《2025年资源库高中物理人教版》

例 644 [海南新高考] 钍元素衰变时会放出 β 粒子,其中 β 粒子是( )

A.中子
B.质子
C.电子
D.光子
【解析】β 粒子是电子,C 正确。
【答案】C

答案： C

例 645 天然放射性元素放出的三种射线的穿透能力实验结果如图 1 - 27 - 4 所示,由此可推知( )

A.②来自原子核外的电子
B.①的电离作用最强,是一种电磁波
C.③的电离作用较强,是一种电磁波
D.③的电离作用最弱,属于原子核内释放的光子
【解析】α 射线电离作用最强,穿透能力最弱,是高速氦核流；β 射线电离作用较弱,穿透能力较强,是来自原子核内的高速电子流；γ 射线电离作用最弱,穿透能力最强,是光子流,综上所述,D 正确。
【答案】D

答案： D

例 646 设镭 226 的半衰期为 $1.6×10^{3}$ 年,质量为 $100g$ 的镭 226 经过 $4.8×10^{3}$ 年后,有多少克镭发生衰变？若衰变后的镭变为铅 206,则此时镭、铅质量之比为多少(假设镭 226 和铅 206 的平均核子质量相同)？
87.5g；125:798

答案： 经过的半衰期次数：$n = \frac{4.8×10^{3}}{1.6×10^{3}} = 3$
剩余镭的质量：$M' = M\left( \frac{1}{2} \right)^{n} = 100×\left( \frac{1}{2} \right)^{3}g = 12.5g$
已衰变镭的质量：$100g - 12.5g = 87.5g$
设生成铅的质量为$m$，由质量数守恒得：$\frac{226}{206} = \frac{87.5}{m}$，解得$m≈79.8g$
镭、铅质量之比：$12.5:79.8 = 125:798$
87.5g；125:798

例647 现有五个核反应：
A. $^{2}_{1}H+^{3}_{1}H\longrightarrow^{4}_{2}He+^{1}_{0}n$
B. $^{235}_{92}U+^{1}_{0}n\longrightarrowX+^{94}_{38}Sr+2^{1}_{0}n$
C. $^{24}_{11}Na\longrightarrow^{24}_{12}Mg+^{0}_{-1}e$
D. $^{220}_{88}Ra\longrightarrow^{216}_{86}Rn+^{4}_{2}He$
E. $^{4}_{2}He+^{9}_{4}Be\longrightarrow^{1}_{0}n+^{12}_{6}C$
(1)____是发现中子的核反应方程,____是研究原子弹和氢弹的基本核反应方程.
(2)求B项中X的质量数和中子数.
(3)判断以上五个核反应的反应类型.
【解析】(1)E是查德威克发现中子的核反应方程,A是氢弹的核反应方程,B是原子弹的核反应方程.
(2)由电荷数守恒和质量数守恒可以判定X的质量数为140,电荷数为54,所以中子数为140 - 54 = 86.
(3)衰变是原子核自发地放射出α粒子或β粒子的反应,C是β衰变,D是α衰变；E是人工控制的原子核的变化,属人工转变；裂变是重核吸收中子后分裂成几个中等质量的核的反应,B是裂变；聚变是几个轻核结合成较大质量的核的反应,A是聚变.
【答案】(1)E B、A (2)质量数为140,中子数为86 (3)见解析

答案： 答题卡：
(1) E；B、A。
(2)设X的质量数为$A$，电荷数为$z$，根据质量数守恒：$235 + 1 = A + 94 + 2×1$，解得$A = 140$，根据电荷数守恒：$92 + 0 = z + 38 + 2×0$，解得$z = 54$，X的中子数为$140 - 54 = 86$，即X的质量数为140，中子数为86。
(3)A：聚变；B：裂变；C：$\beta$衰变；D：$\alpha$衰变；E：人工转变。

例648 [全国高考]大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电.氘核聚变反应方程是：$^{2}_{1}H+^{2}_{1}H\longrightarrow^{3}_{2}He+^{1}_{0}n$.已知$^{2}_{1}H$的质量为2.0136u,$^{3}_{2}He$的质量为3.0150u,$^{1}_{0}n$的质量为1.0087u,1u = 931MeV/$c^{2}$.氘核聚变反应中释放的核能约为(B)
A.3.7MeV
B.3.3MeV
C.2.7MeV
D.0.93MeV
【解析】反应过程中质量亏损了Δm = 2×2.0136u - 1.0087u - 3.0150u = 0.0035u,反应过程中释放的核能ΔE = 0.0035×931MeV ≈ 3.3MeV,选项B正确,A、C、D错误.
【答案】B

答案： B

例649 [重庆2023·6]原子核$^{235}_{92}U$可以经过多次α和β衰变成为稳定的原子核$^{207}_{82}Pb$,在该过程中,可能发生的β衰变是( )

A.$^{223}_{87}Fr\longrightarrow^{223}_{88}Ra+^{0}_{-1}e$
B.$^{213}_{83}Bi\longrightarrow^{213}_{84}Po+^{0}_{-1}e$
C.$^{225}_{88}Ra\longrightarrow^{225}_{89}Ac+^{0}_{-1}e$
D.$^{218}_{84}Po\longrightarrow^{218}_{85}At+^{0}_{-1}e$
【解析】第一步：解读核反应中的α衰变和β衰变.每经过一次α衰变,质量数减少4,每经过一次β衰变,质量数不变,则原子核$^{235}_{92}U$在该过程中经历的α衰变的次数x = $\frac{235 - 207}{4}$ = 7次.
第二步：分析选项.$^{235}_{92}U变为^{223}_{87}Fr$质量数减小量为235 - 223 = 12,则发生了$\frac{12}{4}$ = 3次α衰变,电荷数应减小为92 - 2×3 = 86,每经过一次β衰变,电荷数增加1,则$^{235}_{92}U$发生了3次α衰变和1次β衰变变为$^{223}_{87}Fr$,A项为第二次β衰变,A正确；$^{235}_{92}U变为^{213}_{83}Bi$质量数减小量为235 - 213 = 22,则发生了$\frac{22}{4}$次α衰变,不是整数,B错误；$^{235}_{92}U变为^{225}_{88}Ra$质量数减小量为235 - 225 = 10,则发生了$\frac{10}{4}$次α衰变,不是整数,C错误；$^{235}_{92}U变为^{218}_{84}Po$质量数减小量为235 - 218 = 17,则发生了$\frac{17}{4}$次α衰变,不是整数,D错误.
【答案】A

答案： A

例650 放射性同位素钍232经α、β衰变会生成氡,其衰变方程为$^{232}_{90}Th\longrightarrow^{220}_{86}Rn+x\alpha+y\beta$,其中(D)
A.x = 1,y = 3
B.x = 2,y = 3
C.x = 3,y = 1
D.x = 3,y = 2
【解析】根据衰变方程左右两边的质量数和电荷数守恒可得232 = 220 + 4x,90 = 86 + 2x - y,解得x = 3,y = 2,故D正确.
【答案】D

答案： D