2019高考物理一輪優(yōu)級(jí)（備講練）全國(guó)經(jīng)典版講義第13章第2講放射性元素的衰變

第2講放射性元素的衰變、核能板塊一主干梳理·夯實(shí)基礎(chǔ)【知識(shí)點(diǎn)1】原子核的組成、放射性、放射性同位素、射線的危害和防護(hù)Ⅰ一、原子核1．原子核的組成(1)原子核由質(zhì)子和中子組成，質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為核子。(2)原子核的核電荷數(shù)＝質(zhì)子數(shù)，原子核的質(zhì)量數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＋中子數(shù)，質(zhì)子和中子都為一個(gè)單位質(zhì)量。2．同位素：具有相同質(zhì)子數(shù)、不同中子數(shù)的原子。同位素在元素周期表中的位置相同，具有相同的化學(xué)性質(zhì)。具有放射性的同位素叫放射性同位素。例如：eq\o\al(27,13)Al＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)n，eq\o\al(30,15)P→eq\o\al(30,14)Si＋eq\o\al(0,1)e。二、天然放射現(xiàn)象1．天然放射現(xiàn)象元素eq\o(□,\s\up4(10))自發(fā)地放出射線的現(xiàn)象，首先由eq\o(□,\s\up4(11))貝可勒爾發(fā)現(xiàn)。天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，說明eq\o(□,\s\up4(12))原子核還具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。2．放射性和放射性元素物質(zhì)發(fā)射射線的性質(zhì)叫eq\o(□,\s\up4(13))放射性。具有放射性的元素叫eq\o(□,\s\up4(14))放射性元素。3．三種射線放射性元素放射出的射線共有三種，分別是α射線、β射線、γ射線。4．三種射線的比較5．放射性同位素的應(yīng)用與防護(hù)(1)放射性同位素：有eq\o(□,\s\up4(22))天然放射性同位素和eq\o(□,\s\up4(23))人工放射性同位素兩類，放射性同位素的化學(xué)性質(zhì)相同。(2)應(yīng)用：消除靜電、工業(yè)探傷、作eq\o(□,\s\up4(24))示蹤原子等。(3)防護(hù)：防止放射線對(duì)人體組織的傷害。【知識(shí)點(diǎn)2】原子核的衰變、半衰期Ⅰ1．原子核的衰變(1)原子核放出α粒子或β粒子，變成另一種原子核的變化稱為原子核的衰變。(2)分類α衰變：eq\o\al(A,Z)X→eq\o\al(A－4,Z－2)Y＋eq\o\al(4,2)Heβ衰變：eq\o\al(A,Z)X→eq\o\al(A,Z＋1)Y＋__0－1e當(dāng)放射性物質(zhì)連續(xù)發(fā)生衰變時(shí)，原子核中有的發(fā)生α衰變，有的發(fā)生β衰變，同時(shí)伴隨著γ輻射。(3)兩個(gè)重要的衰變①eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)He；②eq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(234,91)Pa＋eq\o\al(0,－1)e。2．半衰期(1)定義：放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間。(2)影響因素：放射性元素衰變的快慢是由原子核內(nèi)部因素決定的，跟原子所處的物理狀態(tài)(如溫度、壓強(qiáng))或化學(xué)狀態(tài)(如單質(zhì)、化合物)無關(guān)。3．α衰變和β衰變的實(shí)質(zhì)α衰變：核內(nèi)兩個(gè)中子和兩個(gè)質(zhì)子結(jié)合得比較緊密，作為一個(gè)整體從較大的原子核內(nèi)發(fā)射出來。β衰變：核內(nèi)的一個(gè)中子轉(zhuǎn)化為一個(gè)質(zhì)子，同時(shí)放出一個(gè)電子?！局R(shí)點(diǎn)3】核力、結(jié)合能、質(zhì)量虧損Ⅰ1．核力(1)定義：原子核內(nèi)部，核子間所特有的相互作用力。(2)特點(diǎn)①核力是強(qiáng)相互作用的一種表現(xiàn)；②核力是短程力，作用范圍在1.5×10－15m之內(nèi)；③每個(gè)核子只跟它鄰近的核子間才有核力作用。2．結(jié)合能核子結(jié)合為原子核時(shí)釋放的能量或原子核分解為核子時(shí)吸收的能量，叫做原子核的結(jié)合能，亦稱核能。3．比結(jié)合能(1)定義：原子核的結(jié)合能與核子數(shù)之比，稱做比結(jié)合能，也叫平均結(jié)合能。(2)特點(diǎn)：不同原子核的比結(jié)合能不同，原子核的比結(jié)合能越大，表示原子核中核子結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn)定。4．質(zhì)能方程、質(zhì)量虧損愛因斯坦質(zhì)能方程E＝mc2，原子核的質(zhì)量必然比組成它的核子的質(zhì)量和要小Δm，這就是質(zhì)量虧損。由質(zhì)量虧損可求出釋放的核能ΔE＝Δmc2?！局R(shí)點(diǎn)4】裂變反應(yīng)和聚變反應(yīng)、裂變反應(yīng)堆核反應(yīng)方程Ⅰ1.重核裂變(1)定義：質(zhì)量數(shù)較大的原子核受到高能粒子的轟擊而分裂成幾個(gè)質(zhì)量數(shù)較小的原子核的過程。(2)特點(diǎn)①裂變過程中能夠放出巨大的能量；②裂變的同時(shí)能夠放出2～3(或更多)個(gè)中子；③裂變的產(chǎn)物不是唯一的。對(duì)于鈾核裂變有二分裂、三分裂和四分裂形式，但三分裂和四分裂概率比較小。(3)典型的裂變反應(yīng)方程eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(89,36)Kr＋eq\o\al(144,56)Ba＋3eq\o\al(1,0)n。(4)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)：由重核裂變產(chǎn)生的中子使裂變反應(yīng)一代接一代繼續(xù)下去的過程。(5)臨界體積和臨界質(zhì)量：裂變物質(zhì)能夠發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的最小體積叫做它的臨界體積，相應(yīng)的質(zhì)量叫做臨界質(zhì)量。(6)裂變的應(yīng)用：原子彈、核反應(yīng)堆。(7)反應(yīng)堆構(gòu)造：核燃料、減速劑、鎘棒、防護(hù)層。2．輕核聚變(1)定義兩輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核的反應(yīng)過程。輕核聚變反應(yīng)必須在高溫下進(jìn)行，因此又叫熱核反應(yīng)。(2)特點(diǎn)①聚變過程放出大量的能量，平均每個(gè)核子放出的能量，比裂變反應(yīng)中平均每個(gè)核子放出的能量大3至4倍。②聚變反應(yīng)比裂變反應(yīng)更劇烈。③對(duì)環(huán)境污染較少。④自然界中聚變反應(yīng)原料豐富。(3)典型的聚變反應(yīng)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＋17.60MeV3．核反應(yīng)(1)核反應(yīng)：原子核在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生新原子核的過程，稱為核反應(yīng)。(2)核反應(yīng)的幾點(diǎn)說明①核反應(yīng)中應(yīng)遵循兩個(gè)守恒規(guī)律，即質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒。②核反應(yīng)通常不可逆，書寫核反應(yīng)方程時(shí)，“→”不能寫成“＝”。③核反應(yīng)類型分為：衰變，人工轉(zhuǎn)變，裂變，聚變。4．核反應(yīng)的四種類型比較板塊二考點(diǎn)細(xì)研·悟法培優(yōu)考點(diǎn)1原子核的衰變半衰期[深化理解]1．確定衰變次數(shù)的方法(1)設(shè)放射性元素eq\o\al(A,Z)X經(jīng)過n次α衰變和m次β衰變后，變成穩(wěn)定的新元素eq\o\al(A′,Z′)Y，則表示該核反應(yīng)的方程為eq\o\al(A,Z)X→eq\o\al(A′,Z′)Y＋neq\o\al(4,2)He＋meq\o\al(0,－1)e。根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可列方程A＝A′＋4nZ＝Z′＋2n－m。(2)確定衰變次數(shù)，因?yàn)棣滤プ儗?duì)質(zhì)量數(shù)無影響，先由質(zhì)量數(shù)的改變確定α衰變的次數(shù)，然后再根據(jù)衰變規(guī)律確定β衰變的次數(shù)。2．對(duì)半衰期的理解(1)根據(jù)半衰期的概念，可總結(jié)出公式N余＝N原eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\s\up15(eq\f(t,τ))，m余＝m原eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\s\up15(eq\f(t,τ))式中N原、m原表示衰變前的放射性元素的原子數(shù)和質(zhì)量，N余、m余表示衰變后尚未發(fā)生衰變的放射性元素的原子數(shù)和質(zhì)量，t表示衰變時(shí)間，τ表示半衰期。(2)影響因素：放射性元素衰變的快慢是由原子核內(nèi)部因素決定的，跟原子所處的物理狀態(tài)(如溫度、壓強(qiáng))或化學(xué)狀態(tài)(如單質(zhì)、化合物)無關(guān)。例1(多選)日本福島核電站泄漏事故中釋放出大量的碘131，碘131是放射性同位素，衰變時(shí)會(huì)發(fā)出β射線與γ射線，碘131被人攝入后，會(huì)危害身體健康，由此引起了全世界的關(guān)注。下面關(guān)于核輻射的相關(guān)知識(shí)，說法正確的是()A．人類無法通過改變外部環(huán)境來改變碘131衰變的快慢B．碘131的半衰期為8.3天，則4個(gè)碘原子核經(jīng)16.6天后就一定剩下一個(gè)原子核C．β射線與γ射線都是電磁波，但γ射線穿透本領(lǐng)比β射線強(qiáng)D．碘131發(fā)生β衰變時(shí)所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時(shí)產(chǎn)生的(1)衰變的快慢由哪些因素決定？提示：由放射元素原子核內(nèi)部因素決定，與外界因素及所處狀態(tài)無關(guān)。(2)β衰變的實(shí)質(zhì)是什么？提示：原子核內(nèi)的一個(gè)中子轉(zhuǎn)化為一個(gè)質(zhì)子，同時(shí)放出一個(gè)電子。嘗試解答選AD。衰變的快慢由放射性元素本身決定，與外部環(huán)境無關(guān)，A正確。半衰期是大量原子核衰變的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對(duì)少數(shù)幾個(gè)原子核無意義，B錯(cuò)誤。β射線是高速電子流，γ射線是電磁波，故C錯(cuò)誤。β衰變的實(shí)質(zhì)是eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(0,－1)e，D正確?？偨Y(jié)升華原子核衰變、半衰期易錯(cuò)點(diǎn)(1)半衰期是一個(gè)統(tǒng)計(jì)概念，只有對(duì)大量的原子核才成立，對(duì)少數(shù)的原子核無意義。(2)經(jīng)過一個(gè)半衰期，有半數(shù)原子核發(fā)生衰變變?yōu)槠渌镔|(zhì)，而不是消失。(3)衰變的快慢由原子核內(nèi)部因素決定，跟原子所處的外部條件及所處化學(xué)狀態(tài)無關(guān)。eq\a\vs4\al([跟蹤訓(xùn)練])[2017·廣東肇慶二模]eq\o\al(238,92)U的衰變有多種途徑，其中一種途徑是先衰變成eq\o\al(210,83)Bi，然后可以經(jīng)一次衰變變成eq\o\al(210,a)X(X代表某種元素)，也可以經(jīng)一次衰變變成eq\o\al(b,81)Ti，最后都衰變變成eq\o\al(206,82)Pb，衰變路徑如圖所示。下列說法中正確的是()A．過程①是β衰變，過程③是α衰變；過程②是β衰變，過程④是α衰變B．過程①是β衰變，過程③是α衰變；過程②是α衰變，過程④是β衰變C．過程①是α衰變，過程③是β衰變；過程②是β衰變，過程④是α衰變D．過程①是α衰變，過程③是β衰變；過程②是α衰變，過程④是β衰變答案B解析由于β衰變釋放出電子，質(zhì)量數(shù)不變，核電荷數(shù)加1，α衰變釋放出氦核，質(zhì)量數(shù)減少4，核電荷數(shù)減2；過程①中的質(zhì)量數(shù)不變，故它發(fā)生的是β衰變，C、D錯(cuò)誤；過程③的質(zhì)量數(shù)減少4，故應(yīng)該是α衰變，過程②的核電荷數(shù)減少2，故是α衰變，過程④的核電荷數(shù)加1，說明是β衰變，A錯(cuò)誤，B正確?？键c(diǎn)2核反應(yīng)類型與核反應(yīng)方程[深化理解]1．核反應(yīng)類型與核反應(yīng)方程(1)核反應(yīng)的四種類型：衰變、人工轉(zhuǎn)變、裂變和聚變。(2)核反應(yīng)過程一般都是不可逆的，所以核反應(yīng)方程只能用單向箭頭“→”連接并表示反應(yīng)方向，不能用等號(hào)連接。(3)核反應(yīng)的生成物一定要以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，不能憑空只依據(jù)兩個(gè)守恒規(guī)律杜撰出生成物來寫核反應(yīng)方程。(4)核反應(yīng)遵循質(zhì)量數(shù)守恒而不是質(zhì)量守恒，核反應(yīng)過程中反應(yīng)前后的總質(zhì)量一般會(huì)發(fā)生變化。(5)核反應(yīng)遵循電荷數(shù)守恒。2．有關(guān)核反應(yīng)方程的題型主要有(1)判斷核反應(yīng)的生成物。(2)判斷反應(yīng)類型。(3)判斷反應(yīng)是否成立。例2在下列四個(gè)核反應(yīng)中，X表示中子的是哪些？________。在以下核反應(yīng)中哪些屬于原子核的人工轉(zhuǎn)變？________。A．147N＋eq\o\al(4,2)He→178O＋XB.eq\o\al(27,13)Al＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(30,15)P＋XC.eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋XD．23592U＋X→eq\o\al(90,38)Sr＋13654Xe＋10X(1)如何確定哪些是衰變，哪些是人工核轉(zhuǎn)變？提示：衰變一般是一個(gè)核自發(fā)的變成兩個(gè)或兩個(gè)以上的新核，而人工核轉(zhuǎn)變是兩個(gè)核中一個(gè)是“靶核”，一個(gè)是“彈核”，反應(yīng)后一般生成兩個(gè)新核。(2)質(zhì)量數(shù)、中子數(shù)與核電荷數(shù)的關(guān)系。提示：質(zhì)量數(shù)＝中子數(shù)＋電荷數(shù)。嘗試解答B(yǎng)CD__AB。不管什么類型的核反應(yīng)，都遵守電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒，由以上兩個(gè)守恒規(guī)則，可以分別計(jì)算出A、B、C、D中X的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)，分別為A中eq\o\al(1,1)X，B中eq\o\al(1,0)X，C中eq\o\al(1,0)X，D中eq\o\al(1,0)X，所以X表示中子的是B、C、D；關(guān)于人工轉(zhuǎn)變問題，首先應(yīng)明確核反應(yīng)的特點(diǎn)：有粒子作“炮彈”轟擊作為“靶”的原子核，并且能在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行，因此人工核轉(zhuǎn)變的有A、B，C叫輕核聚變，D叫重核裂變?？偨Y(jié)升華核反應(yīng)方程的書寫及理解(1)熟記常見基本粒子的符號(hào)是正確書寫核反應(yīng)方程的基礎(chǔ)，如質(zhì)子(eq\o\al(1,1)H)、中子(eq\o\al(1,0)n)、α粒子(eq\o\al(4,2)He)、β粒子(eq\o\al(0,－1)e)、正電子(eq\o\al(0,1)e)、氘核(eq\o\al(2,1)H)、氚核(eq\o\al(3,1)H)等。(2)掌握核反應(yīng)方程遵守的規(guī)律是正確書寫核反應(yīng)方程或判斷某個(gè)核反應(yīng)方程是否正確的依據(jù)，所以要理解、應(yīng)用好質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒的規(guī)律。(3)生成物中有α粒子的不一定是α衰變，生成物中有β粒子的不一定是β衰變，衰變、裂變、聚變需認(rèn)清其特點(diǎn)。eq\a\vs4\al([跟蹤訓(xùn)練])核電池又叫“放射性同位素電池”，一個(gè)硬幣大小的核電池，就可以讓不充電使用5000年。燃料中钚(eq\o\al(238,94)Pu)是一種人造同位素，可以通過下列反應(yīng)合成：①用氘核(eq\o\al(2,1)D)轟擊鈾(eq\o\al(238,92)U)生成镎(Np238)和兩個(gè)相同的粒子X，核反應(yīng)方程是eq\o\al(238,92)U＋eq\o\al(2,1)D→eq\o\al(238,93)Np＋2X；②镎(Np238)放出一個(gè)粒子Y后轉(zhuǎn)變成钚(eq\o\al(238,94)Pu)，核反應(yīng)方程是eq\o\al(238,93)Np→eq\o\al(238,94)Pu＋Y，則X粒子的符號(hào)為________，Y粒子的符號(hào)為________。答案eq\o\al(1,0)neq\o\al(0,－1)e解析兩個(gè)核反應(yīng)是eq\o\al(238,92)U＋eq\o\al(2,1)D→eq\o\al(238,93)Np＋2eq\o\al(1,0)n，eq\o\al(238,93)Np→eq\o\al(238,94)Pu＋eq\o\al(0,－1)e，所以X是eq\o\al(1,0)n，Y是eq\o\al(0,－1)e。考點(diǎn)3核能[深化理解]1．質(zhì)能方程的理解(1)一定的能量和一定的質(zhì)量相聯(lián)系，物體的總能量和它的質(zhì)量成正比，即E＝mc2。方程的含義是：物體具有的能量與它的質(zhì)量之間存在簡(jiǎn)單的正比關(guān)系，物體的能量增大，質(zhì)量也增大；物體的能量減少，質(zhì)量也減少。(2)核子在結(jié)合成原子核時(shí)出現(xiàn)質(zhì)量虧損Δm，其能量也要相應(yīng)減少，即ΔE＝Δmc2。(3)原子核分解成核子時(shí)要吸收一定的能量，相應(yīng)的質(zhì)量增加Δm，吸收的能量為ΔE＝Δmc2。2．核能釋放的兩種途徑的理解中等大小的原子核的比結(jié)合能最大，這些核最穩(wěn)定。(1)使較重的核分裂成中等大小的核。(2)較小的核結(jié)合成中等大小的核，核子的比結(jié)合能都會(huì)增加，都可以釋放能量。3．核反應(yīng)過程中的綜合問題(1)兩個(gè)守恒定律的應(yīng)用若兩個(gè)原子核發(fā)生核反應(yīng)生成兩種或兩種以上的新原子核過程中滿足動(dòng)量守恒的條件，則m1v1＋m2v2＝m3v3＋m4v4＋…若核反應(yīng)過程中釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為新原子核的動(dòng)能，由能量守恒得eq\f(1,2)m1veq\o\al(2,1)＋eq\f(1,2)m2veq\o\al(2,2)＋ΔE＝eq\f(1,2)m3veq\o\al(2,3)＋eq\f(1,2)m4veq\o\al(2,4)＋…(2)原子核衰變過程中，α粒子、β粒子和新原子核在磁場(chǎng)中的軌跡。靜止核在磁場(chǎng)中自發(fā)衰變，其軌跡為兩相切圓，α衰變時(shí)兩圓外切，β衰變時(shí)兩圓內(nèi)切，根據(jù)動(dòng)量守恒m1v1＝m2v2和r＝eq\f(mv,qB)知，半徑小的為新核，半徑大的為α粒子或β粒子，其特點(diǎn)對(duì)比如下表：(3)計(jì)算核能的兩種方法①根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程，用核反應(yīng)過程中虧損的質(zhì)量乘以真空中光速的平方，即ΔE＝Δmc2，質(zhì)量的單位為千克；②根據(jù)1原子質(zhì)量單位(u)相當(dāng)于931.5MeV的能量，得ΔE＝Δm×931.5MeV，質(zhì)量的單位是原子質(zhì)量單位。例3[2017·山西質(zhì)監(jiān)](多選)核反應(yīng)堆是利用中子轟擊重核發(fā)生裂變反應(yīng)，釋放出大量核能。核反應(yīng)方程式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是反應(yīng)堆中發(fā)生的許多核反應(yīng)中的一種，X是某種粒子，a是X粒子的個(gè)數(shù)，用mU、mBa、mKr分別表示eq\o\al(235,92)U、eq\o\al(144,56)Ba、eq\o\al(89,36)Kr核的質(zhì)量，mX表示X粒子的質(zhì)量，c為真空中的光速，以下說法正確的是()A．X為中子，a＝2B．X為中子，a＝3C．上述核反應(yīng)中放出的核能ΔE＝(mU－mBa－mKr－2mX)c2D．上述核反應(yīng)中放出的核能ΔE＝(mU－mBa－mKr－3mX)c2E．只有鈾塊體積達(dá)到臨界體積才可能發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(1)怎樣確定a的大小及X是什么粒子？提示：在重核裂變中，由一個(gè)中子引發(fā)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，會(huì)產(chǎn)生更多的中子，所以X是中子。由質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得a的大小。(2)怎樣計(jì)算核能？提示：先計(jì)算質(zhì)量虧損Δm，再由ΔE＝Δmc2，求核能。嘗試解答選BCE。核反應(yīng)過程中，質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒，在重核裂變反應(yīng)中，由一個(gè)中子轟擊鈾核會(huì)產(chǎn)生3個(gè)中子，引發(fā)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，所以X粒子為中子，a為3，B正確，A錯(cuò)誤。由質(zhì)能方程可知，釋放的核能ΔE＝Δmc2，即ΔE＝(mU－mBa－mKr－2mX)c2，C正確，D錯(cuò)誤。要發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，鈾塊的體積必須達(dá)到臨界體積，E正確?？偨Y(jié)升華計(jì)算核能的幾種方法(1)根據(jù)ΔE＝Δmc2計(jì)算，計(jì)算時(shí)Δm的單位是“kg”，c的單位是“m/s”，ΔE的單位是“J”。(2)根據(jù)ΔE＝Δm×931.5MeV計(jì)算。因1原子質(zhì)量單位(u)相當(dāng)于931.5MeV的能量，所以計(jì)算時(shí)Δm的單位是“u”，ΔE的單位是“MeV”。(3)根據(jù)平均結(jié)合能來計(jì)算核能原子核的結(jié)合能＝平均結(jié)合能×核子數(shù)。(4)有時(shí)可結(jié)合動(dòng)量守恒和能量守恒進(jìn)行分析計(jì)算?？傊P(guān)于結(jié)合能(核能)的計(jì)算，應(yīng)根據(jù)題目的具體情況合理選擇核能的求解方法，且計(jì)算時(shí)要注意各量的單位。eq\a\vs4\al([跟蹤訓(xùn)練])[2017·江西南昌模擬](多選)下面的核反應(yīng)方程是鈾核裂變反應(yīng)中的一個(gè)：eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(136,54)Xe＋eq\o\al(90,38)Sr＋10eq\o\al(1,0)n。已知鈾235的質(zhì)量為235.0439u，中子質(zhì)量為1.0087u，鍶90的質(zhì)量為89.9077u，氙136的質(zhì)量為135.9072u，則此核反應(yīng)中()A．質(zhì)量虧損為Δm＝235.0439u＋1.0087u－89.9077u－135.9072uB．質(zhì)量虧損為Δm＝(235.0439＋1.0087－89.9077－135.9072－10×1.0087)uC．釋放的總能量為ΔE＝(235.0439＋1.0087－89.9077－135.9072－10×1.0087)×(3×108)2JD．釋放的總能量為ΔE＝(235.0439＋1.0087－89.9077－135.9072－10×1.0087)×931.5MeV答案BD解析計(jì)算質(zhì)量虧損時(shí)要用反應(yīng)前的總質(zhì)量減去反應(yīng)后的總質(zhì)量，二者之差可用“u”或“kg”作單位，故A錯(cuò)誤，B正確；當(dāng)質(zhì)量單位為“kg”時(shí)直接乘以(3.0×108m/s)2，總能量單位才是焦耳，C錯(cuò)誤；質(zhì)量單位為“u”時(shí)，可直接用“1u的質(zhì)量虧損放出能量931.5MeV”計(jì)算總能量，D正確。板塊三限時(shí)規(guī)范特訓(xùn)時(shí)間：45分鐘滿分：100分一、選擇題(本題共10小題，每小題6分，共60分。其中1～6為單選，7～10為多選)1．關(guān)于原子核中質(zhì)子和中子的說法，正確的是()A．原子核中質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)一定相等B．穩(wěn)定的重原子核里，質(zhì)子數(shù)比中子數(shù)多C．原子核都是非常穩(wěn)定的D．由于核力的作用范圍是有限的，以及核力的飽和性，如果不斷地增大原子核，形成的核也一定是不穩(wěn)定的答案D解析自然界中較輕的原子核，質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)大致相等，但對(duì)于較重的原子核，中子數(shù)大于質(zhì)子數(shù)，越重的元素，兩者相差越多，A、B錯(cuò)誤；天然放射性元素的原子核會(huì)衰變，并不穩(wěn)定，C錯(cuò)誤；核子間核力與電磁力都會(huì)隨核子間距離的增大而減小，但核力減小得更快，由于核力作用范圍有限，以及核力的飽和性，如果不斷地增大原子核，大到一定程度時(shí)，相距較遠(yuǎn)的質(zhì)子受到的核力不足以平衡它們之間的庫侖力，原子核就不穩(wěn)定了，D正確。2.如圖所示，x為未知的放射源，L為薄鋁片，計(jì)數(shù)器對(duì)α粒子、β粒子、γ光子均能計(jì)數(shù)。若在放射源和計(jì)數(shù)器之間加上L后，計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)率大幅度減小，在L和計(jì)數(shù)器之間再加豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)率不變，則，x可能是()A．α、β和γ的混合放射源 B．純?chǔ)练派湓碈．α和γ的放射源 D．純?chǔ)梅派湓创鸢窩解析在放射源和計(jì)數(shù)器之間加上薄鋁片后，計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)率大幅度減小，說明射線中有穿透力很弱的粒子，即α粒子；在鋁片和計(jì)數(shù)器之間再加豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)率不變，說明穿過鋁片的粒子中無帶電粒子，即只有γ射線；綜合可知放射源可能是α和γ的放射源，故選C。3．[2017·山東濰坊二模]下列說法正確的是()A．α粒子散射實(shí)驗(yàn)說明原子的能量是量子化的B．玻爾的氫原子軌道理論認(rèn)為電子運(yùn)動(dòng)的軌道是連續(xù)的C．放射性元素的原子核能夠發(fā)出β射線，說明原子核內(nèi)有電子D．兩輕核發(fā)生聚變釋放能量，生成核的比結(jié)合能增加答案D解析α粒子散射實(shí)驗(yàn)說明原子的中央有一個(gè)原子核，集中了原子幾乎所有的質(zhì)量和全部的正電荷，不能說明原子的能量是量子化的，A錯(cuò)誤；玻爾的氫原子軌道理論認(rèn)為電子運(yùn)動(dòng)的軌道是量子化的，即不連續(xù)的，B錯(cuò)誤；放射性元素的原子核發(fā)出的β射線是中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子和電子時(shí)產(chǎn)生的，C錯(cuò)誤，D正確。4．某核反應(yīng)方程eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋X。已知eq\o\al(2,1)H的質(zhì)量為2.0136u，eq\o\al(3,1)H的質(zhì)量為3.0180u，eq\o\al(4,2)He的質(zhì)量為4.0026u，X的質(zhì)量為1.0087u。則下列說法中正確的是()A．X是質(zhì)子，該反應(yīng)釋放能量B．X是中子，該反應(yīng)釋放能量C．X是質(zhì)子，該反應(yīng)吸收能量D．X是中子，該反應(yīng)吸收能量答案B解析由電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒分別得X的電荷數(shù)Z＝0，質(zhì)量數(shù)A＝2＋3－4＝1，故X為eq\o\al(1,0)n，即中子；由于反應(yīng)前的總質(zhì)量2.0136u＋3.0180u＝5.0316u>4.0026u＋1.0087u，因此，此反應(yīng)中會(huì)釋放能量。5．[2017·安徽十校聯(lián)考]鈾核(eq\o\al(235,92)U)經(jīng)過m次α衰變和n次β衰變變成鉛核(eq\o\al(207,82)Pb)，關(guān)于該過程，下列說法正確的是()A．m＝5，n＝4B．鈾核(eq\o\al(235,92)U)的比結(jié)合能比鉛核(eq\o\al(207,82)Pb)的比結(jié)合能小C．衰變產(chǎn)物的結(jié)合能之和小于鈾核(eq\o\al(235,92)U)的結(jié)合能D．鈾核(eq\o\al(235,92)U)衰變過程的半衰期與溫度和壓強(qiáng)有關(guān)答案B解析此衰變方程可寫為eq\o\al(235,92)U→eq\o\al(207,82)Pb＋mα＋nβ，根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒有235＝207＋4m，得m＝7，以及92＝82＋7×2－n，得n＝4，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；衰變后的產(chǎn)物相對(duì)于衰變前要穩(wěn)定，所以鈾核(eq\o\al(235,92)U)的比結(jié)合能比鉛核(eq\o\al(207,82)Pb)的比結(jié)合能小，B正確；穩(wěn)定性更高，比結(jié)合能更大，核子總數(shù)不變，故衰變產(chǎn)物的結(jié)合能之和一定大于鈾核的結(jié)合能，C錯(cuò)誤；原子核的半衰期與環(huán)境的溫度、壓強(qiáng)等無關(guān)，故D錯(cuò)誤。6．如圖所示是原子核的平均核子質(zhì)量A與原子序數(shù)Z的關(guān)系圖象，下列說法正確的是()A．若D、E能結(jié)合成F，結(jié)合過程一定要釋放能量B．若D、E能結(jié)合成F，結(jié)合過程一定要吸收能量C．若C、B能結(jié)合成A，結(jié)合過程一定要釋放能量D．若F、C能結(jié)合成B，結(jié)合過程一定要釋放能量答案A解析由A-Z圖象看出，D、E的平均核子質(zhì)量均大于F的平均核子質(zhì)量，結(jié)合會(huì)有質(zhì)量虧損，因此，D、E結(jié)合成F時(shí)，要釋放能量，選項(xiàng)A正確、B錯(cuò)誤；C、B的平均核子質(zhì)量均小于A的平均核子質(zhì)量，結(jié)合會(huì)質(zhì)量增加，因此，C、B結(jié)合成A時(shí)要吸收能量，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；F、C的平均核子質(zhì)量均小于B的平均核子質(zhì)量，因此，F(xiàn)、C結(jié)合成B時(shí)要吸收能量，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。7．用蓋革－米勒計(jì)數(shù)器測(cè)定放射源的放射強(qiáng)度為每分鐘405次，若將一張厚紙板放在計(jì)數(shù)器與放射源之間，計(jì)數(shù)器幾乎測(cè)不到射線。10天后再次測(cè)量，測(cè)得該放射源的放射強(qiáng)度為每分鐘101次，則下列關(guān)于射線性質(zhì)及它的半衰期的說法正確的是()A．放射源射出的是α射線B．放射源射出的是β射線C．這種放射性元素的半衰期是5天D．這種放射性元素的半衰期是2.5天答案AC解析因厚紙板能擋住這種射線，可知這種射線是穿透能力最差的α射線，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；10天后測(cè)出放射強(qiáng)度為原來的四分之一，說明10天后放射性元素的原子核個(gè)數(shù)只有原來的四分之一，由半衰期公式知，已經(jīng)過了兩個(gè)半衰期，故半衰期是5天。8.[2017·福建廈門質(zhì)檢]靜止的eq\o\al(211,83)Bi原子核在磁場(chǎng)中發(fā)生衰變后運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，大小圓半徑分別為R1、R2。則下列關(guān)于此原子核衰變方程和兩圓軌跡半徑比值判斷正確的是()A.eq\o\al(211,83)Bi→eq\o\al(207,81)Tl＋eq\o\al(4,2)He B.eq\o\al(211,83)Bi→eq\o\al(211,84)Po＋eq\o\al(0,－1)eC．R1∶R2＝84∶1 D．R1∶R2＝207∶4答案BC解析原子核發(fā)生衰變時(shí)，根據(jù)動(dòng)量守恒可知兩粒子的速度方向相反，由題圖知粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡在同一側(cè)，根據(jù)左手定則可以得知，衰變后的粒子所帶的電性相反，所以放射的粒子應(yīng)該是電子，原子核發(fā)生的應(yīng)該是β衰變，衰變方程為eq\o\al(211,83)Bi→eq\o\al(211,84)Po＋eq\o\al(0,－1)e，故A錯(cuò)誤，B正確；根據(jù)qvB＝meq\f(v2,R)得R＝eq\f(mv,qB)，兩粒子動(dòng)量等大，故R1∶R2＝q2∶q1＝84∶1，故C正確，D錯(cuò)誤。9．[2017·河南安陽一模]根據(jù)下面所給圖片及課本中有關(guān)歷史事實(shí)，結(jié)合有關(guān)物理知識(shí)，判斷下列說法正確的是()A．圖甲是研究光電效應(yīng)的示意圖，發(fā)生光電效應(yīng)的條件是入射光的波長(zhǎng)大于金屬的“極限波長(zhǎng)”B．圖乙是鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的示意圖，發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的條件之一是裂變物質(zhì)的體積大于或等于臨界體積C．圖丙是氫原子的能級(jí)圖，一個(gè)處于n＝4能級(jí)的氫原子，躍遷時(shí)可以產(chǎn)生6種光子D．圖丁是衰變規(guī)律的示意圖，原子序數(shù)大于83的元素都具有放射性，小于83的個(gè)別元素，也具有放射性答案BD解析根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝heq\f(c,λ)－h(huán)eq\f(c,λ0)，入射光的波長(zhǎng)必須小于金屬的極限波長(zhǎng)才能發(fā)生光電效應(yīng)，故A錯(cuò)誤；當(dāng)裂變物質(zhì)的體積小于臨界體積時(shí)，不會(huì)發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，有利于裂變物質(zhì)的貯存，當(dāng)大于或等于臨界體積時(shí)，則可發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，故B正確；處于n＝4能級(jí)的氫原子向較低能級(jí)躍遷，最終躍遷到基態(tài)，躍遷情況可能是4→1，釋放1種頻率的光子，4→3→1,4→2→1，釋放2種頻率的光子，4→3→2→1，釋放3種頻率的光子，故C錯(cuò)誤；原子序數(shù)大于83的元素都具有放射性，小于83的個(gè)別元素，也具有放射性，故D正確。10．一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子結(jié)合成氘核，同時(shí)放出γ光子，核反應(yīng)方程是eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(2,1)H＋γ，以下說法中正確的是()A．反應(yīng)后氘核的質(zhì)量一定小于反應(yīng)前質(zhì)子和中子的質(zhì)量之和B．反應(yīng)前后的質(zhì)量數(shù)不變，因而質(zhì)量不變C．γ光子的能量為Δmc2，Δm為反應(yīng)中的質(zhì)量虧損，c為光在真空中的速度D．因存在質(zhì)量虧損Δm，所以“物質(zhì)不滅”的說法不正確答案AC解析核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)及能量均守恒。由于反應(yīng)中要釋放核能，會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量虧損，反應(yīng)中氘核的質(zhì)量一定小于反應(yīng)前質(zhì)子和中子的質(zhì)量之和，A正確；反應(yīng)前后質(zhì)量不守恒，但質(zhì)量數(shù)不變，B錯(cuò)誤；反應(yīng)中釋放的能量會(huì)以γ光子的形式向外釋放，質(zhì)量虧損和釋放的能量滿足愛因斯坦質(zhì)能方程，C正確；質(zhì)量虧損以能量的形式繼續(xù)存在，D錯(cuò)誤。二、非選擇題(本題共3小題，共40分)11．(10分)一靜止的23892U核經(jīng)α衰變成為23490Th核，釋放出的總動(dòng)能為4.27MeV。問此衰變后23490Th核的動(dòng)能為多少M(fèi)eV(保留一位有效數(shù)字)?答案0.07MeV解析據(jù)題意知，此α衰變的衰變方程為：eq\o\al(238,92)U→23490Th＋eq\o\al(4,2)He根據(jù)動(dòng)量守恒定律得mαvα＝mThvTh①式中，mα和mTh分別為α粒子和Th核的質(zhì)量，vα和vTh分別為α粒子和Th核的速度，由題設(shè)條件知：eq\f(1,2)mαveq\o\al(2,α)＋eq\f(1,2)mThveq\o\al(2,Th)＝Ek②eq\f(mα,mTh)＝eq\f(4,234)③式中Ek＝4.27MeV是α粒子與Th核的總動(dòng)能。由①②③式得eq\f(1,2)mThveq\o\al(2,Th)＝eq\f(mα,mα＋mTh)Ek④代入數(shù)據(jù)得，衰變后23490Th核的動(dòng)能eq\f(1,2)mThveq\o\al(2,Th)＝0.07MeV。12．(15分)在所有能源中核能具有能量密度大、區(qū)域適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，在核電站中，核反應(yīng)堆釋放的核能被轉(zhuǎn)化為電能。核反應(yīng)堆的工作原理是利用中子轟擊重核發(fā)生裂變反應(yīng)，釋放出大量核能。(1)核反應(yīng)方程式23592U＋eq\o\al(1,0)n→14156Ba＋eq\o\al(92,36)Kr＋aX是反應(yīng)堆中發(fā)生的許多核反應(yīng)中的一種，eq\o\al(1,0)n為中子，X為待求粒子，a為X的個(gè)數(shù)，則X為________，a＝________。以mU、mBa、mKr分別表示23592U、14156Ba、eq\o\al(92,36)Kr的質(zhì)量，mn、mp分別表示中子、質(zhì)子的質(zhì)量，c為光在真空中傳播的速度，則在上述核反應(yīng)過程中放出的核能ΔE＝________。(2)有一座發(fā)電功率為P＝1.00×106kW的核電站，核能轉(zhuǎn)化為電能的效率η＝40%。假定反應(yīng)堆中發(fā)生的裂變反應(yīng)全是本題(1)中的核反應(yīng)，已知每次核反應(yīng)過程中放出的核能ΔE＝2.78×10－11J，鈾核的質(zhì)量mU＝390×10－27kg，求每年(1年＝3.15×107s)消耗的23592U的質(zhì)量。答案(1)eq\o\al(1,0)n3(mU－mBa－mKr－2mn)c2(2)1104kg解析(1)由反應(yīng)方程可知：X為eq\o\al(1,0)n，a為3，釋放的能量為ΔE＝(mU－mBa－mKr－2mn)c2。(2)因核電站發(fā)電效率為40%，故核電站消耗23592U的功率為P′＝eq\f(P,40%)＝eq\f(1.00×106,40%)kW＝2.5×106kW。核電站每年消耗23592U的能量為W＝P′t＝2.5×109×3.15×107J＝7.875×1016J產(chǎn)生這些能量消耗的鈾核的數(shù)目：n＝eq\f(W,ΔE)＝eq\f(7.875×1016,2.78×10－11)＝2.83×1027(個(gè))每年消耗23592U的質(zhì)量為M＝nmU＝2.83×1027×390×10－27kg＝1104kg。13．(15分)氘對(duì)人類有很多用途，其中低氘水對(duì)人體健康有諸多好處，更有益于生命體的生存和繁衍。原子能核電站或制造原子彈的所謂重水反應(yīng)堆，用的重水就是氘水，其中兩個(gè)氘核可以聚變，其核反應(yīng)方程為：eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(3,2)He＋eq\o\al(1,0)n，已知氘核的質(zhì)量mH＝2.013u，氦核(eq\o\al(3,2)He)的質(zhì)量mHe＝3.0150u，中子的質(zhì)量mn＝1.0087u。(1)求該核反應(yīng)中釋放的核能；(2)若兩個(gè)氘核以相等的動(dòng)能0.35MeV發(fā)生正碰，核反應(yīng)中釋放的核能完全轉(zhuǎn)化為氦核與中子的動(dòng)能，則產(chǎn)生的中子和氦核的動(dòng)能分別為多少？答案(1)2.14MeV(2)2.13MeV0.71MeV解析(1)核反應(yīng)中的質(zhì)量虧損為Δm＝2mH－mHe－mn＝0.0023u由ΔE＝Δmc2可知釋放的核能：ΔE＝0.0023×931.5MeV＝2.14MeV。(2)把兩個(gè)氘核作為一個(gè)系統(tǒng)，碰撞過程系統(tǒng)的動(dòng)量守恒，由于碰撞前兩氘核的動(dòng)能相等，其動(dòng)量等大反向，因此反應(yīng)前后系統(tǒng)的總動(dòng)量都為零，即mHevHe＋mnvn＝0反應(yīng)前后系統(tǒng)的總能量守恒，即eq\f(1,2)mHeveq\o\al(2,He)＋eq\f(1,2)mnveq\o\al(2,n)＝ΔE＋EkH又因?yàn)閙He∶mn＝3∶1，所以vHe∶vn＝1∶3由以上各式代入已知數(shù)據(jù)得：EkHe＝0.71MeV，Ekn＝2.13MeV。一、選擇題1．[2015·天津高考]物理學(xué)重視邏輯，崇尚理性，其理論總是建立在對(duì)事實(shí)觀察的基礎(chǔ)上。下列說法正確的是()A．天然放射現(xiàn)象說明原子核內(nèi)部是有結(jié)構(gòu)的B．電子的發(fā)現(xiàn)使人們認(rèn)識(shí)到原子具有核式結(jié)構(gòu)C．α粒子散射實(shí)驗(yàn)的重要發(fā)現(xiàn)是電荷是量子化的D．密立根油滴實(shí)驗(yàn)表明核外電子的軌道是不連續(xù)的答案A解析天然放射現(xiàn)象說明原子核是可分的，即核內(nèi)部是有結(jié)構(gòu)的，A項(xiàng)正確；電子的發(fā)現(xiàn)使人們認(rèn)識(shí)到原子是可分的，B項(xiàng)錯(cuò)誤；α粒子散射實(shí)驗(yàn)的重要發(fā)現(xiàn)是原子具有核式結(jié)構(gòu)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；密立根油滴實(shí)驗(yàn)精確地測(cè)出了電子的電荷量，原子光譜的分立性表明原子核外電子軌道是不連續(xù)的，D項(xiàng)錯(cuò)誤。2．[2014·山東高考](多選)氫原子能級(jí)如圖，當(dāng)氫原子從n＝3躍遷到n＝2的能級(jí)時(shí)，輻射光的波長(zhǎng)為656nm。以下判斷正確的是()A．氫原子從n＝2躍遷到n＝1的能級(jí)時(shí)，輻射光的波長(zhǎng)大于656nmB．用波長(zhǎng)為325nm的光照射，可使氫原子從n＝1躍遷到n＝2的能級(jí)C．一群處于n＝3能級(jí)上的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)最多產(chǎn)生3種譜線D．用波長(zhǎng)為633nm的光照射，不能使氫原子從n＝2躍遷到n＝3的能級(jí)答案CD解析由heq\f(c,λ)＝E2－E1及氫原子能級(jí)關(guān)系可知，從n＝2躍遷到n＝1能級(jí)時(shí)釋放光子波長(zhǎng)為122nm，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤。波長(zhǎng)325nm光子能量小于波長(zhǎng)122nm光子能量，不能使氫原子從n＝1躍遷到n＝2的能級(jí)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤。一群處于n＝3能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)最多有3種可能，因此最多產(chǎn)生3種譜線，選項(xiàng)C正確。從n＝3躍遷到n＝2時(shí)輻射光的波長(zhǎng)λ＝656nm，所以，只有當(dāng)入射光波長(zhǎng)為656nm時(shí)，才能使氫原子從n＝2躍遷到n＝3的能級(jí)，選項(xiàng)D正確。3．[2017·山東煙臺(tái)一模]下列說法正確的是()A．湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子，表明原子具有核式結(jié)構(gòu)B．太陽輻射的能量主要來自太陽內(nèi)部的核裂變反應(yīng)C．一束光照射到某金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng)，是因?yàn)樵撌獾牟ㄩL(zhǎng)太短D．按照玻爾理論，氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時(shí)，電子的動(dòng)能減小，原子總能量增大答案D解析湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子，表明原子是可以分割的，α粒子的散射實(shí)驗(yàn)表明原子具有核式結(jié)構(gòu)，故A錯(cuò)誤。太陽輻射的能量主要來自太陽內(nèi)部的輕核聚變，故B錯(cuò)誤。一束光照射到某金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng)，是因?yàn)樵撌夤庾拥哪芰刻?，即該光的頻率太小，波長(zhǎng)太長(zhǎng)，故C錯(cuò)誤。按照玻爾理論，氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時(shí)，要吸收能量，所以原子總能量增大；由于庫侖力提供電子的向心力，可得eq\f(ke2,r2)＝eq\f(mv2,r)，所以電子的動(dòng)能Ek＝eq\f(1,2)mv2＝eq\f(ke2,2r)，隨半徑的增大而減小，故D正確。4．[2017·衡水棗強(qiáng)中學(xué)高三檢測(cè)]原子從一個(gè)能級(jí)躍遷到一個(gè)較低的能級(jí)時(shí)，有可能不發(fā)射光子。例如在某種條件下，鉻原子的n＝2能級(jí)上的電子躍遷到n＝1能級(jí)上時(shí)并不發(fā)射光子，而是將相應(yīng)的能量轉(zhuǎn)交給n＝4能級(jí)上的電子，使之脫離原子，這一現(xiàn)象叫做俄歇效應(yīng)，以這種方式脫離了原子的電子叫做俄歇電子，已知鉻原子的能級(jí)公式可簡(jiǎn)化表示為En＝－eq\f(A,n2)，式中n＝1,2,3，…表示不同能級(jí)，A是正的已知常數(shù)，上述俄歇電子的動(dòng)能是()A.eq\f(11,16)AB.eq\f(7,16)AC.eq\f(3,16)AD.eq\f(13,16)A答案A解析由題意可知鉻原子n＝1能級(jí)能量為：E1＝－A，n＝2能級(jí)能量為：E2＝－eq\f(A,4)，從n＝2能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)釋放的能量為：ΔE＝E2－E1＝eq\f(3A,4)，n＝4能級(jí)能量為：E4＝－eq\f(A,16)，電離需要能量為：E＝0－E4＝eq\f(A,16)，所以電子從n＝4能級(jí)電離后的動(dòng)能為：Ek＝ΔE－E＝eq\f(3A,4)－eq\f(A,16)＝eq\f(11A,16)，故B、C、D錯(cuò)誤，A正確。5．[2017·東北二聯(lián)](多選)如圖所示，氫原子可在下列各能級(jí)間發(fā)生躍遷，設(shè)從n＝4到n＝1能級(jí)輻射的電磁波的波長(zhǎng)為λ1，從n＝4到n＝2能級(jí)輻射的電磁波的波長(zhǎng)為λ2，從n＝2到n＝1能級(jí)輻射的電磁波的波長(zhǎng)為λ3，則下列關(guān)系式中正確的是()A．λ1<λ3 B．λ3<λ2C．λ3>λ2 D.eq\f(1,λ3)＝eq\f(1,λ1)＋eq\f(1,λ2)E.eq\f(1,λ3)＝eq\f(1,λ1)－eq\f(1,λ2)答案ABE解析已知從n＝4到n＝1能級(jí)輻射的電磁波的波長(zhǎng)為λ1，從n＝4到n＝2能級(jí)輻射的電磁波的波長(zhǎng)為λ2，從n＝2到n＝1能級(jí)輻射的電磁波的波長(zhǎng)為λ3，則λ1、λ2、λ3的關(guān)系為heq\f(c,λ1)>heq\f(c,λ3)>heq\f(c,λ2)，即eq\f(1,λ1)>eq\f(1,λ3)，λ1<λ3，eq\f(1,λ3)>eq\f(1,λ2)，λ3<λ2，又heq\f(c,λ1)＝heq\f(c,λ3)＋heq\f(c,λ2)，即eq\f(1,λ1)＝eq\f(1,λ3)＋eq\f(1,λ2)，則eq\f(1,λ3)＝eq\f(1,λ1)－eq\f(1,λ2)，即正確選項(xiàng)為A、B、E。6．[2016·全國(guó)卷Ⅲ](多選)一靜止的鋁原子核eq\o\al(27,13)Al俘獲一速度為1.0×107m/s的質(zhì)子p后，變?yōu)樘幱诩ぐl(fā)態(tài)的硅原子核eq\o\al(28,14)Si*。下列說法正確的是()A．核反應(yīng)方程為p＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(28,14)Si*B．核反應(yīng)過程中系統(tǒng)動(dòng)量守恒C．核反應(yīng)過程中系統(tǒng)能量不守恒D．核反應(yīng)前后核子數(shù)相等，所以生成物的質(zhì)量等于反應(yīng)物的質(zhì)量之和E．硅原子核速度的數(shù)量級(jí)為105m/s，方向與質(zhì)子初速度的方向一致答案ABE解析核反應(yīng)方程為p＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(28,14)Si