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1、第2节 原子核及核反应,-2-,知识梳理,考点自诊,一、原子核的组成 1.原子核由质子和中子组成,质子和中子统称为 核子 。质子带正电,中子不带电。 2.基本关系 (1)核电荷数=质子数(Z)=元素的原子序数= 核外电子数 。 (2)质量数(A)= 核子数 =质子数+中子数。 3.X元素的原子核的符号为 ,其中A表示 质量数 ,Z表示核电荷数。,-3-,知识梳理,考点自诊,二、天然放射现象 1.天然放射现象 元素 自发 地放出射线的现象,首先由 贝可勒尔 发现。天然放射现象的发现,说明原子核具有 复杂 的结构。 2.放射性同位素的应用与防护 (1)放射性同位素:有 天然 放射性同位素和 人工
2、放射性同位素两类,放射性同位素的化学性质相同。 (2)应用:消除静电、工业探伤、做 示踪原子 等。 (3)防护:防止放射性对人体组织的伤害。,-4-,知识梳理,考点自诊,三、原子核的衰变、半衰期 1.原子核的衰变 (1)原子核放出粒子或粒子,变成另一种 原子核 的变化称为原子核的衰变。 (2)分类,衰变:当放射性物质连续发生衰变时,原子核中有的发生衰变,有的发生衰变,同时伴随着辐射。,-5-,知识梳理,考点自诊,2.半衰期 (1)定义:放射性元素的原子核有 半数 发生衰变所需的时间。 (2)影响因素:放射性元素衰变的快慢是由核 内部 自身的因素决定的,跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系。,
3、-6-,知识梳理,考点自诊,四、核力和核能 1.原子核内部, 核子间 所特有的相互作用力,叫核力。 2.核子在结合成原子核时出现质量亏损m,其对应的能量E= mc2 。 3.原子核分解成核子时要吸收一定的能量,相应的质量增加m,吸收的能量为E= mc2 。 4.结合能和比结合能 (1)结合能:核子结合为原子核时 释放 的能量或原子核分解为核子时 吸收 的能量,叫作原子核的结合能,亦称核能。 (2)比结合能:原子核的结合能与 核子数 之比,称做比结合能,也叫平均结合能。,-7-,知识梳理,考点自诊,1.判断下列说法的正误。 (1)射线、射线、射线的组成是三种不同的粒子。( ) (2)、三种射线中
4、,射线的电离作用最强。( ) (3)如果某放射性元素的原子核有100个,经过一个半衰期后还剩50个。( ) (4)所有元素都可以发生衰变。( ) (5)重核裂变和轻核聚变都能释放核能。( ) (6)质能方程表明在一定条件下,质量可以转化为能量。( ),答案,-8-,知识梳理,考点自诊,2.(2017上海单科)由放射性元素放出的氦核流被称为( ) A.阴极射线 B.射线 C.射线 D.射线,答案,解析,-9-,知识梳理,考点自诊,答案,解析,-10-,知识梳理,考点自诊,答案,解析,-11-,知识梳理,考点自诊,答案,解析,-12-,命题点一,命题点二,命题点三,原子核的衰变 半衰期 1.衰变规
5、律及实质 (1)衰变、衰变的比较,-13-,命题点一,命题点二,命题点三,(2)射线:射线经常是伴随着衰变或衰变同时产生的。其实质是放射性原子核在发生衰变或衰变的过程中,产生的新核由于具有过多的能量(原子核处于激发态)而辐射出光子。,-14-,命题点一,命题点二,命题点三,2.三种射线的成分和性质,3.半衰期的理解,衰变前的放射性元素的原子数和质量,N余、m余表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子数和质量,t表示衰变时间,表示半衰期。,-15-,命题点一,命题点二,命题点三,答案,解析,-16-,命题点一,命题点二,命题点三,思维点拨根据三种射线可知,电离能力大小,即可判定镅 会释放出什么射
6、线;再结合半衰期与外界因素无关,及半衰期的概念,即可求解。 考查三种射线的电离能力大小,注意它们的穿透能力的大小,掌握半衰期的概念,注意半衰期与外界因素无关,只与自身元素性质有关。,-17-,命题点一,命题点二,命题点三,即学即练 1.(2018湖南常德模拟)某一放射性物质发生衰变时放出、三种射线,让这三种射线进入磁场,运动情况如图所示,下列说法正确的是( ) A.该放射性物质的半衰期随温度的升高会增大 B.C粒子是原子核的重要组成部分 C.A粒子一定带正电 D.B粒子的穿透性最弱,答案,解析,-18-,命题点一,命题点二,命题点三,答案,解析,-19-,命题点一,命题点二,命题点三,核反应方
7、程及核反应类型 1.核反应的四种类型,-20-,命题点一,命题点二,命题点三,-21-,命题点一,命题点二,命题点三,2.核反应方程式的书写,(2)掌握核反应方程遵守的规律,是正确书写核反应方程或判断某个核反应方程是否正确的依据,由于核反应不可逆,所以书写核反应方程式时只能用“”表示反应方向。 (3)核反应过程中质量数守恒,电荷数守恒。,-22-,命题点一,命题点二,命题点三,A.15和28 B.15和30 C.16和30 D.17和31,答案,解析,-23-,命题点一,命题点二,命题点三,思维点拨根据反应方程遵循的规律及其相关的知识点判断。 此题与2014年高考上海试题和2013年高考重庆试
8、题类似,都是给出核反应方程,要求利用核反应同时遵循的质量数守恒和电荷数守恒解答,主要考查物质组成等物理观念。,-24-,命题点一,命题点二,命题点三,即学即练,3.(2018北京卷)在核反应方程 中,X表示的是( ) A.质子 B.中子 C.电子 D.粒子,答案,解析,-25-,命题点一,命题点二,命题点三,4.(2016全国卷)在下列描述核过程的方程中,属于衰变的是 ,属于衰变的是 ,属于裂变的是 ,属于聚变的是 。(填正确答案标号),答案,解析,-26-,命题点一,命题点二,命题点三,核力与核能 1.应用质能方程解题的流程图 书写核反应方程计算质量亏损m利用E=mc2计算释放的核能 (1)
9、根据E=mc2计算时,m的单位是“kg”,c的单位是“ m/s”,E的单位是“J”。 (2)根据E=m931.5 MeV计算时m的单位是“u”,E的单位是“MeV”。 2.根据比结合能来计算核能:原子核的结合能=比结合能核子数。,-27-,命题点一,命题点二,命题点三,典例3(2018黑龙江龙凤期中)静止的镭核 发生衰变,放出一个粒子变为氡核Rn,已知镭核的质量为224.024 8 u,氡核的质量为220.016 2 u,粒子的质量为4.002 6 u。(1 u=931.5 MeV的能量) (1)写出核反应方程; (2)镭核衰变放出多少MeV的能量;(结果保留2位有效数字) (3)若衰变放出的
10、能量全部转变为氡核和粒子的动能,沿用第二问的结果,求出氡核的动能为多少MeV。(结果保留1位有效数字),-28-,命题点一,命题点二,命题点三,-29-,命题点一,命题点二,命题点三,思维点拨(1)根据电荷数守恒、质量数守恒写出核反应方程; (2)由题算出质点亏损,再根据爱因斯坦质能方程求出释放的核能; (3)根据动量守恒定律与能量守恒定律写出相应的方程,即可求出氡核的动能。 此题考查了电荷数守恒、质量数守恒、动量守恒定律、能量守恒定律等核心物理观念。,-30-,命题点一,命题点二,命题点三,即学即练 5.(2017全国卷)大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应,1.008 7 u,1 u=931 MeV/c2。氘核聚变反应中释放的核能约为( ) A.3.7 MeV B.3.3 MeV C.2.7 MeV D.0.93 MeV,答案,解析,-31-,命题点一,命题点二,命题点三,6.(多选) (2018山西杏花岭区月考)已知氘核的平均结合能是1.09 MeV,氚核的平均结合能是2.78 MeV,氦核的平均结合能是7.03 MeV。在某次核反应中,1个氘核和1个氚核结合生成1个氦核和一个中子,并放出17.6 MeV的能量,下列说法正确的是( ) A.这是一个裂变反应,C.目前核电站都采用上述核反应发电 D.该核反应会有质量亏损,答案,解析,