰变，A正确；由电荷数守恒可知，X的电荷数为54，碘131原子核内的中子数为131－53＝78，X粒子的原子核内中子数为131－54＝77，碘131的原子核内中子数比X粒子的原子核内中子数多一个，B、D错误；半衰期不受外界环境及化学状态的影响，则碘131在玫瑰红钠盐和马尿酸钠中的半衰期相同，C错误。]3．D [由半衰期定义可知m＝m×，解得n＝2，即t2－t1时间内经过2个半衰期，故半衰期τ＝，D项正确。]4．D [原子核发生衰变时，剩余质量m＝m0，经过43.2年剩余钚238的质量与初始值的比值为＝＝＝≈0.707，故选D。]5．A [根据核反应过程中质量数守恒和电荷数守恒可知X的质量数为12，电荷数为6，故X为C，A正确；根据核反应过程中质量数守恒和电荷数守恒可知Y的质量数为4，电荷数为2，故Y为He，B错误；中子n的电荷数为0，质量数为1，C错误；衰变过程中释放能量，D错误。]6．B [根据质量数守恒和电荷数守恒有10＋1＝a＋4，5＝3＋b，解得a＝7，b＝2，B正确。]7．C [设Y的电荷数为y，根据电荷数守恒，有y＋95＝119＋0，可得y＝24，即Y为Cr；根据质量数守恒，有54＋243＝A＋2，可得A＝295，故选C。]8．D [聚变反应前H的结合能为E1＝1.09 MeV×2＝2.18 MeVHe的结合能为E2＝2.57 MeV×3＝7.71 MeV，聚变反应后He的结合能为E3＝7.07 MeV×4＝28.28 MeV，聚变过程释放出的能量为ΔE＝E3－E1－E2＝18.39 MeV≈18.4 MeV，故D正确。]9．解析：(1)中子与N发生核反应生成C的核反应方程式为nN―→HC发生β衰变生成N的核反应方程式为C―→e。(2)古木中C与C比值是活木头中的，说明经过衰变后C只剩下，已知经过一个半衰期剩下，设经过n个半衰期，则有＝解得n＝log23＝＝则砍伐时间t＝n×5700≈8 957年。答案：(1nN―→HC―→e(2)8 957年10．解析：(1)根据题意，该反应的核反应方程为HeN―→H。(2)根据能量守恒4ε1＋14ε2＋ΔE＝17ε3解得氧17的比结合能ε3＝。(3)该反应过程质量增加Δm＝mH＋mO－mα－mN＝0.001 281 u能量增加ΔE'＝Δmc2＝0.001 281×931.5 MeV＝1.193 251 5 MeV根据能量守恒，入射的α粒子的最小动能Ek＝ΔE'－ΔE＝0.003 251 5 MeV。答案：(1HeN―→H (2)(3)0.003 251 5 MeV1 / 1 展开更多...... 收起↑ 资源列表 第十五章 第80课时 原子核.docx 第十五章 第80课时 原子核.pptx 课时作业80 原子核.docx
资源列表
