备考2024届高考物理一轮复习讲义第十六章近代物理第2讲原子核考点1

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1.原子核的组成
原子核是由[1] 质子 和中子组成的，原子核的电荷数等于核内的[2] 质子数 .原子核的符号为ZAX，其中Z为原子核的电荷数，反映了原子核的带电荷量即q＝Ze；A为原子核的质量数，即质子数与中子数之和，反映了原子核的质量大小，m＝Au（u为原子质量单位），中子数N＝A－Z.
2.天然放射现象
放射性元素[3] 自发 地发出射线的现象，首先由[4] 贝克勒尔 发现.天然放射现象的发现，说明[5] 原子核 具有复杂的结构.
3.三种射线的比较
4.原子核的衰变
α衰变：ZAX→Z－2A－4Y＋24He 本质：211H＋201n→24He
β衰变：ZAX→Z+1 AY＋－1 0e 本质：01n→11H＋－1 0e
原子核衰变规律：质量数和电荷数都守恒.
当放射性物质连续发生衰变时，原子核中有的发生α衰变，有的发生β衰变，同时放出[8] γ射线 .
5.半衰期
6.放射性同位素的应用与防护
（1）放射性同位素：有[9] 天然 放射性同位素和[10] 人工 放射性同位素两类，同种元素的放射性同位素的化学性质相同.
（2）应用：消除静电、工业探伤、作为示踪原子等.
（3）防护：防止放射性对人体组织的伤害.
居家装修中经常用到的花岗岩都不同程度地含有放射性元素（含铀、钍等），会释放出α、β、γ射线，这些射线如果过量会导致细胞发生癌变及呼吸道方面的疾病.根据有关放射性知识判断下列说法的正误.
（1）α射线是发生α衰变时产生的，新核与原来的原子核相比，中子数减少了4.（ ✕ ）
（2）β射线是发生β衰变时产生的，新核与原来的原子核相比，质量数减少了1.（ ✕ ）
（3）γ射线是发生γ衰变时产生的，新核与原来的原子核相比，中子数减少了1.（ ✕ ）
（4）在α、β、γ三种射线中，γ射线的穿透能力最强、电离能力最弱.（ √ ）
（5）β衰变中的电子来源于原子核外电子.（ ✕ ）
（6）发生β衰变时，新核的电荷数不变.（ ✕ ）
（7）如果现在有100个某放射性元素的原子核，那么经过一个半衰期后还剩50个.（ ✕ ）
研透高考 明确方向
命题点1 原子核的衰变
1.[2021全国甲]如图，一个原子核X经图中所示的一系列α、β衰变后，生成稳定的原子核Y，在此过程中放射出电子的总个数为（ A ）
A.6B.8
C.10D.14
解析 根据图像可得其原子核分别为92238X、82206Y，则经历α衰变8次，β衰变6次，放出6个电子，A正确.
方法点拨
确定衰变次数的方法
命题点2 半衰期的理解与应用
2.[2022全国甲]两种放射性元素的半衰期分别为t0和2t0，在t＝0时刻这两种元素的原子核总数为N，在t＝2t0时刻，尚未衰变的原子核总数为N3，则在t＝4t0时刻，尚未衰变的原子核总数为（ C ）
A.N12B.N9
C.N8D.N6
解析
命题拓展
命题情境不变，设问拓展
[2024武汉部分校调研]2023年8月24日，日本政府启动了福岛核污染水排海计划.核污染水中含有60余种放射性物质，这将对全球海洋环境和人类健康造成难以估量的影响.关于放射性元素的半衰期，下列说法正确的是（ C ）
A.放射性元素的原子核经过两个半衰期后，将完全衰变殆尽
B.放射性元素的原子核经过一个半衰期后，数目一定减为原来的一半
C.同种放射性元素在不同化学状态下其半衰期不变
D.将核污染水升温加压后，可以缩短放射性元素的半衰期
解析 半衰期指的是放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间，其描述的是一种统计规律，对大量的原子核适用，对少量的原子核不适用，由于B选项中没有明确放射性元素的原子核是否是大量的，所以其经过一个半衰期后，数目不一定减为原来的一半，B错误；大量的放射性元素的原子核发生衰变时，其经过两个半衰期后数目应减为原来的14【点拨：大量的原子核经过n个半衰期后数目应减为原来的12n】，不会完全衰变殆尽，A错误；由于半衰期只与原子核的内部因素有关，与其所处的物理环境和化学状态无关，故同种放射性元素在不同化学状态下其半衰期不变，将核污染水升温加压后，放射性元素的半衰期也不变，C正确，D错误.
课标要求
核心考点
五年考情
核心素养对接
1.了解原子核的组成和核力的性质，知道四种基本相互作用.能根据质量数守恒和电荷守恒写出核反应方程.
2.了解放射性和原子核衰变.知道半衰期及其统计意义.了解放射性同位素的应用，知道射线的危害与防护.
3.认识原子核的结合能，了解核裂变反应和核聚变反应.关注核技术应用对人类生活和社会发展的影响.
4.了解人类对物质结构的探索历程.
原子核的衰变及半衰期
2023：广东T1，海南T1，
浙江1月T9；
2022：浙江6月T14；
2021：山东T1，广东T1，河北T1，湖南T1，全国甲T17，
全国乙T17，重庆T2，上海T13
1.物理观念：了解原子核的结构和特点，能说明原子核的衰变、裂变、聚变和放射现象；掌握核衰变、核反应等规律；更好地形成物质观念、运动与相互作用观念及能量观念.
2.科学思维：运用守恒思想分析原子物理问题；通过推理、类比思维认识核力和结合能.
3.科学态度与责任：知道科学技术的应用对人类生活和社会发展的积极影响，但同时也会带来一系列问题，人类必须尊重自然，遵循自然规律.
核反应方程与核能的计算
2023：北京T3，湖南T1，天津T3，上海T16，浙江6月T5，
全国乙T16，全国甲T15；2022：湖北T1，辽宁T2，上海T14，浙江1月T14；2021：湖北T1，北京T1，海南T5，浙江6月T14；2020：全国ⅢT19
核反应与动量守恒的综合问题
2019：浙江4月T15
命题分析预测
高考主要考查天然放射现象、核反应和核能等.主要为选择题形式，可能单独考查，也可能结合磁场等综合考查，涉及动量问题时有可能会以计算题形式出现.试题往往灵活多变，且常与最新时事相结合，考查对相关知识的理解和应用.
α射线
β射线
γ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
2e
－e
0
质量
4mp
mp1836
静止质量为零
符号
[6] 24He
－1 0e
γ
速度
可达0.1c
可达0.99c
c
垂直进入电场或磁场的偏转情况
偏转
偏转
[7] 不偏转
穿透能力
最弱
较强
最强
对空气的电离作用
很强
较弱
最弱
公式
N余＝N原（12）tT，m余＝m原（12）tT，t表示衰变时间，T表示半衰期.
影响因素
由核内部自身的因素决定，与原子所处外部条件和化学状态无关，不同元素的半衰期不同.
适用条件
半衰期是大量原子核衰变的统计规律，只对大量原子核有意义，对少数原子核没有意义.