物理2016高考二輪復(fù)習(xí)原子核的衰變復(fù)習(xí)方法

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正確的復(fù)習(xí)方法可以在復(fù)習(xí)階段收到事半功倍的效果,上外西外外國(guó)語(yǔ)學(xué)校校長(zhǎng)林敏建議學(xué)生們的原子核的衰變復(fù)習(xí)方法:

天然衰變中核的變化規(guī)律

在核的天然衰變中,核變化的最基本的規(guī)律是質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒。

① 衰變:隨著衰變,新核在元素周期表中位置向前移2位,即

② 衰變:隨著衰變,新核在元素周期表中位置向后移1位,即

③ 衰變:隨著衰變,變化的不是核的種類(lèi),而是核的能量狀態(tài)。但一般情況下,衰變總是伴隨衰變或衰變進(jìn)行的。

4. 放射性元素放射的射線有三種:射線、射線、射線,這三種射線可以用磁場(chǎng)和電場(chǎng)加以區(qū)別,如圖1所示。

圖1

5. 半衰期:放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需要的時(shí)間稱(chēng)為半衰期。不同的放射性元素的半衰期是不同的,但對(duì)于確定的放射性元素,其半衰期是確定的。它由原子核的內(nèi)部因素所決定,跟元素的化學(xué)狀態(tài)、溫度、壓強(qiáng)等因素?zé)o關(guān)。

二、 例題分析

[[例 1]] 關(guān)于天然放射現(xiàn)象,以下敘述正確的是()

A.若使放射性物質(zhì)的溫度升高,其半衰期將減小

B.衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子時(shí)所產(chǎn)生的

C.在、、這三種射線中,射線的穿透能力最強(qiáng),射線的電離能力最強(qiáng)

D.鈾核(238

92 U)衰變?yōu)殂U核(206

82 Pb)的過(guò)程中,要經(jīng)過(guò)8次衰變和10次衰變

[[解析]] 半衰期是由放射性元素原子核的內(nèi)部因素所決定,跟元素的化學(xué)狀態(tài)、溫度、壓強(qiáng)等因素?zé)o關(guān),A錯(cuò);衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子時(shí)所產(chǎn)生的,1

0 n1

1 H+0

-1 e,B對(duì);根據(jù)三種射線的物理性質(zhì),C對(duì); 238

92U的質(zhì)子數(shù)為92,中子數(shù)為146, 206

82Pb的質(zhì)子數(shù)為82,中子數(shù)為124,因而鉛核比鈾核少10個(gè)質(zhì)子,22個(gè)中子。一次衰變質(zhì)量數(shù)減少4,故衰變的次數(shù)為x==8次。再結(jié)合核電荷數(shù)的變化情況和衰變規(guī)律來(lái)判定衰變的次數(shù)y應(yīng)滿(mǎn)足2x-y+82=92, y=2x-10=6次。故本題正確答案為B、C.

[點(diǎn)評(píng)] (1) 本題考查衰變、衰變的規(guī)律及質(zhì)量數(shù),質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)之間的關(guān)系。

(2) 衰變放出的電子并不是由核外電子躍遷出來(lái)的,而是從核中衰變產(chǎn)生的。

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

圖2

A. 粒子,B垂直于紙面向外

B. 粒子,B垂直于紙面向內(nèi)

C. 粒子,B垂直于紙面向外

D. 粒子,B垂直于紙面向內(nèi)

[[解析]] 由于粒子貫穿本領(lǐng)很弱,只能穿透幾厘米空氣,因此穿透厚紙板到達(dá)屏上P點(diǎn)處的不可能是粒子;由于粒子不帶電,穿過(guò)B區(qū)域不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn),因此到達(dá)P點(diǎn)處的也不可能是 粒子;由此可知,到達(dá)P點(diǎn)處的必然是粒子。又由于粒子帶的是負(fù)電,因此用左手定則便可判斷B的方向應(yīng)該是垂直于紙面向內(nèi)。所以應(yīng)選D.

[點(diǎn)評(píng)] 了解天然放射現(xiàn)象中三種射線的基本屬性,是分析此例的基礎(chǔ)。

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

A. 該核發(fā)生的是衰變

B. 該核發(fā)生的是衰變

C. 磁場(chǎng)方向一定垂直紙面向里

D. 磁場(chǎng)方向向里還是向外不能判定

圖3

[[解析]]本題考查對(duì)粒子及粒子的性質(zhì)的了解,根據(jù)動(dòng)量守恒定律以及左手定則,原來(lái)靜止的核,放出粒子后,總動(dòng)量守恒,所以粒子和反沖核的速度方向一定相反,根據(jù)圖示,它們?cè)谕淮艌?chǎng)中是向同一側(cè)偏轉(zhuǎn)的,由左手定則可知它們必帶異種電荷,故應(yīng)為衰變;由于不知它們的旋轉(zhuǎn)方向,因而無(wú)法判定磁場(chǎng)是向里還是向外,即都有可能。所以應(yīng)選B、D.

[點(diǎn)評(píng)] 帶電粒子在電磁場(chǎng)及復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)形式復(fù)雜(有直線運(yùn)動(dòng)、曲線運(yùn)動(dòng)、類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)、周期性運(yùn)動(dòng)等等),受力情況多變,但核心問(wèn)題不變,其本質(zhì)仍然是力學(xué)問(wèn)題。

[鞏 固 練 習(xí)]

1. 下列說(shuō)法正確的是()

A.射線在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中都不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)

B. 射線比射線更容易使氣體電離

C. 太陽(yáng)輻射的能量主要來(lái)源于重核裂變

D. 核反應(yīng)堆產(chǎn)生的能量來(lái)自輕核聚變

2. 一個(gè)氡核222

86Rn衰變成釙核218

84Po并放出一個(gè)粒子,其半衰期為3。8天。1 g氡經(jīng)過(guò)7。6天衰變掉的質(zhì)量,以及222

86Rn衰變成218

84Po的過(guò)程放出的粒子是()

A. 0。25 g,粒子 B. 0。75 g,粒子

C. 0。25 g,粒子 D. 0。75 g,粒子

參考答案

1. A 射線中的光子不帶電,故在電場(chǎng)與磁場(chǎng)中都不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn),A正確;粒子的特點(diǎn)是電離能力很強(qiáng),B錯(cuò);太陽(yáng)輻射的能量主要來(lái)源于輕核的聚變,C錯(cuò);核反應(yīng)堆產(chǎn)生的能量是來(lái)自于重核的裂變,D錯(cuò)。

2. B 經(jīng)過(guò)了兩個(gè)半衰期,1 g的氡剩下了0。25 g,衰變了0。75 g,根據(jù)核反應(yīng)方程的規(guī)律,反應(yīng)前后的質(zhì)量數(shù)和荷電荷數(shù)不變,可得出是粒子,所以B正確。

物理網(wǎng)希望考生朋友可以熟練運(yùn)用原子核的衰變復(fù)習(xí)方法,爭(zhēng)取更好的提升自己。


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