《全品選考復(fù)習(xí)方案》2026版《全品高考》選考復(fù)習(xí)方案物理02第41講原子核【答案】附錄二答案第41講原子核考點(diǎn)一【必備知識】1.(1)核子(2)①核外電子數(shù)②核子數(shù)(3)質(zhì)量數(shù)2.自發(fā)貝克勒爾原子核3.氦弱電子弱強(qiáng)4.(1)原子核5.(1)半數(shù)(3)核內(nèi)部自身的因素?zé)o關(guān)6.(1)天然人工(2)示蹤原子【辨別明理】1.×2.√3.×4.×5.×考點(diǎn)二【必備知識】1.(1)③中子④鏈?zhǔn)椒磻?yīng)⑤原子彈⑥控制棒(2)①質(zhì)量較大熱核反應(yīng)考點(diǎn)三【必備知識】1.(3)牢固2.質(zhì)量虧損3.(1)E=mc2(2)Δmc2Δmc2【辨別明理】1.×2.√3.×第41講原子核例1A[解析]根據(jù)核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒知X的電荷數(shù)為6,質(zhì)量數(shù)為12,故X為612C,A正確;同理可知Y應(yīng)為24He,B錯(cuò)誤;中子01n的質(zhì)量數(shù)為1,C例2C[解析]衰變過程滿足質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒,則84210Po的衰變方程為84210Po→85210At+-10e,故A錯(cuò)誤;放射性元素的半衰期是由原子核自身的因素決定的,跟原子核所處的物理環(huán)境和化學(xué)狀態(tài)沒有關(guān)系,故B錯(cuò)誤;原子核發(fā)生衰變時(shí),由動量守恒可知β和新核的動量大小相等、方向相反,在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動,則有qvB=mv2R,可得圓周運(yùn)動半徑為R=mvqB=pqB∝1q,可知半徑R與電荷量q成反比,則A、B兩個(gè)圓的半徑之比為RA∶RB=85∶1,故C正確;新核帶正電,由左手定則知例3D[解析]由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知,3890Sr→3990Y+-10e?β衰變,94238Pu→92234U+24He?α衰變,A、B錯(cuò)誤;由于3890Sr的半衰期小于94例4D[解析]半衰期不隨外界溫度、壓強(qiáng)變化而變化,只由原子核自身決定,A錯(cuò)誤;由衰變方程83214Bi→82210Pb+24He+-10e,可知衰變④過程除了發(fā)生了α衰變,還發(fā)生了β衰變,B錯(cuò)誤;每經(jīng)過3.8天,將有半數(shù)的氡(86222Rn)衰變?yōu)?4218Po和鉛(82210Pb)和83214Bi和82210Pb,C錯(cuò)誤;氡核(86222Rn)比鉛核(82210Pb)多12個(gè)核子,由于例5C[解析]由于核反應(yīng)過程中質(zhì)量數(shù)守恒且電荷數(shù)守恒,故原子核Y的電荷數(shù)為119-95=24,則原子核Y為2454Cr,質(zhì)量數(shù)A=54+243-2=295,C例6C[解析]鈾或钚是重核,一般發(fā)生裂變,而“中國環(huán)流三號”是中國自主設(shè)計(jì)研制的可控核聚變大科學(xué)裝置,不可將鈾或钚聚變,故A錯(cuò)誤;氘和氚聚變的核反應(yīng)方程式為12H+13H→24He+01n,故B錯(cuò)誤;“氦-3”聚變不產(chǎn)生中子,對環(huán)境非常安全,是一種如今已被世界公認(rèn)的高效、清潔、安全、廉價(jià)的核聚變發(fā)電燃料,故C正確;例7AD[解析]比結(jié)合能越大,原子核越穩(wěn)定,由于82206Pb比84210Po更穩(wěn)定,所以82206Pb的比結(jié)合能大于84210Po的比結(jié)合能,故A正確;84210Po的結(jié)合能為E1,82206Pb的結(jié)合能為E2,X的結(jié)合能為E3,則該核反應(yīng)過程中放出的能量為Q=E2+E3-E1,故B錯(cuò)誤;根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程可知Q=mc2,可得m=Qc2,故C例8CD[解析]秦山核電站利用的重核裂變釋放的能量,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;如果不考慮核能與電能轉(zhuǎn)化效率,則根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程E=mc2可以推算,原子核虧損的質(zhì)量Δm=ΔEc2=6.9×1011×3.6×106(3.0×108)2kg≈27.6kg,但核能轉(zhuǎn)化為電能的效率不可能為100%,所以虧損的質(zhì)量應(yīng)該超過27.6kg,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;核電站反應(yīng)堆中需要用鎘棒來吸收中子,從而控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度,選項(xiàng)C正確;根據(jù)核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒及鏈?zhǔn)椒磻?yīng)中的中子數(shù)增加的特點(diǎn),可知反應(yīng)堆中存在92235U+第41講原子核1.C[解析]根據(jù)反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可得6×2=2×4+x+y,6=2×2+y,解得x=2,y=2,故C正確.2.C[解析]盧瑟福用α粒子轟擊氮原子核,產(chǎn)生了氧的一種同位素氧17和一個(gè)質(zhì)子,這是人類第一次實(shí)現(xiàn)的原子核的人工轉(zhuǎn)變,A錯(cuò)誤;β射線是原子核中的一個(gè)中子轉(zhuǎn)化為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子,B錯(cuò)誤;γ射線的電離能力很弱,穿透能力很強(qiáng),C正確;核電站的裂變反應(yīng)堆中,慢化劑的作用是將“快中子”轉(zhuǎn)化為“慢(熱)中子”,更容易引起裂變,D錯(cuò)誤.3.AB[解析]根據(jù)核反應(yīng)方程遵循質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒,可知X為質(zhì)子11H,選項(xiàng)A正確;由于614C具有放射性,且C是構(gòu)成生物體的主要元素之一,所以614C可以用作示蹤原子,選項(xiàng)B正確;β衰變放出的電子-10e來自原子核,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;由于半衰期是大量原子核衰變的統(tǒng)計(jì)規(guī)律,對少量原子核不適用,所以經(jīng)過一個(gè)半衰期,10個(gè)64.A[解析]根據(jù)衰變過程中電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒可知n=7+4-1=10,m=3+2=5,中子數(shù)等于質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)的差,可知mnX核中子數(shù)為5個(gè),37Li核中子數(shù)為4個(gè),則mnX核中子數(shù)比37Li核中子多一個(gè),故A正確;α射線比γ射線穿透力弱,故B錯(cuò)誤;發(fā)生衰變時(shí)會有質(zhì)量虧損,則mLi+mα<mn+mX,故C錯(cuò)誤;該核反應(yīng)不屬于α5.C[解析]根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知,X粒子為電子,即氚核發(fā)生β衰變,其中電子由原子核內(nèi)一個(gè)中子轉(zhuǎn)化為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子而來,故A錯(cuò)誤;放射性元素的半衰期由原子核決定,與外界的溫度、壓強(qiáng)等因素?zé)o關(guān),故B錯(cuò)誤;氚核發(fā)生β衰變的過程中釋放能量,根據(jù)質(zhì)能方程可知,總質(zhì)量減小,產(chǎn)生的新核的比結(jié)合能比氚核大,故C正確;電池中氚的含量等于初始值的25%時(shí),即剩余的氚核為原來的四分之一,根據(jù)m=122m0,可知經(jīng)過了兩個(gè)半衰期,即t=2T=2×12.5年=25年,故D6.A[解析]若新核的速度方向與v0方向相同,根據(jù)動量守恒定律知,釷核的速度方向也可能與v0方向相同,由左手定則判斷可知,衰變后釷核與新核所受的洛倫茲力均向右,均沿順時(shí)針方向繞行.由半徑公式r=mvqB、動量表達(dá)式p=mv,可得r=pqB,由核子數(shù)以及電荷數(shù)守恒可知,新核為氦核24He;由于釷核的帶電荷量遠(yuǎn)大于新核的帶電荷量,知釷核的軌道半徑可能小于新核的軌道半徑,A正確,C錯(cuò)誤;若衰變后釷核的速度方向與v0方向相反,由左手定則知,衰變后釷核所受的洛倫茲力向左,應(yīng)順時(shí)針繞行,B錯(cuò)誤;若衰變后釷核和新核的速度方向均與v0方向相反,衰變后兩者的總動量與原來的總動量方向相反,7.D[解析]根據(jù)核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒,可知核反應(yīng)方程式為12H+13H→24He+01n,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;生成物比反應(yīng)物更穩(wěn)定,因此生成物的比結(jié)合能更大,即氦核的比結(jié)合能比氘核的大,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;發(fā)生輕核聚變的條件是原子核之間距離達(dá)到原子核的尺度,即達(dá)到10-15m,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;根據(jù)核反應(yīng)可知,每次核聚變反應(yīng)后質(zhì)量虧損為Δm=n氘+n氚-n氦-n中=0.0189u,4g氘參加反應(yīng),含有氘核個(gè)數(shù)N=mMNA=42×6×1023=1.2×1024,質(zhì)量虧損產(chǎn)生的核能為ΔE=NΔm×931.5MeV=1.2×1024×0.0189×9318.AC[解析]根據(jù)電荷數(shù)與質(zhì)量數(shù)守恒可知,918F衰變的方程式為918F→10e+818O,故A正確;光子是衰變后處于高能級的新原子核818O放出的,故B錯(cuò)誤;根據(jù)λ=hp,p=εc=mc,解得λ=hmc,故C正確;9.C[解析]鈾238發(fā)生α衰變的方程式為92238U→90234Th+24He,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;半衰期是大量原子核衰變的統(tǒng)計(jì)規(guī)律,對少數(shù)的原子核衰變不適應(yīng),選項(xiàng)B錯(cuò)誤;鈾238(92238U)最終衰變形成鉛206(82206Pb),α衰變的次數(shù)為238-2064=8次,β衰變的次數(shù)為82+2×8-92=6次,選項(xiàng)C正確;測得某巖石中現(xiàn)含有的鈾是巖石形成初期時(shí)的一半10.D[解析]衰變方程式為1124Na→1224Mg+-10e,故該衰變過程為β衰變,A錯(cuò)誤;半衰期不會因?yàn)槲锢頎顟B(tài)、化學(xué)狀態(tài)的改變而改變,B錯(cuò)誤;45h為三個(gè)半衰期,故45h后樣本放射強(qiáng)度變?yōu)樵瓉淼?8,C錯(cuò)誤;45h后樣本放射強(qiáng)度變?yōu)?.2×104×123次=4×103次,設(shè)該病人體內(nèi)血液的總體積約為V,則有V400011.AB[解析]β衰變時(shí),核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子,根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒,A正確;弱相互作用是引起原子核β衰變的原因,B正確;由題中“形成過程均可類比核聚變”可知,不能簡單地列1.6726×10-27kg=2m上+m下、1.6749×10-27kg=m上+2m下計(jì)算上、下夸克的質(zhì)量差,C錯(cuò)誤;β衰變中的質(zhì)量虧損Δm=1.6749×10-27kg-1.6726×10-27kg-9.1096×10-31kg≈1.39×10-30kg,釋放出的能量為ΔE=Δm·c2=1.39×10-30×9×1016J≈1.25×10-13J,D錯(cuò)誤.12.D[解析]由動量守恒定律得0=Dv'-Fv,所以Y原子核的速度大小v'=FDv,故A錯(cuò)誤;Y原子核與Z原子核的質(zhì)量之比為D∶F,速度之比為F∶D,因此它們的動能之比為F∶D,故B錯(cuò)誤;因?yàn)榉懦瞿芰?有質(zhì)量虧損,所以Y原子核和Z原子核的質(zhì)量之和比X原子核的質(zhì)量小,Y原子核和Z原子核的結(jié)合能之和比X原子核的結(jié)合能大,故C錯(cuò)誤,D正確13.AD[解析]根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可判斷,X是01n,a=235+1-141-92=3,A正確;核反應(yīng)會產(chǎn)生中子流,故不需要一直由外界射入高速中子流,B錯(cuò)誤;氫原子光譜波長最短的光子能量為13.6eV,該裂變反應(yīng)每次釋放出的核能為173.8MeV,兩者不相等,C錯(cuò)誤;反應(yīng)堆每年提供的能量為E總=MmUΔE,核發(fā)電站一年提供的電能為W電=Pt,效率η=W電E總×100%,聯(lián)立可得M≈3.14.D[解析]目前核電站利用核裂變反應(yīng),故A錯(cuò)誤;將氦核的核子全部分開,大約需要28MeV的能量,氦核的比結(jié)合能約為E-=28eV4=7eV,故B錯(cuò)誤;若兩個(gè)質(zhì)子以相同初動能E0相向運(yùn)動正碰而恰好結(jié)合,由動量和能量守恒可知,質(zhì)子結(jié)合能為2E0,則一個(gè)質(zhì)子從遠(yuǎn)處以初動能2E0與另一個(gè)靜止的質(zhì)子發(fā)生正碰,假如結(jié)合在一起,由動量和能量守恒可知mv0=2mv,ΔE=12mv02-12×2mv2=14mv02=E0,質(zhì)子獲得的能量為E0小于2E0,則它們不能結(jié)合,故C錯(cuò)誤;由題意有7.2×105×1.6×10-19J=32×1.38×10-23×J/K·T,解得15.ABD[解析]衰變過程中質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)均守恒,故該衰變方程為ZAX→Z-2A-4Y+24He,A正確;衰變過程中滿足動量守恒定律,即有mαvα=mYvY,又粒子在磁場中做圓周運(yùn)動,根據(jù)qvB=mv2r,得r=mvqB,核Y與α粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的半徑之比rYrα=qαqY=2Z-2,解得rY=2RZ-2,B正確;該過程中虧損的質(zhì)量為Δm=(mX-mY-mα),所以釋放的核能為(mX-mY-mα)c2,釋放的核能不是Y的結(jié)合能,C錯(cuò)誤;由動能與動量的關(guān)系可得Ek=p22m,得原子核Y與α粒子的動能之比為EkYEkα=mαmY,由題意可知原子核X衰變時(shí)釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為動能,則有釋放的核能為E=E第41講原子核考點(diǎn)一原子核的衰變與半衰期1.原子核的組成(1)原子核由質(zhì)子和中子組成,質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為.質(zhì)子帶正電,中子不帶電.

(2)基本關(guān)系①電荷數(shù)(Z)=質(zhì)子數(shù)=元素的原子序數(shù)=原子的.

②質(zhì)量數(shù)(A)==質(zhì)子數(shù)+中子數(shù).

(3)X元素的原子核的符號為ZAX,其中A表示,Z2.天然放射現(xiàn)象放射性元素地發(fā)出射線的現(xiàn)象,首先由發(fā)現(xiàn).天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn),說明具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu).

3.三種射線的比較名稱構(gòu)成符號電荷量電離能力貫穿本領(lǐng)α射線核

2+2e最強(qiáng)最

β射線

-1-e較強(qiáng)較強(qiáng)γ射線光子γ0最

最

4.原子核的衰變(1)衰變:原子核自發(fā)地放出α粒子或β粒子,變成另一種的變化稱為原子核的衰變.

(2)α衰變、β衰變的比較衰變類型α衰變β衰變衰變過程ZAX→ZZAX→Z+1衰變實(shí)質(zhì)2個(gè)質(zhì)子和2個(gè)中子結(jié)合成一個(gè)整體射出1個(gè)中子轉(zhuǎn)化為1個(gè)質(zhì)子和1個(gè)電子211H+2001n→1勻強(qiáng)磁場中的軌跡形狀衰變規(guī)律電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒、動量守恒(3)γ射線:γ射線經(jīng)常是伴隨著α衰變或β衰變同時(shí)產(chǎn)生的.5.半衰期(1)定義:放射性元素的原子核有發(fā)生衰變所需的時(shí)間.

(2)公式:N余=N原12tT,m余=m(3)影響因素:放射性元素衰變的快慢是由決定的,跟原子所處的外部條件(如溫度、壓強(qiáng))或化學(xué)狀態(tài)(如單質(zhì)、化合物)(選填“有關(guān)”或“無關(guān)”).

6.放射性同位素的應(yīng)用與防護(hù)(1)放射性同位素:有放射性同位素和放射性同位素兩類,放射性同位素的化學(xué)性質(zhì)相同.

(2)應(yīng)用:消除靜電、工業(yè)探傷、用作等.

(3)防護(hù):防止放射性對人體組織的傷害.【辨別明理】1.人們認(rèn)識原子核具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)是從盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子開始的.()2.三種射線,按穿透能力由強(qiáng)到弱的排列順序是γ射線、β射線、α射線.()3.β衰變中的電子來源于原子核外電子.()4.發(fā)生β衰變時(shí),新核的電荷數(shù)不變.()5.如果現(xiàn)在有100個(gè)某放射性元素的原子核,那么經(jīng)過一個(gè)半衰期后還剩50個(gè).()考向一原子核的衰變例1[2024·浙江6月選考]發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程為24He+49Be→X+01n,“玉免二號”巡視器的核電池中钚238的衰變方程為94238A.核反應(yīng)方程中的X為6B.衰變方程中的Y為2C.中子01D.钚238的衰變吸收能量例21898年,居里夫婦發(fā)現(xiàn)了一種能夠發(fā)出很強(qiáng)射線的新元素—釙(84210Po),為此居里夫人獲得了諾貝爾化學(xué)獎.現(xiàn)把84210Po原子核靜止放在勻強(qiáng)磁場中的a點(diǎn),某一時(shí)刻發(fā)生β衰變,產(chǎn)生了新核At,形成了如圖所示的A和B兩個(gè)圓軌跡.下列說法正確的是(A.84210Po的衰變方程為84210Po→85210B.把84210Po放在磁場中,C.A、B兩個(gè)圓的半徑之比為85∶1D.釋放出的粒子和新核圓周運(yùn)動的旋轉(zhuǎn)方向均為順時(shí)針方向【技法點(diǎn)撥】靜止的原子核在勻強(qiáng)磁場中發(fā)生衰變后的軌跡判定(1)根據(jù)動量守恒定律和帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動的半徑公式可以得出結(jié)論:粒子的電荷量越大,則軌跡半徑越小.(2)根據(jù)動量守恒定律和左手定則可以得出結(jié)論:兩粒子帶同種電荷時(shí),軌跡為外切圓;兩粒子帶異種電荷時(shí),軌跡為內(nèi)切圓.考向二半衰期例3[2024·山東卷]2024年是中國航天大年,神舟十八號、嫦娥六號等已陸續(xù)飛天,部分航天器裝載了具有抗干擾性強(qiáng)的核電池.已知3890Sr衰變?yōu)?990Y的半衰期約為29年;94238Pu衰變?yōu)?2234U的半衰期約87年.現(xiàn)用相同數(shù)目的3890SrA.3890Sr衰變?yōu)?990B.94238Pu衰變?yōu)?2234C.50年后,剩余的3890Sr數(shù)目大于D.87年后,剩余的3890Sr數(shù)目小于例4[2024·金華模擬]花崗巖、磚砂、水泥及深層地下水等物質(zhì)會釋放氡氣.氡氣被吸入人體后會形成內(nèi)照射,對人體的危害僅次于吸煙.氡的同位素中對人體危害最大的是氡(86222Rn)及其衰變產(chǎn)物,氡(86222Rn)的衰變鏈為86222Rn84218Po82214Pb83214Bi82210Pb,其中氡(86222Rn)的半衰期為3.8天.關(guān)于氡(A.將抽取的深層地下水煮沸后,氡會更快衰變掉B.衰變④過程只發(fā)生了α衰變C.每經(jīng)過3.8天,將有半數(shù)的氡(86222Rn)衰變?yōu)殂UD.一個(gè)氡核(86222Rn)每經(jīng)過一個(gè)衰變鏈,共發(fā)生了3次α衰變、2次【技法點(diǎn)撥】衰變次數(shù)的計(jì)算方法

確定衰變次數(shù)的方法是依據(jù)兩個(gè)守恒規(guī)律,設(shè)放射性元素ZAX經(jīng)過n次α衰變和m次β衰變后,變成穩(wěn)定的新元素Z'A'Y,則表示該核反應(yīng)的方程為ZAX→Z'A'Y+n24He+m-10e.根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可列方程A=A'+4n,Z=Z'+2n-m,由以上兩式聯(lián)立解得n=考點(diǎn)二核反應(yīng)類型及其方程式1.裂變反應(yīng)和聚變反應(yīng)、核反應(yīng)方程(1)重核裂變①定義:質(zhì)量數(shù)較大的原子核受到高能粒子的轟擊而分裂成幾個(gè)質(zhì)量數(shù)較小的原子核的過程.②典型的裂變反應(yīng)方程:92235U+01n→56144③鏈?zhǔn)椒磻?yīng):重核裂變產(chǎn)生的使裂變反應(yīng)一代接一代繼續(xù)下去的過程.

④臨界體積和臨界質(zhì)量:裂變物質(zhì)能夠發(fā)生的最小體積及其相應(yīng)的質(zhì)量.

⑤裂變的應(yīng)用:、核反應(yīng)堆.

⑥反應(yīng)堆構(gòu)造:核燃料(鈾棒)、慢化劑(石墨、重水和普通水)、.

(2)輕核聚變①定義:兩個(gè)輕核結(jié)合成的核的反應(yīng)過程.輕核聚變反應(yīng)必須在高溫下進(jìn)行,因此又叫.

②典型的聚變反應(yīng)方程:12H+13H→242.核反應(yīng)的四種類型類型可控性核反應(yīng)方程典例衰變α衰變自發(fā)92238U→90β衰變自發(fā)90234Th→91人工轉(zhuǎn)變?nèi)斯た刂?14N+24He→824He+49Be→6人工轉(zhuǎn)變?nèi)斯た刂?327Al1530P約里奧·居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性同位素,同時(shí)發(fā)現(xiàn)正電子1530P→14重核裂變?nèi)菀卓刂?2235U+01n→5692235U+01n→54輕核聚變很難控制12H+13H3.核反應(yīng)方程式的書寫(1)熟記常見基本粒子的符號,是正確書寫核反應(yīng)方程式的基礎(chǔ).如質(zhì)子(11H)、中子(01n)、α粒子(24He)、β粒子(-10e)、正電子(1(2)掌握核反應(yīng)方程遵循的規(guī)律:質(zhì)量數(shù)守恒,電荷數(shù)守恒.(3)由于核反應(yīng)不可逆,所以書寫核反應(yīng)方程式時(shí)只能用“→”表示反應(yīng)方向.例5[2024·廣東卷]我國正在建設(shè)的大科學(xué)裝置——“強(qiáng)流重離子加速器”,其科學(xué)目標(biāo)之一是探尋神秘的“119號”元素.科學(xué)家嘗試使用核反應(yīng)Y+95243Am→119AX+201n產(chǎn)生該元素.關(guān)于原子核Y和質(zhì)量數(shù)A,A.Y為2658Fe,A=299 B.Y為26C.Y為2454Cr,A=295 D.Y為24例6[2024·湖南長沙模擬]2023年11月16日《紅星新聞網(wǎng)》報(bào)道,進(jìn)入11月,成都科創(chuàng)領(lǐng)域喜訊不斷、活力澎湃,新一代“人造太陽”,中國環(huán)流三號實(shí)現(xiàn)115萬安培放電……中國環(huán)流三號,是中國自主設(shè)計(jì)研制的可控核聚變大科學(xué)裝置,它也被稱為新一代“人造太陽”.下列說法正確的是()A.“中國環(huán)流三號”可將鈾或钚聚變B.氘和氚聚變的核反應(yīng)方程式為12H+1C.“氦-3”聚變不產(chǎn)生中子,對環(huán)境非常安全,是一種如今已被世界公認(rèn)的高效、清潔、安全、廉價(jià)的核聚變發(fā)電燃料D.氫的同位素13H(氚)具有放射性,半衰期為12.46年,現(xiàn)有100個(gè)氚原子核,經(jīng)過12.46年后剩下考點(diǎn)三質(zhì)量虧損與核能的計(jì)算1.核力和核能(1)核力:原子核內(nèi)部,核子間所特有的相互作用力.核力是強(qiáng)相互作用,為短程力,作用范圍只有約10-15m,與電性無關(guān).(2)結(jié)合能:原子核是核子憑借核力結(jié)合在一起構(gòu)成的,要把它們分開需要的能量,叫作原子核的結(jié)合能,也叫核能.(3)比結(jié)合能:原子核的結(jié)合能與核子數(shù)之比,叫作比結(jié)合能,也叫平均結(jié)合能.比結(jié)合能越大,原子核中核子結(jié)合得越,原子核越穩(wěn)定.

2.質(zhì)量虧損凡是釋放核能的核反應(yīng),反應(yīng)后各原子核(新生核)及微觀粒子的質(zhì)量(即靜止質(zhì)量)之和變小,兩者的差值就叫.

3.質(zhì)能方程(1)愛因斯坦得出物體的能量與它的質(zhì)量的關(guān)系:.

(2)核子在結(jié)合成原子核時(shí)出現(xiàn)質(zhì)量虧損Δm,其對應(yīng)減少的能量ΔE=.原子核分解成核子時(shí)要吸收一定的能量,相應(yīng)的質(zhì)量增加Δm,吸收的能量為ΔE=.

4.核能的計(jì)算(1)根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程ΔE=Δmc2計(jì)算核能.①ΔE=Δmc2中,若Δm的單位為“kg”,c的單位為“m/s”,則ΔE的單位為“J”.②ΔE=Δmc2中,若Δm的單位為“u”,則可直接利用ΔE=Δm×931.5MeV/u計(jì)算,此時(shí)ΔE的單位為“MeV”,即1u=1.6606×10-27kg,相當(dāng)于931.5MeV,這個(gè)結(jié)論可在計(jì)算中直接應(yīng)用.(2)利用比結(jié)合能計(jì)算核能原子核的結(jié)合能=核子的比結(jié)合能×核子數(shù).核反應(yīng)中反應(yīng)前系統(tǒng)內(nèi)所有原子核的總結(jié)合能與反應(yīng)后生成的所有新核的總結(jié)合能之差,就是該核反應(yīng)所釋放(或吸收)的核能.【辨別明理】1.原子核的結(jié)合能越大,原子核越穩(wěn)定.()2.核反應(yīng)中有質(zhì)量虧損,一定有核能產(chǎn)生.()3.質(zhì)能方程表明在一定條件下,質(zhì)量可以轉(zhuǎn)化為能量.()例7(多選)[2024·杭州模擬]2023年8月24日,日本政府向海洋排放福島第一核電站的核污水,核污水中的放射性物質(zhì)會對海水產(chǎn)生長久的、風(fēng)險(xiǎn)不可控的污染.如核污水中的84210Po具有放射性,其發(fā)生衰變時(shí)的核反應(yīng)方程為84210Po→82206Pb+X,該核反應(yīng)過程中放出的能量為Q.設(shè)84210Po的結(jié)合能為E1,82206Pb的結(jié)合能為E2,X的結(jié)合能為EA.82206Pb的比結(jié)合能大于B.該核反應(yīng)過程中放出的能量Q=206E2+4E3-210E1C.該核反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損可以表示為m=Qc2D.衰變過程中放出的光子是由新原子核從高能級向低能級躍遷產(chǎn)生的例8(多選)[2022·浙江1月選考]2021年12月15日秦山核電站迎來了安全發(fā)電30周年,核電站累計(jì)發(fā)電約6.9×1011kW·h,相當(dāng)于減排二氧化碳六億多噸.為了提高能源利用率,核電站還將利用冷卻水給周圍居民供熱.下列說法正確的是()A.秦山核電站利用的是核聚變釋放的能量B.秦山核電站發(fā)電使原子核虧損的質(zhì)量約為27.6kgC.核電站反應(yīng)堆中需要用鎘棒控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度D.反應(yīng)堆中存在92235U+01n→56144附錄一浙江選考物理核心素養(yǎng)必備常識浙江物理選考試題有以下幾個(gè)特點(diǎn):1.注重物理知識與生活實(shí)際、生產(chǎn)勞動的聯(lián)系;2.注重物理知識與科技的聯(lián)系;3.緊扣教材,從教材中尋找素材;4.堅(jiān)持考查“物理核心素養(yǎng)”;5.注重過程,運(yùn)算量大;6.試題的傳承性強(qiáng),不回避熱點(diǎn)問題.本附錄以近些年浙江選考?？急貍涑ＷR為主線梳理以下考點(diǎn).考點(diǎn)一物理量的分類有關(guān)物理量的分類常見的有:1.按照描述對象的狀態(tài)分為狀態(tài)量和過程量;2.按照遵循的運(yùn)算法則分為矢量和標(biāo)量;3.按照是否參與參考系關(guān)聯(lián)分為相對量和絕對量;4.按照物理量關(guān)系式的由來分為比值式和決定式等多種分類方式.考向一矢量與標(biāo)量例1[2024·浙江6月選考]下列物理量中,屬于矢量的是()A.位移 B.時(shí)間C.電流 D.熱量考向二比值定義式與決定式例2[2019·浙江4月選考]下列式子屬于比值定義物理量的是()A.t=Δxv B.a=C.C=QU D.I=考點(diǎn)二物理量的單位國際單位制的單位包括SI基本單位和SI導(dǎo)出單位.1.SI基本單位:SI基本單位在量綱上彼此獨(dú)立.國際單位制以下表中的7個(gè)單位為基礎(chǔ).物理量單位名稱單位符號長度米m質(zhì)量千克(公斤)kg時(shí)間秒s電流安[培]A熱力學(xué)溫度開[爾文]K發(fā)光強(qiáng)度坎[德拉]cd物質(zhì)的量摩[爾]mol2.SI導(dǎo)出單位:導(dǎo)出單位是用基本單位以代數(shù)形式表示的單位.高中階段常見的SI導(dǎo)出單位如下:物理量名稱符號用SI基本單位和SI導(dǎo)出單位表示頻率赫[茲]Hz1Hz=1s-1力牛[頓]N1N=1kg·m/s2壓強(qiáng)帕[斯卡]Pa1Pa=1N/m2功、能量焦[耳]J1J=1N·m功率瓦[特]W1W=1J/s電荷[量]庫[侖]C1C=1A·s電壓、電動勢伏[特]V1V=1W/A電容法[拉]F1F=1C/V電阻歐[姆]Ω1Ω=1V/A磁通[量]韋[伯]Wb1Wb=1V·s磁感應(yīng)強(qiáng)度特[斯拉]T1T=1Wb/m2電感亨[利]H1H=1Wb/A例3[2023·浙江1月選考]下列屬于國際單位制中基本單位符號的是()A.J B.KC.W D.Wb例4[2021·浙江1月選考]如圖所示是我國自主研發(fā)的全自動無人值守望遠(yuǎn)鏡,它安裝在位于南極大陸的昆侖站,電力供應(yīng)僅為1×103W.若用國際單位制基本單位的符號來表示W(wǎng),正確的是()A.N·s B.N·m/sC.kg·m/s D.kg·m2/s3考點(diǎn)三物理學(xué)史及常識類考查浙江選考注重物理學(xué)史、物理概念的考查,尤其是發(fā)散型選項(xiàng),四個(gè)獨(dú)立選項(xiàng),分別考查不同的概念、規(guī)律和應(yīng)用,知識覆蓋面廣.例5(多選)[2024·浙江1月選考]下列說法正確的是()A.相同溫度下,黑體吸收能力最強(qiáng),但輻射能力最弱B.具有相同動能的中子和電子,其德布羅意波長相同C.電磁場是真實(shí)存在的物質(zhì),電磁波具有動量和能量D.自然光經(jīng)玻璃表面反射后,透過偏振片觀察,轉(zhuǎn)動偏振片時(shí)可觀察到明暗變化例6(多選)[2023·浙江6月選考]下列說法正確的是()A.熱量能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體B.液體的表面張力方向總是跟液面相切C.在不同的慣性參考系中,物理規(guī)律的形式是不同的D.當(dāng)波源與觀察者相互接近時(shí),觀察者觀測到波的頻率大于波源振動的頻率1.[2024·浙江1月選考]下列屬于國際單位制基本單位符號的是()A.s B.NC.F D.T2.[2023·浙江6月選考]下列四組物理量中均為標(biāo)量的是()A.電勢電場強(qiáng)度B.熱量功率C.動量動能D.速度加速度3.[2020·浙江1月選考]以下物理量為矢量,且單位是國際單位制基本單位的是()A.電流、AB.位移、mC.功、JD.磁感應(yīng)強(qiáng)度、T4.[2022·浙江1月選考]單位為J/m的物理量是()A.力B.功C.動能D.電場強(qiáng)度5.[2021·浙江6月選考]據(jù)《自然》雜志2021年5月17日報(bào)道,中國科學(xué)家在稻城“拉索”基地(如圖所示)探測到迄今為止最高能量的γ射線,能量值為1.40×1015eV,即()A.1.40×1015V B.2.24×10-4CC.2.24×10-4W D.2.24×10-4J6.[2020·浙江1月選考]下列說法正確的是()A.α射線的穿透能力比γ射線強(qiáng)B.天然放射現(xiàn)象說明原子具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)C.核聚變中平均每個(gè)核子放出的能量比裂變中平均每個(gè)核子的小D.半衰期跟放射性元素以單質(zhì)或化合物形式存在無關(guān)7.(多選)[2023·浙江1月選考]下列說法正確的是()A.利用電容傳感器可制成麥克風(fēng)B.物體受合外力越大,則動量變化越快C.利用紅外傳感器可制成商場的自動門D.牛頓運(yùn)動定律不適用,則動量守恒定律也不適用第41講原子核(限時(shí)40分鐘)1.[2024·全國甲卷]氘核可通過一系列聚變反應(yīng)釋放能量,總的反應(yīng)效果可用612H→224He+x01n+y11p+43.15MeV表示,式中A.x=1,y=2 B.x=1,y=3C.x=2,y=2 D.x=3,y=12.[2024·寧波模擬]以下關(guān)于原子核相關(guān)內(nèi)容,說法正確的是()A.查德威克用α粒子轟擊鈹核得到中子,這是人類第一次實(shí)現(xiàn)的原子核的人工轉(zhuǎn)變B.β射線的產(chǎn)生說明原子核中存在電子C.γ射線的電離能力很弱,穿透能力很強(qiáng)D.核電站的裂變反應(yīng)堆中,慢化劑的作用是將“熱中子”轉(zhuǎn)化為“慢中子”3.(多選)秦山核電站生產(chǎn)614C的核反應(yīng)方程式為714N+01n→614C+X,其產(chǎn)物614C的衰變方程為614A.X是1B.614C.-10D.經(jīng)過一個(gè)半衰期,10個(gè)614C將剩下4.[2024·麗水模擬]目前治療癌癥最先進(jìn)的手段是利用核反應(yīng)mnX+01n→37Li+24He釋放出的高殺傷力的α粒子作用在癌細(xì)胞上,進(jìn)而將病人體內(nèi)的癌細(xì)胞殺死.已知X粒子的質(zhì)量為mX,中子的質(zhì)量為mn,α粒子的質(zhì)量為mα,Li核的質(zhì)量為A.mnX核中子數(shù)比B.α射線比γ射線穿透力強(qiáng)C.mLi+mα=mn+mXD.該反應(yīng)類型屬于α衰變5.[2024·金華模擬]2024年3月29日全國首批“港澳藥械通”進(jìn)口心臟起搏器在穗通關(guān),這批心臟起搏器使用“氚電池”供電,氚電池能將氚核衰變產(chǎn)生的核能轉(zhuǎn)化為電能,方程式為13H→23He+X+ΔE,已知氚核發(fā)生衰變的半衰期為12.5年,當(dāng)電池中氚的含量低于初始值的25%時(shí)便無法正常工作.下列說法正確的是A.X粒子是來自原子的核外電子B.起搏器所處環(huán)境的濕度、溫度可以改變氚的半衰期C.13H的比結(jié)合能比D.這種核能電池的壽命大約是35年6.如圖所示,虛線是一個(gè)鈾核92238U正在勻強(qiáng)磁場中以速率v0做勻速圓周運(yùn)動的軌跡,當(dāng)它運(yùn)動到O點(diǎn)時(shí),衰變成釷核和另外一個(gè)新核,兩核的速度方向與v0共線,不計(jì)衰變后粒子間的相互作用,則關(guān)于釷核與新核在磁場中運(yùn)動的軌跡和繞行方向可能正確的是()ABCD7.[2024·浙江1月選考]已知氘核質(zhì)量為2.0141u,氚核質(zhì)量為3.0161u,氦核質(zhì)量為4.0026u,中子質(zhì)量為1.0087u,阿伏加德羅常數(shù)NA取6.0×1023mol-1,氘核摩爾質(zhì)量為2g·mol-1,1u相當(dāng)于931.5MeV.關(guān)于氘與氚聚變成氦,下列說法正確的是()A.核反應(yīng)方程式為12H+13HB.氘核的比結(jié)合能比氦核的大C.氘核與氚核的間距達(dá)到10-10m就能發(fā)生核聚變D.4g氘完全參與聚變釋放出能量的數(shù)量級為1025MeV8.(多選)[2024·紹興模擬]將放射性同位素氟18(918F)注入人體參與人體的代謝過程,如圖所示,918F在人體內(nèi)衰變放出正電子,與人體內(nèi)負(fù)電子相遇而湮滅并產(chǎn)生一對波長相等的光子,被探測器探測到,經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后產(chǎn)生清晰的醫(yī)學(xué)圖像.設(shè)正、負(fù)電子的質(zhì)量均為m,光速為c,普朗克常數(shù)為h.下列說法正確的是A.918F衰變的方程式為918FB.光子是918C.上述正、負(fù)電子湮滅產(chǎn)生的光子波長為hD.9189.[2024·山東濟(jì)南模擬]科學(xué)家利用天然放射性的衰變規(guī)律,通過對目前發(fā)現(xiàn)的古老巖石中鈾含量來推算地球的年齡,鈾238的相對含量隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖所示,下列說法正確的是()A.鈾238發(fā)生α衰變的方程式為92238U→90B.2000個(gè)鈾核經(jīng)過90億年,一定還有500個(gè)鈾核未發(fā)生衰變C.鈾238(92238U)最終衰變形成鉛206(82206Pb),需經(jīng)8次α衰變D.測得某巖石中現(xiàn)含有的鈾是巖石形成初期時(shí)的一半,可推算出地球的年齡約為90億年10.[2024·余姚模擬]鈉的放射性同位素1124Na經(jīng)過一次衰變后產(chǎn)生穩(wěn)定的鎂(1224Mg).已知1124Na的半衰期為15h,將一個(gè)放射強(qiáng)度為每秒3.2×104次的1124Na溶液樣本注射到某病人血液中,45h后從該病人體內(nèi)抽取6mL的血液,測得其放射強(qiáng)度為每秒A.該衰變過程為α衰變B.1124C.45h后樣本放射強(qiáng)度變?yōu)樵瓉淼?D.該病人體內(nèi)血液的總體積約為4.8L1