高考物理一轮复习第15章波粒二象性原子结构原子核第3讲放射性元素的衰变核能课件

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【课程标准】1．了解原子核的组成和核力的性质。知道四种基本相互作用。能根据质量数守恒和电荷守恒写出核反应方程。2．了解放射性和原子核衰变。知道半衰期及其统计意义。了解放射性同位素的应用，知道射线的危害与防护。3．认识原子核的结合能，了解核裂变反应和核聚变反应。关注核技术应用对人类生活和社会发展的影响。
【知识再现】一、放射现象、原子核的组成、衰变1．天然放射现象：(1)天然放射现象：放射性元素_____地发出射线的现象，首先由_________发现。天然放射现象的发现，说明_______具有复杂的结构。放出的射线有α射线、β射线、γ射线三种。
(2)放射性同位素的应用与防护①放射性同位素：有_____放射性同位素和_____放射性同位素两类，放射性同位素的化学性质相同。②应用：工业测厚、放射治疗、作为_________等。③防护：防止放射性物质对环境的污染和对人体组织的伤害。
3.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_____。质子带正电，中子不带电。(2)基本关系①核电荷数(Z)＝质子数＝元素的原子序数＝_____________________。②质量数(A)＝_______＝质子数＋中子数。(3)X元素的原子核的符号为 ，其中A表示_______，Z表示核电荷数。
4．放射性元素的衰变、半衰期：(1)原子核的衰变：①原子核放出_______或β粒子，变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变。②规律：_______和_______都守恒。
③分类α衰变： ＋____，例：β衰变： ＋　　，例：
(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。②影响因素：放射性元素衰变的快慢是由核_____自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件_____关系。③公式：N＝N0· ，m余＝m0·
【情境转换】地球的年龄到底有多大，科学家利用天然放射性元素的衰变规律，通过对目前发现的最古老的岩石中铀和铅含量的测定，推算出该岩石中含有的铀是岩石形成初期时(岩石形成初期时不含铅)的一半。铀238衰变后形成铅206，铀238的相对含量随时间变化规律如图所示，图中N为铀238的原子数，N0为铀和铅的原子总数，由此可以判断出地球的年龄大致为多少年？
提示：地球的年龄大致为45亿年。
二、核力、核能、核反应1．核力：(1)定义：原子核内部_____间特有的相互作用力。(2)核力的特点①是强相互作用的一种表现；②是_____力，作用范围在1.5×10－15 m之内；③每个核子只跟___________发生核力作用。
2．结合能：原子核是核子凭借_____结合在一起构成的，要将它们分开，需要_____能量，这些能量就是原子核的结合能。3．比结合能：(1)定义：原子核的结合能与_______之比，称作比结合能，也叫平均结合能。(2)特点：不同原子核的比结合能不同，原子核的比结合能越___，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定。
4．爱因斯坦质能方程：物体的能量和它的质量一一对应，即：______。5．质量亏损：(1)原子核的质量小于组成它的核子的质量之和，这个现象叫作质量亏损。质量亏损表明，原子核的结合能是的确存在的。(2)由质量亏损可求出核反应中释放的核能ΔE＝_____。
(3)碳原子质量的 叫作原子质量单位，用u表示，表达原子核的质量时经常用u做单位，1 u相当于931.5 MeV。
三、重核裂变和轻核聚变1．重核裂变：(1)定义：质量数较___的原子核受到高能粒子的轰击而分裂成几个质量数较___的原子核的过程。(2)特点①裂变过程中_______巨大能量。②裂变的同时能够释放出2～3(或更多)个_____。③裂变的产物不是唯一的。对于铀核裂变有二分裂、三分裂和四分裂形式，但三分裂和四分裂概率比较小。
(3)典型的裂变反应方程 ＋3___。(4)链式反应：由重核裂变产生的_____使裂变反应一代接一代继续下去的过程。(5)临界体积和临界质量：裂变物质能够发生_________的最小体积及其相应的质量。(6)裂变的应用：_______、核反应堆。(7)反应堆构造：核燃料、慢化剂、_____、防护层。
2．轻核聚变：(1)定义：两个轻核结合成质量_____的核的反应过程。轻核聚变反应必须在高温下进行，因此又叫_____反应。(2)特点①产能效率高；②燃料的储量丰富；③安全、清洁。(3)典型的聚变反应方程
【小题快练】1．判一判(1)β射线中的电子来源于原子核外电子。(　　)(2)γ射线的穿透能力最强。(　　)(3)目前核电站多数是采用核聚变反应发电。(　　)
(4)人造放射性同位素被广泛地应用。(　　)(5)核力是弱相互作用力。(　　)(6)质能方程表明在一定条件下，质量可以转化为能量。(　　)(7)质量亏损说明在核反应过程中质量数不守恒。(　　)
答案：(1)×　(2)√　(3)×　(4)√　(5)×(6)×　(7)×
【剥茧抽丝】——提升演绎推理能力(1)核反应遵循质量数守恒还是质量守恒？提示：核反应遵循质量数守恒。核反应过程中反应前后的总质量一般会发生变化。(2)核反应前后电荷数相等吗？提示：核反应遵循电荷数守恒。(3)正电子和电子有什么区别？提示：质量相同，电荷数相同，电性相反。