第四节原子核与放射性核能一、考情分析考试大纲考纲解读1.原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰期Ⅰ2.放射性同位素Ⅰ3.核力、核反响方程Ⅰ4.结合能、质量亏损Ⅰ5.裂变反响和聚变反响、裂变反响堆Ⅰ6.射线的危害与防护Ⅰ1．半衰期、质能方程的应用、计算以及核反响方程的书写是高考的热点问题，这局部内容较为简单，在学习中要注意抓好根本知识.2．裂变、聚变及三种射线，这局部内容在高考命题中可能结合动量守恒、电场、磁场等知识来研究带电粒子在电场、磁场中的运动.二、考点知识梳理（一）、天然放射性现象1．放射性现象：贝克勒耳发现_____________，使人们认识到________也有复杂构造，揭开了人类研究原子核构造的序幕．通过对天然放射现象的研究，人们发现原子序数大于________的所有天然存在的元素都有_________，原子序数小于83的天然存在的元素有些也具有放射性，它们放射出来的射线共有三种：______、__________、____________．2、三种射线的本质和特性1．α射线：速度约为光速1／10的氦核流，贯穿作用很弱，电离作用很强．2．β射线：速度约为光速十分之几的电子流，贯穿作用很强，电离作用较弱．3．γ射线：波长极短的电磁波，贯穿作用最强，电离作用最弱．种类本质质量（u）电荷（e）速度（c）电离性贯穿性α射线氦核4+20.1最强最弱，纸能挡住β射线电子1/1840-10.99较强较强，穿几mm20/20铝板γ射线光子001最弱最强，穿几cm铅版βγαO三种射线在匀强磁场、匀强电场、正交电场和磁场中的偏转情况比较：α γ β⑴ ⑵ ⑶3、原子核的衰变规律（1）α衰变的一般方程为_____________·每发生一次α衰变，新元素与原元素相比较，核电荷数减小2，质量数减少4．α衰变的实质是某元素的原子核同时放出由两个质子和两个中子组成的粒子（即氦核）．（核内）（2）β衰变的一般方程为____________．每发生一次β衰变，新元素与原元素相比较，核电荷数增加1，质量数不变．β衰变的实质是元素的原子核内的一个中子变成质子时放射出一个电子．（核内），+β衰变：（核内）（3）γ射线是伴随_______或__________同时产生的、γ射线__________原子核的电荷数和质量数．其实质是放射性原子核在发生α衰变或β衰变时，产生的某些新核由于具有过多的能量（核处于激发态）而辐射出光子．（4）半衰期放射性元素衰变的快慢用半衰期来表示，①定义：____________________________________________。②意义：反映了核衰变过程的统计快慢程度。③特征：只由________的因素所决定，而与原子所处的物理状态或化学状态_______。④公式表示：，式中、分别表示衰变前的放射性元素的原子数和质量，、分别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，T表示半衰期。20/20⑤理解：搞清了对半衰期的如下错误认识，也就正确地理解了半衰期的真正含义。第一种错误认识是：N0（大量）个放射性元素的核，经过一个半衰期T，衰变了一半，再经过一个半衰期T，全部衰变完。第二种错误认识是：假设有4个放射性元素的核，经过一个半衰期T，将衰变2个。事实上，N0（大量）个某种放射性元素的核，经过时间t后剩下的这种核的个数为而对于少量的核（如4个），是无法确定其衰变所需要的时间的。这实质上就是“半衰期反映了核衰变过程的统计快慢程度”的含义。（二）、原子核的人工转变核能1．原子核的组成：______和_______组成原子核。质子和中子统称为________，原子核的质量数等于其___________，原子核的电荷数等于其__________，原子核的中子数N等于其质量数A与电荷数Z之差，即N=A—Z。质子质量=1．007277u＝1．6725×10－27kg;中子质量=1．008665u＝1．6748×10--27kg具有相同的质子数、不同的中子数的原子核互称为___________．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响过程，其核反响方程的一般形式为：______________________。式中是靶核的符号，为入射粒子的符号，是新生核符号，是放射出的粒子的符号。①卢瑟福发现质子的核反响方程为：_____________________②查德威克发现中子的核反响方程为：____________________。③约里奥·居里夫妇发现放射性同位素和正电子的核反响方程为：______________________________________________________，其中，P是放射性同位素，e为正电子．3.放射性同位素的应用20/20⑴利用其射线：α射线____________强，用于使空气电离，将静电泄出，从而消除有害静电。γ射线_______________强，可用于金属探伤，也可用于治疗恶性肿瘤。各种射线均可使DNA发生突变，可用于生物工程，基因工程。⑵作为示踪原子。用于研究农作物化肥需求情况，诊断甲状腺疾病的类型，研究生物大分子构造及其功能。⑶进展考古研究。利用放射性同位素____________，判定出土木质文物的产生年代。一般都使用人工制造的放射性同位素（种类齐全，半衰期短，可制成各种形状，强度容易控制）。（三）、核力与核能1．核力：原子核的半径很小，其中的质子之间的库仑力很大，受到这么大的库仑斥力却能是稳定状态，一定还有另外一种力把各核子紧紧地拉在一起．这种力叫做_______①核力是很强的力②核力作用范围小，只在___________________短距离内起作用③每个核子只跟_______________才有核力作用2．核能（1）结合能：核子结合成原子核时放出一定的能量，原子核分解成核子时吸收一定能量，这种能量叫结合能．（2）质量亏损：核子结合生成原子核，所生成的原子核的质量比生成它的核子的总质量要______些，这种现象叫做质量亏损。也可以认为．在核反响中，参加核反响的总质量m和核反响后生成的核总质量m/之差：Δm=m一m/（3）爱因斯坦质能方程：爱因斯坦的相对论指出：物体的能量和质量之间存在着密切的联系，它们的关系是：______________，这就是爱因斯坦的质能方程。质能方程的另一个表达形式是：_________________。20/20（4）核能计算：①应用公式ΔE=Δmc2时应选用国际单位，即ΔEM的单位为焦耳，Δm的单位为千克，C的单位为米／秒．②1u相当于931．5MeV，其中u为原子质量单位：1u=1．660566×10－27kg，lMev=l06ev，leV＝1．6×10－19J③应用公式ΔE=931．5Δm时，ΔE的单位为兆电子伏（MeV），Δm的单位为原子质量单位．（四）、重核的裂变与轻核的聚变1．重核的裂变①所谓重核即为质量数很大的原子核．②重核俘获一个中子后分裂为两个或几个中等质量数的原子核的反响过程叫重核的裂变。在裂变的同时，还会放出几个中子和大量能量．裂变方程式例举：___________________________铀235裂变时，同时放出2—3个中子，如果这些中子再引起其他铀235核裂变，就可使裂变反响不断地进展下去，这种反响叫链式反响．铀235核能够发生接式反响的铀块的最小体积叫做它的临界体积．③核反响堆的构造：A．核燃料——用铀棒（含3%-4%的浓缩铀）。B．减速剂——用石墨、重水或普通水（只吸收慢中子）。C．控制棒——用镉做成（镉吸收中子的能力很强）。D．冷却剂——用水或液态钠（把反响堆内的热量传递出去）E．水泥防护层。用来屏蔽裂变产物放出的各种射线。2．轻核的聚变20/20①所谓轻核是指质量数很小的原子核，如氢核、氘核等．②某些轻核结合成质量数较大的原子核的反响过程叫做轻核的聚变，同时放出大量的能量．轻核聚变方程例举__________________________经核聚变只能发生在超高温（需要几百万度高温）条件下，故轻核聚变也叫做热核反响．五、粒子物理学到19世纪末，人们认识到物质由分子组成，分子由原子组成，原子由原子核和电子组成，原子核由质子和中子组成。20世纪30年代以来，人们认识了正电子、μ子、K介子、π介子等粒子。后来又发现了各种粒子的反粒子（质量相同而电荷及其它一些物理量相反）。现在已经发现的粒子达400多种，形成了粒子物理学。按照粒子物理理论，可以将粒子分成三大类：媒介子、轻子和强子，其中强子是由更根本的粒子——夸克组成。从目前的观点看，媒介子、轻子和夸克是没有内部构造的“点状”粒子。用粒子物理学可以较好地解释宇宙的演化。三、考点知识解读考点1.衰变有关问题剖析：（1）α衰变的一般方程为→＋He每发生一次α衰变，新元素与原元素相比较，核电荷数减小2，质量数减少4．α衰变的实质是某元素的原子核同时放出由两个质子和两个中子组成的粒子（即氦核）．（核内）20/20（2）β衰变的一般方程为→＋e．每发生一次β衰变，新元素与原元素相比较，核电荷数增加1，质量数不变．β衰变的实质是元素的原子核内的一个中子变成质子时放射出一个电子．（核内），+β衰变：（核内）（3）γ射线是伴随α衰变或β衰变同时产生的、γ射线不改变原子核的电行数和质量数．其实质是放射性原子核在发生α衰变或β衰变时，产生的某些新核由于具有过多的能量（核处于激发态）而辐射出光子．[例题1]钍核经过6次衰变和4次衰变后变成铅核，那么（）A.铅核的符号为，它比少8个中子B.铅核的符号为，它比少16个中子C.铅核的符号为，它比少16个中子D.铅核的符号为，它比少12个中子解析：根据质量数守恒有232=6×4+,得=208;根据核电荷数守恒90=+6×2-4,=82；中子数相差(232-90)-(208-82)=16答案：C【变式训练1】铀（）经过α、β衰变形成稳定的铅（），问在这一变化过程中，共有多少中子转变为质子（）A．6；B．14；C．22；D．32解析：衰变为，需经过8次α衰变和6次β衰变，每经过一次β衰变就会有一个中子转变为质子，同时放出一个电子，所以共有6个中子转化为质子．答案：A考点2.核反响方程有问题20/20剖析：1．无论何种反响方程必须遵守电荷数守恒，质量数守恒规律，有些核反响方程还要考虑到能量守恒规律（如裂变和聚变方程常含有能量项）2．核反响方程中的箭头表示反响进展的方向，不能把箭头写成等号3．写核反响方程必须有实验依据，决不能毫无根据地编造。4．注意原子核表示为（A为质量数，z为核电荷数），要熟悉常见的根本粒子的表达式，如中子，质子，氕，氘，氚，电子，正电子，氦核等。5.写核反响方程的一般程序是：①先将已知原子核和已知粒子的符号填入核反响方程一般形式的适当位置。②根据电荷数守恒和质量数守恒规律计算出未知核或未知粒子的电荷数与质量数。③根据未知核或未知粒子的电荷数断定它们是哪种元素或哪种粒子，并在核反响方程一般形式的适当位置写上它们的符号。[例题2]完成以下核反响方程，并指出其中哪个是发现质子的核反响方程，哪个是发现中子的核反响方程。⑵+→+_____⑶+→_____+⑷+→_____+⑸+→+_____解析：根据质量数守恒和电荷数守恒，可以判定：⑴，⑵是发现质子的核反响方程,;⑶，⑷是发现中子的核反响方程;⑸20/20【变式训练2】（09·山东物理·38）(1)历史上第一次利用加速器实现的核反响，是用加速后动能为0.5MeV的质子H轰击静止的X，生成两个动能均为8.9MeV的He.（1MeV=1.6×-13J）①上述核反响方程为___________。②质量亏损为_______________kg。解析：（1）或，。考点3.质量亏损和核能的计算剖析：(1)根据爱因斯坦的质能亏损，用核子结合成原子核时的质量亏损(Δm)的千克数乘以真空中光速的平方(c=3×108m/s)，即：ΔE=Δmc2 ①(2)根据1原子质量单位(u)相当于931.5(MeV)能量，用核子结合成原子核时质量亏损的原子质量单位乘以931.5MeV，即：ΔE=Δm×931.5MeV ②注意：①式Δm的单位是千克(kg)，ΔE的单位是焦耳(J)；②式中Δm的单位是指原子质量单位(u)(1u=1.660566×10-27kg)， ΔE的单位是兆电子伏(MeV)。(3)由核能的转化量来计算核能。在无光子辐射的情况下，核反响中释放的核能转化为生成新核和新粒子的动能，因而在此情况下可应用力学原理——动量守恒和能量守恒来计算核能。[例题3]太阳内部持续不断地发生着四个质子聚变为一个氦核的热核反响，这个核反响释放出的大量能量就是太阳的能源．（）（1）写出这个核反响方程．20/20（2）这一核反响释放出多少焦耳能量？解析：（1）（2）核反响中释放能量必然伴随着质量亏损：由爱因斯坦质能方程可知【变式训练3】一个氢原子的质量为1.6736×10-27kg，一个锂原子的质量为11.6505×10-27kg，一个氦原子的质量为6.6467×10-27kg。一个锂核受到一个质子轰击变为2个α粒子，⑴写出核反响方程，并计算该反响释放的核能是多少？⑵1mg锂原子发生这样的反响共释放多少核能？解析：⑴H+Li→2He反响前一个氢原子和一个锂原子共有8个核外电子，反响后两个氦原子也是共有8个核外电子，因此只要将一个氢原子和一个锂原子的总质量减去两个氦原子的质量，得到的恰好是反响前后核的质量亏损，电子质量自然消掉。由质能方程ΔE=Δmc2得释放核能ΔE=2.76×10-12J⑵1mg锂原子含锂原子个数为10-6÷11.6505×10-27，每个锂原子对应的释放能量是2.76×10-12J，所以共释放2.37×108J核能。考点4.半衰期的应用剖析：1．意义：放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间．用希腊字母τ表示公式：，20/202．半衰期由放射性元素的原子核内部本身的因素决定，跟原子所处的物理状态（如任强、温度等）或化学状态（如单质或化合物）无关．[例题4]（2022·天津）一个氡核衰变成钋核并放出一个粒子，其半衰期为3.8天.1g氡经过7.6天衰变掉氡的质量，以及衰变成的过程放出的粒子是（）A.0.25g，α粒子 B.0.75g，α粒子C.0.25g，β粒子 D.0.75g，β粒子解析：根据质量数守恒,核电荷数守恒,核反响方程为，所以放出的粒子是粒子.根据半衰期公式，经过两个半衰期后剩余的氡的质量为0.25g,所以衰变掉氡的质量为0.75g.答案：B【变式训练4】（2022·上海物理·2B）放射性元素的原子核在a衰变或b衰变生成新原子核时，往往会同时伴随着___________辐射。已知A、B两种放射性元素的半衰期分别为T1和T2，t＝T1·T2时间后测得这两种放射性元素的质量相等，那么它们原来的质量之比mA:mB＝_________。解析：放射性元素的原子核在α衰变或β衰变生成新原子核时，往往以γ光子的形式释放能量，即伴随γ辐射；根据半衰期的定义，经过t＝T1·T2时间后剩下的放射性元素的质量相同，那么=，故mA：mB＝2T2:2T1答案：γ2T22T1四、考能训练A根底达标1.关于放射性同位素应用的以下说法中正确的有（）A.放射线改变了布料的性质使其不再因摩擦而生电，因此到达消除有害静电的目的B.利用γ射线的贯穿性可以为金属探伤，也能进展人体的透视C.用放射线照射作物种子能使其DNA发生变异，其结果一定是成为更优秀的品种20/20D.用γ射线治疗肿瘤时一定要严格控制剂量，以免对人体正常组织造成太大的危害2.最近几年，原子核科学家在超重元素岛的探测方面取得重大进展。1996年科学家们在研究某两个重离子结合成超重元素的反响时，发现生成的超重元素的核经过6次衰变后的产物是。由此，可以判定生成的超重元素的原子序数和质量数分别是A．124、259 B．124、265C．112、265 D．112、2773.Th（钍）经过一系列α和β衰变，变成Pb（铅），以下说法正确的选项是（）A．铅核比钍核少8个质子B．铅核比钍核少16个中子C．共经过4次α衰变和6次β衰变D．共经过6次α衰变和4次β衰变4.科学家发现在月球上含有丰富的（氦3）。它是一种高效、清洁、平安的核聚变燃料，其参与的一种核聚变反响的方程式为。关于聚变以下表述正确的选项是（）A．聚变反响不会释放能量B.聚变反响产生了新的原子核C．聚变反响没有质量亏损D.目前核电站都采用聚变反响发电5.关于天然放射现象，以下表达正确的选项是（）A．假设使放射性物质的温度升高，其半衰期将减小B．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时所产生的C．在α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强D．铀核()衰变为铅核()的过程中，要经过8次α衰变和10次β衰变MN放射源探测接收器14-4-16.如图14-4-1所示是利用放射线自动控制铝板厚度的装置示意图，如果工厂生产的是厚度为1mm的铝板，在，，三种射线中，你认为对铝板厚度控制起主要作用的是A．射线20/20B．射线C．射线D．以上三种射线都能控制7.两种放射性元素的原子和，其半衰期分别为T和。假设经过2T后两种元素的核的质量相等，那么开场时两种核的个数之比为________________；假设经过2T后两种核的个数相等，那么开场时两种核的质量之比为_________________。B能力提升8.如图14-4-2所示，两个相切的圆表示一个静止原子核发生某种核变化后，产生的两种运动粒子在匀强磁场中的运动轨迹，可能的是（）A.原子核发生了α衰变；B．原子核发生了β衰变14-4-2C．原子核放出了一个正电子；D．原子核放出了一个中子；9.（09年重庆卷16．）某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论，其中的两个核反响方程为++；++X+方程式中1、表示释放的能量，相关的原子核质量见下表：原子核质量/u1.00783.01604.002612.000013.005715.0001A．X是，B．X是，C．X是，D．X是，10.（09·江苏卷物理·12.C）在衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出。中微子的性质十分特别，因此在实验中很难探测。1953年，莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统，利用中微子与水中的核反响，间接地证实了中微子的存在。（1）中微子与水中的发生核反响，产生中子（）和正电子（），即中微子20/20+→+，可以判定，中微子的质量数和电荷数分别是。（填写选项前的字母）（A）0和0（B）0和1（C）1和0（D）1和1（2）上述核反响产生的正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体后，可以转变为两个光子（），即+2。已知正电子和电子的质量都为9.1×10-31㎏，反响中产生的每个光子的能量约为J。正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子，原因是。（3）试通过分析比较，具有相同动能的中子和电子的物质波波长的大小。11.一个中子以1．9×107m/s的速度射中一个静止的氮核,并发生核反响，生成甲、乙两种新核，它们的运动方向与中子原来的运动方向相同，测得甲核质量是中子质量的11倍，速度是1×106m/s，乙核垂直进入B=2T的匀强磁场中做匀速圆周运动的半径为R=0．02m，已知中子质量m=1．6×10－27kg，e=1．6×10－19C，求乙核是何种原子核？并写出核反响方程。12.(江苏省南京市2022届高三质量检测）一个静止的铀核（原子质量为232.0372u）放出一个α粒子（原子质量为4.0026u）后衰变成钍核（原子质量为228.0287u）。（已知：原子质量单位1u=1.67×10—27kg，1u相当于931MeV）（1）写出核衰变反响方程；（2）算出该核衰变反响中释放出的核能；（3）假设反响中释放出的核能全部转化为钍核和α粒子的动能，那么钍核获得的动能有多大？20/2013.天文学家测得银河系中氦的含量约为25%.有关研究说明，宇宙中氦生成的途径有两条：一是在宇宙诞生后2分钟左右生成的；二是在宇宙演化到恒星诞生后，由恒星内部的氢核聚变反响生成的.（1）把氢核聚变反响简化为4个氢核（）聚变成氦核（），同时放出2个正电子（）和2个中微子（），请写出该氢核聚变反响的方程，并计算一次反响释放的能量.（2）研究说明，银河系的年龄约为t=3.8×1017s，每秒钟银河系产生的能量约为1×1017J（即P＝1×1017J/s）.现假定该能量全部来自上述氢核聚变反响，试估算银河系中氦的含量（最后结果保存一位有效数字）（3）根据你的估算结果，对银河系中氦的主要生成途径作出判断.（可能用到的数据：银河系质量约为M＝3×1041kg，原子质量单位1u＝1.66×10－27kg，1u相当于1.5×10－10J的能量，电子质量m＝0.0005u，氦核质量mα=4.0026u，氢核质量mD＝1.0078u，中微子的质量为零）五、宽乘高众所周知，地球围绕着太阳做椭圆运动，阳光普照大地，万物生长。根据你学过的知以，试论述随着岁月的流逝，地球公转的周期，日地的平均距离及地球的外表温度变化的趋势。（不考虑流星及外星球与地球发生碰撞的可能性）。【解析】太阳内部进展着剧烈的热核反响，辐射大量光子，根据质能方程ΔE=Δm·C2，可知太阳的质量M在不断减小。由万有引力定律F＝GMm/r2知，太阳对地球的万有引力也在不断减小。根据牛顿第二定律F＝mv2/r知，日、地距离r将不断增大。由v=知，地球环绕太阳运动的速度将减小（或地球抑制引力做功，动能减小），所以地球运行周期T＝2πr/v将增大。由于太阳质量不断减小，辐射光子的功率不断减小，而r日地增大，所以辐射到地球外表热功率也不断减小。这样，地球外表温度也将逐渐降低。第四节原子核与放射性核能20/20考点知识梳理（一）天然放射现象；原子核；83；放射性；α射线；β射线；γ射线；→＋He；→＋e；α衰变；β衰变；不改变；放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间；核本身；无关；（二）质子；中子；核子；核子数；质子数；同位素；；；；；；电离性；贯穿性；碳14；（三）核力；2．0×10－15m；它相邻的核子间；小；E=mc2；ΔE=Δmc2；（四）；H＋H→He＋n考能训练答案1.解析：利用放射线消除有害静电是利用放射线的电离性，使空气分子电离成为导体，将静电泄出。γ射线对人体细胞伤害太大，不能用来进展人体透视。作物种子发生的DNA突变不一定都是有益的，还要经过筛选才能培育出优秀品种。用γ射线治疗肿瘤对人体肯定有副作用，因此要科学地严格控制剂量。答案：D2.解析：写出核反响方程为：，从而可知，，答案：D3.解析：由原子核符号的意义，很容易判定A、B是正确的．至于各种衰变的次数，由于β衰变不会引起质量数的减少，故可先根据质量数的减少确定α衰变的次数为：x=＝6次）再结合核电荷数的变化情况和衰变规律来判定β衰变的次数y应满足：20/202X－y＝90－82=8所以y＝2x—8＝4（次）即D也是正确的．答案：ABD4.解析：聚变反响时将质量较小的轻核聚变成质量较大的核，聚变过程会有质量亏损，要放出大量的能量。但目前核电站都采用采用铀核的裂变反响。答案：B5.[解析]半衰期是由放射性元素原子核的内部因素所决定，跟元素的化学状态、温度、压强等因素无关．A错；β衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时所产生的，，B对；根据三种射线的物理性质，C对；U的质子数为92，中子数为146，Pb的质子数为82，中子数为124，因而铅核比铀核少10个质子，22个中子。注意到一次α衰变质量数减少4，故α衰变的次数为x==8次。再结合核电荷数的变化情况和衰变规律来判定β衰变的次数y应满足2x-y+82＝92，y＝2x-10=6次。故此题正确答案：B、C。[点评]：1此题考察α衰变、β衰变的规律及质量数，质子数、中子数之间的关系。2β衰变放出的电子并不是由核外电子跃迁出来的，而是从核中衰变产生的。6.解析：如射线的贯穿本领很小，一张白纸就把它挡住，更穿不过1mm的铝板；射线穿透能力很强，能穿透几厘米厚的铅板，穿越1mm的铝板如同高速子弹穿过薄纸一样，当铝板厚度发生变化时，探测器不能明显反映这种变化，而射线穿透能力较强（穿透几mm厚的铝板）当铝板厚度发生变化时，探测器能明显反映这种变化，应该使用射线。答案：B7.解析：此例考察的是半衰期的概念，可做如下分析：20/20假设开场时两种核的个数分别为N1和N2，那么经时间2T后剩下的核的个数就分别为和，而此时两种核的质量相等，于是有由此可得N1:N2=b:4a。假设开场时两种核的质量分别为m1和m2，那么经时间2T后剩下的核的质量就分别为和，而此时两种核的个数相等，于是有由此可得。8.解析:两个相切的圆表示在相切点处是静止的原子核发生了衰变，由于无外力作用，动量守恒，说明原子核发生衰变后，新核与放出的粒子速度方向相反，假设是它们带相同性质的电荷，那么它们所受的洛仑兹力方向相反，那么轨道应是外切圆，假设它们所带电荷的性质不同，那么它们的轨道应是内切圆．图示的轨迹说明是放出了正电荷，所以可能是α衰变或放出了一个正电子，故A、C两选项正确．【点评】此题仅仅只是判断衰变的种类，而没有判断轨迹是属于哪种粒子的．处于静止状态时的原子核发生的衰变，它们的动量大小相等，而新核的电量一般远大于粒子（α、β）的电量，又在同一磁场中，由洛仑兹力提供向心力时，其圆运动的半径R＝mv／qB，此式的分子是相等的，分母中电量大的半径小，电量小的半径大，所以，一般情况下，半径小的是新核的轨迹，半径大的是粒子（α、β或正电子）的轨迹．9.解析：中质量亏损为Δm1＝1.0078u＋12.0000u－13.0057u＝0.0021u,根据根据电荷数守恒和质量数守恒可知中X的电荷数为2、质量数为4，质量亏损为Δm2＝1.0078u＋15.0001u－12.0000u－4.0026u＝0.0053u，根据爱因斯坦的质能方程可知Q1＝Δm1C2、Q2＝Δm2C2，那么Q1＜Q2。20/20答案：B10.解析：（1）发生核反响前后，粒子的质量数和核电荷数均不变，据此可知中微子的质量数和电荷数分都是0，A项正确。（2）产生的能量是由于质量亏损。两个电子转变为两个光子之后，质量变为零，由，故一个光子的能量为，带入数据得=J。正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体，故系统总动量为零，故如果只产生一个光子是不可能的，因为此过程遵循动量守恒。答案：C.（1）A；(2)，遵循动量守恒。11.解析:设乙核质量为m乙，甲核质量为m甲=11m，氮核质量为14m。那么由核反响过程中质量数守恒知，乙核质量数为：14＋1－11＝4，即m乙=4m由动量守恒定律：mv0＝＝m甲v甲＋m乙v乙，解得v乙==2×l06m/s设乙核的电量为q，那么由：R=mv/qB，得：q=m乙v/BR=3．2×10－19（C）=2e12.解析：（1）（2）质量亏损△m=0.0059u△E=△mc2=0.0059×931MeV=5.49MeV（3）设钍核，粒子的质量分别为m1、m2，速度分别为V1、V2那么m1V1=m2V213.解析：(1)20/20(2)氦的含量(3)由估算结果可知，≈2%远小于25%的实际值，所以银河系中的氦主要是宇宙诞生后不久生成的.20/20
