1、要点回顾知识点一 天然放射现象1天然放射现象：放射性元素自发地发出射线的现象，首先由贝可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2三种射线及其比较种类 射线 射线 射线组成高速氦核流高速电子流光子流(高频电磁波)带电荷量2ee0质量4mp(mp1.671027 kg)mp1 840静止质量为零符号42He 01e速度0.1c0.99cc在电磁场中偏转与 射线反向偏转不偏转贯穿本领最弱，用纸能挡住较强，穿透几毫米厚的铝板最强，穿透几厘米厚的铅板对空气的电离作用很强较弱很弱在空气中的径迹粗、短、直细、较长、曲折最长通过胶片感光感光感光产生机制核内两个中子和两个质子结合得比较紧密，有时会
2、作为一个整体从较大的原子核中抛射出来核内的一个中子可以转化为一个质子和一个电子，产生的电子从核中发射出来放射性原子核在发生 衰变、衰变后产生的新核往往处于高能级，当它向低能级跃迁时，辐射 光子温馨提示(1)自然界中原子序数大于或等于 83 的所有元素，都能自发地发出射线；原子序数小于 83 的元素，个别的也具有放射性(2)天然放射性现象说明原子核是有内部结构的元素的放射性不受单质和化合物存在形式的影响知识点二 原子核的衰变1衰变：原子核自发地放出某种粒子而转变成新核的变化，可分为 衰变、衰变，并伴随着 射线放出2原子核衰变规律衰变类型 衰变 衰变衰变方程AZXA4Z2Y42HeAZX AZ1Y
3、 01e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211H210n42He10n11H 01e衰变规律电荷数守恒、质量数守恒温馨提示无单独的 衰变，射线经常是伴随 射线和 射线产生的放射性物质连续衰变时，射线中就会同时具有、和 三种射线3半衰期(1)定义：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间用“”表示N 余12t N 原，N 原为衰变前放射性元素的原子数，N 余为衰变后尚未发生衰变的原子数，t 表示衰变时间(2)意义：表示放射性元素衰变的快慢4放射性同位素及应用(1)同位素有些原子的原子核电荷数相同，但质量数不同，这样一些具有相同核电荷数和不同中子数的原子核互
4、称为同位素(2)放射性同位素的应用放射性同位素放出的射线应用于工业、探伤、农业、医疗等作示踪原子知识点三 核反应的四种类型简记：衰变裂聚四核变温馨提示(1)核反应过程一般都是不可逆的，所以核反应方程只能用单向箭头表示反应方向，不能用等号连接(2)核反应的生成物一定要以实验为基础，不能只依据两个守恒规律凭空杜撰出生成物来写核反应方程知识点四 核子、核力与结合能1核子：原子核由质子和中子组成，质子和中子统称为核子2核力(1)定义：原子核里的核子间存在的一种相互作用力(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 1.51015 m 之内因此每个核子只跟邻近的核子间才有核力作用3结合
5、能(1)定义：核子结合成原子核时释放的能量或原子核分解为核子时吸收的能量(2)质量亏损：原子核的质量小于组成它的核子的质量之和，这个现象叫做质量亏损(3)质能方程：一定的能量和一定的质量相联系，物体的总能量和它的质量成正比，即 Emc2.核子在结合成原子核时出现质量亏损 m，其能量也要相应减少，即 Emc2.原子核分解成核子时要吸收一定的能量，相应的质量增加 m，吸收的能量为 Emc2.4重核裂变(1)定义：质量数较大的原子核分裂成几个质量数较小的原子核的过程(2)特点：裂变过程中能够放出巨大的能量裂变的同时能够放出 23 个中子(3)典型的裂变方程：23592 U10n8936Kr14456
6、 Ba310n5轻核聚变(1)定义：两个轻核结合成质量较大的原子核的反应过程(2)特点：聚变过程放出大量的能量，例如，一个氘核与一个氚核结合成一个氦核时(同时放出一个中子)，平均每个核子放出的能量，比裂变反应中每个核子放出的能量大 3 至 4 倍聚变反应比裂变反应更剧烈(3)典型的聚变方程：21H31H42He10n温馨提示根据 Emc2 计算核能时，若 m 以“kg”为单位，“c”代入 3108m/s，E 的单位为“J”；若 m 以“u”为单位，则由 1 uc2931.5 MeV得 Em931.5 MeV.思维诊断(1)原子核是由质子和中子组成的()(2)半衰期是一个统计规律，对少数原子核不
7、适用()(3)核反应遵循质量数守恒和电荷数守恒 ()(4)爱因斯坦质能方程反映了物体的质量就是能量，它们之间可以相互转化()(5)核力是弱相互作用 ()考点一 衰变方程和衰变次数的确定1.衰变：原子核自发地放出某种粒子而转变成新核的变化可分为 衰变、衰变，并伴随着 射线放出2 衰变和 衰变的比较 衰变 衰变衰变方程AZXA4Z2Y42HeAZX AZ1Y 01e典例238 92 U234 90 Th42He234 90 Th234 91 Pa 01e衰变实质211H210n42He10n11H01e衰变规律电荷数守恒，质量数守恒注意：射线是伴随 衰变或 衰变产生的，不改变原子核的核电荷数和质量
8、数，其实质是产生的某些新核由于具有过多的能量而辐射出的光子例 1 235 92U 经过 m 次 衰变和 n 次 衰变，变成207 82Pb，则()Am7，n3 Bm7，n4Cm14，n9 Dm14，n18解析 根据题意知核反应方程：235 92U207 82Pbm42Hen01e，根据电荷数守恒和质量数守恒可得：2352074m,92822mn.联立解得：m7，n4，B 正确答案 B点拨(1)书写衰变方程时，要熟记常见基本粒子的符号，如质子(11H)、中子(10n)、粒子(42He)、粒子(01e)、正电子(01e)、氘核(21H)、氚核(31H)等(2)核反应通常是不可逆的，方程中只能用箭头
9、“”连接并指示反应方向，而不能用等号“”连接变式训练 1 在一个238 92U 原子核衰变为一个206 92Pb 原子核的过程中，发生 衰变的次数为()A6 次B10 次C22 次D32 次【解析】发生 衰变的次数为23820648(次)；发生 衰变的次数为 82(9228)6(次)，A 正确【答案】A考点二 核反应类型的判断核反应有 4 种类型，即衰变、人工核转变、聚变及裂变.4 种核反应类型对比如下：注意：4 种核反应都遵循质量数守恒和电荷数守恒的规律例 2(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.31H21H42He10n
10、是核聚变反应B.31H21H42He10n 是 衰变C23592 U10n14456 Ba8936Kr310n 是核裂变反应D23592 U10n14054 Xe9438Sr210n 是 衰变【解析】A 选项是核聚变，C 选项是核裂变，所以 B、D 不正确，故选 AC.【答案】AC变式训练 2(多选)(2016梅州质检)下列说法正确的是()A23688 Ra22286 Rn42He 是 衰变B2121H31H42He10n 是聚变C.2359223592U10n140 54Xe9438Sr210n 是衰变D.2411Na2412Mg 01e 是裂变【解析】由核反应方程可知，选项 A 中方程为
11、衰变方程，选项 A 正确；选项 B 中方程为核聚变方程，选项 B 正确；选项 C 中的方程为核裂变方程，选项 C 错误；D 选项中方程为 衰变方程，选项 D错误【答案】AB考点三 与核能有关的综合问题1.计算方法在解答与核能相关的综合问题时，若涉及核能的计算，通常有以下几种方法：(1)利用质能方程来计算核能根据核反应方程，计算出核反应前与核反应后的质量亏损 m.根据爱因斯坦质能方程 Emc2 计算核能(2)利用平均结合能来计算核能原子核的结合能核子的平均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，就是该次核反应所释放(或吸收)的核能(3)根据能量守
12、恒定律和动量守恒定律来计算核能参与核反应的粒子所组成的系统，在核反应过程中的动量和能量是守恒的，因此，在题给条件中没有涉及质量亏损，或者核反应所释放的核能全部转化为生成的新粒子的动能而无光子辐射的情况，从动量守恒和能量守恒可以计算出核能的变化2应用质能方程时的注意事项(1)应用公式 Emc2 时应选用国际单位，即 E 的单位为 J，m的单位为 kg，c 的单位为 m/s.(2)1 u 相当于 931.5 MeV，其中 u 为原子质量单位，1 u1.660 5661027 kg,1 MeV106 eV,1 eV1.61019 J.(3)应用公式 E931.5m 时，E 的单位为兆电子伏(MeV)
13、，m的单位为原子质量单位例 3 钚的放射性同位素239 94Pu 静止时衰变为铀核激发态235 92U*和 粒子，而铀核激发态235 92U*立即衰变为铀核235 92U，并放出能量为 0.097 MeV 的 光子已知：239 94Pu、235 92U 和 粒子的质量分别为 mPu239.052 1 u、mU235.043 9 u 和 m4.002 6 u,1 u931.5 MeV.(1)写出衰变方程；(2)已知衰变放出的光子的动量可忽略，求 粒子的动能解析(1)衰变方程为239 94Pu235 92U*42He，235 92U*235 92U.或两式合并为239 94Pu235 92U42H
14、e.(2)上述衰变过程的质量亏损为 mmPumUm，由质能方程得 Emc2 由能量守恒得 EEkUEkE设衰变后的铀核和 粒子的速度分别为 vU 和 v，则由动量守恒定律得 mUvUmv 又 EkU12mUv2U，Ek12mv2联立解得 EmUmUm(mPumUm)c2E，代入题给数据得 E5.034 MeV.答案(1)239 94Pu235 92U42He(2)5.034 MeV变式训练 3(多选)关于原子核的结合能，下列说法正确的是()A原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量B一重原子核衰变成 粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能C铯原子核(133
15、 55Cs)的结合能小于铅原子核(208 82Pb)的结合能D比结合能越大，原子核越不稳定E自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能【解析】由原子核的结合能定义可知，原子核分解成自由核子时所需的最小能量为原子核的结合能，A 正确重原子核的核子平均质量大于轻原子核的平均质量，因此原子核衰变产物的结合能之和一定大于衰变前的结合能，B 正确铯原子核的核子数少，因此其结合能小，C 正确比结合能越大的原子核越稳定，D 错误自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量等于该原子核的结合能，E 错误【答案】ABC提能微课 43 半衰期的理解和计算(1)半衰期：放射性元素的原子核有半数
16、发生衰变所需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(2)半衰期公式：N 余N 原12t/，m 余m 原12t/.式中 N 原、m 原表示衰变前放射性元素的原子数和质量，N 余、m 余表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子数和质量，t 表示衰变时间，表示半衰期典例 恒星向外辐射的能量来自其内部发生的各种热核反应，当温度达到 108 K 时，可以发生“氦燃烧”(1)完成“氦燃烧”的核反应方程：42He_84Be.(2)84Be 是一种不稳定的粒子，其半衰期为 2.61016 s一定质量的84Be，经 7.81016 s 后所剩84Be 占开始时的_解析(1)由质量数守
17、恒和电荷数守恒可推知，空白处的粒子为42He.(2)在 t7.81016 s 时间内，84Be 经历的半衰期数 nt3，所以剩余的42Be 占开始的12318.答案(1)42He 或 (2)18或 12.5%点拨 半衰期是一个具有统计意义的物理量，只有对大量的原子核才有意义应用半衰期公式时要注意剩下的 N 余和发生了衰变的(N原N 余)原子数目之间的关系类题拓展 碘 131 的半衰期约为 8 天若某药物含有质量为 m 的碘 131，经过 32 天后，该药物中碘 131 的含量大约还有()A.m4B.m8C.m16D.m32【解析】根据衰变规律可知，碘 131 经过的半衰期个数为 n tT328
18、 4，剩余的质量约为12nmm16，C 项正确【答案】C真题检测1(多选)(2015广东卷)科学家使用核反应获取氚，再利用氘和氚的核反应获得能量，核反应方程分别为：XY42He31H4.9MeV 和21H31H42HeX17.6MeV.下列表述正确的有()AX 是中子BY 的质子数是 3，中子数是 6C两个核反应都没有质量亏损D氘和氚的核反应是核聚变反应【解析】由21H31H42HeX17.6 MeV，得 X 为中子10n，A 正确由 XY42He31H4.9 MeV，得 Y 为63Li，质子数为 3，中子数为3，B 错误两反应中均有能量产生，由质能方程可知，两个核反应都有质量亏损，C 错误氘
19、和氚反应生成 粒子，该反应为核聚变反应，D 正确【答案】AD2(2015天津卷)物理学重视逻辑，崇尚理性，其理论总是建立在对事实观察的基础上下列说法正确的是()A天然放射现象说明原子核内部是有结构的B电子的发现使人们认识到原子具有核式结构C 粒子散射实验的重要发现是电荷是量子化的D密立根油滴实验表明核外电子的轨道是不连续的【解析】天然放射现象由原子核变化引起，可以说明原子核内部是有结构的，A 正确 粒子散射实验使人们认识到原子具有核式结构，B、C 错误通过密立根油滴实验发现电荷是量子化的，D 错误【答案】A3(2015北京卷)下列核反应方程中，属于 衰变的是()A.147 N42He178 O
20、11HB.23892 U234 90Th42HeC.21H31H42He10nD.23490 Th23491 Pa0-1e【解析】原子核自发放射 粒子的过程叫 衰变，B 正确，A、C、D 错误【答案】B4(多选)(2015山东卷)14C 发生放射性衰变成为 14N，半衰期约 5 700 年已知植物存活期间，其体内 14C 与 12C 的比例不变；生命活动结束后，14C 的比例持续减少现通过测量得知，某古木样品中 14C 的比例正好是现代植物所制样品的二分之一下列说法正确的是()A该古木的年代距今约 5 700 年B12C、13C、14C 具有相同的中子数C14C 衰变为 14N 的过程中放出 射线D增加样品测量环境的压强将加速 14C 的衰变【解析】古木样品中 14C 正好是现代植物所制样品的二分之一，可知时间正好是 5 700 年，A 正确.12C 中子数为 6,13C 中子数为 7,14C中子数为 8，B 错误与 14N 相比，质量数一样而质子数少一个，可知发生的是 衰变，C 正确半衰期与外界环境无关，D 错误【答案】AC