1、第2讲原子结构与原子核目标要求1.知道原子的核式结构,通过对氢原子光谱的分析,了解原子的能级结构.2.了解原子核的组成及核力的性质,了解半衰期及其统计意义.3.认识原子核的结合能,了解核裂变及核聚变,能根据质量数、电荷数守恒写出核反应方程.考点一原子结构基础回扣1.电子的发现:英国物理学家汤姆孙发现了电子.2.粒子散射实验:1909年,英国物理学家卢瑟福和他的助手进行了用粒子轰击金箔的实验,实验发现绝大多数粒子穿过金箔后基本上仍沿原来方向前进,但有少数粒子发生了大角度偏转,偏转的角度甚至大于90,也就是说它们几乎被“撞”了回来.3.原子的核式结构模型:在原子中心有一个很小的核,原子全部的正电荷
2、和几乎全部质量都集中在核里,带负电的电子在核外空间绕核旋转.1.(原子的核式结构)(2019山东临沂市模拟)在卢瑟福的粒子散射实验中,有少数粒子发生了大角度偏转,其原因是()A.原子中的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上B.正电荷在原子中是均匀分布的C.原子中存在着带负电的电子D.原子只能处于一系列不连续的能量状态中答案A考点二玻尔理论和能级跃迁基础回扣1.玻尔理论(1)定态假设:电子只能处于一系列不连续的能量状态中,在这些能量状态中电子绕核的转动是稳定的,电子虽然绕核运动,但并不产生电磁辐射.(2)跃迁假设:电子从能量较高的定态轨道(其能量记为Em)跃迁到能量较低的定态轨道(能量记为E
3、n,mn)时,会放出能量为h的光子,这个光子的能量由前后两个能级的能量差决定,即hEmEn.(h是普朗克常量,h6.631034 Js)(3)轨道量子化假设:原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应.原子的定态是不连续的,因此电子的可能轨道也是不连续的.2.氢原子的能量和能级跃迁(1)能级和半径公式:能级公式:EnE1(n1,2,3),其中E1为基态能量,其数值为E113.6 eV.半径公式:rnn2r1(n1,2,3),其中r1为基态轨道半径,又称玻尔半径,其数值为r10.531010 m.(2)氢原子的能级图,如图1所示.图1技巧点拨1.两类能级跃迁(1)自发跃迁:高能级低能
4、级,释放能量,发射光子.光子的频率.(2)受激跃迁:低能级高能级,吸收能量.吸收光子的能量必须恰好等于能级差hE.2.光谱线条数的确定方法(1)一个氢原子跃迁发出可能的光谱线条数最多为(n1).(2)一群氢原子跃迁发出可能的光谱线条数NC.3.电离(1)电离态:n,E0.(2)电离能:指原子从基态或某一激发态跃迁到电离态所需要吸收的最小能量.例如:基态电离态:E吸0(13.6 eV)13.6 eV(3)吸收的能量足够大,克服电离能后,获得自由的电子还具有动能.例1(2020黑龙江哈尔滨三中期末)如图2所示为氢原子能级图,金属钠的逸出功为2.29 eV,关于氢原子跃迁过程中发射或吸收光子的说法中
5、正确的是()图2A.用能量为11 eV的光子照射处于基态的氢原子,可使其跃迁到n2能级B.用能量为0.6 eV的光子照射处于n5能级的氢原子,可使其电离C.一群处于n5能级的氢原子向基态跃迁时,能发射出6种不同频率的光子D.一群处于n5能级的氢原子向基态跃迁时发出的不同频率的光子中,有5种频率的光照射金属钠时可发生光电效应答案B解析由于n1和n2的能级差为10.2 eV,用能量为11 eV的光子照射处于基态的氢原子,不能使其跃迁到n2能级,A错误;让处于n5能级的氢原子电离需要的最小能量为0.54 eV,则用能量为0.6 eV的光子照射处于n5能级的氢原子,可使其电离,B正确;一群处于n5能级
6、的氢原子向基态跃迁时,能发射出C10种不同频率的光子,C错误;一群处于n5能级的氢原子向基态跃迁时发出的不同频率的光子中,其中辐射光子的能量大于2.29 eV的有:51;41;31;21;52;42,共6种频率的光照射金属钠时可发生光电效应,D错误.2.(能级跃迁)(2019山东日照市3月模拟)氢原子能级图如图3,一群氢原子处于n4能级上.当氢原子从n4能级跃迁到n3能级时,辐射光的波长为1 884 nm,下列判断正确的是()图3A.氢原子向低能级跃迁时,最多产生4种谱线B.从高能级向低能级跃迁时,氢原子核一定向外放出能量C.氢原子从n3能级跃迁到n2能级时,辐射光的波长大于1 884 nmD
7、.用从n5能级跃迁到n2能级辐射的光照射W逸2.29 eV的钠,能发生光电效应答案D解析根据C6知,一群处于n4能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生6种谱线,故A错误;由高能级向低能级跃迁,氢原子向外辐射能量,不是原子核向外辐射能量,故B错误;n3和n2的能级差大于n4和n3的能级差,则从n3能级跃迁到n2能级比从n4能级跃迁到n3能级辐射出的电磁波的频率大,波长短,即辐射光的波长小于1 884 nm,故C错误;从n5能级跃迁到n2能级辐射出的光子的能量为:EE5E20.54 eV(3.40 eV)2.86 eV2.29 eV,而使金属发生光电效应的条件是光子的能量大于金属的逸出功,故可以发生
8、光电效应,故D正确.3.(能级跃迁)(多选)(2020浙江1月选考14)由玻尔原子模型求得氢原子能级如图4所示,已知可见光的光子能量在1.62 eV到3.11 eV之间,则()图4A.氢原子从高能级向低能级跃迁时可能辐射出射线B.氢原子从n3的能级向n2的能级跃迁时会辐射出红外线C.处于n3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线并发生电离D.大量氢原子从n4能级向低能级跃迁时可辐射出2种频率的可见光答案CD考点三原子核的衰变及半衰期基础回扣1.原子核的组成:原子核是由质子和中子组成的,原子核的电荷数等于核内的质子数.2.天然放射现象放射性元素自发地发出射线的现象,首先由贝克勒尔发现.天然放射现象
9、的发现,说明原子核具有复杂的结构.3.三种射线的比较名称构成符号电荷量质量电离能力贯穿本领射线氦核He2e4 u最强最弱射线电子ee u较强较强射线光子00最弱最强4.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)衰变、衰变衰变类型衰变衰变衰变方程XYHeXYe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2H2nHenHe衰变规律电荷数守恒、质量数守恒(3)射线:射线经常是伴随着衰变或衰变同时产生的.5.半衰期(1)公式:N余N原(),m余m原().(2)影响因素: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
10、的物理状态(如温度、压强)或化学状态(如单质、化合物)无关(选填“有关”或“无关”).6.放射性同位素的应用与防护(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两类,放射性同位素的化学性质相同.(2)应用:消除静电、工业探伤、做示踪原子等.(3)防护:防止放射性对人体组织的伤害. 衰变次数的有关计算例2(2016上海卷6)放射性元素A经过2次衰变和1次衰变后生成一新元素B,则元素B在元素周期表中的位置较元素A的位置向前移动了()A.1位 B.2位C.3位 D.4位答案C解析每经过一次衰变,元素电荷数减少2,每经过一次衰变,元素电荷数增加1,元素A经过2次衰变和1次衰变,则电荷数减少3
11、,即新元素在元素周期表中的位置向前移动了3位,故C正确.半衰期的理解与计算例3(2018海南卷4)已知Th的半衰期为24天.4 gTh经过72天还剩下()A.0 B.0.5 gC.1 g D.1.5 g答案B解析由衰变公式mm(),知m4 g4()3 g0.5 g,故B正确.4.(衰变方程、半衰期)(2020河北唐山市一模)花岗岩、大理石等装修材料中都不同程度地含有放射性元素,下列有关放射性的说法正确的是()A.U衰变成Pb要经过8次衰变和6次衰变B.氡的半衰期为3.8天,4个氡原子核经过7.6天后只剩下1个氡原子核C.射线与射线都是电磁波,射线穿透本领远比射线弱D.放射性元素发生衰变时所释放
12、的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的答案D解析铀核(U)衰变成铅核(Pb)的过程中,设发生x次衰变,y次衰变,衰变方程为UPbxHeye,根据质量数守恒和电荷数守恒有2382064x,92822xy,解得x8,y6,即要经过8次衰变和6次衰变,故A错误;半衰期是对大量原子核的衰变的统计规律,对于少数原子核是不成立的,故B错误;射线是氦核流,射线的实质是电磁波,射线的穿透本领比较强,故C错误;衰变时,原子核中的一个中子转化为一个质子和一个电子,电子释放出来,故D正确.5.(衰变方程、半衰期)(2020山东潍坊市模拟)Th具有放射性,发生一次衰变成为新原子核X的同时放出能量.下列说法正确的是(
13、)A.Th核能放射出粒子,说明其原子核内有粒子B.新核X的中子数为143C.Th核的质量等于新核X与粒子的质量之和D.让Th同其他稳定元素结合成化合物,其半衰期将增大答案B解析由题意可知衰变方程为ThXe.Th核能放出粒子,是原子核内部一个中子转化成一个质子并放出一个电子,原子核内没有粒子(电子),故A错误;由衰变方程可知,新核X的中子数为23491143个,故B正确;衰变前后质量数守恒,质量并不守恒,故C错误;同种元素无论是单质还是与其他元素形成化合物,其半衰期不变,D错误.考点四核反应及核反应类型1.核反应的四种类型类型可控性核反应方程典例衰变衰变自发UThHe衰变自发ThPae人工转变人
14、工控制NHeOH(卢瑟福发现质子)HeBeCn (查德威克发现中子)AlHePn约里奥居里夫妇发现放射性同位素,同时发现正电子PSie重核裂变容易控制UnBaKr3nUnXeSr10n轻核聚变现阶段很难控制HHHen2.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(H)、中子(n)、粒子(He)、粒子(e)、正电子(e)、氘核(H)、氚核(H)等.(2)掌握核反应方程遵循的规律:质量数守恒,电荷数守恒.(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.例4(2019河南安阳市二模)下列说法正确的是()A.UThX中X为中子,核反应类型为
15、衰变B.HHHeY中Y为中子,核反应类型为人工转变C.UnXeSrK,其中K为10个中子,核反应类型为重核裂变D.NHeOZ,其中Z为氢核,核反应类型为轻核聚变答案C解析根据核反应的质量数和电荷数守恒可知,A选项反应中的X质量数为4,电荷数为2,为粒子,核反应类型为衰变,选项A错误;B选项反应中的Y质量数为1,电荷数为0,为中子,核反应类型为轻核聚变,选项B错误;C选项反应中的K质量数总数为10,电荷数为0,则K为10个中子,核反应类型为重核裂变,选项C正确; D选项反应中的Z质量数为1,电荷数为1,为质子,核反应类型为人工转变,选项D错误.6.(核反应方程)(多选)(2020全国卷19)下列
16、核反应方程中,X1、X2、X3、X4代表粒子的有()A.HHnX1B.HHnX2C.UnBaKr3X3D.nLiHX4答案BD解析HHnHe,A错.HHnHe,B对.UnBaKr3n,C错.nLiHHe,D对.7.(核反应方程)(2020山东等级考模拟卷)2019年是世界上首次实现元素人工转变100周年.1919年,卢瑟福用氦核轰击氮原子核,发现产生了另一种元素,该核反应方程可写为HeNXY.以下判断正确的是()A.m16,n1 B.m17,n1C.m16,n0 D.m17,n0答案B解析由质量数和电荷数守恒可得:414m1,278n,解得:m17,n1,B正确.考点五质量亏损及核能的计算基础
17、回扣核力和核能(1)核力:原子核内部,核子间所特有的相互作用力.(2)核子在结合成原子核时出现质量亏损m,其对应的能量Emc2.(3)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.技巧点拨核能的计算方法(1)根据Emc2计算,计算时m的单位是“kg”,c的单位是“m/s”,E的单位是“J”.(2)根据Em931.5 MeV计算.因1原子质量单位(u)相当于931.5 MeV的能量,所以计算时m的单位是“u”,E的单位是“MeV”.(3)根据核子比结合能来计算核能:原子核的结合能核子比结合能核子数.例5(多选)(2020浙江7月选考14)太阳辐射的总功率约为4102
18、6 W,其辐射的能量来自于聚变反应.在聚变反应中,一个质量为1 876.1 MeV/c2(c为真空中的光速)的氘核(H)和一个质量为2 809.5 MeV/c2的氚核(H)结合为一个质量为3 728.4 MeV/c2的氦核(He),并放出一个X粒子,同时释放大约17.6 MeV的能量.下列说法正确的是()A.X粒子是质子B.X粒子的质量为939.6 MeV/c2C.太阳每秒因为辐射损失的质量约为4.4109 kgD.太阳每秒因为辐射损失的质量约为17.6 MeV/c2答案BC解析该聚变反应方程为HHHen,X为中子,故A错误;该核反应中质量的减少量m117.6 MeV/c2,由质能方程知,m氘
19、m氚m氦mXm1,代入数据知1 876.1 MeV/c22 809.5 MeV/c23 728.4 MeV/c2mX17.6 MeV/c2,故mX939.6 MeV/c2,故B正确;太阳每秒辐射能量EPt41026 J,由质能方程知m,故太阳每秒因为辐射损失的质量m kg4.4109 kg,故C正确;因为E41026 J eV2.51039 MeV,则太阳每秒因为辐射损失的质量为m2.51039 MeV/c2,故D错误.8.(核反应方程、比结合能)(2020福建泉州市第一次质量检查)重核裂变的一个核反应方程为UnXeSrxn,已知U、Xe、Sr的比结合能分别为7.6 MeV、8.4 MeV、8
20、.7 MeV,则()A.该核反应方程中x3B.U的中子数为143C.该核反应中质量增加D.U的比结合能比Xe小,U比Xe更稳定答案B9.(核反应释放能量的计算)(2019全国卷15)太阳内部核反应的主要模式之一是质子质子循环,循环的结果可表示为4HHe2e2,已知H和He的质量分别为mp1.007 8 u和m4.002 6 u,1 u931 MeV/c2,c为光速.在4个H转变成1个He的过程中,释放的能量约为()A.8 MeV B.16 MeVC.26 MeV D.52 MeV答案C解析因电子的质量远小于质子的质量,计算中可忽略不计,核反应质量亏损m41.007 8 u4.002 6 u0.
21、028 6 u,释放的能量E0.028 6931 MeV26.6 MeV,选项C正确.课时精练1.(2020安徽芜湖市模拟)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.贝克勒尔发现天然放射现象,其中射线来自原子最外层的电子B.密立根油滴实验表明核外电子的轨道是不连续的C.卢瑟福的粒子散射实验发现电荷是量子化的D.汤姆孙发现电子使人们认识到原子内部是有结构的答案D解析贝克勒尔发现天然放射现象,其中射线来自原子核内的质子转化为中子和电子,而不是原子核外的电子,A错;玻尔的氢原子模型说明原子核外电子的轨道是不连续的,B错;密立根油滴实验首次发现了电荷量子化,
22、C错;电子的发现让人们认识到原子内还存在粒子,说明原子内部是有结构的,D对.2.(2018全国卷14)1934年,约里奥居里夫妇用粒子轰击铝核Al,产生了第一个人工放射性核素X:AlnX.X的原子序数和质量数分别为()A.15和28 B.15和30C.16和30 D.17和31答案B解析将核反应方程式改写成HeAlnX,由电荷数和质量数守恒知,X应为X,选B.3.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. B.C. D.答案C解析根据衰变规律m剩mm()4,C项正确.4.(2020山东济宁市模拟)目前核电站使用的核燃料基本都是
23、浓缩铀,有一种典型的铀核裂变方程是UxBaKr3x.下列关于x的说法正确的是()A.x是粒子,具有很强的电离本领B.x是中子,中子是查德威克通过实验最先发现的C.x是中子,中子是卢瑟福通过实验最先发现的D.x是粒子,穿透能力比较弱答案B5.(2019全国卷14)氢原子能级示意图如图1所示.光子能量在1.63 eV3.10 eV的光为可见光.要使处于基态(n1)的氢原子被激发后可辐射出可见光光子,最少应给氢原子提供的能量为()图1A.12.09 eV B.10.20 eV C.1.89 eV D.1.51 eV答案A解析因为可见光光子的能量范围是1.63 eV3.10 eV,所以处于基态的氢原子
24、至少要被激发到n3能级,要给氢原子提供的能量最少为E(1.5113.60) eV12.09 eV,故选项A正确.6.氢原子辐射出一个光子后,根据玻尔理论,下述说法中正确的是()A.电子绕核旋转的半径增大B.氢原子的能量增大C.氢原子的电势能增大D.氢原子核外电子的速度增大答案D7.(多选)(2020山东烟台市高三调研)2017年1月9日,大亚湾反应堆中微子实验工程获得国家自然科学一等奖.大多数原子核发生核反应的过程中都伴随着中微子的产生,例如核裂变、核聚变、衰变等.下列关于核反应的说法正确的是()A.Th衰变为Rn,经过3次衰变,2次衰变B.HHHen是衰变方程,ThPae是衰变方程C.UnB
25、aKr3n是核裂变方程,也是氢弹的主要核反应方程D.高速运动的粒子轰击氮核可以从氮核中打出质子,其核反应方程为HeNOH答案AD解析Th衰变为Rn,经过3次衰变,2次衰变,故A项正确;HHHen是核聚变方程,ThPae是衰变方程,故B项错误;UnBaKr3n是核裂变方程,不是氢弹的主要核反应方程,故C项错误;高速运动的粒子轰击氮核可以从氮核中打出质子,其核反应方程为HeNOH,故D项正确.8.(2020河北衡水中学高考押题)我国科学家为解决“玉兔号”月球车长时间处于黑夜工作的需要,研制了一种小型核能电池,将核反应释放的核能转变为电能,需要的功率并不大,但要便于防护其产生的核辐射.请据此猜测“玉
26、兔号”所用核能电池有可能采纳的核反应方程是()A.HHHenB.UnBaKr3nC.PuAmeD.AlHePn答案C解析A项中反应是轻核聚变,反应剧烈,至今可控聚变反应还处于各种实验研究阶段,故A项不合题意;B项中反应是重核裂变,虽然实现了人工控制,但因反应剧烈,防护要求高还不能小型化,故B项不合题意;C项中反应是人工放射性同位素的衰变反应,是小型核能电池主要采用的反应方式,故C项符合题意;D项中反应是人工核反应,需要高能粒子,故D项不合题意.9.(多选)氢原子能级示意图如图2,当氢原子从n3跃迁到n2的能级时,辐射光的波长为656 nm.以下判断正确的是()图2A.氢原子从n2跃迁到n1的能
27、级时,辐射光的波长大于656 nmB.用波长为325 nm的光照射,可使氢原子从n1跃迁至n2的能级C.一群处于n3能级的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线D.用波长为633 nm的光照射,不能使氢原子从n2跃迁到n3能级答案CD解析由玻尔的能级跃迁公式得:E3E2h,E2E1h,又1656 nm,结合题图上的能级值解得2122 nm656 nm,故A、B错误,D正确;根据C3可知,一群处于n3能级的氢原子向低能级跃迁,辐射的光子频率最多有3种,故C正确.10.(多选)(2020河南开封市3月模拟)一静止的氡核(Rn)发生了如下的核反应RnPoHe,在反应后放出一个速度为v0、质量为m的氦核
28、(He)和一个质量为M的反冲核钋(Po),若氡核发生衰变时,释放的能量全部转化为氦核和钋的动能,则下列说法正确的是()A.该反应中氡核Rn发生的是衰变B.反应后产生的新核钋Po的比结合能小于反应前氡核Rn的比结合能C.氡的同位素Rn和反应物氡Rn相比少了两个中子,因此它们的化学性质不同D.该反应产生的质量亏损m答案AD解析由核反应方程RnPoHe可知,该反应中氡核Rn发生的是衰变,故A正确;由于氡核衰变的过程中释放能量,根据比结合能与能量的关系可知,钋核的比结合能大于氡核的比结合能,故B错误;核子数等于质子数加中子数,则氡的同位素Rn和反应物氡Rn相比少了两个中子,由于是同种元素,所以它们的化
29、学性质相同,故C错误;由题意可知,释放的核能全部转化为氦核和钋核的动能,由动量守恒可知,氦核和钋核的动量相同,根据Ek,则释放的核能E,由爱因斯坦质能方程可得m,故D正确.11.(多选)(2019广东汕头市质检)铀核裂变的一种方程为UXSrXe3n,已知原子核的比结合能与质量数的关系如图3所示,下列说法中正确的有()图3A.X粒子是中子B.X粒子是质子C.U、Sr、Xe相比,Sr的比结合能最大,最稳定D.U、Sr、Xe相比,U的质量数最多,结合能最大,最稳定答案AC解析根据质量数守恒和电荷数守恒可知,X的质量数为1,电荷数为0,为中子,A正确,B错误;根据题图可知U、Sr、Xe相比,Sr的比结
30、合能最大,最稳定,U的质量数最大,结合能最大,比结合能最小,最不稳定,C正确,D错误.12.(2019安徽模拟)如图4所示为氢原子的能级示意图,则关于氢原子在能级跃迁过程中辐射或吸收光子的特征,下列说法中正确的是()图4A.一群处于n4能级的氢原子向基态跃迁时,能辐射出5种不同频率的光子B.一群处于n3能级的氢原子吸收能量为0.9 eV的光子可以跃迁到n4能级C.处于基态的氢原子吸收能量为13.8 eV的光子可以发生电离D.若氢原子从n3能级跃迁到n1能级辐射出的光照在某种金属表面上能发生光电效应,则从n5能级跃迁到n2能级辐射出的光也一定能使该金属发生光电效应答案C解析一群处于n4能级的氢原
31、子向基态跃迁时,能辐射出C6种不同频率的光子,故A错误;一群处于n3能级的氢原子吸收能量为0.9 eV的光子后的能量为E1.51 eV0.9 eV0.61 eV,0.9 eV不等于能级差,该光子不能被吸收,故B错误;处于基态的氢原子吸收能量为13.8 eV的光子可以发生电离,剩余的能量变为光电子的初动能,故C正确;氢原子从n3能级跃迁到n1能级辐射出的光子能量为E1E3E112.09 eV,从n5能级跃迁到n2能级辐射出的光子能量为E2E5E22.86 eV,所以若氢原子从n3能级跃迁到n1能级辐射出的光照在某种金属表面上能发生光电效应,则从n5能级跃迁到n2能级辐射出的光不一定能使该金属发生
32、光电效应,故D错误.13.(2020全国卷18)氘核H可通过一系列聚变反应释放能量,其总效果可用反应式6H2He2H2n43.15 MeV表示.海水中富含氘,已知1 kg海水中含有的氘核约为1.01022个,若全都发生聚变反应,其释放的能量与质量为M的标准煤燃烧时释放的热量相等;已知1 kg标准煤燃烧释放的热量约为2.9107 J,1 MeV 1.61013 J,则M约为()A.40 kg B.100 kgC.400 kg D.1 000 kg答案C解析根据核反应方程式,6个氘核聚变反应可释放出43.15 MeV的能量,1 kg海水中的氘核反应释放的能量为E43.15 MeV7.191022
33、MeV1.151010 J,则相当于燃烧的标准煤的质量为M kg400 kg.14.(多选)如图5所示,静止的U核发生衰变后生成反冲核Th核,两个产物都在垂直于它们速度方向的匀强磁场中做匀速圆周运动.下列说法中正确的是()图5A.衰变方程可表示为UThHeB.Th核和粒子的圆周轨道半径之比为145C.Th核和粒子的动能之比为145D.Th核和粒子在匀强磁场中旋转的方向相反答案AB解析已知粒子为He,则由电荷数守恒及质量数守恒可知,衰变方程为UThHe,故A正确;Th核和粒子都带正电荷,则在匀强磁场中都沿逆时针旋转,故D错误;由动量守恒可得mvmThvTh,衰变后,则Th核和粒子的动能之比,故C错误;粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,所以有Bvq,则R,所以Th核和粒子的圆周轨道半径之比,故B正确.