二輪復習專題五近代物理初步學案

專題五近代物理初步真題速練·明考情ZHENTISULIANMINGKAOQING1.(2021·全國乙卷)醫(yī)學治療中常用放射性核素113In產(chǎn)生γ射線，而113In是由半衰期相對較長的113Sn衰變產(chǎn)生的．對于質(zhì)量為m0的113Sn，經(jīng)過時間t后剩余的113Sn質(zhì)量為m，其eq\f(m,m0)－t圖線如圖所示．從圖中可以得到113Sn的半衰期為(C)A．d B．dC．d D．d【解析】由圖可知從eq\f(m,m0)＝eq\f(2,3)到eq\f(m,m0)＝eq\f(1,3)恰好衰變了一半，根據(jù)半衰期的定義可知半衰期為Td，故選C.2．(2021·全國甲卷)如圖，一個原子核X經(jīng)圖中所示的一系列α、β衰變后，生成穩(wěn)定的原子核Y，在此過程中放射出電子的總個數(shù)為(A)A．6 B．8C．10 D．14【解析】由圖分析可知，核反應方程為eq\o\al(238,92)X→eq\o\al(206,82)Y＋aeq\o\al(4,2)He＋beq\o\al(0,－1)e，設經(jīng)過a次α衰變，b次β衰變．由電荷數(shù)與質(zhì)量數(shù)守恒可得238＝206＋4a；92＝82＋2a－b，解得a＝8，b＝6，故放出6個電子，故選A．3．(2020·全國Ⅱ卷)氘核eq\o\al(2,1)H可通過一系列聚變反應釋放能量，其總效果可用反應式6eq\o\al(2,1)H→2eq\o\al(4,2)He＋2eq\o\al(1,1)H＋2eq\o\al(1,0)n＋MeV表示．海水中富含氘，已知1kg×1022個，若全都發(fā)生聚變反應，其釋放的能量與質(zhì)量為M的標準煤燃燒時釋放的熱量相等；已知1kg×107J，1MeV＝×10－13J，則M約為(C)A．40kgC．400kg D．1【解析】氘核eq\o\al(2,1)H可通過一系列聚變反應釋放能量，其總效果可用反應式6eq\o\al(2,1)H→2eq\o\al(4,2)He＋2eq\o\al(1,1)H＋2eq\o\al(1,0)MeV則平均每個氘核聚變釋放的能量為ε＝eq\f(E,6)＝eq\f(,6)MeV1kg×1022個，可以放出的總能量為E0由Q＝mq可得，要釋放的相同的熱量，需要燃燒標準煤燃燒的質(zhì)量m＝eq\f(Q,q)＝eq\f(E0,q)≈400kg4．(多選)(2020·全國Ⅰ卷)下列核反應方程中，X1，X2，X3，X4代表α粒子的有(BD)A．eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(1,0)n＋X1B.eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(1,0)n＋X2C．eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3X3D.eq\o\al(1,0)n＋eq\o\al(6,3)Li→eq\o\al(3,1)H＋X4【解析】α粒子為氦原子核eq\o\al(4,2)He，根據(jù)核反應方程遵守電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒，A選項中的X1為eq\o\al(3,2)He，B選項中的X2為eq\o\al(4,2)He，C選項中的X3為中子eq\o\al(1,0)n，D選項中的X4為eq\o\al(4,2)He.故選BD.5．(多選)(2020·全國Ⅲ卷)1934年，約里奧—居里夫婦用α粒子轟擊鋁箔，首次產(chǎn)生了人工放射性同位素X，反應方程為：eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(27,13)Al→X＋eq\o\al(1,0)，衰變方程為X→Y＋eq\o\al(0,1)e，則(AC)A．X的質(zhì)量數(shù)與Y的質(zhì)量數(shù)相等B．X的電荷數(shù)比Y的電荷數(shù)少1C．X的電荷數(shù)比eq\o\al(27,13)Al的電荷數(shù)多2D．X的質(zhì)量數(shù)與eq\o\al(27,13)Al的質(zhì)量數(shù)相等【解析】設X和Y的質(zhì)子數(shù)分別為n1和n2，質(zhì)量數(shù)分別為m1和m2，則反應方程為eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(27,13)Al→m1n1X＋eq\o\al(1,0)n，m1n1X→m2n2Y＋eq\o\al(0,1)e根據(jù)反應方程質(zhì)子數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒，解得2＋13＝n1，n1＝n2＋14＋27＝m1＋1，m1＝m2＋0解得n1＝15，n2＝14，m1＝30，m2＝30X的質(zhì)量數(shù)(m1＝30)與Y的質(zhì)量數(shù)(m2＝30)相等，比eq\o\al(27,13)Al的質(zhì)量數(shù)多3，故A正確，D錯誤；X的電荷數(shù)(n1＝15)比Y的電荷數(shù)(n2＝14)多1，比eq\o\al(27,13)Al的電荷數(shù)多2，故B錯誤，C正確；故選AC.6．(2019·全國Ⅰ卷)氫原子能級示意圖如圖所示．eV～eV的光為可見光．要使處于基態(tài)(n＝1)的氫原子被激發(fā)后可輻射出可見光光子，最少應給氫原子提供的能量為(A)A．eV B．eVC．eV D．eV【解析】eV，此值屬于可見光光子的能量，符合題意．eV－(eV)eV，此值也是提供給氫原子的最少能量，A正確．〔備考策略〕多以選擇題的形式出現(xiàn)，重點考查氫原子能級結(jié)構(gòu)和能級公式，光電效應規(guī)律和愛因斯坦光電效應方程，核反應方程式的書寫，原子核的衰變及半衰期，結(jié)合能和核能的計算等．常用到的思想方法有：圖像法、對比法．核心知識·固雙基HEXINZHISHIGUSHUANGJI“必備知識”解讀一、光電效應及其規(guī)律1．愛因斯坦光電效應方程：Ek＝hν－W0.2．最大初動能與遏止電壓的關系：Ek＝eUc.3．逸出功與極限頻率的關系：W0＝hνc.4．Ek－ν圖線：是一條傾斜直線，但不過原點，如圖所示．(1)橫軸截距表示極限頻率；(2)縱軸截距的絕對值表示逸出功；(3)圖線的斜率表示普朗克常量h.二、原子結(jié)構(gòu)與玻爾理論知識體系三、原子核及其衰變知識體系四、核反應核能的計算知識體系“關鍵能力”構(gòu)建一、光電效應的研究思路二、一個氫原子能級躍遷與一群氫原子能級躍遷的區(qū)別1．一群處于較高能級n的氫原子向低能級躍遷時，釋放出的譜線條數(shù)為N＝Ceq\o\al(2,n)＝eq\f(nn－1,2).2．一個處于較高能級n的氫原子向低能級躍遷時，釋放出的光譜線條數(shù)最多為n－1.三、計算核能的幾種思路1．根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程，用核反應的質(zhì)量虧損的千克數(shù)乘以真空中光速c的平方，即ΔE＝Δmc2.2．根據(jù)1原子質(zhì)量單位(u)(MeV)能量，MeV，即ΔE＝Δm×MeV.3．如果核反應時釋放的核能是以動能形式呈現(xiàn)，則核反應過程中系統(tǒng)動能的增量即為釋放的核能．命題熱點·巧突破MINGTIREDIANQIAOTUPO考點一光電效應問題考向1愛因斯坦光電效應方程1．(2021·福建福州質(zhì)檢)研究光電效應的實驗中，使用某一頻率的光照射光電管陰極時，有光電流產(chǎn)生．下列說法正確的是(C)A．光電效應揭示了光的波動性B．用頻率更高的光照射，光電流一定增大C．保持頻率不變，增大入射光的強度，遏止電壓不變D．保持頻率不變，增大入射光的強度，逸出的光電子最大初動能也增大【解析】光電效應揭示了光的粒子性，故A錯誤；入射光頻率增大，逸出的光電子初動能增大，但光電流不一定增大，故B錯誤；保持頻率不變，光電子最大初動能就不變，遏止電壓不變，故C正確，D錯誤．2．(2021·河北邯鄲一模)研究光電效應實驗的電路如圖所示，電源電動勢為3V，內(nèi)阻不計；×1014Hz的光照射光電管陰極K，當滑動變阻器的滑片在最左側(cè)時，微安表中的電流不為零；V時，微安表中的電流恰好為零．已知普朗克常量h＝×10－34J·s，則陰極K的逸出功為(A)A．eV B．eVC．eV D．eV【解析】×1014Hz的光子能量：hνeV，由光電效應方程可知，陰極KA．3．(2021·廣東名校聯(lián)盟聯(lián)考)某同學采用如圖所示的裝置來研究光電效應現(xiàn)象．某單色光照射光電管的陰極K時，會發(fā)生光電效應現(xiàn)象，閉合開關S，在陽極A和陰極K之間加反向電壓，通過調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片逐漸增大電壓，直至電流計中電流恰為零，此時電壓表顯示的電壓值U稱為反向截止電壓．現(xiàn)分別用頻率為ν1和ν2的單色光照射陰極，測量到的反向截止電壓分別為U1和U2.設電子質(zhì)量為m，電荷量為e，則下列關系式中正確的是(D)A．兩種單色光照射陰極時，光電子的最大初動能之比eq\f(Ek1,Ek2)＝eq\f(ν1,ν2)B．陰極K金屬的極限頻率ν0＝eq\f(U2ν2－U1ν1,U2－U1)C．普朗克常量h＝eq\f(eU2－U1,ν1－ν2)D．陰極K金屬的逸出功W＝eq\f(eU1ν2－U2ν1,ν1－ν2)【解析】光電子在電場中做減速運動，根據(jù)動能定理得－eU1＝0－Ek1，－eU2＝0－Ek2根據(jù)愛因斯坦光電效應方程得Ek1＝hν1－W＝hν1－h(huán)ν0Ek2＝hν2－W＝hν2－h(huán)ν0兩種單色光照射陰極時，光電子的最大初動能之比eq\f(Ek1,Ek2)＝eq\f(ν1－ν0,ν2－ν0)＝eq\f(U1,U2)陰極K金屬的極限頻率ν0＝eq\f(U2ν1－U1ν2,U2－U1)普朗克常量h＝eq\f(Ek2－Ek1,ν2－ν1)＝eq\f(eU2－U1,ν2－ν1)陰極K金屬的逸出功W＝hν0＝eq\f(eU2－U1,ν2－ν1)·eq\f(U2ν1－U1ν2,U2－U1)＝eq\f(eU1ν2－U2ν1,ν1－ν2)故A、B、C錯誤，D正確；故選D.考向2光電效應的圖像問題4．(2021·廣東六校聯(lián)考)如圖所示，甲圖為演示光電效應的實驗裝置；乙圖為a、b、c三種光照射下得到的三條電流表與電壓表讀數(shù)之間的關系曲線．下列說法正確的是(D)A．a(chǎn)、b、c三種光的頻率各不相同B．b、c兩種光的光強可能相同C．若b光為綠光，a光可能是紫光D．圖甲中的滑動變阻器的滑片向右滑動，電流表的讀數(shù)可能增大【解析】由光電效應方程及遏止電壓的關系可得eUc＝Ek＝hν－W，b、c兩種光的遏止電壓相同，故頻率相同，a光的遏止電壓較小，頻率較低，A錯誤；最大光電流與光強成正比，對比乙圖可知，b光較強，B錯誤；由A的分析可知，a光頻率較低，若b光為綠光，a光不可能是紫光，C錯誤；圖甲中的滑動變阻器的滑片向右滑動，增大光電管兩端電壓，且為正向電壓，電流表的讀數(shù)可能增大，但不會超過飽和光電流，D正確．5．圖甲是“光電效應”實驗電路圖，圖乙為某次“光電效應”實驗中得到的同一光電管兩端的遏止電壓隨入射光頻率ν變化的函數(shù)關系圖像．下列判斷正確的是(D)A．入射光的頻率ν不同，遏止電壓Uc相同B．圖甲所示電路中，當電壓表增大到一定數(shù)值時，電流計將達到飽和電流C．只要光的光照強度相同，光電子的最大初動能就一定相同D．入射光的頻率ν不同，光照強度不同，Uc－ν圖像的斜率相同【解析】逸出功與金屬材料有關，與入射光的頻率無關，由Ekm＝hν－W0可知，入射光的頻率不同，電子的最大初動能不同，又eUc＝Ekm，所以入射光的頻率不同，遏止電壓Uc不同，A錯誤；必須圖甲所示電路中的電源正負極反接過來，才能用來驗證光電流與電壓的關系，即當電壓表增大到一定數(shù)值時電流計將達到飽和電流，B錯誤；由愛因斯坦光電效應方程Ekm＝hν－W0，可知在入射光頻率不同的情況下，光電子的最大初動能不同，最大初動能與光照強度無關，C錯誤；由Uc＝eq\f(h,e)(ν－νc)，可得Uc＝eq\f(h,e)(ν－vc)，故圖線的斜率為相同的常量，D正確．〔方法技巧〕求解光電效應問題的五個關系與四種圖像1．五個關系(1)逸出功W0一定時，入射光的頻率決定著能否產(chǎn)生光電效應以及光電子的最大初動能．(2)入射光的頻率一定時，入射光的強度決定著單位時間內(nèi)發(fā)射出來的光電子數(shù)．(3)愛因斯坦光電效應方程Ek＝hν－W0.(4)光電子的最大初動能Ek可以利用光電管用實驗的方法測得，即Ek＝eUc，其中Uc為遏止電壓．(5)光電效應方程中的W0為逸出功．它與極限頻率νc的關系是W0＝hνc.2．四種光電效應的圖像圖線形狀圖像名稱由圖線直接(間接)得到的物理量最大初動能Ek與入射光頻率ν的關系圖像①極限頻率：圖線與ν軸交點的橫坐標ν0②逸出功：圖線與Ek軸交點的縱坐標的絕對值，W0＝|－E|＝E③普朗克常量：圖線的斜率k＝h＝eq\f(E,ν0)顏色相同、強度不同的光，光電流與電壓的關系圖像①遏止電壓Uc：圖線與橫軸的交點②飽和光電流Im：電流的最大值③最大初動能：Ekm＝eUc顏色不同的光，光電流與電壓的關系圖像①遏止電壓Uc1、Uc2②飽和光電流③最大初動能Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2遏止電壓Uc與入射光頻率ν的關系圖像①截止頻率ν0：圖線與橫軸的交點②遏止電壓Uc：隨入射光頻率的增大而增大③普朗克常量h：等于圖線的斜率與電子電量的乘積，即h＝ke(注：此時兩極之間接反向電壓)考點二原子結(jié)構(gòu)考向1對波粒二象性的理解1．(2021·河北唐山一模)氫原子吸收一個光子后，根據(jù)玻爾理論，下列判斷正確的是(A)A．電子繞核旋轉(zhuǎn)的軌道半徑增大B．電子的動能會增大C．氫原子的電勢能減小D．氫原子的能級減小【解析】氫原子吸收一個光子后，由玻爾理論可知，由低能級躍遷到高能級，電子繞核旋轉(zhuǎn)的軌道半徑增大，電子的動能減小，氫原子的電勢能增大，氫原子的能級增大．故選A．2．(2021·遼寧大連模擬)據(jù)報道，香煙會釋放一種危險的放射性元素“釙(eq\o\al(210,84)Po)”，如果每天抽1包香煙，一年后累積的輻射相當于200次胸透的輻射.eq\o\al(210,84)Po連續(xù)發(fā)生一次α衰變和一次β衰變后產(chǎn)生了新核，新核的中子數(shù)比新核的質(zhì)子數(shù)多(B)A．39個 B．40個C．42個 D．43個【解析】eq\o\al(210,84)Po連續(xù)發(fā)生一次α衰變和一次β衰變后產(chǎn)生新核的質(zhì)量數(shù)為206，電荷數(shù)為83；則新核的中子數(shù)為206－83＝123，比質(zhì)子數(shù)多123－83＝40個．故選B.考向2氫原子能級躍遷問題3．(2021·河北“五個一名校聯(lián)盟”聯(lián)考)氫原子能級圖如圖所示，大量處于n＝4能級上的氫原子向低能級躍遷時會發(fā)出不同頻率的光．下列說法正確的是(B)A．eVB．eVC．eV的鈣金屬表面，能照射出光電子的光最多有4種D．eV的鈣金屬表面，eV【解析】eV的鈣金屬表面，出射光電子初動能的最大值為Ek＝hν－WeV，故D錯誤．4．(多選)(2021·遼寧鐵嶺六校一模)我國自主研發(fā)的氫原子鐘現(xiàn)已運用于中國的北斗導航系統(tǒng)中，高性能的原子鐘對導航精度的提高起到了很大的作用，同時原子鐘體積小重量輕．它通過氫原子能級躍遷而產(chǎn)生的電磁波校準時鐘．氫原子能級如圖所示，下列說法正確的是(CD)A．10eV的光子照射處于基態(tài)的氫原子可以使處于基態(tài)的氫原子發(fā)生躍遷B．一個處于n＝4能級的氫原子向低能級躍遷時可輻射6種不同頻率的光子C．現(xiàn)用光子能量介于10eV～eV范圍內(nèi)的光去照射一群處于基態(tài)的氫原子，在照射光中可能被吸收的光子能量只有3種D．E4躍遷到E2時產(chǎn)生的光子a與E5躍遷到E3時產(chǎn)生的光子b的頻率之比為255∶97【解析】處于基態(tài)的氫原子要吸收光子實現(xiàn)躍遷，則吸收的光子的能量必須等于能級差，而10eV的能量不滿足任何一個激發(fā)態(tài)與基態(tài)的能級差，故不能吸收，A錯誤；一個處于n＝4能級的氫原子向低能級躍遷時最多可輻射3種不同頻率的光子，一群處于neV的光子能量可以分別躍遷到2能級、3能級和4能級，則可以被吸收的光子能量只有三種，C正確；E4躍遷到E2時產(chǎn)生的光子aeV，E5躍遷到E3時產(chǎn)生的光子beV，根據(jù)E＝hν，故兩個光子的頻率之比為255∶97，D正確．故選CD.〔總結(jié)提升〕原子能級躍遷問題的解題技巧(1)原子躍遷時，所吸收或釋放的光子能量只能等于兩能級之間的能量差，即ΔE＝hν＝|E初－E末|.(2)原子電離時，所吸收的能量可以大于或等于某一能級能量的絕對值，剩余能量為自由電子的動能．(3)計算氫原子能級躍遷放出或吸收光子的頻率和波長時，要注意各能級的能量值均為負值，且單位為電子伏，計算時需換算單位，1eV＝×10－19J.(4)氫原子能量為電勢能與動能的總和，能量越大，軌道半徑越大，勢能越大，動能越?。键c三原子核考向1核反應方程1．(2021·福建廈門質(zhì)檢)新元素的合成是探究微觀世界的方式之一，也是材料科學發(fā)現(xiàn)的必經(jīng)之路．某科學家在研究某兩個重核結(jié)合成“超重”元素的反應時，發(fā)現(xiàn)生成的“超重”元素的核eq\o\al(A,Z)X經(jīng)過8次α衰變、6次β衰變后的產(chǎn)物為eq\o\al(273,105)(A)A．115,305 B．190,305C．115,190 D．190,115【解析】根據(jù)核電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒有Z＝105＋8×2－6＝115，A＝273＋8×4＝305，故選A．2．(2021·廣東廣州一模)廣東大亞灣核電站是我國首座利用核裂變發(fā)電的大型商用核電站，核裂變反應方程eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋aX中(D)A．X為電子，a＝1 B．X為質(zhì)子，a＝3C．X為質(zhì)子，a＝2 D．X為中子，a＝3【解析】根據(jù)電荷數(shù)守恒知X的電荷數(shù)為92－36－56＝0，即質(zhì)子數(shù)為0，所以X為中子，根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒X的質(zhì)量數(shù)為235＋1－144－89＝a，可得a＝3，故選D.考向2原子核的衰變規(guī)律3．(2021·湖南高考)核廢料具有很強的放射性，需要妥善處理．下列說法正確的是(D)A．放射性元素經(jīng)過兩個完整的半衰期后，將完全衰變殆盡B．原子核衰變時電荷數(shù)守恒，質(zhì)量數(shù)不守恒C．改變壓力、溫度或濃度，將改變放射性元素的半衰期D．過量放射性輻射對人體組織有破壞作用，但輻射強度在安全劑量內(nèi)則沒有傷害【解析】放射性元素的半衰期是大量的放射性元素衰變的統(tǒng)計規(guī)律，對少量的個別的原子核無意義，則放射性元素完全衰變殆盡的說法錯誤，故A錯誤；原子核衰變時滿足電荷數(shù)守恒，質(zhì)量數(shù)守恒，故B錯誤；放射性元素的半衰期是由原子核的自身結(jié)構(gòu)決定的，而與物理環(huán)境如壓力、溫度或濃度無關，與化學狀態(tài)無關，故C錯誤；過量放射性輻射包含大量的射線，對人體組織有破壞作用，但輻射強度在安全劑量內(nèi)則沒有傷害，故D正確．4．(2021·廣東高考)科學家發(fā)現(xiàn)銀河系中存在大量的放射性同位素鋁26，鋁26的半衰期為72萬年，其衰變方程為eq\o\al(26,13)Al→eq\o\al(26,12)Mg＋Y，下列說法正確的是(C)A．Y是氦核B．Y是質(zhì)子C．再經(jīng)過72萬年，現(xiàn)有的鋁26衰變一半D．再經(jīng)過144萬年，現(xiàn)有的鋁26全部衰變【解析】根據(jù)核反應的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，該核反應是eq\o\al(26,13)Al→eq\o\al(26,12)Mg＋eq\o\al(0,1)e，即Y是正電子，選項AB錯誤；因72萬年是一個半衰期，可知再過72萬年，現(xiàn)有的鋁26衰變一半；再過144萬年，即兩個半衰期，現(xiàn)有的鋁26衰變四分之三，選項C正確，D錯誤．5．(2021·河北高考)銀河系中存在大量的鋁同位素26Al，26Al核β＋衰變的衰變方程為eq\o\al(26,13)Al→eq\o\al(26,12)Mg＋eq\o\al(0,1)e，測得26Al核的半衰期為72萬年，下列說法正確的是(C)A．26Al核的質(zhì)量等于26Mg核的質(zhì)量B．26Al核的中子數(shù)大于26Mg核的中子數(shù)C．將鋁同位素26Al放置在低溫低壓的環(huán)境中，其半衰期不變D．銀河系中現(xiàn)有的鋁同位素26Mg將在144萬年后全部衰變?yōu)?6Mg【解析】eq\o\al(26,13)Al和eq\o\al(26,12)Mg的質(zhì)量數(shù)均為26相等，但是二者原子核中的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)不同，所以質(zhì)量不同，A錯誤；eq\o\al(26,13)Al核的中子數(shù)為26－13＝13個，eq\o\al(26,12)Mg核的中子數(shù)為26－12＝14個，B錯誤；半衰期是原子核固有的屬性，與外界條件無關，C正確；質(zhì)量為m的eq\o\al(26,13)Al的半衰期為72萬年，經(jīng)過144＝2×72萬年為2個半衰期，剩余質(zhì)量為eq\f(1,4)m，不會全部衰變?yōu)閑q\o\al(26,12)Mg，D錯誤．6．(多選)(2021·湖南師大附中模擬)在勻強磁場中，一個原來靜止的原子核，由于衰變放射出某種粒子，結(jié)果得到一張兩個相切圓1和2的徑跡照片(如圖所示)，已知兩個相切圓半徑分別為r1、r2.下列說法正確的是(CD)A．原子核可能發(fā)生的是α衰變，也可能發(fā)生的是β衰變B．徑跡2可能是衰變后新核的徑跡C．若衰變方程是eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)He，則r1∶r2＝1∶45D．若是α衰變，則1和2的徑跡均是順時針方向【解析】原子核衰變過程系統(tǒng)動量守恒，由動量守恒定律可知，衰變生成的兩粒子動量方向相反，粒子速度方向相反，由左手定則知：若生成的兩粒子電性相反則在磁場中的軌跡為內(nèi)切圓，若電性相同則在磁場中的軌跡為外切圓，所以為電性相同的粒子，可能發(fā)生的是α衰變，但不是β衰變，故A錯誤；核反應過程系統(tǒng)動量守恒，原子核原來靜止，初動量為零，由動量守恒定律可知，原子核衰變后生成的兩核動量p大小相等、方向相反，粒子在磁場中做勻速圓周運動洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律得：qvB＝meq\f(v2,r)，解得：r＝eq\f(mv,qB)＝eq\f(p,Bq)，由于p、B都相同，則粒子電荷量q越大，其軌道半徑r越小，由于新核的電荷量大于粒子的電荷量，則新核的軌道半徑小于粒子的軌道半徑，則半徑為r1的圓為放出新核的運動軌跡，半徑為r2的圓為粒子的運動軌跡，r1∶r2＝2∶90＝1∶45，故B錯誤，C正確；若是α衰變，生成的兩粒子電性相同，圖示由左手定則可知，兩粒子都沿順時針方向做圓周運動，故D正確．考向3結(jié)合能與核能的計算7．(2021·福建龍巖質(zhì)檢)2020年11月27日0時41分，華龍一號核電5號機組首次并網(wǎng)成功，標志著我國正式進入核電技術(shù)先進國家行列．華龍一號發(fā)電機利用的是鈾核裂變釋b的核能，其裂變方程為eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→X＋eq\o\al(95,38)Sr＋2eq\o\al(1,0)n，則下列敘述正確的是(B)A．裂變后粒子的總核子數(shù)減少B．X原子核中含有85個中子C．裂變過程中釋放核能是因為新核的結(jié)合能小D．裂變過程中釋放核能是因為新核的比結(jié)合能小【解析】核反應過程質(zhì)量數(shù)守恒，所以裂變后粒子的總核子數(shù)不變，選項A錯誤；設X原子核中有x個質(zhì)子，質(zhì)量數(shù)為y，則有eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(92＝x＋38,235＋1＝y(tǒng)＋95＋1×2))，解得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x＝54,y＝139))，則X原子核中含有中子數(shù)為y－x＝85，B正確；裂變釋放核能是因為新核的比結(jié)合能大于原來重核的比結(jié)核能，選項CD錯誤．故選B.8．(2021·福建名校聯(lián)盟大聯(lián)考)2020年12月4日，中國規(guī)模最大、參數(shù)最高的“人造太陽”，即中國新一代可控核聚變研究裝置“中國環(huán)流器二號M”(HL－2M)在成都實現(xiàn)首次放電．已知“人造太陽”的核反應方程式是eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n，其中氚(eq\o\al(3,1)H)在自然界中含量極微，但可以用某種粒子X轟擊鋰核(eq\o\al(6,3)Li)得到，核反應方程為eq\o\al(6,3)Li＋X→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(3,1)H，則(C)A．粒子X為質(zhì)子B．核反應方程eq\o\al(6,3)Li＋X→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(3,1)H為α衰變C．氦核(eq\o\al(4,2)He)的結(jié)合能大于氘核(eq\o\al(2,1)H)和氚核(eq\o\al(3,1)H)的結(jié)合能之和D．在核反應方程式eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n中，反應前的總質(zhì)量小于反應后的總質(zhì)量【解析】根據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒可知，粒子X為中子，故A錯誤；核反應方程eq\o\al(6,3)Li＋X→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(3,1)H為人工核反應，故B錯誤；eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n反應過程，會釋放出能量，所以氦核(eq\o\al(4,2)He)的結(jié)合能大于氘核(eq\o\al(2,1)H)和氚核(eq\o\al(3,1)H)的結(jié)合能之和，故C正確；根據(jù)質(zhì)量虧損方程，eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n反應中，質(zhì)量會減小，所以反應前的總質(zhì)量大于反應后的總質(zhì)量，故D錯誤．應用創(chuàng)新·提素養(yǎng)YINGYONGCHUANGXINTISUYANG應用創(chuàng)新一核能在科技生活中的應用1．(多選)(2021·廣東汕頭一模)月球儲藏大量可控核聚變理想燃料氦－3(eq\o\al(3,2)He)，2020年12月1日，我國“嫦娥五號探測器”成功著陸月面后開始“挖土”并成功帶回地面供科學研究．可控核聚變可以采用eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋x或eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,2)He→eq\o\al(4,2)He＋y.下列說法正確的是(AC)A．x是中子B．y是正電子C．核聚變過程發(fā)生質(zhì)量虧損，釋放核能D.eq\o\al(3,2)He比eq\o\al(4,2)He的原子核更穩(wěn)定【解析】根據(jù)核反應的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，x的質(zhì)量數(shù)為1電荷數(shù)為0，則x為中子；y的質(zhì)量數(shù)為1電荷數(shù)為1，則y為質(zhì)子，選項A正確，B錯誤；核聚變過程發(fā)生質(zhì)量虧損，釋放核能，選項C正確；因反應放出核能，則eq\o\al(4,2)He比eq\o\al(3,2)He的原子核更穩(wěn)定，選項D錯誤．故選AC.2．(2021·湖北七市聯(lián)考)2020年12月4日，新一代“人造太陽”－中國環(huán)流二號M裝置(HL－2M)正式建成并實現(xiàn)首次放電，放電溫度達太陽芯部溫度近10倍．“人造太陽”實驗中的可控熱核反應的方程是eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o