《人教版高三物理一轮复习课件：15.3《放射性元素的衰败 核能》新人教.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《人教版高三物理一轮复习课件：15.3《放射性元素的衰败 核能》新人教.ppt（48页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第第3 3课时课时 放射性元素的衰变放射性元素的衰变 核能核能考点自清考点自清一、天然放射现象一、天然放射现象1.1.放射性元素放射性元素 发出射线的现象发出射线的现象,叫做天然叫做天然 放射现象放射现象,1896,1896年由法国物理学家年由法国物理学家 发现发现.2.2.放射性说明原子核内部是有结构的放射性说明原子核内部是有结构的 (1)1919(1)1919年年,卢瑟福用卢瑟福用粒子轰击氮原子核粒子轰击氮原子核,发现发现 了了 ,并猜想原子核内还存在并猜想原子核内还存在 ,1932,1932年年,他的学生查德威克通过实验证实了他的学生查德威克通过实验证实了 的存在的存在.(2)(2)原子
2、核是由质子和中子组成的原子核是由质子和中子组成的.常用符号常用符号 X X 表示表示,X,X为元素符号为元素符号,A,A表示核的表示核的 ,Z,Z表示核表示核 的的 .自发地自发地贝克勒尔贝克勒尔质子质子中子中子中子中子质量数质量数电荷数电荷数2021/8/9 星期一1二、原子核的衰变二、原子核的衰变1.1.原子核放出原子核放出粒子或粒子或粒子粒子,变成另一种原子核变成另一种原子核 的变化称为原子核的衰变的变化称为原子核的衰变.2.2.分类分类 衰变衰变:衰变衰变:3.3.半衰期半衰期:放射性元素的原子核有放射性元素的原子核有 发生衰变发生衰变 所需的时间所需的时间.半衰期由半衰期由 的因素决
3、定的因素决定,跟原子所处的跟原子所处的 无关无关.半数半数核内部本身核内部本身物理或化学状态物理或化学状态2021/8/9 星期一2三、放射性同位素及应用三、放射性同位素及应用1.1.同位素同位素 具具有有相相同同 而而 不不同同的的原原子子核核,在在元元 素周期表中处于同一位置素周期表中处于同一位置,互称互称 .有有些些同同位位素素具具有有放放射射性性,叫叫做做放放射射性性同同位位素素.天天 然然放放射射性性同同位位素素不不过过四四十十多多种种,而而人人工工制制造造的的放放 射性同位素已达射性同位素已达1 0001 000多种多种.2.2.放射性同位素的应用放射性同位素的应用 (1)(1)放
4、射性同位素放出的射线应用于工业、探放射性同位素放出的射线应用于工业、探 伤、农业、医疗等伤、农业、医疗等.(2)(2)作示踪原子作示踪原子.质子数质子数中子数中子数同位素同位素2021/8/9 星期一3四、核力与核能四、核力与核能1 1.核核力力:组组成成原原子子核核的的核核子子之之间间有有很很强强的的相相互互作作用用 力力,使使核核子子能能克克服服库库仑仑力力而而紧紧密密地地结结合合在在一一起起,这种力称为核力这种力称为核力.其特点为其特点为:(1 1)核核力力是是强强相相互互作作用用的的一一种种表表现现,在在原原子子核核的的 尺度内尺度内,核力比库仑力大得多核力比库仑力大得多.(2 2)核
5、核力力是是短短程程力力,作作用用范范围围在在1 1.5 51 10 0-1 15 5 m m之之内内.(3 3)每每个个核核子子只只跟跟相相邻邻的的核核子子发发生生核核力力作作用用,这这 种性质称为核力的饱和性种性质称为核力的饱和性.2021/8/9 星期一42.2.原子核是核子结合在一起构成的原子核是核子结合在一起构成的,要把它们分开要把它们分开,需要能量需要能量,这就是原子核的这就是原子核的 .3.3.质量亏损质量亏损:原子核的质量小于组成它的核子的质原子核的质量小于组成它的核子的质 量之和量之和,这个现象叫做质量亏损这个现象叫做质量亏损.4.4.爱因斯坦质能方程为爱因斯坦质能方程为 ,若
6、核反应中的质量若核反应中的质量 亏损为亏损为m m,释放的核能释放的核能E E=.结合能结合能E E=mcmc2 2mcmc2 22021/8/9 星期一5 特别提示特别提示 (1 1)根根 据据 E E=m mc c2 2计计算算核核能能时时,质质量量亏亏损损 m m是是 质质量量不不是是质质量量数数,其其单单位位是是“k k g g”,c c的的单单位位是是“m/s”,m/s”,E E的单位是的单位是“J”.J”.(2 2)根根 据据 E E=m m 9 93 31 1.5 5 M M e eV V 计计算算核核能能时时.因因 一一 原原子子质质量量单单位位(u u)相相当当于于 9 93
7、 31 1.5 5 M M e eV V 的的能能量量,所所 以以 计计 算算 时时 m m的的 单单 位位 是是“u u”,E E的的 单单 位位 是是“MeV”.MeV”.2021/8/9 星期一6五、重核的裂变与轻核的聚变五、重核的裂变与轻核的聚变1.1.裂变裂变:重核分裂成质量较小的核的反应重核分裂成质量较小的核的反应.如如:2.2.聚变聚变:轻核结合成质量较大的核的反应轻核结合成质量较大的核的反应.如如:3.3.重核裂变和轻核聚变过程中都释放出重核裂变和轻核聚变过程中都释放出 .核能核能2021/8/9 星期一7热点聚焦热点聚焦热点一热点一 三种射线的比较三种射线的比较种类种类射线射
8、线射线射线射线射线组成组成高速氦核流高速氦核流高速电子高速电子流流光子流光子流(高高频电磁波频电磁波)带电量带电量2e2e-e-e0 0质量质量4m4mp p静止质量静止质量为零为零符号符号速度速度0.10.1c c0.990.99c cc c2021/8/9 星期一8在电磁场中在电磁场中偏转偏转偏转偏转不偏转不偏转贯穿本领贯穿本领最弱最弱较强较强最强最强贯穿实例贯穿实例用纸能用纸能挡住挡住穿透几毫穿透几毫米的铝板米的铝板穿透几厘米穿透几厘米的铅板的铅板对空气的对空气的电离作用电离作用很强很强较弱较弱很弱很弱在空气中在空气中的径迹的径迹粗、粗、短、直短、直细、长、细、长、曲折曲折最长最长202
9、1/8/9 星期一9能使能使胶片胶片感光感光感光感光感光感光产生产生机制机制核内两个核内两个中子和两中子和两个质子结个质子结合得比较合得比较紧密紧密,有有时会作为时会作为一个整体一个整体从原子核从原子核抛射出来抛射出来核内的中子核内的中子可以转化为可以转化为一个质子和一个质子和一个电子一个电子,产生的电子产生的电子从核中发射从核中发射出来出来放射性原子核在放射性原子核在发生发生衰变、衰变、衰变后产生的新衰变后产生的新核如果处于高能核如果处于高能级级,当它向低能当它向低能级跃迁时级跃迁时,辐射辐射光子光子2021/8/9 星期一10 特别提示特别提示 (1 1)自自然然界界中中原原子子序序数数大
10、大于于或或等等于于 8 83 3的的所所有有元元素素,都都能能自自发发地地放放出出射射线线;原原子子序序数数小小于于 8 83 3的的 元元 素素,有的也具有放射性有的也具有放射性.(2 2)天天然然放放射射现现象象说说明明原原子子核核是是有有内内部部结结构构的的.元元素素的的放放射射性性不不受受单单质质和和化化合合物物存存在在形形式式的的 影响影响.2021/8/9 星期一11热点二热点二 衰变和衰变和衰变的实质衰变的实质 放放射射性性物物质质放放射射出出来来的的射射线线和和射射线线是是原原子子 核核内内的的质质子子和和中中子子结结合合转转化化而而成成的的.射射线线是是原原 子子核核内内的的
11、两两个个质质子子和和两两个个中中子子结结合合在在一一起起发发射射 出出来来的的;射射线线是是原原子子核核内内的的中中子子转转化化为为质质子子时时 发射出来的发射出来的.在原子核衰变的过程中处于激发态的原子核向在原子核衰变的过程中处于激发态的原子核向 低能级跃迁时低能级跃迁时,以以光子的形式放出能量光子的形式放出能量,形成形成 射线射线.当放射性物质连续发生衰变时当放射性物质连续发生衰变时,原子核原子核 中有的发生中有的发生衰变衰变,有的发生有的发生衰变衰变,同时就会同时就会 伴随着伴随着辐射辐射.这时这时,放射性物质发出的射线中放射性物质发出的射线中 就会同时具有就会同时具有、和和三种射线三种
12、射线.2021/8/9 星期一12热点三热点三 对半衰期的理解对半衰期的理解1.1.根据半衰期的概念根据半衰期的概念,可总结出公式可总结出公式 N N余余=N N原原()()t/t/,m m余余=m m原原()()t t/式式中中N N原原、m m原原表表示示衰衰变变前前的的放放射射性性元元素素的的原原子子数数 和和质质量量,N N余余、m m余余表表示示衰衰变变后后尚尚未未发发生生衰衰变变的的放放 射射性性元元素素的的原原子子数数和和质质量量,t t表表示示衰衰变变时时间间,表表 示半衰期示半衰期.2 2.影影响响因因素素:放放射射性性元元素素衰衰变变的的快快慢慢是是由由原原子子核核内内 部
13、部因因素素决决定定的的，跟跟原原子子所所处处的的物物理理状状态态(如如温温 度度、压压强强)或或化化学学状状态态(如如单单质质、化化合合物物)无无关关.2021/8/9 星期一13 特别提示特别提示 (1)(1)半衰期是大量原子核衰变时的统计规律半衰期是大量原子核衰变时的统计规律,个个 别原子核经多长时间衰变无法预测别原子核经多长时间衰变无法预测;对个别或极对个别或极 少数原子核少数原子核,无半衰期可言无半衰期可言.(2)(2)原子核衰变时质量数守恒原子核衰变时质量数守恒,但并非质量守恒但并非质量守恒;核反应过程前、后质量发生变化核反应过程前、后质量发生变化(质量亏损质量亏损)而而 释放出核能
14、释放出核能,质量与能量相联系质量与能量相联系.2021/8/9 星期一14热点四热点四 核反应的四种类型核反应的四种类型类型类型可控性可控性核反应方程典例核反应方程典例衰衰变变衰变衰变自发自发衰变衰变自发自发人工转变人工转变人工人工控制控制约里奥约里奥居里居里夫妇发现放射夫妇发现放射性同位素，同性同位素，同时发现正电子时发现正电子(卢瑟福发现质子卢瑟福发现质子)(查德威克查德威克发现质子发现质子)2021/8/9 星期一15重核裂变重核裂变比较容比较容易进行易进行人工控人工控制制轻核聚变轻核聚变除氢弹除氢弹外无法外无法控制控制2021/8/9 星期一16 特别提示特别提示 (1)(1)核反应过
15、程一般都是不可逆的核反应过程一般都是不可逆的,所以核反应所以核反应 方程只能用单向箭头表示反应方向方程只能用单向箭头表示反应方向,不能用等号不能用等号 连接连接.(2)(2)核反应的生成物一定要以实验为基础核反应的生成物一定要以实验为基础,不能不能 凭空只依据两个守恒规律杜撰出生成物来写核凭空只依据两个守恒规律杜撰出生成物来写核 反应方程反应方程.(3)(3)核反应遵循质量数守恒而不是质量守恒核反应遵循质量数守恒而不是质量守恒;遵遵 循电荷数守恒循电荷数守恒.2021/8/9 星期一17题型探究题型探究题型题型1 1 核反应方程及反应类型核反应方程及反应类型【例例1 1】现有五个核反应现有五个
16、核反应:A.A.B.B.C.C.D.D.E.E.2021/8/9 星期一18 (1)(1)是发现中子的核反应方程是发现中子的核反应方程,是是 研究两弹的基本核反应方程式研究两弹的基本核反应方程式.(2)(2)求求B B项中项中X X的质量数和中子数的质量数和中子数.(3)(3)判断以上五个核反应的反应类型判断以上五个核反应的反应类型.思路点拨思路点拨 根据核反应方程式遵循的基本规律根据核反应方程式遵循的基本规律,正确书写方正确书写方 程式程式,还要注意衰变、人工转变、裂变、聚变的还要注意衰变、人工转变、裂变、聚变的 区别区别.2021/8/9 星期一19 解解析析 (1 1)E E是是查查德德
17、威威克克发发现现中中子子的的核核反反应应方方程程,A A是氢弹是氢弹,B,B是原子核的核反应方程是原子核的核反应方程.(2 2)由由电电荷荷数数守守恒恒和和质质量量数数守守恒恒可可以以判判定定 X X质质 量量 数数 为为 1 14 40 0,电电荷荷数数为为 5 54 4,所所以以中中子子数数为为:1 14 40 0-5 54 4=8 86 6.(3 3)衰衰变变是是原原子子核核自自发发地地放放出出粒粒子子或或粒粒子子的的 反反 应应,C C 是是衰衰 变变,D D 是是衰衰 变变,E E是是人人工工控控制制的的原原 子子核核的的变变化化,属属人人工工转转变变,裂裂变变是是重重核核吸吸收收中
18、中子子 后后分分裂裂成成几几个个中中等等质质量量的的核核的的反反应应,B B是是裂裂变变,聚聚 变变是是几几个个轻轻核核结结合合成成较较大大质质量量的的核核的的反反应应,A A 是是 聚变聚变.答案答案 (1)E AB (2)140 86 (3)A.(1)E AB (2)140 86 (3)A.聚变聚变 B.B.裂变裂变 C.C.衰变衰变 D.D.衰变衰变 E.E.人工转变人工转变2021/8/9 星期一20方法归纳方法归纳1.1.电荷数守恒和质量数守恒是正确书写核反应电荷数守恒和质量数守恒是正确书写核反应 方程式的关键方程式的关键.2.2.熟记几种核反应类型的基本概念熟记几种核反应类型的基本
19、概念.2021/8/9 星期一21变式练习变式练习1 1 下面列出的是一些核反应方程下面列出的是一些核反应方程 其中其中 ()A.X A.X是质子是质子,Y,Y是中子是中子,Z,Z是正电子是正电子 B.XB.X是正电子是正电子,Y,Y是质子是质子,Z,Z是中子是中子 C.XC.X是中子是中子,Y,Y是正电子是正电子,Z,Z是质子是质子 D.XD.X是正电子是正电子,Y,Y是中子是中子,Z,Z是质子是质子2021/8/9 星期一22 解解析析 根根据据核核反反应应前前后后的的电电荷荷数数守守恒恒和和质质量量数数 守守 恒恒 可可 知知 X X为为 (正正 电电 子子),Y Y 为为 n n(中中
20、 子子),Z Z为为 H H(质质 子子).解解题题时时由由第第一一式式得得出出 X X为为正正电电子子,可可 立立即即将将选选项项 A A、C C排排 除除;由由Y Y为为中中子子,可可判判断断选选项项 D D 对对,B B错错;由由Z Z为为 质质 子子,可可进进一一步步确确定定选选项项 D D正正 确确.本题采用排除法可迅速获得正确结果本题采用排除法可迅速获得正确结果.答案答案 D2021/8/9 星期一23题型题型2 2 半衰期的理解与计算半衰期的理解与计算【例例2 2】关于放射性元素的半衰期关于放射性元素的半衰期,下列说法正下列说法正 确的有确的有 ()()A.A.是原子核质量减少一
21、半所需的时间是原子核质量减少一半所需的时间 B.B.是原子核有半数发生衰变所需的时间是原子核有半数发生衰变所需的时间 C.C.把放射性元素放在密封的容器中把放射性元素放在密封的容器中,可以减慢放可以减慢放 射性元素的半衰期射性元素的半衰期 D.D.可以用于测定地质年代、生物年代等可以用于测定地质年代、生物年代等思路点拨思路点拨半衰期半衰期定义定义决定因素决定因素 剩余质量计算公式剩余质量计算公式:m=mm=m0 02021/8/9 星期一25 解解 析析 原原子子核核衰衰变变后后变变成成新新核核,新新核核与与未未衰衰变变 的的核核在在一一起起,故故半半衰衰期期并并不不是是原原子子核核的的数数量
22、量、质质量量 减减少少一一半半,A A 错错B B对对;衰衰变变快快慢慢由由原原子子核核内内部部因因素素决决 定定,与与原原子子所所处处的的物物理理状状态态或或化化学学状状态态无无关关,常常 用用 其测定地质年代、生物年代等其测定地质年代、生物年代等,故故C C错错D D对对.答案答案 BD2021/8/9 星期一26变式练习变式练习2 2 约里奥约里奥居里夫妇因发现人工放射性居里夫妇因发现人工放射性 而获得了而获得了19351935年的诺贝尔化学奖年的诺贝尔化学奖,他们发现的放他们发现的放 射性元素射性元素 P P衰变成衰变成 SiSi的同时放出另一种粒子的同时放出另一种粒子,这种粒子是这种
23、粒子是 .解析解析 衰变方程为衰变方程为 P Si+e,P Si+e,这种粒子是这种粒子是 正正电电子子.由由图图象象可可以以看看出出 P P的的半半衰衰期期为为 1 14 4天天 左左 右右,则则4 =0.25,4 =0.25,得得t t=56=56天天.答案答案 正电子正电子 56天天2021/8/9 星期一27题型题型3 3 核能的计算核能的计算【例例3】某某些些建建筑筑材材料料可可产产生生放放射射性性气气体体氡氡,氡氡可可 以以发发生生或或衰衰变变.如如果果人人长长期期生生活活在在氡氡浓浓度度过过 高高的的环环境境中中,那那么么，氡氡经经过过人人的的呼呼吸吸道道沉沉积积在在肺肺 部部,
24、并并放放出出大大量量射射线线,从从而而危危害害人人体体健健康康.静静止止质质 量量为为M M的的氡氡核核(R Rn n)发发生生一一次次衰衰变变生生成成新新核核 钋钋(P Po o).已已知知衰衰变变后后所所得得粒粒子子的的质质量量为为m m、电电 荷荷量量为为q q、速速度度为为v v,并并假假高高衰衰变变过过程程中中释释放放的的核核 能能全全部部转转化化为为粒粒子子和和新新核核钋钋的的动动能能.(注注:涉涉及及 动量问题时动量问题时,亏损的质量可忽略不计亏损的质量可忽略不计)(1)(1)写出衰变方程写出衰变方程.(2)(2)求出衰变过程中的质量亏损求出衰变过程中的质量亏损.2021/8/9
25、 星期一28 解析解析 (1)(1)衰变方程为衰变方程为:(2)(2)设新核钋的速度为设新核钋的速度为v v,由动量守恒定律得由动量守恒定律得 m mv v=(=(M-mM-m)v v 解得解得v v=衰变过程中释放的核能为衰变过程中释放的核能为E E=由爱因斯坦质能方程得由爱因斯坦质能方程得E E=mcmc2 2 解得解得m m=答案答案 (1)(1)(2)(2)2021/8/9 星期一29 方法归纳方法归纳 写核反应方程注意电荷数守恒和质量数守恒写核反应方程注意电荷数守恒和质量数守恒.求求 解质量亏损应先求出核反应放出的能量解质量亏损应先求出核反应放出的能量,核反应核反应 放出的能量等于放
26、出的能量等于粒子和新核的动能之和粒子和新核的动能之和,然后然后 根据质能方程求出质量亏损根据质能方程求出质量亏损.2021/8/9 星期一30变变式式练练习习3 3 静静止止的的锂锂核核(L Li i)俘俘获获一一个个速速度度为为 7 7.7 71 10 06 6 m m/s s的的中中子子,发发生生核核反反应应后后若若只只产产生生了了 两两个个新新粒粒子子,其其中中一一个个粒粒子子为为氦氦核核(H He e),它它的的 速速度度大大小小是是8 81 10 06 6 m m/s s,方方向向与与反反应应前前中中子子的的速速 度方向相同度方向相同.(1)(1)写出此核反应的方程式写出此核反应的方
27、程式.(2)(2)求反应后产生的另一个粒子的速度大小及求反应后产生的另一个粒子的速度大小及 方向方向.(3)(3)通过计算说明此反应过程中是否发生了质量通过计算说明此反应过程中是否发生了质量 亏损亏损.2021/8/9 星期一31 解析解析 (1)(1)核反应的方程式为核反应的方程式为:(2)(2)用用m m1 1、m m2 2和和m m3 3分别表示中子分别表示中子(n)(n)、氦核、氦核(He)(He)和氚核和氚核(H)(H)的质量的质量,用用v v1 1、v v2 2和和v v3 3分别表示中子分别表示中子、氦核和氚核的速度氦核和氚核的速度,由动量守恒定律得由动量守恒定律得 m m1 1
28、v v1 1=m m2 2v v2 2+m m3 3v v3 3 代入数值解得代入数值解得v v3 3=-8.110=-8.1106 6 m/sm/s 即反应后生成的氚核的速度大小为即反应后生成的氚核的速度大小为8.1108.1106 6 m/s,m/s,方向与反应前中子的速度方向相反方向与反应前中子的速度方向相反.2021/8/9 星期一32 (3)(3)反应前的总动能为反应前的总动能为E E1 1=m m1 1v v1 12 2 反应后的总动能为反应后的总动能为E E2 2=m m2 2v v2 22 2+m m3 3v v3 32 2 经计算可得经计算可得E E2 2 E E1 1 故可
29、知反应中发生了质量亏损故可知反应中发生了质量亏损.答案答案 (1)(1)(2)8.110 (2)8.1106 6 m/s,m/s,方向与反应前中子的速度方方向与反应前中子的速度方 向相反向相反 (3)(3)发生了质量亏损发生了质量亏损2021/8/9 星期一33素能提升素能提升1.1.下列说法正确的是下列说法正确的是 ()()A.A.质子和中子的质量不等质子和中子的质量不等,但质量数相等但质量数相等 B.B.质子和中子构成原子核质子和中子构成原子核,原子核的质量数等于原子核的质量数等于 质子和中子的质量总和质子和中子的质量总和 C.C.同一种元素的原子核有相同的质量数同一种元素的原子核有相同的
30、质量数,但中子但中子 数可以不同数可以不同 D.D.中子不带电中子不带电,所以原子核的总电量等于质子和所以原子核的总电量等于质子和 电子的总电量之和电子的总电量之和2021/8/9 星期一34 解解析析 原原子子和和中中子子的的质质量量不不同同,但但质质量量数数相相同同,A A 对对.质质子子和和中中子子构构成成原原子子核核,原原子子核核的的质质量量数数等等 于于质质子子和和中中子子的的质质量量数数之之和和,B B错错.同同一一种种元元素素的的 原原子子核核有有相相同同的的质质子子数数,但但中中子子数数可可以以不不同同,C C 错错.中中子子不不带带电电,所所以以原原子子核核的的总总电电量量等
31、等于于质质子子的的总总 电量之和电量之和,D,D错错.答案答案 A2021/8/9 星期一352.2.下列关于放射性现象的说法中下列关于放射性现象的说法中,正确的是正确的是 ()A.A.原子核发生原子核发生衰变时衰变时,生成核与原来的原子核生成核与原来的原子核 相比相比,中子数减少了中子数减少了4 4 B.B.原子核发生原子核发生衰变时衰变时,生成核与生成核与粒子的总质粒子的总质 量等于原来的原子核的质量量等于原来的原子核的质量 C.C.原子核发生原子核发生衰变时衰变时,生成核的质量数比原来生成核的质量数比原来 的原子核的质量数多的原子核的质量数多1 1 D.D.单质的铀单质的铀238238与
32、化合物中的铀与化合物中的铀238238的半衰期是的半衰期是 相同的相同的2021/8/9 星期一36 解析解析 原子核发生原子核发生衰变时衰变时,生成核与原来的原生成核与原来的原 子核相比子核相比,中子数减少了中子数减少了2,A2,A错误错误;生成核与生成核与粒粒 子的总质量小于原来的原子核的质量子的总质量小于原来的原子核的质量,B,B错误错误;原原 子核发生子核发生衰变时衰变时,生成核的质量数与原来的原生成核的质量数与原来的原 子核的质量数相同子核的质量数相同,C,C错误错误;放射性元素的半衰期放射性元素的半衰期 由原子核的内部因素决定由原子核的内部因素决定,跟元素的化学状态无跟元素的化学状
33、态无 关关,所以单质的铀所以单质的铀238238与化合物中的铀与化合物中的铀238238的半衰的半衰 期是相同的期是相同的,D,D正确正确.答案答案 D2021/8/9 星期一373.3.原子核原子核E E经经衰变成为衰变成为F,F,再经再经衰变成为衰变成为G,G,再经再经 衰变成为衰变成为H.H.上述系列衰变可记为下式上述系列衰变可记为下式:另一系列衰变如下另一系列衰变如下:已知已知P P是是F F的同位素的同位素,则则 ()A.Q A.Q是是G G的同位素的同位素,R,R是是H H的同位素的同位素 B.RB.R是是E E的同位素的同位素,S,S是是F F的同位素的同位素 C.RC.R是是G
34、 G的同位素的同位素,S,S是是H H的同位素的同位素 D.QD.Q是是E E的同位素的同位素,R,R是是F F的同位素的同位素2021/8/9 星期一38 解析解析 同位素是具有相同的质子数和不同的中子数同位素是具有相同的质子数和不同的中子数,由由 核反应方程式中各原子核的上下标可得到核反应方程式中各原子核的上下标可得到R R是是E E 的同位素的同位素,S,S是是F F的同位素的同位素,所以所以B B选项正确选项正确.答案答案 B2021/8/9 星期一394 4.利利用用氦氦3 3(H He e)和和氘氘进进行行的的聚聚变变反反应应完完全全无无污污染染,容容易易控控制制.月月球球上上有有
35、大大量量的的氦氦3 3,每每个个航航天天大大国国都都 将将获获取取氦氦3 3作作为为开开发发月月球球的的重重要要目目标标之之一一.“嫦嫦 娥娥一一号号”探探月月卫卫星星执执行行的的一一项项重重要要任任务务就就是是评评 估估月月壤壤中中氦氦3 3的的分分布布和和储储量量.已已知知两两个个氘氘核核聚聚变变 生生成成一一个个氦氦3 3和和一一个个中中子子的的核核反反应应方方程程是是:H He e+n n+3 3.2 26 6 M Me eV V,若若有有2 2 g g氘氘全全部部发发生生聚聚变变,则则释释放放的的能能量量是是(N NA A是是阿阿伏伏加加德德罗罗常常数数)()A.0.53.26 Me
36、V A.0.53.26 MeV B.3.26 MeV B.3.26 MeV C.0.5 C.0.5N NA A3.26 MeV3.26 MeV D.D.N NA A3.26 MeV3.26 MeV2021/8/9 星期一40 解析解析 2 g2 g氘含有的原子核数为氘含有的原子核数为N NA A,两个氘核聚两个氘核聚 变放出的能量为变放出的能量为3.26 MeV,3.26 MeV,则则2 g2 g氘全部发生聚氘全部发生聚 变释放的能量为变释放的能量为:N NA A3.26/2 MeV=0.53.26/2 MeV=0.5N NA A 3.26 MeV,C 3.26 MeV,C正确正确.答案答案
37、C2021/8/9 星期一415 5.氘氘核核、氚氚核核、氦氦核核和和中中子子的的质质量量分分别别为为m m1 1、m m2 2、m m3 3和和m m4 4,当当氘氘核核与与氚氚核核结结合合为为氦氦核核并并同同时时放放出出中中子子 时时,下下列列说说法法中中正正确确的的是是(已已知知c c为为光光在在真真空空中中的的 速速度度)()A.A.这是轻核聚变这是轻核聚变,放出的能量为放出的能量为(m m1 1+m m2 2-m m3 3-m m4 4)c c2 2 B.B.这是轻核聚变这是轻核聚变,放出的能量为放出的能量为m m4 4c c2 2 C.C.这是轻核聚变这是轻核聚变,吸收的能量为吸收
38、的能量为(m m1 1+m m2 2-m m3 3)c c2 2 D.D.这是轻核裂变这是轻核裂变,吸收的能量为吸收的能量为(m m3 3+m m4 4)c c2 2 解析解析 核反应的质量亏损为核反应的质量亏损为:m m=(=(m m1 1+m m2 2-m m3 3-m m4 4),),放出的能量为放出的能量为E E=mcmc2 2=(=(m m1 1+m m2 2-m m3 3-m m4 4)c c2 2,A,A 正确正确.A2021/8/9 星期一426 6.太太阳阳能能来来源源于于轻轻核核的的聚聚变变,太太阳阳中中存存在在的的主主要要元元素素 是是氢氢,氢氢核核的的聚聚变变反反应应可
39、可以以看看作作是是4 4个个氢氢核核(H H)结结 合合成成1 1个个氦氦核核(H He e).下下表表中中列列出出了了部部分分粒粒子子的的质质量量 以下说法中正确的是以下说法中正确的是 ()A.A.核反应方程为核反应方程为 B.B.核反应方程为核反应方程为 C.4C.4个氢核结合成个氢核结合成1 1个氦核时的质量亏损约为个氦核时的质量亏损约为 0.0266 u0.0266 u D.D.聚变反应过程中释放的能量约为聚变反应过程中释放的能量约为24.8 MeV24.8 MeV粒子名称粒子名称质子质子 p p粒子粒子电子电子 e e中子中子 n n质量质量/u/u1.007 31.007 34.0
40、01 54.001 50.000 550.000 551.008 71.008 72021/8/9 星期一43 解解析析 根根据据电电荷荷数数守守恒恒和和质质量量数数守守恒恒可可得得聚聚变变 的的核核反反应应方方程程为为:H H H H e e+e e,B B错错 误误,A A 正正 确确;质质量量亏亏损损为为:m m=4 4m mH H-m mH He e-m me e=4 4 1 1.0 00 07 7 3 3 u u-4 4.0 00 01 1 5 5 u u-2 2 0 0.0 00 00 0 5 55 5 u u=0 0.0 02 26 6 6 6 u u,C C 正正 确确;核核反
41、反应应释释放放的的能能量量为为 E E=m mc c2 2=0 0.0 02 26 6 6 6 931.5 MeV=24.8 MeV,D 931.5 MeV=24.8 MeV,D正确正确.答案答案 ACD2021/8/9 星期一447.(1)7.(1)放射性物质放射性物质 PoPo和和 CoCo的核衰变方程分别为的核衰变方程分别为:方程中的方程中的X X1 1代表的是代表的是 ,X,X2 2代表的是代表的是 .(2)(2)如图如图1 1所示所示,铅盒内装有能释放铅盒内装有能释放、和和射射 线的放射性物质线的放射性物质,在靠近铅在靠近铅 盒的顶部加上电场盒的顶部加上电场E E或磁场或磁场 B B
42、，在图，在图(a)(a)、(b)(b)中分别画中分别画 出射线运动轨迹的示意图出射线运动轨迹的示意图.(在所画轨迹上须标明是在所画轨迹上须标明是、和和中的哪种射线中的哪种射线)图图12021/8/9 星期一45 解析解析 (1)(1)由质量数守恒和电荷数守恒可知由质量数守恒和电荷数守恒可知,X,X1 1 代表的是代表的是 He(He(或或粒子粒子),X),X2 2代表的是代表的是 e(e(或或 粒子粒子)(2)(2)粒子带正电粒子带正电,在在(a)(a)图图 电场中右偏，在电场中右偏，在(b)(b)图磁场图磁场 受到指向左侧的洛伦兹力向受到指向左侧的洛伦兹力向 左偏左偏;粒子带负电粒子带负电,故在故在(a)(a)图中左偏而在图中左偏而在(b)(b)图中右偏图中右偏,粒子不带电故不发生偏转粒子不带电故不发生偏转.其轨迹如下图所示其轨迹如下图所示(曲率半径不作要求曲率半径不作要求,每种射每种射 线可只画一条轨迹线可只画一条轨迹)答案答案 (1)He(1)He(或或粒子粒子)()(或或粒子粒子)(2)(2)见解析见解析2021/8/9 星期一46反思总结反思总结返回返回 2021/8/9 星期一472021/8/9 星期一48