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高考物理復習:原子核的衰變

編輯: 路逍遙 關鍵詞: 高中物理 來源: 記憶方法網

【摘要】為大家整理了高考物理復習,便于大家查閱復習。希望大家喜歡,也希望大家在學習愉快。

3. 天然衰變中核的變化規律

在核的天然衰變中,核變化的最基本的規律是質量數守恒和電荷數守恒。

① α衰變:隨著α衰變,新核在元素周期表中位置向前移2位,即

② β衰變:隨著β衰變,新核在元素周期表中位置向后移1位,即

③ γ衰變:隨著γ衰變,變化的不是核的種類,而是核的能量狀態。但一般情況下,γ衰變總是伴隨α衰變或β衰變進行的。

4. 放射性元素放射的射線有三種:α射線、γ射線、β射線,這三種射線可以用磁場和電場加以區別,如圖1所示。

圖1

5. 半衰期:放射性元素的原子核有半數發生衰變所需要的時間稱為半衰期。不同的放射性元素的半衰期是不同的,但對于確定的放射性元素,其半衰期是確定的。它由原子核的內部因素所決定,跟元素的化學狀態、溫度、壓強等因素無關。

二、 例題分析

[[例 1]] 關于天然放射現象,以下敘述正確的是()

A.若使放射性物質的溫度升高,其半衰期將減小

B.β衰變所釋放的電子是原子核內的中子轉變為質子時所產生的

C.在α、β、γ這三種射線中,γ射線的穿透能力最強,α射線的電離能力最強

D.鈾核(238

92 U)衰變為鉛核(206

82 Pb)的過程中,要經過8次α衰變和10次β衰變

[[解析]] 半衰期是由放射性元素原子核的內部因素所決定,跟元素的化學狀態、溫度、壓強等因素無關,A錯;β衰變所釋放的電子是原子核內的中子轉變為質子時所產生的,1

0 n1

1 H+0

-1 e,B對;根據三種射線的物理性質,C對; 238

92U的質子數為92,中子數為146, 206

82Pb的質子數為82,中子數為124,因而鉛核比鈾核少10個質子,22個中子。一次α衰變質量數減少4,故α衰變的次數為x==8次。再結合核電荷數的變化情況和衰變規律來判定β衰變的次數y應滿足2x-y+82=92, y=2x-10=6次。故本題正確答案為B、C.

[點評] (1) 本題考查α衰變、β衰變的規律及質量數,質子數、中子數之間的關系。

(2) β衰變放出的電子并不是由核外電子躍遷出來的,而是從核中衰變產生的。

[[例 2]] 如圖2所示,R為放射源,虛線范圍內有垂直于紙面的磁場B,LL'為厚紙板,MN為熒光屏,今在屏上P點處發現亮斑,則到達P點處的放射性物質微粒和虛線范圍內B的方向分別為( )

圖2

A. α粒子,B垂直于紙面向外

B. α粒子,B垂直于紙面向內

C. β粒子,B垂直于紙面向外

D. β 粒子,B垂直于紙面向內

[[解析]] 由于α粒子貫穿本領很弱,只能穿透幾厘米空氣,因此穿透厚紙板到達屏上P點處的不可能是α粒子;由于γ粒子不帶電,穿過B區域不會發生偏轉,因此到達P點處的也不可能是 γ粒子;由此可知,到達P點處的必然是β粒子。又由于β粒子帶的是負電,因此用左手定則便可判斷B的方向應該是垂直于紙面向內。所以應選D.

[點評] 了解天然放射現象中三種射線的基本屬性,是分析此例的基礎。

[[例 3]] 在垂直于紙面的勻強磁場中,有一原來靜止的原子核,該核衰變后,放出的帶電粒子和反沖核的運動軌跡分別如圖3中a、b所示,由圖3可知()

A. 該核發生的是α衰變

B. 該核發生的是β衰變

C. 磁場方向一定垂直紙面向里

D. 磁場方向向里還是向外不能判定

圖3

[[解析]]本題考查對α粒子及β粒子的性質的了解,根據動量守恒定律以及左手定則,原來靜止的核,放出粒子后,總動量守恒,所以粒子和反沖核的速度方向一定相反,根據圖示,它們在同一磁場中是向同一側偏轉的,由左手定則可知它們必帶異種電荷,故應為β衰變;由于不知它們的旋轉方向,因而無法判定磁場是向里還是向外,即都有可能。所以應選B、D.

[點評] 帶電粒子在電磁場及復合場中的運動形式復雜(有直線運動、曲線運動、類平拋運動、圓周運動、周期性運動等等),受力情況多變,但核心問題不變,其本質仍然是力學問題。

[鞏 固 練 習]

1. 下列說法正確的是()

A.γ射線在電場和磁場中都不會發生偏轉

B. β射線比α射線更容易使氣體電離

C. 太陽輻射的能量主要來源于重核裂變

D. 核反應堆產生的能量來自輕核聚變

2. 一個氡核222

86Rn衰變成釙核218

84Po并放出一個粒子,其半衰期為3。8天。1 g氡經過7。6天衰變掉的質量,以及222

86Rn衰變成218

84Po的過程放出的粒子是()

A. 0。25 g,α粒子 B. 0。75 g,α粒子

C. 0。25 g,β粒子 D. 0。75 g,β粒子

參考答案

1. A γ射線中的γ光子不帶電,故在電場與磁場中都不會發生偏轉,A正確;α粒子的特點是電離能力很強,B錯;太陽輻射的能量主要來源于輕核的聚變,C錯;核反應堆產生的能量是來自于重核的裂變,D錯。

2. B 經過了兩個半衰期,1 g的氡剩下了0。25 g,衰變了0。75 g,根據核反應方程的規律,反應前后的質量數和荷電荷數不變,可得出是α粒子,所以B正確。

【總結】:高考物理復習就為大家介紹到這里了,希望大家好好復習,成功是屬于你們的。

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