2025高考物理步步高同步練習(xí)選修3第五章原子核第5節(jié)“基本”粒子[學(xué)習(xí)目標(biāo)要求]1.了解構(gòu)成物質(zhì)的“基本”粒子。2.了解近代發(fā)現(xiàn)的粒子。3.知道粒子的分類。4.了解夸克模型的內(nèi)容。一、“基本”粒子和發(fā)現(xiàn)新粒子1.“基本”粒子不基本“基本粒子”：直到19世紀(jì)末，人們認(rèn)為光子、電子、質(zhì)子、中子是“基本粒子”，隨著科學(xué)的發(fā)展，一方面逐漸發(fā)現(xiàn)了數(shù)以百計的新粒子，它們都不是由中子、質(zhì)子、電子組成的；另一方面科學(xué)家又發(fā)現(xiàn)質(zhì)子、中子等本身也有自己的復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。所以，從20世紀(jì)后半期起，就將“基本”二字去掉，統(tǒng)稱粒子。2.發(fā)現(xiàn)新粒子(1)從20世紀(jì)30年代以來，人們對宇宙線的研究和加速器、對撞機(jī)的開發(fā)及應(yīng)用，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的粒子達(dá)400多種。(2)反粒子實驗中發(fā)現(xiàn)，存在著這樣一類粒子，它們的質(zhì)量、壽命、自旋等物理性質(zhì)與過去已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的粒子相同，而電荷等其他性質(zhì)相反，這些粒子叫作反粒子。二、粒子的分類和夸克模型1.粒子的分類目前發(fā)現(xiàn)的粒子大體可被分為強(qiáng)子、輕子、規(guī)范玻色子和希格斯玻色子幾種類別。2.夸克模型(1)夸克的提出：1964年美國物理學(xué)家蓋爾曼等人提出了夸克模型，認(rèn)為強(qiáng)子是由夸克構(gòu)成的。(2)夸克的種類：上夸克(u)、下夸克(d)、奇異夸克(s)、粲夸克(c)、底夸克(b)、頂夸克(t)。(3)夸克所帶的電荷量：夸克帶的電荷分別為元電荷的－eq\f(1,3)或＋eq\f(2,3)。(4)夸克的意義：電子電荷不再是電荷的最小單元。(5)夸克的“禁閉”：夸克不能以自由的狀態(tài)單個出現(xiàn)，這種性質(zhì)稱為夸克的“禁閉”。探究新粒子的發(fā)現(xiàn)和分類1.新粒子的發(fā)現(xiàn)(1)1931～1940年發(fā)現(xiàn)正電子、μ子。(2)1941～1950年發(fā)現(xiàn)K介子和π介子。(3)1951～1960年發(fā)現(xiàn)反質(zhì)子和電子中微子。(4)1961～1970年發(fā)現(xiàn)μ子中微子。(5)1971～1980年發(fā)現(xiàn)τ子、膠子、J/Ψ介子。(6)1981～1990年發(fā)現(xiàn)W和Z玻色子。(7)1991～2000年發(fā)現(xiàn)τ子中微子。(8)2001～至今發(fā)現(xiàn)希格斯玻色子。2.粒子的分類分類參與的相互作用發(fā)現(xiàn)的粒子備注強(qiáng)子參與強(qiáng)相互作用質(zhì)子、中子、介子、超子強(qiáng)子有內(nèi)部結(jié)構(gòu)，由“夸克”構(gòu)成；強(qiáng)子又可分為介子和重子輕子不參與強(qiáng)相互作用電子、電子中微子、μ子、μ子中微子、τ子、τ子中微子未發(fā)現(xiàn)內(nèi)部結(jié)構(gòu)規(guī)范玻色子傳遞各種相互作用光子、中間玻色子、膠子光子、中間玻色子、膠子分別傳遞電磁、弱、強(qiáng)相互作用希格斯玻色子目前最后一個被發(fā)現(xiàn)是希格斯場的量子激發(fā)【例1】以下說法正確的是()A.最早發(fā)現(xiàn)的輕子是電子，最早發(fā)現(xiàn)的強(qiáng)子是中子B.質(zhì)子、中子、介子和超子都屬于強(qiáng)子C.現(xiàn)代實驗發(fā)現(xiàn)強(qiáng)子、輕子都有內(nèi)部結(jié)構(gòu)D.τ子質(zhì)量比核子質(zhì)量大，τ子不屬于輕子答案B解析最早發(fā)現(xiàn)的強(qiáng)子是質(zhì)子，最早發(fā)現(xiàn)的輕子是電子，A錯誤；強(qiáng)子有內(nèi)部結(jié)構(gòu)，由夸克組成，現(xiàn)代實驗還沒有發(fā)現(xiàn)輕子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，C錯誤；質(zhì)子、中子、介子、超子都屬于強(qiáng)子，τ子質(zhì)量比核子質(zhì)量大，但仍屬于輕子，D錯誤，B正確?！踞槍τ?xùn)練】關(guān)于人們發(fā)現(xiàn)的新粒子，下列說法錯誤的是()A.許多粒子都有自己的反粒子B.把粒子分為強(qiáng)子、輕子、媒介子，依據(jù)是粒子與各種相互作用的關(guān)系C.質(zhì)子屬于強(qiáng)子D.光子屬于輕子答案D解析許多粒子都有自己的反粒子，“反粒子”與其對應(yīng)的正粒子具有相同的質(zhì)量和相同的電荷量，但電荷的符號相反，故A正確；粒子分為三大類：媒介子、輕子和強(qiáng)子，依據(jù)是其相互作用的關(guān)系，質(zhì)子和中子屬于強(qiáng)子，光子屬于媒介子，τ子屬于輕子，故B、C正確，D錯誤?！纠?】在β衰變中常伴有一種稱為“中微子”的粒子放出。中微子的性質(zhì)十分特別，因此在實驗中很難探測。1953年，萊尼斯和柯文建造了一個由大水槽和探測器組成的實驗系統(tǒng)，利用中微子與水中eq\o\al(1,1)H的核反應(yīng)，間接地證實了中微子的存在。(1)中微子與水中的eq\o\al(1,1)H發(fā)生核反應(yīng)，產(chǎn)生中子(eq\o\al(1,0)n)和正電子(eq\o\al(0,＋1)e)，即中微子＋eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(1,0)n＋eq\o\al(0,＋1)e，可以判定，中微子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)分別是________。(填寫選項前的字母)A.0和0 B.0和1C.1和0 D.1和1(2)上述核反應(yīng)產(chǎn)生的正電子與水中的電子相遇，與電子形成幾乎靜止的整體后，可以轉(zhuǎn)變?yōu)閮蓚€光子(γ)，即eq\o\al(0,＋1)e＋eq\o\al(0,－1)e→2γ。已知正電子和電子的質(zhì)量都為9.1×10－31kg，求反應(yīng)中產(chǎn)生的每個光子的能量。正電子與電子相遇不可能只轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€光子，原因是什么？答案(1)A(2)8.2×10－14J此過程遵循動量守恒定律解析(1)發(fā)生核反應(yīng)前后，質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)均守恒，據(jù)此可知中微子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)都是0，選項A正確。(2)產(chǎn)生能量是由于質(zhì)量虧損。兩個電子轉(zhuǎn)變?yōu)閮蓚€光子之后，質(zhì)量變?yōu)榱?，則ΔE＝Δmc2，故一個光子的能量為eq\f(ΔE,2)，代入數(shù)據(jù)得eq\f(ΔE,2)＝8.2×10－14J。正電子與水中的電子相遇，與電子形成幾乎靜止的整體，故系統(tǒng)總動量為零，故如果只產(chǎn)生一個光子是不可能的，因為此過程遵循動量守恒定律。1．下列所述正確的是()A．強(qiáng)子是參與強(qiáng)相互作用的粒子B．輕子是參與強(qiáng)相互作用的粒子C．目前發(fā)現(xiàn)的輕子只有4種D．夸克有2種，它們帶的電荷量分別為元電荷的＋eq\f(2,3)或－eq\f(1,3)答案A解析強(qiáng)子是參與強(qiáng)相互作用的粒子，輕子是不參與強(qiáng)相互作用的粒子，故選項A正確，B錯誤；強(qiáng)子由夸克組成，夸克有6種，它們的帶電荷量分別為＋eq\f(2,3)e或－eq\f(1,3)e，故選項D錯誤；目前能發(fā)現(xiàn)的輕子只有6種，故選項C錯誤。2．下列關(guān)于夸克模型的說法錯誤的是()A．強(qiáng)子是由更基本的夸克組成的B．夸克的電荷量分別為元電荷的＋eq\f(2,3)或－eq\f(1,3)C．每種夸克都有對應(yīng)的反夸克D．夸克能以自由的狀態(tài)單個出現(xiàn)答案D解析強(qiáng)子是由更基本的夸克組成的，A正確；夸克的電荷量分別為元電荷的＋eq\f(2,3)或－eq\f(1,3)，B正確；每種夸克都有對應(yīng)的反夸克，C正確；夸克不能以自由的狀態(tài)單個出現(xiàn)，選項D錯誤。3.根據(jù)宇宙大爆炸的理論，在宇宙形成之初是“粒子家族”盡顯風(fēng)采的時期，那么在大爆炸之后最早產(chǎn)生的粒子是()A.夸克、輕子、膠子等粒子B.質(zhì)子和中子等強(qiáng)子C.光子、中微子和電子等輕子D.氫核、氘核、氦核等輕核答案A解析宇宙形成之初產(chǎn)生了夸克、輕子和膠子等粒子，之后又經(jīng)歷了質(zhì)子和中子等強(qiáng)子時代，再之后是自由的光子、中微子、電子大量存在的輕子時代，再之后是中子和質(zhì)子結(jié)合成氘核，并形成氦核的核時代，之后電子和質(zhì)子復(fù)合成氫原子，最后形成恒星和星系，因此選項A正確，B、C、D的產(chǎn)生都在A之后，故選項B、C、D錯誤。4.已知π＋介子、π－介子都是由一個夸克(夸克u或夸克d)和一個反夸克(反夸克eq\o(u,\s\up6(－))或反夸克eq\o(d,\s\up6(－)))組成的，它們的帶電荷量如表所示，表中e為元電荷。粒子π＋π－udeq\o(u,\s\up6(－))eq\o(d,\s\up6(－))帶電荷量＋e－e＋eq\f(2,3)e－eq\f(1,3)e－eq\f(2,3)e＋eq\f(1,3)e(1)按最簡單的組成，π＋介子由誰和誰組成？(2)按最簡單的組成，π－介子由誰和誰組成？答案(1)π＋介子是由夸克u和反夸克eq\o(d,\s\up6(－))組成的(2)π－介子由夸克d和反夸克eq\o(u,\s\up6(－))組成解析(1)π＋介子帶有＋e的電荷量，且是由一個夸克和一個反夸克組成的，夸克u帶＋eq\f(2,3)e和反夸克eq\o(d,\s\up6(－))帶＋eq\f(1,3)e組成電荷量為e。(2)π－介子帶有－e的電荷量，是由一個夸克和一個反夸克組成的，夸克d帶－eq\f(1,3)e和反夸克eq\o(u,\s\up6(－))帶－eq\f(2,3)e組成電荷量為－e。章末測評驗收卷(四)(時間：75分鐘滿分：100分)一、單項選擇題(共14個小題，每小題4分，共56分)1.下列關(guān)于近代物理知識的說法正確的是()A.所有元素都可能發(fā)生衰變B.太陽輻射的能量來自太陽內(nèi)部的核裂變反應(yīng)C.可利用γ射線對某些金屬棒進(jìn)行探傷檢測D.β射線為原子的核外電子電離后形成的電子流答案C解析有些元素的原子核不穩(wěn)定，可以自發(fā)地發(fā)生衰變，但不是所有元素都可能發(fā)生衰變，A錯誤；太陽輻射的能量來自太陽內(nèi)部的核聚變反應(yīng)，B錯誤；γ射線的穿透本領(lǐng)強(qiáng)，所以可利用γ射線對某些金屬棒進(jìn)行探傷檢測，C正確；β射線為原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時形成的電子流，D錯誤。2.下列關(guān)于原子和原子核的說法正確的是()A.β衰變現(xiàn)象說明電子是原子核的組成部分B.玻爾的原子結(jié)構(gòu)理論的假設(shè)之一是原子能量的量子化C.放射性元素的半衰期隨溫度的升高而變短D.平均結(jié)合能越小表示原子核中的核子結(jié)合得越牢固答案B解析β衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子時產(chǎn)生的，選項A錯誤；玻爾的原子結(jié)構(gòu)理論的基本假設(shè)是軌道、能量都是量子化的，選項B正確；半衰期由原子核的內(nèi)部因素決定，跟原子的化學(xué)狀態(tài)、溫度、壓強(qiáng)等因素均無關(guān)，選項C錯誤；平均結(jié)合能越大，表示原子核中的核子結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn)定，選項D錯誤。3.下列與α粒子相關(guān)的說法中正確的是()A.天然放射現(xiàn)象中產(chǎn)生的α射線速度與光速相當(dāng)，穿透能力很強(qiáng)B.eq\o\al(238,92)U(鈾238)核放出一個α粒子后就變?yōu)閑q\o\al(234,90)Th(釷234)核C.高速α粒子轟擊氮核可從氮核中打出中子，核反應(yīng)方程為eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(14,7)N→eq\o\al(16,8)O＋eq\o\al(1,0)nD.丹麥物理學(xué)家玻爾進(jìn)行了α粒子散射實驗并首先提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型答案B解析α粒子的速度是eq\f(c,10)，穿透能力較弱，A錯誤；根據(jù)核反應(yīng)遵循的電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒可知，B正確，C錯誤；D項中的物理學(xué)家應(yīng)是盧瑟福，D錯誤。4.下面列出的是一些核反應(yīng)方程：eq\o\al(30,15)P→eq\o\al(30,14)Si＋X，eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(10,5)B＋Y，eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(7,3)Li＋Z，其中()A.X是正電子，Y是中子，Z是質(zhì)子B.X是質(zhì)子，Y是中子，Z是正電子C.X是正電子，Y是質(zhì)子，Z是中子D.X是中子，Y是正電子，Z是質(zhì)子答案A解析根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒，知X的電荷數(shù)為1，質(zhì)量數(shù)為0，為正電子；Y的電荷數(shù)為0，質(zhì)量數(shù)為1，為中子；Z的電荷數(shù)為1，質(zhì)量數(shù)為1，為質(zhì)子。故A正確，B、C、D錯誤。5.(2021·荊州市江陵中學(xué)高二期中)有四個核反應(yīng)方程如下：①eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(95,38)Sr＋eq\o\al(138,54)Xe＋3x1②eq\o\al(2,1)H＋x2→eq\o\al(3,2)He＋eq\o\al(1,0)n③eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋x3④eq\o\al(24,12)Mg＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(27,13)Al＋x4下列說法正確的是()A.①是核裂變 B.x2為eq\o\al(3,1)HC.③是人工核反應(yīng) D.x4為中子答案A解析①是重核裂變，A正確；據(jù)電荷數(shù)、質(zhì)量數(shù)守恒可知，x2為eq\o\al(2,1)H，B錯誤；③中的x3是eq\o\al(4,2)He，故③是α衰變，C錯誤；據(jù)電荷數(shù)、質(zhì)量數(shù)守恒可知，x4為質(zhì)子，D錯誤。6.(2021·江蘇南京一中月考)關(guān)于核反應(yīng)方程，下列說法中錯誤的是()A.eq\o\al(3,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n是核聚變反應(yīng)B.鈾核裂變的核反應(yīng)為eq\o\al(235,92)U→eq\o\al(141,56)Ba＋eq\o\al(92,36)Kr＋2eq\o\al(1,0)nC.在衰變方程eq\o\al(239,94)Pu→X＋eq\o\al(4,2)He＋γ中，X原子核的質(zhì)量數(shù)是235D.盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程為eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(14,7)N→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)H答案B解析eq\o\al(3,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n是核聚變反應(yīng)，A正確；鈾核裂變的核反應(yīng)需要中子的參與，B錯誤；根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒得，X原子核的質(zhì)量數(shù)是235，C正確；盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程為eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(14,7)N→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)H，D正確。7.(2021·河南濮陽一高開學(xué)考)太陽就是一個巨大的熱核反應(yīng)堆，它不斷地“燃燒”自己，放出能量，減輕“體重”。已知太陽的總輸出功率約為3.8×1026W，光速為3×108m/s，試估算太陽每秒發(fā)生質(zhì)量虧損的數(shù)量級為()A.106kg B.109kgC.1012kg D.1015kg答案B解析由質(zhì)能方程ΔE＝Δmc2得每秒太陽的質(zhì)量虧損為Δm＝eq\f(ΔE,c2)＝eq\f(3.8×1026,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(3×108))2)kg＝4.2×109kg故B正確，A、C、D錯誤。8.(2021·江門市二中開學(xué)考)關(guān)于原子核下列說法正確的是()A.eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n屬于核裂變B.eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(0,－1)e屬于α衰變C.由方程eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(139,53)I＋eq\o\al(95,39)Y＋2eq\o\al(1,0)n可知eq\o\al(235,92)U可以衰變?yōu)閑q\o\al(139,53)I和eq\o\al(95,39)YD.一個eq\o\al(238,92)U原子核衰變?yōu)橐粋€eq\o\al(206,82)Pb原子核的過程中，發(fā)生6次β衰變答案D解析A項的反應(yīng)屬于核聚變，A錯誤；B項的反應(yīng)屬于β衰變，B錯誤；C項的反應(yīng)屬于重核裂變，C錯誤；根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，判斷D項發(fā)生8次α衰變和6次β衰變，D正確。9.(2021·福建龍巖市高二檢測)2020年11月27日0時41分，華龍一號核電5號機(jī)組首次并網(wǎng)成功，標(biāo)志著我國正式進(jìn)入核電技術(shù)先進(jìn)國家行列。華龍一號發(fā)電機(jī)利用的是鈾核裂變釋放的核能，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()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)合能小答案B解析核反應(yīng)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(shè)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，選項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C、D錯誤。10.14C測年法是利用14C衰變規(guī)律對古生物進(jìn)行年代測定的方法。若以橫坐標(biāo)t表示時間，縱坐標(biāo)m表示任意時刻14C的質(zhì)量，m0為t＝0時14C的質(zhì)量。下面四幅圖中能正確反映14C衰變規(guī)律的是()答案C解析由公式m＝m0eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\f(t,τ)可知14C的衰變規(guī)律應(yīng)為選項C所示圖像。11.煙霧探測器使用了一種半衰期為432年的放射性元素eq\o\al(241,95)Am來探測煙霧。當(dāng)正常空氣分子穿過探測器時，eq\o\al(241,95)Am會釋放出射線將它們電離，從而產(chǎn)生電流。煙塵一旦進(jìn)入探測腔內(nèi)。煙塵中的微粒會吸附部分射線，導(dǎo)致電流減小，從而觸發(fā)警報。則下列說法正確的是()A.eq\o\al(241,95)Am發(fā)出的是α射線B.eq\o\al(241,95)Am發(fā)出的是β射線C.eq\o\al(241,95)Am發(fā)出的是γ射線D.0.2mg的eq\o\al(241,95)Am經(jīng)864年將衰變掉0.05mg答案A解析eq\o\al(241,95)Am會釋放出射線將空氣電離，從而使電路中產(chǎn)生電流，則eq\o\al(241,95)Am發(fā)出的是α射線，選項A正確，B、C錯誤；0.2mg的eq\a\vs4\al(eq\o\al(241,95)Am)經(jīng)864年(2個半衰期)將衰變掉0.15mg，選項D錯誤。12.(2021·赤峰二中高二月考)對于愛因斯坦提出的質(zhì)能方程E＝mc2，下列說法正確的是()A.物體獲得一定的能量，質(zhì)量也相應(yīng)的減少一定的值B.物體一定有質(zhì)量，但不一定有能量，所以質(zhì)能方程僅是某種特殊條件下的數(shù)量關(guān)系C.根據(jù)ΔE＝Δm·c2，可知質(zhì)量減少能量就會增加，在一定條件下質(zhì)量轉(zhuǎn)化為能量D.根據(jù)ΔE＝Δm·c2可以計算核反應(yīng)中釋放的核能答案D解析根據(jù)ΔE＝Δm·c2知，物體獲得一定的能量，它的質(zhì)量也相應(yīng)地增加一定的值，故A錯誤；根據(jù)質(zhì)能方程知，一定量的質(zhì)量和能量是相聯(lián)系的，物體有一定的質(zhì)量，就有一定量的能量，故B錯誤；愛因斯坦的質(zhì)能方程ΔE＝Δm·c2，不是指質(zhì)量和能量可以相互轉(zhuǎn)化，故C錯誤；公式ΔE＝Δmc2中，Δm是虧損質(zhì)量，ΔE是釋放的核能，故D正確。13.(2021·浙江選考模擬)“氦－3”是地球上很難得到的清潔、安全和高效的核聚變發(fā)電燃料，被科學(xué)家們稱為“完美能源”。普通水中含有質(zhì)量約0.0150%的“重水”(普通水H2O的兩個氫中的一個被氘核取代)，使兩個氘核通過反應(yīng)eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(3,2)He＋eq\o\al(1,0)n發(fā)生聚變產(chǎn)生“氦－3”，已知氘核的質(zhì)量是3.3436×10－27kg，“氦－3”的質(zhì)量是5.0064×10－27kg，中子的質(zhì)量是1.6749×10－27kg，19g“重水”含有的氘核數(shù)目為6.02×1023個，若一天內(nèi)“燒”掉1L普通水中的所有氘核，則()A.發(fā)生聚變反應(yīng)后比結(jié)合能減小B.聚變反應(yīng)前后能量不守恒C.兩個氘核聚變后釋放的能量約為3.3MeVD.所有氘核聚變后可獲得約14.5W的平均功率答案C解析裂變或者聚變都放出能量，故產(chǎn)物的比結(jié)合能比原來的原子核比結(jié)合能大，故A錯誤；自然界任何反應(yīng)前后能量都是守恒的，故B錯誤；由E＝Δmc2可得，反應(yīng)過程放出的能量為E0＝(2×3.3436×10－27－5.0064×10－27－1.6749×10－27)×(3×108)2J＝3.3MeV，故C正確；“燒”掉1L普通水中所有氘核放出的能量為E＝eq\f(1000,19)×0.015%×6.02×1023×eq\f(3.3,2)MeV＝1.25×109J，故功率為P＝eq\f(E,t)＝eq\f(1.25×109,24×3600)W＝14.5kW，故D錯誤。14.一個靜止的放射性原子核發(fā)生天然衰變時，在勻強(qiáng)磁場中得到內(nèi)切圓的兩條徑跡如圖所示。若兩圓半徑之比為44∶1，則()A.發(fā)生的是α衰變B.軌跡2是反沖核的徑跡C.反沖核是順時針運動，放射出的粒子是逆時針運動D.該放射性元素的原子序數(shù)是90答案B解析由動量守恒可知m1v1＝m2v2，而R＝eq\f(mv,qB)，故q1BR1＝q2BR2；可見半徑越小，則q越大，故軌跡1是放出粒子的徑跡，軌跡2是反沖核的徑跡，故選項B正確；反沖核帶正電，由洛倫茲力充當(dāng)向心力，根據(jù)左手定則可知，反沖核速度方向向下，則放出的粒子速度方向向上，由受力方向可知，放出粒子帶負(fù)電，即發(fā)生β衰變，故選項A、C錯誤；由q1R1＝q2R2及β衰變公式可知，放射性元素的原子序數(shù)為43，選項D錯誤。二、解答題(共4個小題，共44分)15.(10分)(2021·保山市智源中學(xué)高二期末)一個鋰核(eq\o\al(7,3)Li)受到一個質(zhì)子的轟擊，變成兩個α粒子。已知質(zhì)子的質(zhì)量是1.6726×10－27kg，鋰核的質(zhì)量是11.6505×10－27kg，氦核的質(zhì)量是6.6466×10－27kg。(1)寫出上述核反應(yīng)的方程；(2)計算上述核反應(yīng)釋放出的能量。答案(1)eq\o\al(7,3)Li＋eq\o\al(1,1)H→2eq\o\al(4,2)He(2)2.691×10－12J解析(1)根據(jù)核反應(yīng)方程滿足質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，有eq\o\al(7,3)Li＋eq\o\al(1,1)H→2eq\o\al(4,2)He。(2)核反應(yīng)的質(zhì)量虧損Δm＝mLi＋mp－2mα＝(11.6505×10－27＋1.6726×10－27－2×6.6466×10－27)kg＝2.99×10－29kg釋放的能量ΔE＝Δmc2＝2.99×10－29×(3×108)2J＝2.691×10－12J。16.(10分)(2021·江蘇星海實驗中學(xué)高二期中)已知氘核(eq\o\al(2,1)H)質(zhì)量為2.0136u，中子(eq\o\al(1,0)n)質(zhì)量為1.0087u，氦核(eq\o\al(3,2)He)質(zhì)量為3.0150u，1u相當(dāng)于931.5MeV。(1)寫出兩個氘核聚變成eq\o\al(3,2)He的核反應(yīng)方程；(2)計算上述核反應(yīng)中釋放的核能(保留3位有效數(shù)字)；(3)若兩個氘核以相同的動能0.35MeV做對心碰撞即可發(fā)生上述反應(yīng)，且釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為新核的動能，則反應(yīng)后生成的氦核(eq\o\al(3,2)He)動能大小是多少？答案(1)eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(3,2)He＋eq\o\al(1,0)n(2)3.26MeV(3)0.99MeV解析(1)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。(2)根據(jù)ΔE＝Δm×931.5MeV可知釋放的核能ΔE＝(2×2.0136－3.0150－1.0087)×931.5MeV＝3.26MeV。(3)碰撞的過程中滿足動量守恒，因此mHev1＋mnv2＝0又由于能量守恒可知eq\f(1,2)mHeveq\o\al(2,1)＋eq\f(1,2)mnveq\o\al(2,2)＝ΔE＋2Ek整理得氦核(eq\o\al(3,2)He)動能大小為eq\f(1,2)mHeveq\o\al(2,1)＝eq\f(1,4)(ΔE＋2Ek)＝0.99MeV。17．(12分)(2021·岢嵐縣中學(xué)高二月考)一個靜止在勻強(qiáng)磁場中的eq\o\al(226,88)Ra(鐳核)，發(fā)生α衰變后轉(zhuǎn)變?yōu)殡焙?元素符號為Rn)。已知衰變中釋放出的α粒子的速度方向跟勻強(qiáng)磁場的磁感線方向垂直。設(shè)鐳核、氡核和α粒子的質(zhì)量依次是m1、m2、m3，衰變釋放的核能都轉(zhuǎn)化為氡核和α粒子的動能，真空中的光速為c。(1)寫出衰變方程；(2)求氡核和α粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運動的軌道半徑的比值；(3)求氡核的動能Ek。答案(1)eq\o\al(226,88)Ra→eq\o\al(222,86)Rn＋eq\o\al(4,2)He(2)eq\f(1,43)(3)eq\f(（m1－m2－m3）m3c2,m2＋m3)解析(1)由質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒得衰變方程為eq\o\al(226,88)Ra→eq\o\al(222,86)Rn＋eq\o\al(4,2)He。(2)根據(jù)qvB＝meq\f(v2,r)得r＝eq\f(mv,qB)兩個粒子動量等大，由半徑公式r＝eq\f(mv,qB)知r∝eq\f(1,q)得eq\f(r2,r3)＝eq\f(2,86)＝eq\f(1,43)。(3)由質(zhì)能方程得ΔE＝(m1－m2－m3)c2因為Ek＝eq\f(p2,2m)，pRn＝pHe可知兩粒子的動能跟質(zhì)量成反比，因此氡核的動能為Ek＝eq\f(（m1－m2－m3）m3c2,m2＋m3)。18．(12分)(2021·通榆縣第一中學(xué)高二期中)氡是一種放射性氣體，主要來源于不合格的水泥、墻磚、石材等建筑材料。呼吸時氡氣會隨氣體進(jìn)入肺部，氡衰變時放出α射線，這種射線像小“炸彈”一樣轟擊肺細(xì)胞，使肺細(xì)胞受損，從而引發(fā)肺癌、白血病等。若有一靜止的氡核eq\o\al(222,86)Rn發(fā)生α衰變，放出一個速度為v0、質(zhì)量為m的α粒子和一個質(zhì)量為M的反沖核釙eq\a\vs4\al(eq\o\al(218,84)Po)，此過程動量守恒，若氡核發(fā)生衰變時，釋放的能量全部轉(zhuǎn)化為α粒子和釙核的動能。(1)寫出衰變方程；(2)求出反沖核釙的速度；(計算結(jié)果用題中字母表示)(3)求出這一衰變過程中的質(zhì)量虧損。(計算結(jié)果用題中字母表示)答案(1)eq\o\al(222,86)Rn→eq\o\al(218,84)Po＋eq\o\al(4,2)He(2)大小為eq\f(mv0,M)，方向與α粒子速度方向相反(3)eq\f(（M＋m）mveq\o\al(2,0),2Mc2)解析(1)由質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，衰變方程為eq\o\al(222,86)Rn→eq\o\al(218,84)Po＋eq\o\al(4,2)He。(2)核反應(yīng)過程動量守恒，以α粒子的速度方向為正方向，由動量守恒定律得mv0＋Mv＝0解得v＝－eq\f(mv0,M)，負(fù)號表示方向與α粒子速度方向相反。(3)衰變過程產(chǎn)生的能量ΔE＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＋eq\f(1,2)Mv2＝eq\f(（M＋m）mveq\o\al(2,0),2M)由愛因斯坦質(zhì)能方程得ΔE＝Δmc2解得Δm＝eq\f(（M＋m）mveq\o\al(2,0),2Mc2)。章末核心素養(yǎng)提升

兩類核衰變在磁場中的徑跡靜止核在磁場中自發(fā)衰變，其軌跡為兩相切圓，α衰變時兩圓外切，β衰變時兩圓內(nèi)切，根據(jù)動量守恒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，其特點對比如下表：α衰變eq\o\al(A,Z)X→eq\o\al(A－4,Z－2)Y＋eq\o\al(4,2)He勻強(qiáng)磁場中軌跡兩圓外切，α粒子軌跡半徑大β衰變eq\o\al(A,Z)X→eq\o\al(A,Z＋1)Y＋eq\o\al(0,－1)e勻強(qiáng)磁場中軌跡兩圓內(nèi)切，β粒子軌跡半徑大【例題】一個靜止的放射性同位素的原子核eq\o\al(30,15)P衰變?yōu)閑q\o\al(30,14)Si，另一個靜止的天然放射性元素的原子核eq\o\al(234,90)Th衰變?yōu)閑q\o\al(234,91)Pa，在同一磁場中，得到衰變后粒子的運動徑跡1、2、3、4，如圖所示，則這四條徑跡依次是()A.電子、eq\o\al(234,91)Pa、eq\o\al(30,14)Si、正電子B.eq\o\al(234,91)Pa、電子、正電子、eq\o\al(30,14)SiC.eq\o\al(30,14)Si、正電子、電子、eq\o\al(234,91)PaD.正電子、eq\o\al(30,14)Si、eq\o\al(234,91)Pa、電子答案B解析eq\o\al(30,15)P→eq\o\al(30,14)Si＋eq\o\al(0,＋1)e(正電子)，產(chǎn)生的兩個粒子，都帶正電，應(yīng)是外切圓，由R＝eq\f(mv,qB)知，電荷量大的半徑小，故3是正電子，4是eq\o\al(30,14)Si；eq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(234,91)Pa＋eq\o\al(0,－1)e(電子)，產(chǎn)生的兩個粒子，一個帶正電，一個帶負(fù)電，應(yīng)是內(nèi)切圓，由R＝eq\f(mv,qB)知，電荷量大的半徑小，故1是eq\o\al(234,91)Pa，2是電子，故B項正確?！踞槍τ?xùn)練1】實驗觀察到，靜止在勻強(qiáng)磁場中A點的原子核發(fā)生β衰變，衰變產(chǎn)生的新核與電子恰在紙面內(nèi)做勻速圓周運動。運動方向和軌跡示意圖如圖，則()A.軌跡1是電子的，磁場方向垂直紙面向外B.軌跡2是電子的，磁場方向垂直紙面向外C.軌跡1是新核的，磁場方向垂直紙面向里D.軌跡2是新核的，磁場方向垂直紙面向里答案D解析根據(jù)動量守恒定律，原子核發(fā)生β衰變后產(chǎn)生的新核與電子的動量大小相等，設(shè)為p，根據(jù)qvB＝eq\f(mv2,r)，得軌跡半徑r＝eq\f(mv,qB)＝eq\f(p,qB)，故電子的軌跡半徑較大，即軌跡1是電子的，軌跡2是新核的。根據(jù)左手定則，可知磁場方向垂直紙面向里，選項D正確?！踞槍τ?xùn)練2】如圖甲所示，靜止在勻強(qiáng)磁場中的eq\o\al(6,3)Li核俘獲一個速度為v0＝7.7×104m/s的中子而發(fā)生核反應(yīng)，即eq\o\al(6,3)Li＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(3,1)H＋eq\o\al(4,2)He，若已知eq\o\al(4,2)He的速度v2＝2.0×104m/s，其方向與反應(yīng)前中子速度方向相同，試求：(1)eq\o\al(3,1)H的速度大小和方向；(2)在圖乙中，已畫出并標(biāo)明兩粒子的運動軌跡，請計算出eq\o\al(3,1)H與eq\o\al(4,2)He軌道半徑之比；(3)當(dāng)eq\o\al(4,2)He旋轉(zhuǎn)三周時，粒子eq\o\al(3,1)H旋轉(zhuǎn)幾周？答案(1)大小為1.0×103m/s，方向與v0方向相反(2)3∶40(3)2周解析(1)反應(yīng)過程動量守恒，由動量守恒定律得m0v0＝m1v1＋m2v2(v1為氚核速度，m0、m1、m2分別代表中子、氚核、氦核質(zhì)量)代入數(shù)值可解得v1＝－1.0×103m/s，即eq\o\al(3,1)H的速度大小為1.0×103m/s，方向與v0方向相反。(2)eq\o\al(3,1)H和eq\o\al(4,2)He在磁場中均受洛倫茲力，做勻速圓周運動的半徑之比r1∶r2＝eq\f(m1v1,q1B)∶eq\f(m2v2,q2B)＝3∶40。(3)eq\o\al(3,1)H和eq\o\al(4,2)He做勻速圓周運動的周期之比T1∶T2＝eq\f(2πm1,q1B)∶eq\f(2πm2,q2B)＝3∶2所以它們的旋轉(zhuǎn)周數(shù)之比：n1∶n2＝T2∶T1＝2∶3，即eq\o\al(4,2)He旋轉(zhuǎn)3周，eq\o\al(3,1)H旋轉(zhuǎn)2周。章末自測卷(五)(時間：45分鐘滿分：100分)一、單項選擇題(共10小題，每小題6分，共60分)1.(2021·象州縣中學(xué)高二月考)原子核eq\o\al(234,90)Th表示()A.eq\o\al(234,90)Th的質(zhì)量數(shù)為90B.核內(nèi)有234個質(zhì)子C.核內(nèi)有144個中子D.核內(nèi)有90個核子答案C解析原子核eq\o\al(234,90)Th，234表示質(zhì)量數(shù)，即234個核子，90表示核電荷數(shù)，即90個質(zhì)子，故核內(nèi)中子數(shù)為234個－90個＝144個，故選項C正確。2.(2021·南京師大蘇州實驗學(xué)校高二月考)關(guān)于天然放射現(xiàn)象，下列說法正確的是()A.放射性元素的半衰期與原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件有關(guān)B.放射性元素的原子核發(fā)生衰變后產(chǎn)生的新核從高能級向低能級躍遷時，輻射出γ射線C.當(dāng)放射性元素的原子的核外電子具有較高能量時，將發(fā)生β衰變D.放射性物質(zhì)放出的射線中，α粒子動能很大，因此貫穿物質(zhì)的本領(lǐng)很強(qiáng)答案B解析半衰期是放射性元素固有的一種物理屬性，與化學(xué)狀態(tài)和外部條件無關(guān)，故A錯誤；放射性元素的原子核在發(fā)生α衰變和β衰變后產(chǎn)生的新核往往處于高能級，這時它要向低能級躍遷，輻射γ射線，故B正確；發(fā)生β衰變時，核內(nèi)的一個中子轉(zhuǎn)化成一個質(zhì)子和一個電子，產(chǎn)生的電子從核內(nèi)發(fā)射出來，這是β衰變，故C錯誤；α粒子動能很大，速度可達(dá)光速的十分之一，很容易使氣體電離，使底片感光的作用也很強(qiáng)，但由于它跟物體的原子碰撞時很容易損失能量，因此它貫穿物質(zhì)的本領(lǐng)很弱，在空氣中只能前進(jìn)幾厘米，一張普通的紙就能把它擋住，故D錯誤。3.(2021·河北保定市高二期末)釷基熔鹽堆是第四代反應(yīng)堆核能系統(tǒng)的六種候選堆型之一，使用釷鈾核燃料循環(huán)，反應(yīng)堆中主要發(fā)生兩個核反應(yīng)：①eq\o\al(232,90)Th＋eq\o\al(1,0)n→2()＋eq\o\al(233,92)U，②eq\o\al(233,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(142,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1())。下列說法中正確的是()A.反應(yīng)①中括號里應(yīng)填eq\o\al(1,1)HB.反應(yīng)①中括號里應(yīng)填eq\o\al(0,1)eC.反應(yīng)②中括號里應(yīng)填eq\o\al(0,－1)eD.反應(yīng)②中括號里應(yīng)填eq\o\al(1,0)n答案D解析根據(jù)核反應(yīng)中的質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，①中反應(yīng)前總質(zhì)量數(shù)為233，電荷數(shù)為90，反應(yīng)后的eq\o\al(233,92)U的質(zhì)量數(shù)為233，電荷數(shù)為92，所以括號里應(yīng)填eq\o\al(0,－1)e，故A、B錯誤；反應(yīng)②中，反應(yīng)后的eq\o\al(142,56)Ba和eq\o\al(89,36)Kr的質(zhì)量數(shù)之和為231，比反應(yīng)前少3，電荷數(shù)與反應(yīng)前相同，故反應(yīng)②中括號里應(yīng)填eq\o\al(1,0)n，故C錯誤，D正確。4.家庭裝修使用的大理石中常含有放射性元素氡(eq\o\al(222,86)Rn)，其衰變方程為eq\o\al(222,86)Rn→eq\o\al(218,84)Po＋eq\o\al(4,2)He，半衰期為3.8天，下列說法正確的是()A.釙(eq\o\al(218,84)Po)的比結(jié)合能大于氡(eq\o\al(222,86)Rn)的比結(jié)合能B.衰變過程中，大理石中的eq\o\al(222,86)Rn、eq\o\al(218,84)Po、eq\o\al(4,2)He總質(zhì)量保持不變C.將其放置陽光下暴曬可以加快其衰變D.氡(eq\o\al(222,86)Rn)的半衰期非常短，所以幾個月后大理石就不具有放射性了答案A解析該反應(yīng)釋放能量，比結(jié)合能增加，即釙的比結(jié)合能大于氡的比結(jié)合能，故A正確；該反應(yīng)釋放能量，由愛因斯坦質(zhì)能方程可知，反應(yīng)過程中有質(zhì)量虧損，故B錯誤；半衰期只與元素內(nèi)部結(jié)構(gòu)有關(guān)，與外界因素?zé)o關(guān)，故C錯誤；雖然氡(eq\o\al(222,86)Rn)的半衰期非常短，但大理石幾個月后仍具有放射性，故D錯誤。5.(2021·吉林長春市二模)我國新一代可控核聚變研究裝置“中國環(huán)流器二號M”于2020年12月4日在成都正式建成放電，標(biāo)志著我國正式跨入全球可控核聚變研究前列。某核聚變的反應(yīng)方程式是eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋X關(guān)于核聚變下列說法正確的是()A.我國已建成的核電站使用了核聚變發(fā)電B.eq\o\al(4,2)He的比結(jié)合能比eq\o\al(2,1)H的比結(jié)合能大C.核反應(yīng)過程中釋放出了核能，所以反應(yīng)后生成物的質(zhì)子數(shù)一定減少D.核反應(yīng)中生成的X粒子是質(zhì)子答案B解析我國已建成的核電站是使用核裂變發(fā)電，故A錯誤；核反應(yīng)釋放能量，則由比結(jié)合能定義可知eq\o\al(4,2)He的比結(jié)合能比eq\o\al(2,1)H的比結(jié)合能大，故B正確；核反應(yīng)過程中釋放出了核能，所以反應(yīng)中質(zhì)量一定虧損，但質(zhì)量數(shù)不變，故C錯誤；根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒可知，該核聚變反應(yīng)中生成的X粒子是中子，故D錯誤。6.有關(guān)原子核反應(yīng)的典型方程，下列說法正確的是()A.盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程是eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(16,8)O＋eq\o\al(1,1)HB.查德威克發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程是eq\o\al(8,4)Be＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(12,6)C＋eq\o\al(1,0)nC.居里夫婦發(fā)現(xiàn)人工放射性同位素的方程是eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)nD.鈾核的典型裂變方程是eq\o\al(235,92)U→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋2eq\o\al(1,0)n答案C解析盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程是eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)H，選項A錯誤；查德威克發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程是eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(12,6)C＋eq\o\al(1,0)n，選項B錯誤；居里夫婦發(fā)現(xiàn)人工放射性同位素的方程是eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)n，選項C正確；鈾核的典型裂變方程是eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)n，選項D錯誤。7.(2021·上海楊浦區(qū)高二月考)如圖是歷史上發(fā)現(xiàn)中子的實驗示意圖()A.x1是質(zhì)子，x2是電子 B.x1是α粒子，x2是中子C.x2是質(zhì)子，x3是中子 D.x2是γ光子，x3是質(zhì)子答案B解析釙是常見的α射線源，所以x1是α粒子，α粒子轟擊鈹，得到中子，中子轟擊石蠟，打出質(zhì)子。故x2是中子，x3是質(zhì)子。故選項B正確。8.目前，在居家裝修中，經(jīng)常用到花崗巖、大理石等裝修材料，這些巖石都不同程度地含有放射性元素，比如有些含有鈾、釷的花崗巖等巖石都會釋放出放射性惰性氣體氡，而氡會發(fā)生放射性衰變，放出α、β、γ射線，這些射線會導(dǎo)致細(xì)胞發(fā)生癌變，根據(jù)有關(guān)放射性知識可知，下列說法正確的是()A.β射線是由原子核外的電子電離后形成的高速電子流B.鈾核(eq\o\al(238,92)U)衰變?yōu)殂U核(eq\o\al(206,82)Pb)的過程中，要經(jīng)過8次α衰變和6次β衰變C．γ射線一般伴隨著α或β射線產(chǎn)生，在這三種射線中，γ射線的穿透能力最弱，電離能力最強(qiáng)D.已知氡的半衰期為3.8天，100個氡原子核，經(jīng)7.6天后未衰變的氡原子核還有25個答案B解析β衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子時產(chǎn)生并發(fā)射出來的電子流，故A錯誤；根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，鈾核(eq\o\al(238,92)U)衰變?yōu)殂U核(eq\o\al(206,82)Pb)的過程中，設(shè)發(fā)生x次α衰變，y次β衰變，衰變方程為eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(206,82)Pb＋xeq\o\al(4,2)He＋yeq\o\al(0,－1)e，則238＝206＋4x，解得x＝8，又92＝82＋8×2－y，得y＝6，即要經(jīng)過8次α衰變和6次β衰變，故B正確；γ射線一般伴隨著α或β射線產(chǎn)生，在這三種射線中，γ射線的穿透能力最強(qiáng)，電離能力最弱，故C錯誤；半衰期是對大量原子核在衰變時的統(tǒng)計規(guī)律，只適用于大量原子核的衰變，不適用于少數(shù)原子核的衰變，故D錯誤。9.(2021·山東淄博市高二檢測)實現(xiàn)核能電池的小型化、安全可控化一直是人們的目標(biāo)?，F(xiàn)在有一種“氚電池”，就是利用了氚核β衰變產(chǎn)生的能量，有的心臟起搏器就是使用“氚電池”供電，使用壽命長達(dá)20年。氚核發(fā)生β衰變過程中除了產(chǎn)生β粒子和新核外，還會放出質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)為零的反中微子。氚核的半衰期為12.5年，下列說法正確的是()A.氚核衰變放出的β射線是電子流，來源于核外電子B.經(jīng)過25年后，未衰變的氚的質(zhì)量變?yōu)槌跏假|(zhì)量的eq\f(1,8)C.環(huán)境的溫度、壓強(qiáng)發(fā)生變化時，氚核的半衰期會發(fā)生變化D.氚核發(fā)生β衰變過程中產(chǎn)生的新核為eq\o\al(3,2)He答案D解析氚核衰變放出的β射線是電子流，來源于原子核內(nèi)，由一個中子轉(zhuǎn)化成一個質(zhì)子和一個電子，故A錯誤；由公式m＝(eq\f(1,2))eq\f(t,T)m0＝(eq\f(1,2))eq\f(25,12.5)m0＝eq\f(1,4)m0，故B錯誤；放射性元素衰變的快慢是由原子核內(nèi)部自身因素決定的，與外界的物理和化學(xué)狀態(tài)無關(guān)，故C錯誤；由質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，氚核發(fā)生β衰變過程中產(chǎn)生的新核為eq\o\al(3,2)He，故D正確。10.(2021·江蘇西安交大蘇州附中高二期中)科學(xué)家使用核反應(yīng)獲取氚，再利用氘和氚核反應(yīng)獲得能量，核反應(yīng)方程分別為：X＋Y→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(3,1)H＋4.9MeV和eq\o\a