专题37 原子核——【人教】备战2023年高考物理一轮重难点复习（解析版）.docx

专题37 原子核
1.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.
2.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　原子核的衰变及半衰期
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
α射线
氦核
He
＋2e
4 u
最强
最弱
β射线
电子
e
－e
u
较强
较强
γ射线
光子
γ
0
0
最弱
最强
4.原子核的衰变
(1)衰变：原子核自发地放出α粒子或β粒子，变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变．
(2)α衰变、β衰变
衰变类型
α衰变
β衰变
衰变方程
X→Y＋He
X→Y＋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
2H＋2n→He
n→H＋e
衰变规律
电荷数守恒、质量数守恒
(3)γ射线：γ射线经常是伴随着α衰变或β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，跟原子所处的外部条件(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．
【典例1】（2022·全国·高三专题练****的衰变方程为，其衰变曲线如图所示，τ为半衰期，则（　　）
A．发生的是β衰变
B．发生的是γ衰变
C．
D．
【答案】C
【解析】AB．由衰变方程可知，发生的是衰变，故AB错误；
CD．根据公式，代入图中数据可得
解得
故D错误C正确。
故选C。
【典例2】（2022·全国·高三专题练****静止的Bi原子核在磁场中发生衰变后运动轨迹如图所示，大、小圆半径分别为R1、R2。则下列关于此核衰变方程和两圆轨迹半径比值的判断中正确的是（　　）
A．Bi→Tl＋He B．Bi→Po＋H
C．R1∶R2＝84∶1 D．R1∶R2＝207∶4
【答案】C
【解析】AB．若是α衰变，则新核和α粒子向相反的方向射出，新核和α粒子偏转方向相反，做匀速圆周运动的轨迹外切，由题意知，两圆内切，所以该核的衰变是β衰变，根据质量数和电荷数守恒写出衰变方程为
A、B错误；
CD．洛伦兹力提供向心力，求得轨迹半径公式
又由于衰变前后动量守恒，即
联立可得轨迹半径之比等于电荷量的反比，从而求出轨迹半径之比
C正确，D错误。
故选C。
考点二　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
α衰变
自发
U→Th＋He
β衰变
自发
Th→Pa＋e
人工转变
人工控制
N＋He→O＋H
(卢瑟福发现质子)
He＋Be→C＋n
(查德威克发现中子)
Al＋He→P＋n
P→Si＋e
约里奥－居里夫妇发现放射性同位素，同时发现正电子
重核裂变
容易控制
U＋n→Ba＋Kr＋3n
U＋n→Xe＋Sr＋10n
轻核聚变
现阶段很难控制
H＋H→He＋n
2.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)、α粒子(He)、β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．
【典例3】（2022·湖北·襄阳四中模拟预测）目前，我们学****过的核反应有4种类型：核衰变、核裂变、核聚变和人工核转变。下列方程属于衰变类型的是（　　）
A．
B．
C．
D．
【答案】A
【解析】A．属于衰变，A符合题意；
B．属于核裂变，B不符合题意；
C．属于原子核的人工转变，C不符合题意；
D．属于核聚变，D不符合题意。
故选A。
【典例4】（2022·全国·高三专题练****在四个核反应方程中，x1、x2、x3、x4各代表一种粒子，①H＋H→x1；②Be＋He→C＋x2；③He＋N→O＋x3；④Th→Pa＋x4，下列判断正