1、第3课时原子与原子核考纲解读1.知道两种原子结构模型，会用玻尔理论解释氢原子光谱.2.掌握氢原子的能级公式并能结合能级图求解原子的跃迁问题.3.掌握原子核的衰变、半衰期等知识.4.会书写核反应方程，并能根据质能方程求解核能问题1 原子核式结构模型的理解下列说法正确的是 ()A汤姆孙首先发现了电子，并测定了电子电荷量，且提出了“枣糕”式原子模型B卢瑟福做粒子散射实验时发现绝大多数粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，只有少数粒子发生大角度偏转C粒子散射实验说明了原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上D卢瑟福提出了原子“核式结构”模型，并解释了粒子发生大角度偏转的原因答案BCD2 光谱与
2、光谱分析对于原子光谱，下列说法正确的是 ()A原子光谱是不连续的B由于原子都是由原子核和电子组成的，所以各种原子的原子光谱是相同的C各种原子的原子结构不同，所以各种原子的原子光谱也不相同D分析物质发光的光谱，可以鉴别物质中含哪些元素答案ACD解析原子光谱为线状谱，选项A正确；各种原子都有自己的特征谱线，故选项B错误，选项C正确；根据各种原子的特征谱线进行光谱分析可鉴别物质的组成，选项D正确3 玻尔原子结构模型的理解根据玻尔理论，下列说法正确的是()A电子绕核运动有加速度，就要向外辐射电磁波B处于定态的原子，其电子绕核运动，但它并不向外辐射能量C原子内电子的可能轨道是不连续的D原子能级跃迁时，辐
3、射或吸收光子的能量取决于两个轨道的能量差答案BCD解析根据玻尔理论，电子绕核运动有加速度，但并不向外辐射能量，也不会向外辐射电磁波，故A错误，B正确玻尔理论中的第二条假设，就是电子绕核运动可能的轨道半径是量子化的，不连续的，C正确原子在发生能级跃迁时，要放出或吸收一定频率的光子，光子能量取决于两个能级之差，故D正确4原子核衰变的理解下列说法正确的是()A原子核在衰变时能够放出射线或射线B.Th经过一系列和衰变，成为Pb，铅核比钍核少12个中子C原子核的半衰期与物质的质量有关，质量大，半衰期长D对物质加热或加压可以缩短原子核的半衰期答案A考点梳理一、原子的核式结构1. 粒子散射实验的结果绝大多数
4、粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但少数粒子发生了大角度偏转，极少数粒子的偏转超过了90，有的甚至被撞了回来，如图1所示 图12 卢瑟福的原子核式结构模型在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的所有正电荷和几乎所有质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外绕核旋转3 原子核的尺度：原子核直径的数量级为1015 m，原子直径的数量级约为1010 m.二、玻尔理论1 定态：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些能量状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量2 跃迁：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量差决定，即hE
5、mEn.(h是普朗克常量，h6.631034 Js)3 轨道：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4 氢原子的能级、能级公式(1)氢原子的能级图(如图2所示)图2(2)氢原子的能级和轨道半径氢原子的能级公式：EnE1(n1,2,3，)，其中E1为基态能量，其数值为E113.6 eV.氢原子的半径公式：rnn2r1(n1,2,3，)，其中r1为基态半径，又称玻尔半径，其数值为r10.531010 m.三、天然放射现象、原子核的组成1 天然放射现象(1)天然放射现象元素自发地放出射线的现象，首先由贝克勒尔发现天然放射现象的发现，
6、说明原子核还具有复杂的结构(2)放射性和放射性元素物质发射某种看不见的射线的性质叫放射性具有放射性的元素叫放射性元素2 原子核(1)原子核的组成原子核由中子和质子组成，质子和中子统称为核子原子核的核电荷数质子数，原子核的质量数中子数质子数X元素原子核的符号为X，其中A表示质量数，Z表示核电荷数(2)同位素：具有相同质子数、不同中子数的原子，因为在元素周期表中的位置相同，同位素具有相同的化学性质3 三种射线的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)静止质量为零符号Hee速度0.1c0.99cc在电磁场中偏转与射线反向
7、偏转不偏转贯穿本领最弱，用纸能挡住较强，穿透几毫米的铝板最强，穿透几厘米的铅板对空气的电离作用很强较弱很弱四、原子核的衰变和半衰期1 原子核的衰变(1)原子核放出粒子或粒子，变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变(2)分类衰变：XYHe衰变：XYe2 半衰期：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间半衰期由核内部本身的因素决定，跟原子所处的物理或化学状态无关5 核能的计算方法已知Ra，Rn，He的原子质量分别是226.025 4 u，222.017 5 u，4.002 6 u求出Ra在衰变RaRnHe中放出的能量(以电子伏特为单位)答案4.937 0106 eV解析衰变后的质量亏损为m(22
8、6.025 4222.017 54.002 6) u0.005 3 u因为1 u相当于931.5 MeV，因此释放的能量为E0.005 3931.5 MeV4.937 0 MeV4.937 0106 eV.6 核能的计算方法铀核裂变的许多可能的核反应中的一个是UnBaKr3n.试计算一个铀235原子核裂变后释放的能量(U，Ba，Kr，n的质量分别为235.043 9 u，140.913 9 u,91.897 3 u,1.008 7 u)答案200.6 MeV解析裂变反应的质量亏损为m(235.043 91.008 7140.913 991.897 331.008 7) u0.215 3 u.一
9、个铀235原子核裂变后释放的能量为Emc20.215 3931.5 MeV200.6 MeV.方法提炼1 核能：核子结合为原子核时释放的能量或原子核分解为核子时吸收的能量，叫做原子核的结合能，亦称核能2 质能方程、质量亏损爱因斯坦质能方程Emc2，原子核的质量必然比组成它的核子的质量和要小m，这就是质量亏损由质量亏损可求出释放的核能Emc2.考点一氢原子能级及能级跃迁对原子跃迁条件的理解(1)原子从低能级向高能级跃迁，吸收一定能量的光子只有当一个光子的能量满足hE末E初时，才能被某一个原子吸收，使原子从低能级E初向高能级E末跃迁，而当光子能量h大于或小于E末E初时都不能被原子吸收(2)原子从高
10、能级向低能级跃迁，以光子的形式向外辐射能量，所辐射的光子能量恰等于发生跃迁时的两能级间的能量差特别提醒原子的总能量EnEknEpn，由m得Ekn，因此，Ekn随r的增大而减小，又En随n的增大而增大，故Epn随n的增大而增大，电势能的变化也可以从电场力做功的角度进行判断，当r减小时，电场力做正功，电势能减小，反之，电势能增大例1如图3所示为氢原子能级示意图，现有大量的氢原子处于n4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光，下列说法正确的是()A这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光B由n2能级跃迁到n1能级产生的光频率最小C由n4能级跃迁到n1能级产生的光最容易表现出衍射现象 图3D用
11、n2能级跃迁到n1能级辐射出的光照射逸出功为6.34 eV的金属铂能发生光电效应解析这些氢原子向低能级跃迁时可辐射出C6种光子，选项A错误；由n4能级跃迁到n3能级产生的光子能量最小，所以频率最小，选项B错误；由n4能级跃迁到n1能级产生的光子能量最大，频率最大，波长最小，最不容易表现出衍射现象，选项C错误；从n2能级跃迁到n1能级辐射出的光子能量为10.20 eV6.34 eV，所以能使金属铂发生光电效应，选项D正确答案D1.一个原子和一群原子的区别：一个氢原子只有一个电子，在某个时刻电子只能在某一个可能的轨道上，当电子从一个轨道跃迁到另一个轨道上时，可能情况有多种C，但产生的跃迁只有一种而
12、如果是大量的氢原子，这些原子的核外电子跃迁时就会出现所有的可能情况2入射光子和入射电子的区别：若是在光子的激发下引起原子跃迁，则要求光子的能量必须等于原子的某两个能级差；若是在电子的碰撞下引起的跃迁，则要求电子的能量必须大于或等于原子的某两个能级差两种情况有所区别突破训练1某光电管的阴极为金属钾制成的，它的逸出功为2.21 eV，如图4是氢原子的能级图，一群处于n4能级的氢原子向低能级跃迁时，辐射的光照射到该光电管的阴极上，这束光中能使金属钾发生光电效应的光谱线条数是()A2条 B4条C5条 D6条答案B考点二原子核和原子核的衰变 图41 衰变规律及实质(1)两种衰变的比较衰变类型衰变衰变衰变
13、方程XYHeX AZ1Ye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(2)射线：射线经常是伴随着衰变或衰变同时产生的其实质是放射性原子核在发生衰变或衰变的过程中，产生的新核由于具有过多的能量(核处于激发态)而辐射出光子2 原子核的人工转变用高能粒子轰击靶核，产生另一种新核的反应过程典型核反应：(1)卢瑟福发现质子的核反应方程为：7NHe8OH.(2)查德威克发现中子的核反应方程为：BeHe6Cn.(3)居里夫妇发现放射性同位素和正电子的核反应方程为：AlHePn.PSie.3 确定衰变次数的方法(1)设放射性元素X经过n次衰
14、变和m次衰变后，变成稳定的新元素Y，则表示该核反应的方程为XYnHeme根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程AA4n，ZZ2nm(2)确定衰变次数，因为衰变对质量数无影响，先由质量数的改变确定衰变的次数，然后再根据衰变规律确定衰变的次数4 半衰期(1)公式：N余N原()t/，m余m原()t/式中N原、m原表示衰变前的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(2)影响因素：放射性元素衰变的快慢是由原子核内部因素决定的，跟原子所处的物理状态(如温度、压强)或化学状态(如单质、化合物)无关例2(2011海南19(1)2011年3月
15、11日，日本发生九级大地震，造成福岛核电站严重的核泄漏事故在泄漏的污染物中含有131I和137Cs两种放射性核素，它们通过一系列衰变产生对人体有危害的辐射在下列四个式子中，有两个能分别反映131I和137Cs的衰变过程，它们分别是_和_(填入正确选项前的字母).131I和137Cs原子核中的中子数分别是_和_AX156Ban BX254XeeCX356Bae DX454Xep解析根据核反应方程的质量数、电荷数守恒知，131I的衰变为选项B,137Cs的衰变为选项C,131I的中子数为1315378,137Cs的中子数为1375582.答案BC7882例3(1)关于放射性元素的半衰期，下列说法正
16、确的有 ()A是原子核质量减少一半所需的时间B是原子核有半数发生衰变所需的时间C把放射性元素放在密封的容器中，可以减小放射性元素的半衰期D可以用来测定地质年代、生物年代等(2)某考古队发现一古生物骸骨考古专家根据骸骨中C的含量推断出了该生物死亡的年代已知此骸骨中C的含量为活着的生物体中C的1/4，C的半衰期为5 730年该生物死亡时距今约_年解析(1)原子核衰变后变成新核，新核与未衰变的核在一起，故半衰期并不是原子核的数量、质量减少一半，A错，B对；衰变快慢由原子核内部因素决定，与原子所处的物理状态或化学状态无关，常用其测定地质年代、生物年代等，故C错，D对(2)根据公式mm0()(其中m、m
17、0分别是现在与原来的质量，t为距今的时间，为半衰期)得()所以t11 460年答案(1)BD(2)11 460突破训练2由于放射性元素Np的半衰期很短，所以在自然界一直未被发现，只是在使用人工的方法制造后才被发现已知Np经过一系列衰变和衰变后变成Bi，下列判断中正确的是 ()A.Bi的原子核比Np的原子核少28个中子B.Bi的原子核比Np的原子核少18个中子C衰变过程中共发生了7次衰变和4次衰变D衰变过程中共发生了4次衰变和7次衰变答案BC解析Bi的中子数为20983126，Np的中子数为23793144，Bi的原子核比Np的原子核少18个中子，A错，B对；衰变过程中共发生了衰变的次数为7次，
18、衰变的次数是27(9383)4次，C对，D错考点三核反应类型及核反应方程的书写类型可控性核反应方程典例衰变衰变自发92U90ThHe衰变自发90Th91Pae人工转变人工控制7NHe8OH(卢瑟福发现质子)HeBe6Cn(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重核裂变比较容易进行人工控制92Un56BaKr3n92Un54XeSr10n轻核聚变除氢弹外无法控制HHHen例4(1)现有三个核反应方程：NaMg01e；92Un56BaKr3n；HHHen.下列说法正确的是()A是裂变，是衰变，是聚变B是聚变，是裂变，是衰变C是衰变，是裂变，是聚变D是衰
19、变，是聚变，是裂变(2)现有四个核反应：A.HHHenB.UnXKr3nC.NaMgeD.HeBeCn_是发现中子的核反应方程，_是研究原子弹的基本核反应方程，_是研究氢弹的基本核反应方程求B中X的质量数和中子数解析(1)NaMge中Na核释放出粒子，为衰变，UnBaKr3n为铀核在被中子轰击后，分裂成两个中等质量的核，为裂变而HHHen为聚变，故C正确(2)人工转变核反应方程的特点：箭头的左边是氦核与常见元素的原子核，箭头的右边也是常见元素的原子核D是查德威克发现中子的核反应方程，B是裂变反应，是研究原子弹的基本核反应方程，A是聚变反应，是研究氢弹的基本核反应方程由电荷数守恒和质量数守恒可以
20、判定，X质量数为144，电荷数为56，所以中子数为1445688.答案(1)C(2)DBA14488突破训练3三个原子核X、Y、Z，X核放出一个正电子后变为Y核，Y核与质子发生核反应后生成Z核并放出一个氦核(He)，则下面说法正确的是()AX核比Z核多一个质子BX核比Z核少一个中子CX核的质量数比Z核的质量数大3DX核与Z核的总电荷数是Y核电荷数的2倍答案CD解析设原子核X的符号为X，则原子核Y为Y，XeY，HYHeZ，故原子核Z为Z.考点四关于核能的计算1.应用质能方程解题的流程图（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
21、 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”2. 利用质能方程计算核能时，不能用质量数代替质量进行计算例5裂变反应是目前核能利用中常用的反应，以原子核92U为燃料的反应堆中，当92U俘获一个慢中子后发生的裂变反应可以有多种方式，其中一种可表示为：92U n54Xe Sr3n235043 9 1.008 7 138.917 8 93.915 4反应方程下方的数字是中子及有关原子核的静止质量(以原子质量单位u为单位)已知1 u的质量对应的能量为9.3102 MeV，此裂变反应释放出的能量是_ MeV.解析裂变前后的质量亏损是m(
22、235.043 91.008 7138.917 893.915 431.008 7) u0.193 3 u.亏损质量转化为能量Emc20.193 39.3102 MeV1.8102 MeV.答案1.8102突破训练4已知氦原子的质量为MHe u，电子的质量为me u，质子的质量为mp u，中子的质量为mn u，u为原子质量单位，且由爱因斯坦质能方程Emc2可知：1 u对应于931.5 MeV的能量，若取光速c3108 m/s，则两个质子和两个中子聚变成一个氦核，释放的能量为 ()A2(mpmn)MHe931.5 MeVB2(mpmnme)MHe931.5 MeVC2(mpmnme)MHec2
23、JD2(mpmn)MHec2 J答案B解析核反应方程为2H2nHe，质量亏损m2(mpmn)(MHe2me)2(mpmnme)MHe，所以释放的能量为Em931.5 MeV2(mpmnme)MHe931.5 MeV，选项B正确.57核反应与动量守恒定律的综合应用例6一个静止的氡核86Rn放出一个粒子后衰变为钋核84Po，同时放出能量为E0.09 MeV的光子假设放出的核能完全转变为钋核与粒子的动能，不计光子的动量已知M氡222.086 63 u、m4.002 6 u、M钋218.076 6 u，1 u相当于931.5 MeV的能量(1)写出上述核反应方程；(2)求出发生上述核反应放出的能量；(
24、3)确定钋核与粒子的动能解析(1)RnPoHe.(2)质量亏损m222.086 63 u4.002 6 u218.076 6 u0.007 43 uEmc20.007 43931.5 MeV6.92 MeV.(3)设粒子、钋核的动能分别为Ek、Ek钋，动量分别为p、p钋，由能量守恒定律得：EEkEk钋E不计光子的动量，由动量守恒定律得：0pp钋又Ek，故EkEk钋2184联立解得Ek钋0.12 MeV，Ek6.54 MeV.答案(1)RnPoHe(2)6.92 MeV(3)0.12 MeV6.54 MeV突破训练5一静止的氡核(Rn)发生衰变，放出一个速度为v0、质量为m的粒子和一个质量为M的
25、反冲核钋(Po)，若氡核发生衰变时，释放的能量全部转化为粒子和钋核的动能(1)写出衰变方程(2)求出反冲核的速度(3)求出这一衰变过程中亏损的质量答案(1)RnPoHe(2)(3)解析(1)RnPoHe(2)设钋核的反冲速度大小为v，由动量守恒定律有0mv0Mv，v(3)衰变过程中产生的机械能EmvMv2由爱因斯坦质能方程有Emc2产生这些机械能亏损的质量m高考题组1 (2012重庆理综19)以下是物理学史上3个著名的核反应方程xLi2yyNxOyBezCx、y和z是3种不同的粒子，其中z是 ()A粒子 B质子 C中子 D电子答案C解析第二、三个核反应分别是发现质子和中子的核反应方程，根据核反
26、应方程的质量数和电荷数守恒可得，x、y、z分别是H、He、n，C正确2 (2012广东理综18)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.HHHen是核聚变反应B.HHHen是衰变C.UnBaKr3n是核裂变反应D.UnXeSr2n是衰变答案AC解析衰变时释放出电子(e)，衰变时释放出氦原子核(He)，可知B、D错误；选项A中一个氚核和一个氘核结合成一个氦核并释放出一个中子是典型的核聚变反应，A正确；选项C中一个U235原子核吸收一个中子，生成一个Ba原子核和一个Kr原子核并释放出三个中子是典型的核裂变反应，C正确3 (2012四川理综
27、17)如图5所示为氢原子能级示意图的一部分，则氢原子 ()图5A从n4能级跃迁到n3能级比从n3能级跃迁到n2能级辐射出电磁波的波长长B从n5能级跃迁到n1能级比从n5能级跃迁到n4能级辐射出电磁波的速度大C处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是一样的D从高能级向低能级跃迁时，氢原子核一定向外放出能量答案A解析因为E4E30.66 eVE3E21.89 eV，根据c和hEmEn得，从n4能级跃迁到n3能级比从n3能级跃迁到n2能级辐射出电磁波的波长长，选项A正确；电磁波在真空中的传播速度都相等，与光子的频率无关，选项B错误；氢原子的核外电子处于不同能级时在各处出现的概率是不同的，能级越低，
28、在靠近原子核较近的地方出现概率越大，选项C错误；氢原子从高能级跃迁到低能级时，是氢原子核外的电子从高能级跃迁到低能级时向外放出的能量，选项D错误模拟题组4. U是一种放射性元素，其能发生一系列放射性衰变，衰变过程如图6所示请写出、两过程的衰变方程：_；图6_.答案BiPoeBiTlHe5 下列核反应方程及其表述完全正确的是 ()A.HeHHeH是聚变反应B.UThHe是人工转变C.UnKrBa3n是裂变反应D.NaMge是裂变反应答案AC解析在核反应过程中，反应前后核电荷数和质量数分别守恒，选项B中的核反应是衰变；选项D中的核反应是人工转变，选项B、D错误，选项A、C正确6 已知金属钙的逸出功
29、为2.7 eV，氢原子的能级图如图7所示，一群氢原子处于量子数n4能级状态，则 ()图7A氢原子可能辐射6种频率的光子B氢原子可能辐射5种频率的光子C有3种频率的辐射光子能使钙发生光电效应D有4种频率的辐射光子能使钙发生光电效应答案AC解析从n4能级跃迁可能产生的光子为6种，选项A正确若产生光电效应，则光子的能量需要大于2.7 eV，此时只有第4能级跃迁到第1能级、第3能级跃迁到第1能级、第2能级跃迁到第1能级3种频率的光子，选项C正确(限时：30分钟)题组1原子的核式结构模型1. 如图1所示为卢瑟福做粒子散射实验装置的示意图，荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C、D四个位置时，下述对观
30、察到的现象的说法中正确的是 ()A放在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多B放在B位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数只比图1A位置时稍少些C放在C、D位置时，屏上观察不到闪光D放在D位置时，屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少答案AD解析粒子散射实验的结果是，绝大多数粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，少数粒子发生了较大偏转，极少数粒子被反弹回来因此，荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C、D四个位置时，在相同时间内观察到屏上的闪光次数分别为绝大多数、少数、少数、极少数，故A、D正确2 卢瑟福通过粒子散射实验，判断出原子中心有一个很小的核，并由此提出了原子的核式结构模型如图2
31、所示的平面示意图中、两条线表示粒子运动的轨迹，则沿所示方向射向原子核的粒子可能的运动轨迹是()A轨迹a B轨迹b C轨迹c D轨迹d图2答案A解析粒子带正电，因此粒子靠近核时，与核间有斥力，沿方向的粒子比沿方向的粒子离核近，与核的作用强，因此粒子沿方向进入后与核作用向外侧散射的偏转角应该比沿的大，故A正确题组2玻尔理论与氢原子跃迁3 下列说法中正确的是 ()A氢原子由较高能级跃迁到较低能级时，电子动能增加，原子势能减少B原子核的衰变是原子核在其他粒子的轰击下而发生的C衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子而产生的D放射性元素的半衰期随温度和压强的变化而变化答案AC解析原子核的衰变是自发进行
32、的，选项B错误；半衰期是放射性元素的固有特性，不会随外部因素而改变，选项D错误4 可见光光子的能量在1.61 eV3.10 eV范围内若氢原子从高能级跃迁到低能级，根据氢原子能级图(如图3所示)可判断()图3A从n4能级跃迁到n3能级时发出可见光B从n3能级跃迁到n2能级时发出可见光C从n2能级跃迁到n1能级时发出可见光D从n4能级跃迁到n1能级时发出可见光答案B解析四个选项中，只有B选项的能级差在1.61 eV3.10 eV范围内，故B选项正确5 (2010重庆理综19)氢原子部分能级的示意图如图4所示不同色光的光子能量如下表所示.色光红橙黄绿蓝靛紫光子能量范围(eV)1.612002.00
33、2072.072142.142532.532762.76310图4处于某激发态的氢原子，发射的光的谱线在可见光范围内仅有2条，其颜色分别为()A红、蓝靛 B黄、绿C红、紫 D蓝靛、紫答案A解析原子发光时放出的光子的能量等于原子能级差，先分别计算各相邻的能级差，再由小到大排序结合可见光的光子能量表可知，有两个能量分别为1.89 eV和2.55 eV的光子属于可见光，分别属于红光和蓝靛光的范围，故答案为A.题组3原子核的衰变、人工核反应6 在下列4个核反应方程中，X表示粒子的是()A.PSiXB.UThXC.AlXMgHD.AlXPn答案BD解析根据质量数守恒和电荷数守恒可知，四个选项中的X分别代
34、表：e、He、n、He，选项B、D正确7 如图5甲是、三种射线穿透能力的示意图，图乙是工业上利用射线的穿透性来检查金属内部伤痕的示意图，请问图乙中的检查利用的是 ()图5A射线 B射线C射线 D三种射线都可以答案C解析由题意可知，工业上需用射线检查金属内部的伤痕，由题图甲可知，三种射线中射线穿透力最强，而射线、射线都不能穿透金属，所以答案为C.8 一块含铀的矿石质量为M，其中铀元素的质量为m，铀发生一系列衰变，最终生成物为铅已知铀的半衰期为T，那么下列说法中正确的是 ()A经过2个半衰期后，这块矿石中基本不再含有铀B经过2个半衰期后，原来所含的铀元素的原子核有发生了衰变C经过3个半衰期后，其中
35、铀元素的质量还剩D经过1个半衰期后该矿石的质量剩下答案C解析经过2个半衰期后矿石中剩余的铀元素应该有，经过3个半衰期后矿石中剩余的铀元素还有.因为衰变产物大部分仍然留在矿石中，所以矿石质量没有太大的改变9 (2012大纲全国15)U经过m次衰变和n次衰变，变成Pb，则 ()Am7，n3 Bm7，n4Cm14，n9 Dm14，n18答案B解析衰变过程满足质量数守恒和电荷数守恒先写出核反应方程：UPbmHene根据质量数守恒和电荷数守恒列出方程2352074m92822mn解得m7，n4，故选项B正确，选项A、C、D错误题组4关于核能的计算问题10太阳内部持续不断地发生着4个质子(H)聚变为1个氦
36、核(He)的热核反应，核反应方程是4HHe2X，这个核反应释放出大量核能已知质子、氦核、X的质量分别为m1、m2、m3，真空中的光速为c.下列说法中正确的是 ()A方程中的X表示中子(n)B方程中的X表示电子(e)C这个核反应中质量亏损m4m1m2D这个核反应中释放的核能E(4m1m22m3)c2答案D解析由质量数守恒、电荷数守恒可推断出X为e，A、B错；质量亏损为m4m1m22m3，释放的核能为Emc2(4m1m22m3)c2，C错，D对112010年上海世博会太阳能应用技术引领了世界太阳能屋顶、太阳能幕墙、太阳能汽车、太阳能动态景观科学研究发现太阳发光是由于其内部不断发生从氢核到氦核的核聚
37、变反应，即在太阳内部4个氢核(H)转化成一个氦核(He)和两个正电子(e)并放出能量已知质子质量mp1.007 3 u，粒子的质量m4.001 5 u，电子的质量me0.000 5 u，1 u的质量相当于931.5 MeV的能量(1)写出该热核反应方程；(2)一次这样的热核反应过程中释放出多少MeV的能量？(结果保留四位有效数字)答案(1)4HHe2e(2)24.87 MeV解析(1)4HHe2e(2)m4mpm2me41.007 3 u4.001 5 u20.000 5 u0.026 7 uEmc20.026 7931.5 MeV24.87 MeV.12海水中含有丰富的氘，完全可充当未来的主
38、要能源两个氘核的核反应为：HHHen，其中氘核的质量为2.013 0 u，氦核的质量为3.015 0 u，中子的质量为1.008 7 u(1 u931.5 MeV)，求：(1)核反应中释放的核能；(2)在两个氘核以相等的动能0.35 MeV进行对心碰撞，并且核能全部转化为机械能的情况下，求反应中产生的中子和氦核的动能答案(1)2.14 MeV(2)2.13 MeV0.71 MeV解析(1)核反应中的质量亏损为m2mHmHemn，由Emc2可知释放的核能：E(2mHmHemn)c22.14 MeV(2)把两个氘核作为一个系统，碰撞过程系统的动量守恒，由于碰撞前两氘核的动能相等，其动量等大反向，因此反应前后系统的总动量为零，即mHevHemnvn0；反应前后系统的总能量守恒，即mHevmnvE2EkH，又因为mHemn31，所以vHevn13，由以上各式代入已知数据得：EkHe0.71 MeV，Ekn2.13 MeV.
