【物理】2018届一轮复习人教版原子和原子核教案 17页

第2节　原子和原子核 一、原子结构 ‎1．原子的核式结构 ‎(1)1909～1911年，英国物理学家卢瑟福进行了α粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型．‎ ‎(2)α粒子散射实验 ‎①实验装置：如下图所示；②实验结果：α粒子穿过金箔后，绝大多数沿原方向前进，少数发生较大角度偏转，极少数偏转角度大于90°，甚至被弹回．‎ ‎ (3)核式结构模型：原子中心有一个很小的核，叫做原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转．‎ ‎2．氢原子光谱 氢原子光谱线是最早被发现、研究的光谱线，这些光谱线可用一个统一的公式表示：‎ ＝Rn＝3,4,5，…‎ ‎3．玻尔的原子模型 ‎(1)玻尔理论 ‎①轨道假设：原子中的电子在库仑引力的作用下，绕原子核做圆周运动，电子绕核运动的可能轨道是不连续的；‎ ‎②定态假设：电子在不同的轨道上运动时，原子处于不同的状态．因而具有不同的能量，即原子的能量是不连续的．这些具有确定能量的稳定状态称为定态，在各个定态中，处于基态的原子是稳定的，不向外辐射能量；‎ ‎③‎ 跃迁假设：原子从一个能量状态向另一个能量状态跃迁时要放出或吸收一定频率的光子，光子的能量等于这两个状态的能量差，即hν＝Em－En.‎ ‎(2)几个概念 ‎①能级：在玻尔理论中，原子各个状态的能量值；‎ ‎②基态：原子能量最低的状态；‎ ‎③激发态：在原子能量状态中除基态之外的其他能量较高的状态；‎ ‎④量子数：原子的状态是不连续的，用于表示原子状态的正整数．‎ ‎(3)氢原子的能级和轨道半径 ‎①氢原子的半径公式：rn＝n2r1(n＝1,2,3，…)，其中r1为基态半径，r1＝0.53×10－10m；‎ ‎②氢原子的能级公式：En＝E1(n＝1,2,3，…)，其中E1为基态能量，E1＝－13.6 eV.‎ 二、原子核 ‎1．原子核的组成 ‎(1)原子核由质子和中子组成，两者统称为核子．‎ ‎(2)原子核常用X表示，X为元素符号，上角标A表示核的质量数，下角标Z表示核的电荷数(原子序数)．‎ ‎(3)同位素是具有相同的质子数而中子数不同的原子核，在元素周期表中处于同一位置．‎ ‎2．天然放射现象 ‎(1)天然放射现象：某些元素自发放射某些射线的现象称为天然放射现象，这些元素称为放射性元素．‎ ‎(2)三种射线的本质：α射线是氦核，β射线是电子，γ射线是光子．‎ ‎3．原子核的衰变 ‎(1)衰变：原子核自发地放出某种粒子而转变成新核的变化．可分为α衰变、β衰变，并伴随着γ射线放出．‎ ‎(2)半衰期：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间．‎ ‎4．放射性同位素的应用 ‎(1)利用射线：放射性同位素放出的射线应用于工业、探伤、农业、医疗等．‎ ‎(2)作示踪原子．‎ ‎5．核反应、核力与核能 ‎(1)核反应规律：在核反应中，质量数守恒，电荷数守恒．‎ ‎(2)核力 ‎①概念：组成原子核的核子之间存在的作用力．‎ ‎②核力特点 a．核力是强相互作用(强力)的一种表现，在它的作用范围内，核力比库仑力大得多．‎ b．核力是短程力，作用范围在1.5×10－‎15 m之内．‎ c．每个核子只跟相邻的核子发生核力作用，这种性质称为核力的饱和性．‎ ‎(3)质量亏损 ‎①爱因斯坦质能方程：E＝mc2.‎ ‎②质量亏损：原子核的质量小于组成它的核子的质量之和的现象．‎ ‎(4)结合能：克服核力束缚，使原子核分解为单个核子时需要的能量，或若干个核子在核力作用下结合成原子核时需要的能量．‎ ‎6．核裂变和核聚变 ‎(1)重核裂变 ‎①定义：使重核分裂成几个质量较小的原子核的核反应．‎ ‎②铀核裂变：用中子轰击铀核时，铀核发生裂变，一种典型的反应是生成钡和氪，同时放出三个中子，核反应方程为：U＋n→Ba＋Kr＋3n.‎ ‎③链式反应：由重核裂变产生中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程叫做核裂变的链式反应．‎ ‎④链式反应的条件：a.要有足够浓度的U；b.铀块体积需大于临界体积，或铀块质量大于临界质量．‎ ‎(2)轻核聚变 ‎①定义：两个轻核结合成较重的核，这样的核反应叫聚变．‎ ‎②聚变发生的条件：使物体达到几百万度的高温．‎ ‎[自我诊断]‎ ‎1．判断正误 ‎(1)卢瑟福做α粒子散射实验时发现α粒子绝大多数穿过只有少数发生大角度偏转．(√)‎ ‎(2)氢原子发射光谱是由一条一条亮线组成的．(√)‎ ‎(3)氢原子由能量为En的定态向低能级跃迁时，氢原子辐射的光子能量为hν＝En.(×)‎ ‎(4)氢原子吸收光子后，将从高能级向低能级跃迁．(×)‎ ‎(5)发生β衰变时，新核的核电荷数不变．(×)‎ ‎(6)核反应遵循质量数守恒而不是质量守恒；遵循电荷数守恒．(√)‎ ‎(7)爱因斯坦质能方程反映了物体的质量就是能量，它们之间可以相互转化．(×)‎ ‎2．(多选)如图所示为卢瑟福和他的助手做α粒子散射实验的装置示意图，荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C三个位置时，关于观察到的现象，下列说法中正确的是(　　)‎ A．相同时间内放在A位置时观察到屏上的闪光次数最多 B．相同时间内放在B位置时观察到屏上的闪光次数最少 C．相同时间内放在C位置时观察到屏上的闪光次数最少 D．放在C位置时观察不到屏上有闪光 解析：选AC.卢瑟福α粒子散射实验的结论是绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但有少数α粒子发生了大角度偏转，偏转的角度大于90°，甚至被弹回，A、C正确．‎ ‎3．(多选)以下关于玻尔原子理论的说法正确的是(　　)‎ A．电子绕原子核做圆周运动的轨道半径不是任意的 B．电子在绕原子核做圆周运动时，稳定地产生电磁辐射 C．电子从量子数为2的能级跃迁到量子数为3的能级时要辐射光子 D．不同频率的光照射处于基态的氢原子时，只有某些频率的光可以被氢原子吸收 解析：‎ 选AD.根据玻尔原子理论知，氢原子的轨道是不连续的，只有半径大小符合一定条件，电子才能稳定转动，A正确；电子在绕原子核做圆周运动时，不会产生电磁辐射，只有跃迁时才会出现，B错误．电子从量子数为2的能级跃迁到量子数为3的能级时要吸收光子，C错误．由于氢原子发射的光子的能量：E＝En－Em＝E1－E1＝hν，不同频率的光照射处于基态的氢原子时，只有某些频率的光可以被氢原子吸收，D正确．‎ ‎4．(2016·高考全国甲卷)在下列描述核过程的方程中，属于α衰变的是________，属于β衰变的是________，属于裂变的是________，属于聚变的是________．(填正确答案标号)‎ A.C→N＋e B.P→S＋e C.U→Th＋He D.N＋He→O＋H E.U＋n→Xe＋Sr＋2n F.H＋H→He＋n 解析：α衰变是一种元素衰变成另一种元素过程中释放出α粒子的现象，选项C为α衰变；β衰变为衰变过程中释放出β粒子的现象，选项A、B均为β衰变；重核裂变是质量较大的核变成质量较小的核的过程，选项E是常见的一种裂变；聚变是两个较轻的核聚合成质量较大的核的过程，选项F是典型的核聚变过程．‎ 答案：C　AB　E　F ‎5．氘核和氚核可发生热核聚变而释放巨大的能量，该反应方程为：H＋H→He＋x，式中x是某种粒子．已知：H、H、He和粒子x的质量分别为2.014 1 u、3.016 1 u、4.002 6 u和 1.008 7 u；1 u＝931.5 MeV/c2，c是真空中的光速．由上述反应方程和数据可知，粒子x是________，该反应释放出的能量为________MeV(结果保留三位有效数字)．‎ 解析：根据质量数和电荷数守恒得：x的电荷数为0，质量数为(2＋3－4)＝1，可知x为中子．由爱因斯坦质能方程得ΔE＝Δmc2＝(2.014 1 u＋3.016 1 u－4.002 6 u－1.008 7 u)c2＝0.018 9 u×931.5 MeV＝17.6 MeV.‎ 答案：(1)n(或中子)　17.6‎ 考点一　氢原子能级及能级跃迁 ‎1．对氢原子的能级图的理解 ‎(1)氢原子的能级图(如下图)．‎ ‎(2)氢原子能级图的意义：‎ ‎①能级图中的横线表示氢原子可能的能量状态——定态．‎ ‎②横线左端的数字“1,2,3…”表示量子数，右端的数字“－13.6，－3.4…”表示氢原子的能级．‎ ‎③相邻横线间的距离不相等，表示相邻的能级差不等，量子数越大，相邻的能级差越小．‎ ‎④带箭头的竖线表示原子由较高能级向较低能级跃迁，原子跃迁条件为：hν＝Em－En.‎ ‎2．关于能级跃迁的三点说明 ‎(1)当光子能量大于或等于13.6 eV时，也可以被处于基态的氢原子吸收，使氢原子电离；当处于基态的氢原子吸收的光子能量大于13.6 eV，氢原子电离后，电子具有一定的初动能．‎ ‎(2)当轨道半径减小时，库仑引力做正功，原子的电势能减小，电子动能增大，原子能量减小，反之．轨道半径增大时，原子电势能增大、电子动能减小，原子能量增大．‎ ‎(3)一群氢原子处于量子数为n的激发态时，可能辐射出的光谱线条数：N＝C＝.‎ ‎[典例1]　(多选)如图所示为氢原子能级图．下列说法正确的是(　　)‎ A．一个处于n＝3能级的氢原子，可以吸收一个能量为0.7 eV的光子 B．一个处于n＝3能级的氢原子，可以吸收一个能量为2 eV的光子 C．大量处于n＝3能级的氢原子，跃迁到基态的过程中可以释放出3种频率的光子 D．氢原子从高能级向低能级跃迁的过程中释放的光子的能量不可能大于13.6 eV 解析　根据ΔE＝Em－En，可知0.7 eV不在ΔE范围内，A错误．n＝3能级的氢原子，E3＝－1.51 eV，当吸收能量为2 eV的光子时，出现电离现象，B正确．根据C＝3知，这些n＝3能级的氢原子可以辐射出三种不同频率的光子，C正确．根据辐射的光子能量等于两能级间的能级差，可知，从高能级向低能级跃迁的过程中释放的光子的能量最大值小于13.6 eV，D正确．‎ 答案　BCD 氢原子能级图与原子跃迁问题的解答技巧 ‎(1)能级之间跃迁时放出的光子频率是不连续的．‎ ‎(2)能级之间发生跃迁时放出(吸收)光子的频率由hν＝Em－En求得．若求波长可由公式c＝λν求得．‎ ‎(3)一个氢原子跃迁发出可能的光谱线条数最多为(n－1)．‎ ‎(4)一群氢原子跃迁发出可能的光谱线条数的两种求解方法．①用数学中的组合知识求解：N＝C＝.‎ ‎②利用能级图求解：在氢原子能级图中将氢原子跃迁的各种可能情况一一画出，然后相加．‎ ‎1．(多选)如图为氢原子的能级示意图，锌的逸出功是3.34 eV，下列对氢原子在能级跃迁过程中发射或吸收光子的特征认识正确的是(　　)‎ A．用氢原子从高能级向基态跃迁时发射的光照射锌板一定不能发生光电效应现象 B．一群处于n＝3能级的氢原子向基态跃迁时，能放出3种不同频率的光 C．一群处于n＝3能级的氢原子向基态跃迁时，发出的光照射锌板，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为8.75 eV D．用能量为10.3 eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态 解析：选BC.从高能级向基态跃迁最小能量值为10.2 eV＞3.34 eV一定能产生光电效应，A错；n＝3向基态跃迁时，辐射的光子频率种类为C＝3种，B对；从n＝3跃迁到n＝1辐射光子的能量为ΔE＝E3－E1＝12.09 eV，照射锌板最大初动能Ek＝(12.09－3.34) eV＝8.75 eV，C对；10.3 eV的光子能量不满足能级差公式，不会使基态的氢原子跃迁，D错．‎ ‎2．(2016·东北四校联考)(多选)如图所示，氢原子可在下列各能级间发生跃迁，设从n＝4到n＝1能级辐射的电磁波的波长为λ1，从n＝4到n＝2能级辐射的电磁波的波长为λ2，从n＝2到n＝1能级辐射的电磁波的波长为λ3，则下列关系式中正确的是(　　)‎ A．λ1＜λ3 B．λ3＜λ2‎ C．λ3＞λ2 D.＝＋ 解析：选AB.已知从n＝4到n＝1能级辐射的电磁波的波长为λ1，从n＝4到n＝2能级辐射的电磁波的波长为λ2，从n＝2到n ‎＝1能级辐射的电磁波的波长为λ3，则λ1、λ2、λ3的关系为h＞h＞h，即＞，λ1＜λ3，＞，λ3＜λ2，又h＝h＋h，即＝＋，则＝－，即正确选项为A、B.‎ ‎3．(2017·湖北荆门模拟)(多选)氢原子核外电子发生了两次跃迁，第一次从外层轨道跃迁到n＝3轨道；第二次核外电子再从n＝3轨道跃迁到n＝2轨道，下列说法中正确的是(　　)‎ A．两次跃迁原子的能量增加相等 B．第二次跃迁原子的能量减小量比第一次的大 C．两次跃迁原子的电势能减小量均大于电子的动能增加量 D．两次跃迁原子均要放出光子，第一次放出的光子能量要大于第二次放出的光子能量 解析：选BC.氢原子核外电子从外层轨道跃迁到内层轨道这一过程中，原子的能量减小，原子要放出光子，由能量守恒定律可知原子的电势能减小量大于电子的动能增加量．又由氢原子能级图知因跃迁到n＝3轨道放出的光子能量(或原子的能量减小量)最多为1.51 eV，而氢原子核外电子从n＝3轨道跃迁到n＝2轨道放出的光子的能量(或原子的能量减小量)为1.89 eV，B、C正确．‎ ‎4．(1)(多选)用大量具有一定能量的电子轰击大量处于基态的氢原子，观测到了一定数目的光谱线，如图．调高电子的能量再次进行观测，发现光谱线的数目比原来增加了5条．用Δn表示两次观测中最高激发态的量子数n之差，E表示调高后电子的能量．根据图所示的氢原子的能级图可以判断，Δn和E的可能值为(　　)‎ A．Δn＝1,13.22 eV＜E＜13.32 eV B．Δn＝2,13.22 eV＜E＜13.32 eV C．Δn＝1,12.75 eV＜E＜13.06 eV D．Δn＝2,12.75 eV＜E＜13.06 eV ‎(2)如图所示为氢原子的能级图．用光子能量为13.06 eV的光照射一群处于基态的氢原子，可能观测到氢原子发射的不同波长的光有________种，其中最短波长为________ m(已知普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s)．‎ 解析：(1)由原子在某一级级跃迁最多发射谱线数C可知C＝1，C＝3，C＝6，C＝10，C＝15.‎ 由题意可知比原来增加5条光谱线，则调高电子能量前后，最高激发态的量子数分别可能为2和4,5和6……Δn＝2和Δn＝1.‎ 当Δn＝2时：‎ 原子吸收了实物粒子(电子)的能量，则调高后电子的能量E≥E4－E1，E＜E5－E1‎ 所以E≥[－0.85－(－13.60)]eV＝12.75 eV E＜[－0.54－(－13.60)]eV＝13.06 eV 所以12.75 eV≤E＜13.06 eV 故D正确．‎ 同理当Δn＝1时，使调高后电子的能量满足 E6－E1≤E＜E7－E1‎ ‎[－0.38－(－13.60)]eV≤E＜[－0.28－(－13.60)]eV ‎13．22 eV≤E＜13.32 eV 故A正确．‎ ‎(2)13.6 eV－13.06 eV＝0.54 eV，可见用光子能量为13.06 eV的光照射氢原子可使氢原子由基态跃迁到第5能级，氢原子由第5能级跃迁到低能级，能够辐射的频率种类为C＝10种，由ΔE＝hν＝h知，能级差最大对应波长最短，最大能级差为13.06 eV，则λ＝＝ m＝9.5×10－‎8m.‎ 答案：(1)AD　(2)10　9.5×10－8‎ 考点二　原子核与原子核的衰变 ‎1．衰变规律及实质 ‎(1)两种衰变的比较 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 质量数守恒、电荷数守恒 ‎ (2)γ射线：γ射线经常是伴随着α衰变或β衰变同时产生的．其实质是放射性原子核在发生α衰变或β衰变的过程中，产生的新核由于具有过多的能量(核处于激发态)而辐射出光子．‎ ‎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应过程．‎ ‎(1)卢瑟福发现质子的核反应方程为：N＋He→O＋H.‎ ‎(2)查德威克发现中子的核反应方程为：‎ Be＋He→C＋n.‎ ‎(3)居里夫妇发现放射性同位素和正电子的核反应方程为：Al＋He→P＋n.‎ P→Si＋e.‎ ‎3．确定衰变次数的方法 因为β衰变对质量数无影响，先由质量数的改变确定α衰变的次数，然后再根据衰变规律确定β衰变的次数．‎ ‎4．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原子核内部自身因素决定的，跟原子所处的物理状态(如温度、压强)或化学状态(如单质、化合物)无关．‎ ‎[典例2]　(2016·河南三门峡四校联考)(1)原子核U经放射性衰变①变为原子核Th，继而经放射性衰变②变为原子核Pa，再经放射性衰变③变为原子核U.放射性衰变①、②和③依次为(　　)‎ A．α衰变、β衰变和β衰变　 B．β衰变、α衰变和β衰变 C．β衰变、β衰变和α衰变 D．α衰变、β衰变和α衰变 ‎(2)法国科学家贝可勒尔(H.A.Becquerel)在1896年发现了天然放射现象．如图反映的是放射性元素铀核衰变的特性曲线．由图可知，铀的半衰期为________年；请在下式的括号中，填入铀在衰变过程中原子核放出的粒子的符号．‎ U→Th＋(　　)‎ 解析　(1)衰变过程中电荷数、质量数守恒，由题意可得衰变方程分别为：‎ U→Th＋He，Th→Pa＋e，Pa→U＋e，所以A对．‎ ‎(2)根据半衰期的定义，由题图坐标轴数据可知，铀的半衰期为1620年；由核反应所遵循的电荷数守恒和质量数守恒可知，衰变过程中放出的粒子的电荷数为Z＝92－90＝2，质量数为A＝238－234＝4，符号为He.‎ 答案　(1)A　(2)1620　He ‎1．(多选)放射性元素在衰变过程中，有些放出α射线，有些放出β射线，有些在放出α射线或β射线的同时，还以射线的形式释放能量．例如Th核的衰变过程可表示为Th→Pa＋e＋γ，关于此衰变，下列说法正确的是(　　)‎ A.Th核的质量等于Pa核的质量 B.Th核的质量大于Pa核的质量 C．一个Th核衰变成一个Pa核后，中子数减少了1‎ D．γ射线是由Th原子的外层电子从高能级向低能级跃迁时释放出的 解析：选BC.衰变前后有质量亏损，因为有能量释放，Th核的质量大于Pa核的质量，故A错误，B正确．一个Th核有234－90＝144个中子，一个Pa核有234－91＝143个中子，中子数减少了1，故C正确．放射性物质衰变时放出来的γ光子，来自原子核，D错误．‎ ‎2．(2016·湖北鄂州三模)(多选)静止的镭原子核Ra经一次α衰变后变成一个新核Rn，则下列相关说法正确的是(　　)‎ A．该衰变方程为Ra→Rn＋He B．若该元素的半衰期为τ，则经过2τ的时间，‎2 kg的Ra中有‎1.5 kg已经发生了衰变 C．随着该元素样品的不断衰变，剩下末衰变的原子核Ra越来越少，其半衰期也变短 D．若把该元素放到密闭的容器中，则可以减慢它的衰变速度 解析：选AB.由镭的α衰变方程Ra→Rn＋He，可判断A正确．由m＝m0，可知，t＝2τ时，m＝0.5 kg，则已衰变的镭为m衰＝2 kg－0.5 kg＝1.5 kg，B正确．放射性元素衰变的快慢是由原子核内部自身因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系，C、D错误．‎ ‎3．(1)(多选)Th(钍)经过一系列α衰变和β衰变，变成Pb(铅)．以下说法正确的是(　　)‎ 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 ‎(2)约里奥—居里夫妇发现放射性元素P衰变成Si的同时放出另一种粒子，这种粒子是________．‎ P是P的同位素，被广泛应用于生物示踪技术，1 mg的P随时间衰变的关系如图所示，请估算4 mg的P经多少天的衰变后还剩0.25 mg?‎ 解析：(1)设α衰变次数为x，β衰变次数为y，由质量数守恒和电荷数守恒得232＝208＋4x,90＝82＋2x－y，解得x＝6，y＝4，C错、D对．铅核、钍核的质子数分别为82、90，故A对．铅核、钍核的中子数分别为126、142，故B对．‎ ‎(2)写出衰变方程为P―→Si＋e，故这种粒子为e(正电子)‎ 由m－t图知P的半衰期为14天，由m余＝m原()得0.25 mg＝4 mg×()，故t＝56天．‎ 答案：(1)ABD　(2)正电子　56天 考点三　核反应类型、核能 ‎1．核反应类型 ‎(1)核反应的四种类型：衰变、人工转变、裂变和聚变．‎ ‎(2)核反应过程一般都是不可逆的，所以核反应方程只能用单向箭头连接并表示反应方向，不能用等号连接．‎ ‎(3)核反应的生成物一定要以实验为基础，不能凭空只依据两个守恒规律杜撰出生成物来写核反应方程．‎ ‎(4)核反应遵循质量数守恒而不是质量守恒，核反应过程中反应前后的总质量一般会发生变化．‎ ‎(5)核反应遵循电荷数守恒．‎ ‎2．计算核能的几种方法 ‎(1)根据ΔE＝Δmc2计算，计算时Δm的单位是“kg”，c的单位是“m/s”，ΔE的单位是“J”．‎ ‎(2)根据ΔE＝Δm×931.5 MeV计算．因1原子质量单位(u)相当于931.5 MeV的能量，所以计算时Δm的单位是“u”，ΔE的单位是“MeV”．‎ ‎(3)根据平均结合能来计算核能 原子核的结合能＝平均结合能×核子数．‎ ‎(4)有时可结合动量守恒和能量守恒进行分析计算，此时应注意动量、动能关系式p2＝2mEk的应用．‎ ‎1．(2017·广东模拟)(多选)我国科学家研制“两弹”所涉及的基本核反应方程有：‎ ‎(1)U＋n→Sr＋Xe＋kn ‎(2)H＋H→He＋dn 关于这两个方程的下列说法正确的是(　　)‎ A．方程(1)属于α衰变 B．方程(1)属于重核裂变 C．方程(2)属于轻核聚变 D．方程(1)中k＝10，方程(2)中d＝1‎ 解析：选BCD.方程(1)属于重核裂变，选项A错误，B正确；方程(2)属于轻核聚变，选项C正确；由质量数守恒和电荷数守恒知，235＋1＝90＋136＋k，方程(1)中k＝10,2＋3＝4＋d，方程(2)中d＝1，选项D正确．‎ ‎2．(2016·湖南十校联考)(多选)核反应堆是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量核能.U＋n→Ba＋Kr＋aX是反应堆中发生的许多核反应中的一种，X是某种粒子，a是X粒子的个数，用mU、mBa、mKr分别表示U、Ba、Kr核的质量，mX表示X粒子的质量，c为真空中的光速，以下说法正确的是(　　)‎ A．X为中子，a＝2‎ B．X为中子，a＝3‎ C．上述核反应中放出的核能ΔE＝(mU－mBa－mKr－2mX)c2‎ D．上述核反应中放出的核能ΔE＝(mU－mBa－mKr－3mX)c2‎ 解析：选BC.核反应中，质量数守恒，电荷数守恒，则知U＋n→Ba＋ Kr＋aX中X为n，a＝3，则A错，B对．‎ 由ΔE＝Δmc2可得：ΔE＝(mU＋mX－mBa－mKr－3mX)c2＝(mU－mBa－mKr－2mX)c2，则C正确，D错误．‎ ‎3．(2016·河南百校联考)2015年诺贝尔物理学奖在瑞典皇家科学院揭晓，日本科学家梶田隆章和加拿大科学家阿瑟，因发现中微子振荡，证明中微子有质量而获得了诺贝尔物理学奖．核聚变电站被称为“人造太阳”，它来自下面的反应：4个质子(氢核)聚变成1个α粒子，同时释放2个正电子和2个中微子，质子、氦核、正电子、中微子的质量分别为m1、m2、m3、m4，真空中的光速为c，此聚变的核反应方程是________(中微子可略去不写)，核反应过程中释放的能量ΔE＝________.‎ 解析：根据参与反应的粒子种类及生成粒子的种类，根据质量数守恒与电荷数守恒写出核反应方程式，即4H→He＋2e.核反应过程中的质量亏损Δm＝(4m1－m2－2m3－2m4)，根据爱因斯坦质能方程ΔE＝Δmc2可知，核反应过程中释放的能量ΔE＝(4m1－m2－2m3－2m4)c2.‎ 答案：4H→He＋2e　(4m1－m2－2m3－2m4)c2‎ ‎4．(2016·湖北八校联考)一静止的U核经α衰变成为Th核，释放出的总动能为4.27 MeV.问：此衰变后Th核的动能为多少MeV？(保留1位有效数字)‎ 解析：根据题意知：此α衰变的衰变方程为 U→Th＋He 根据动量守恒定律得mαvα＝mThvTh①‎ 式中，mα和mTh分别为α粒子和Th核的质量，vα和vTh分别为α粒子和Th核的速度的大小，由题设条件知 mαv＋mThv＝Ek②‎ ＝③‎ 式中Ek＝4.27 MeV，是α粒子与Th核的总动能．‎ 由①②③式得mThv＝Ek④‎ 代入数据得，衰变后Th核的动能 mThv＝0.07 MeV⑤‎ 答案：0.07 MeV ‎(1)核反应方程的书写方法 ‎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掌握核反应方程遵守的规律是正确书写核反应方程或判断某个核反应方程是否正确的依据，所以要理解并应用好质量数守恒和电荷数守恒的规律．‎ ‎③熟悉核反应的四种基本类型，可以帮助我们理清思路，很快写出正确的核反应方程．‎ ‎(2)核能释放的两种途径的理解 中等大小的原子核的比结合能最大，这些核最稳定．‎ ‎①使较重的核分裂成中等大小的核．‎ ‎ ②使较小的核结合成中等大小的核．两种途径都可以使核子的比结合能增加，都可以释放能量．‎