高考物理总复习12.3原子核及核反应课件PPT

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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。 
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　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。
三、原子核的衰变、半衰期1.原子核的衰变(1)原子核放出α粒子或β粒子,变成另一种 原子核　的变化称为原子核的衰变。 (2)分类
γ衰变:当放射性物质连续发生衰变时,原子核中有的发生α衰变,有的发生β衰变,同时伴随着γ辐射。(3)两个典型的衰变方程
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。 
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Δm,其对应的能量ΔE= Δmc2　。 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Δm,吸收的能量为ΔE= Δmc2　。 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。 
1.物理学重视逻辑,崇尚理性,其理论总是建立在对事实观察的基础上。下列说法正确的是(　　)A.天然放射现象说明原子核内部是有结构的B.电子的发现使人们认识到原子具有核式结构C.α粒子散射实验的重要发现是电荷量是量子化的D.密立根油滴实验表明核外电子的轨道是不连续的
2.下列核反应方程中,属于α衰变的是(　　)
3.雷蒙德·戴维斯因研究来自太阳的电子中微子(νc)而获得诺贝尔物理学奖。他探测中微子所用的探测器的主体是一个贮满615 t四氯乙烯(C2Cl4)溶液的巨桶。电子中微子可以将一个氯核转变为一
以上数据,可以判断参与上述反应的电子中微子的最小能量为(　　) MeV MeV MeV
原子核的衰变　半衰期1.衰变规律及实质(1)α衰变、β衰变的比较
(2)γ射线:γ射线经常是伴随着α衰变或β衰变同时产生的。其实质是放射性原子核在发生α衰变或β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。
2.三种射线的成分和性质
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,τ表示半衰期。
例1(多选)(2017·广东梅州一模)关于天然放射现象,以下叙述正确的是(　　)A.若使某放射性物质的温度升高,其半衰期将变短B.β衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的C.在α、β、γ这三种射线中,γ射线的穿透能力最强,α射线的电离能力最强
[注意]为了确定衰变次数,一般是由质量数的改变先确定α衰变的次数,这是因为β衰变的次数的多少对质量数没有影响,然后再根据衰变规律确定β衰变的次数。
即学即练1.(2017·重庆期末)放射源放入铅制容器中,射线只能从容器的小孔射出,成为细细的一束。在射线经过的空间施加磁场,发现射线分成三束,如图所示。关于这三种射线及其性质,下列说法正确的是(　　)A.射线a的电离本领最弱B.射线b是高速中子流,速度可达光速C.射线c是原子的核外电子电离产生的D.若将放射源置于高温高压环境中,射线强度将不变化
列说法正确的是(　　)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α衰变和6次β衰变D.共经过6次α衰变和4次β衰变
(2)约里奥·居里夫妇因发现人工放射性元素而获得了1935年的诺
核反应方程及核反应类型1.核反应的四种类型
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。
例2(2017·江苏徐州期末)(1)关于核衰变和核反应的类型,下列表述正确的有　　　　。 
①　　　　是发现中子的核反应方程,　　　　是研究原子弹的基本核反应方程,　　　　是研究氢弹的基本核反应方程。 ②B项中X的质量数为　　　　,中子数为　　　　。 
1.核反应的四种类型:衰变、人工转变、裂变和聚变。2.核反应过程一般是不可逆的,所以核反应方程只能用单向箭头连接并表示反应方向,不能用等号连接。3.核反应的生成物一定要以实验为基础,不能只依据两个守恒规律凭空杜撰。4.核反应遵循质量数守恒而不是质量守恒,核反应前后的总质量一般会发生变化。
即学即练3.(2017·天津卷)我国自主研发制造的国际热核聚变核心部件在国际上率先通过权威机构认证,这是我国对国际热核聚变项目的重大贡献。下列核反应方程中属于聚变反应的是(　　)“人造太阳”核心部件首获国际认证
4.(2016·江苏卷)贝可勒尔在120年前首先发现了天然放射现象,如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用。下列属于放射性衰变的是(　　)
5.(2016·全国卷Ⅱ)在下列描述核过程的方程中,属于α衰变的是　　　　　,属于β衰变的是　　　　,属于裂变的是　　　　,属于聚变的是　　　　。(填正确答案标号) 
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Δm→利用ΔE=Δmc2计算释放的核能(1)根据ΔE=Δmc2计算时,Δm的单位是“kg”,c的单位是“ m/s”,ΔE的单位是“J”。(2)根据ΔE=Δm×931.5 MeV计算时Δm的单位是“u”,ΔE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。
同时放出能量为E=0.09 MeV的光子。假设放出的核能完全转变为钋核与α粒子的动能,不计光子的动量。已知m氡=222.086 63 u、mα=4.002 6 u、m钋=218.076 6 u,1 u相当于931.5 MeV的能量。(1)写出上述核反应方程;(2)求出发生上述核反应放出的能量;(3)确定钋核与α粒子的动能。
(2)6.92 MeV　(3)0.12 MeV　6.71 MeV
(2)质量亏损Δm=222.086 63 u-4.002 6 u-218.076 6 u=0.007 43 uΔE=Δmc2=0.007 43×931.5 MeV=6.92 MeV。(3)设α粒子、钋核的动能分别为Ekα、Ek钋,动量分别为pα、p钋,由能量守恒定律得ΔE=Ekα+Ek钋+E不计光子的动量,由动量守恒定律得:0=pα+p钋
联立解得Ek钋=0.12 MeV,Ekα=6.71 MeV。
思维点拨(1)质量亏损放出的能量等于新核动能、α粒子动能与光子能量之和。(2)不计光子的动量,新核与α粒子总动量等于衰变前氡核的动量。
即学即练6.(2017·全国卷Ⅰ)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 MeVB.3.3 MeVC.2.7 MeV MeV
7.(多选)(2017·广东肇庆三模)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
8.1930年英国物理学家考克饶夫和瓦尔顿建造了世界上第一台粒子加速器,他们获得了高速运动的质子,用来轰击静止的锂7 原子核,形成一个不稳定的复合核后又分解成两个相同的原子核。(1)写出核反应方程式;(2)已知质子的质量为m,初速度为v0,反应后产生的一个原子核速度大小为 v0,方向与质子运动方向相反,求反应后产生的另一个原子核的速度以及反应过程中释放的核能(设反应过程释放的核能全部转变为原子核的动能)。
解析:(1)根据题意和核反应规律,则有