《2020年高考物理一轮复习课件：专题十二 第2讲 原子核 .ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020年高考物理一轮复习课件：专题十二 第2讲 原子核 .ppt（55页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、第2讲 原子核,考点 1,天然放射现象、原子核的组成,1.天然放射现象,(1)天然放射现象,自发,贝克勒尔,原子核,元素_放出射线的现象，首先由_发现.天 然放射现象的发现，说明_具有复杂的结构. (2)放射性和放射性元素：物质发射某种看不见的射线的性,质叫_.具有放射性的元素叫_元素.,放射性,(3)三种射线：放射性元素放射出的射线共有三种，分别是,_射线、_射线、_射线.,放射性,2.原子核,质子,中子,核子,(1)原子核的组成 原子核由_和_组成，质子和中子统称为,_.,质子,质子数,中子数,原子核的核电荷数_ 数，原子核的质量数 _. (2)同位素：具有相同_、不同_的原子，在 元素周
2、期表中的_相同.同位素具有相同的_,性质.,质子数,中子数,位置,化学,考点 2,原子核的衰变和半衰期,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,2.半衰期 (1)定义：放射性元素的原子核有_发生衰变所需的,时间.,半数,(2)衰变规律：NN0_、mm0_ (3)影响因素：由_因素决定，跟原子所处的,物理化学状态无关.,原子核内部,考点 3,核力、核能、质能方程、质量亏损、核反应,1.核力 (1)定义：原子核内部，_间所特有的相互作用力.,(2)特点：核力是强相互作用的一种表现.,核子,核力是短程力，作用范围在 1.51015 m
3、 之内. 每个核子只跟它的相邻核子间有核力作用.,2.核能,(1)结合能,放出,吸收,核子数,核子结合为原子核时_的能量或原子核分解为核 子时_的能量，叫做原子核的结合能，亦称核能.,(2)比结合能,大,牢固,稳定,定义：原子核的结合能与_之比，叫做比结合能， 也叫做平均结合能. 特点：不同原子核的比结合能不同，原子核的比结合能 越_，表示原子核中核子结合得越_，原子核 越_.,3.质能方程、质量亏损,爱因斯坦质能方程 E_，原子核的质量必然比组 成它的核子的质量和要小m，这就是质量亏损.由质量亏损可求 出释放的核能E_. 4.原子核的人工转变,(1)质子的发现,mc2,mc2,质子,(2)中
4、子的发现,中子,5.重核的裂变 (1)重核是指_很大的原子核. (2)重核俘获一个中子后分裂为两个或几个中等质量数的 原子核的反应叫做重核的裂变.在裂变的同时，还会放出几个中,子和大量能量.,铀 235 裂变时，同时放出 23 个中子，如果这些中子再引 起其他铀 235 核裂变，就可使裂变反应不断地进行下去，这种 反应叫_反应.铀 235 能够发生链式反应的铀块的最小体 积叫做它的_体积.,质量数,链式,临界,6.轻核的聚变 (1)轻核是指质量数_的原子核，如氢核、氦核等. (2)某些轻核结合成质量数较大的原子核的反应过程叫做 轻核的_，同时放出大量的能量. 轻核聚变只能发生在超高温条件下，故
5、轻核聚变也叫做 _反应.,很小,聚变,热核,【基础自测】,),1.下列核反应方程中，属于衰变的是(,答案：B,),2.(多选)下列核反应方程及其表述完全正确的是(,答案：AC,3.(多选)下列关于放射性元素发出的三种射线的说法正确,的是(,),A.粒子就是氢原子核，它的穿透本领和电离本领都很强 B.射线是电子流，其速度接近光速 C.射线是一种频率很高的电磁波，它可以穿过几厘米厚的 铅板 D.以上三种射线都是从原子核里放射出来的，所有放射性 元素都能同时释放三种射线,解析：粒子是氦原子核，它的穿透本领很弱而电离本领很 强，A 错误；射线是电子流，其速度接近光速，B 正确；射 线的穿透能力很强，可
6、以穿透几厘米厚的铅板，C 正确；衰变 或衰变有时伴随着辐射，而三种射线并不是同时放出的， D 错误.B、C 正确.,答案：BC,A.反应过程中的质量亏损是 0.007 8 u B.反应过程中的质量亏损是 1.291029 kg C.反应过程中释放的能量是 7.27 M eV,D.反应过程中释放的能量是1.161019J,答案：ABC,热点 1 考向 1,原子核的衰变规律 三种射线,热点归纳 (1)三种射线的比较：,(续表),(2)衰变、衰变的比较：,【典题 1】研究某未知元素放射性的实验装置如图 12-2-1 所示，实验开始时在薄铝片和荧光屏之间有图示方向的匀强电 场 E，通过显微镜可以观察到
7、，在荧光屏的某一位置上每分钟 闪烁的亮点数.若撤去电场后继续观察，发现每分钟闪烁的亮点 数没有变化；如果再将薄铝片移开，观察到每分钟闪烁的亮点,),数大大增加，由此可以判断，放射源发出的射线可能为( A.射线和射线 B.射线和射线 C.射线和 X 射线,D.射线和射线,图 12-2-1,解析：放射性元素放射出的射线为射线、射线和射线， 射线贯穿能力弱，一张薄纸就可挡住，射线贯穿能力较强， 可贯穿铝片，射线贯穿能力极强.射线带正电，射线带负电， 在电场中偏转，射线不带电.由此可知，放射源发出的射线可 能为射线和射线.D 正确.,答案：D,考向 2,衰变次数的确定方法,热点归纳,由此可见确定衰变次
8、数可归结为求解一个二元一次方,程组.,方法二：因为衰变对质量数无影响，可先由质量数的改变 确定衰变的次数，然后根据衰变规律确定衰变的次数.,A.铅核比钍核少 8 个质子 B.铅核比钍核少 16 个中子 C.共经过 4 次衰变和 6 次衰变 D.共经过 6 次衰变和 4 次衰变,答案：ABD,热点 2,半衰期,热点归纳 1.半衰期公式：,2.半衰期的物理意义：,半衰期是表示放射性元素衰变快慢的物理量，同一放射性 元素具有的衰变速率一定，不同的放射性元素半衰期不同，有 的差别很大.,3.半衰期的适用条件：,半衰期是一个统计规律，是对大量的原子核衰变规律的总 结，对于一个特定的原子核，无法确定何时发
9、生衰变.,【典题 3】(多选)14C 发生放射性衰变成为 14N，半衰期约 5700 年.已知植物存活期间，其体内 14C 与 12C 的比例不变；生 命活动结束后，14C 的比例持续减小.现通过测量得知，某古木 样品中 14C 的比例正好是现代植物所制样品的二分之一.下列说,法正确的是(,),A.该古木的年代距今约 5700 年 B.12C、13C、14C 具有相同的中子数 C.14C 衰变为 14N 的过程中放出射线 D.增加样品测量环境的压强将加速 14C 的衰变,解析：古木样品中 14C 的比例是现代植物所制样品的二分 之一，根据半衰期的定义知该古木的年代距今约 5700 年，A 正
10、确.同位素具有相同的质子数，不同的中子数，B 错误.14C 的衰 放射性元素的半衰期与核内部自身因素有关，与原子所处的化 学状态和外部条件无关，D 错误.,答案：AC,热点 3 考向 1,核反应方程 核反应的四种类型,热点归纳,(续表),【典题 4】(2018 届山西省六校联合考试)下列关于核反应,方程及描述正确的是(,),解析：衰变放出氦原子核，A 错误；轻核聚变是把轻核结 合成质量较大的核，释放出核能的反应称聚变反应，B 错误； C 项是居里夫妇发现人工放射性的核反应方程，C 正确；D 项 是卢瑟福发现质子的核反应方程，D 错误.,答案：C,考向 2,核反应方程式的书写,热点归纳,2.掌握
11、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.,A.15 和 28,B.15 和 30,C.16 和 30,D.17 和 31,解析：根据核反应遵循的质量数守恒和电荷数守恒可知， X 的电荷数为 21315，质量数为 427130，根据原子 核的电荷数等于原子序数，可知 X 的原子序数为 15，质量数为 30，B 正确. 答案：B,【迁移拓展】(2018 年天津卷)国家大科学过程中国散 裂中子源(CSNS)于 2017 年 8 月 28 日首次打靶成功，
12、获得中子 束流，可以为诸多领域的研究和工业应用提供先进的研究平台，,),下列核反应中放出的粒子为中子的是( 图 12-2-2,答案：B,热点 4 质能方程与核能的计算 热点归纳,1.对质能方程的理解：,(1)一定的能量和一定的质量相联系，物体的总能量和它的,质量成正比，即 Emc2.,方程的含义：物体具有的能量与它的质量之间存在简单的 正比关系，物体的能量增大，质量也增大；物体的能量减少， 质量也减少.,(2)核子在结合成原子核时出现质量亏损m，其能量也要相,应减少，即Emc2.,(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Emc2.,2.核能的计算方法：,(1)
13、根据Emc2 计算，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Em931.5 MeV 计算.因 1 原子质量单位(u)相 当于 931.5 MeV 的能量，所以计算时m 的单位是“u”，E 的 单位是“MeV”.,(3)根据核子比结合能来计算核能：,原子核的结合能核子比结合能核子数.,考向 1,核能的理解,【典题 6】(2018 届安徽江南十校质检)我国正在自主研发 新型聚变裂变混合反应堆项目.如果此项目得以研究开发并 付诸实现，有可能使核资源寿命延长数倍.关于聚变和裂变，下,列看法正确的是(,),B.聚变和裂变反应中都存在质量亏损 C.裂变反应以释
14、放核能为主，聚变反应以吸收核能为主 D.核越重，比结合能越大,裂变反应都释放能量，所以都存在质量的亏损，B 正确；C 错 误；组成原子核的核子越多，它的结合能就越高，结合能与核 子数之比，称为比结合能，比结合能与质量数的关系如图 D70 所示，可知，中等大小的原子核比结合能较大，D 错误.,图 D70,答案：B,考向 2,核能的计算,B.3.3 MeV D.0.93 MeV,A.3.7 MeV C.2.7 MeV 答案：B,核反应与动量守恒定律的综合模型,模型一,原子核衰变后在磁场中的运动轨迹问题,热点归纳 静止核在磁场中自发衰变，其轨迹为两相切圆，衰变时两,知，半径小的为新核，半径大的为粒子
15、或粒子，其特点对比 如下表：,【典题 8】在匀强磁场中，一个原来静止的原子核，由于 放出一个 粒子，结果得到一张两个相切圆的径迹照片(如图 1223所示)，今测得两个相切圆半径之比r1r2144.则：,(1)图中哪一个圆是粒子的径迹？(说明理由) (2)这个原子核原来所含的质子数是多少？,图 12-2-3,又由于衰变过程中遵循动量守恒定律，则,m1v1m2v2，,以上三式联立解得 q90e.,即这个原子核原来所含的质子数为 90.,答案：(1)圆轨道 2 是粒子的径迹，理由见解析,(2)90,【触类旁通】在垂直于纸面的匀强磁场中，有一原来静止 的原子核，该核衰变后，放出的带电粒子和反冲核的运动
16、轨迹,),分别如图 12-2-4 中 a、b 所示，由图可以判定( A.该核发生的是衰变 B.该核发生的是衰变 C.磁场方向一定垂直纸面向里,D.磁场方向一定垂直纸面向外,图 12-2-4,解析：本题考查对粒子及粒子的性质的了解，对动量守 恒定律以及左手定则的应用能力.原来静止的核，放出粒子后， 总动量守恒，所以粒子和反冲核的速度方向一定相反，根据图 示，它们在同一磁场中是向同一侧偏转的，由左手定则可知它 们必带异种电荷，故应为衰变；由于不知它们的旋转方向，因 而无法判定磁场是向里还是向外，即都有可能.,答案：B,规律总结：由以上两例解答过程可知，当静止的原子核在 匀强磁场中发生衰变时，大圆轨道一定是释放出的带电粒子( 粒子或粒子)的，小圆轨道一定是反冲核的.衰变时两圆外切， 衰变时两圆内切.如果已知磁场方向，还可根据左手定则判断 绕行方向是顺时针还是逆时针.,模型二,核反应中的动量与能量综合问题,热点归纳 解决核反应与动量及能量守恒定律综合的问题时，首先应 用质能方程求出核反应释放出的核能，其次根据动量守恒定律 和能量守恒定律列出相应的方程，最后联立求解.,