23.1原子核—知识点填空-2024高考物理回归课本基础知识填空（含答案）

这是一份23.1原子核—知识点填空-2024高考物理回归课本基础知识填空（含答案），共9页。
1．天然放射现象和三种射线
（1）对天然放射现象的认识
①1896年，法国物理学家 发现某些物质能够发出看不见的射线。
②物质发射 的性质称为放射性，具有 的元素称为放射性元素，放射性元素自发地发出 的现象叫做天然放射现象。
③原子序数 或 83的元素，都能自发地发出射线，原子序数 83的元素，有的也能放出射线。
（2）对三种射线的认识
①α射线：是高速粒子流，实际上就是 ，速度可达到光速的，其 作用强，穿透能力较差，在空气中只能前进几厘米，用一张纸就能把它挡住。
②β射线：是高速 ，它的速度很大，可达光速的99%，它的电离作用较弱，穿透能力较强，很容易穿透黑纸，也能穿透几毫米厚的 。
③γ射线：呈电中性，是能量很高的 ，波长很短，在10-10 m以下，它的电离作用更小，穿透能力更强，甚至能穿透几厘米厚的 和几十厘米厚的混凝土。
2．原子核的组成
（1）质子的发现
1919年， 用镭放射出的α粒子轰击氮原子核，从氮核中打出了一种新的粒子，测出了它的电荷和质量，确定它是氢原子核，叫做 ，用 或 表示，其质量为mp≈ 。
（2）中子的发现
①卢瑟福的预言：原子核内可能还有一种 的粒子，名字叫中子。
②查德威克的发现：用实验证实了中子的存在，用 表示，中子的质量非常接近质子的质量。
（3）原子核的组成
①核子数：质子和中子质量差别非常微小，二者统称为核子，所以 数和 数之和叫核子数。
②电荷数（Z）：原子核所带的电荷总是质子电荷的 倍，通常用这个整数表示原子核的电荷量，叫做原子核的电荷数。
③质量数（A）：原子核的质量等于核内 和 的质量的总和，而质子与中子的质量几乎相等，所以原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍，这个倍数叫做原子核的 。
3．原子核的衰变
（1）定义：原子核放出α粒子或 ，由于核电荷数变了，它在周期表中的位置就变了，变成另一种原子核，我们把这种变化称为原子核的衰变。原子核衰变时电荷数和质量数都
（2）衰变类型
①α衰变：
原子核放出α粒子的衰变。进行α衰变时，质量数 ，电荷数 ，的α衰变方程： →＋ 。
②β衰变：
原子核放出β粒子的衰变。进行β 衰变时，质量数 ，电荷数 ，的β衰变方程：→＋。
（3）衰变规律： 守恒， 守恒。
4．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）特点
①不同的放射性元素，半衰期 ，甚至差别非常大。
②放射性元素衰变的快慢是由 决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件 。
（3）适用条件：半衰期描述的是 ，不适用于少数原子核的衰变。
（4）半衰期公式：N余= ，m余=，其中τ为半衰期。
5．核反应和人工放射性同位素
（1）核反应
①定义：原子核在其他粒子的轰击下产生 的过程。
②原子核的人工转变：卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，核反应方程。
③遵循规律： 守恒，电荷数守恒。
（2）人工放射性同位素
①放射性同位素：具有 的同位素。
②人工放射性同位素的发现
③1934年， 发现经过α粒子轰击的铝片中含有放射性磷。
④发现磷同位素的方程。
（3）人工放射性同位素的优点
①资源丰富，应用广泛。
②放射强度容易控制，可以制成各种所需的形状，废料容易处理。
③现在凡是用到射线时，用的都是 同位素，而不用天然放射性物质。
（4）放射性同位素的应用
①在工业上可以用 射线来探测工件内部裂痕，称为 射线探伤。
②农业上用 射线照射种子，会使种子的 发生变异，从而培育出优良品种。利用作为 来研究农作物对磷肥的吸收情况。
（5）辐射与安全：人类一直生活在放射性的环境中， 的射线对人体组织有破坏作用。要防止 对水源、空气、用具等的污染。
6．核力与四种基本相互作用
（1）核力：原子核里的 间存在着相互作用的核力， 把核子紧紧地束缚在核内，形成稳定的原子核。
（2）核力特点
①核力是核子间的 的一种表现，在原子核的尺度内，核力比库仑力 。
②核力是 ，作用范围在1.5×10-15 m之内。核力在大于0.8×10-15 m时表现为 ，超过1.5×10-15 m时，核力急剧下降几乎消失；而在距离小于0.8×10-15 m时，核力表现为 。
③每个核子只跟 的核子发生核力作用，这种性质称为核力的 。
④核力与核子是否带电无关，质子与质子间、质子与中子间、中子与中子间都可以有核力作用。
7．原子核中质子与中子的比例
（1）较轻原子核：质子数和中子数 。
（2）较重原子核：中子数 质子数，越重的原子核两者 。
8．结合能与质量亏损
（1）结合能
原子核是 凭借核力结合在一起构成的，要把它们分开，也需要 ，这就是原子核的结合能。
（2）比结合能
原子核的结合能与 之比，称做比结合能，也叫 结合能。比结合能越大，原子核中核子结合得越 ，原子核越 ， 的核的比结合能最大，最稳定。
（3）质能方程
物体的能量与它的质量的关系是：E= 。
（4）质量亏损
原子核的质量 组成它的核子的质量之和的现象。
9．核裂变
（1）核裂变
重核被 轰击后分裂成两个质量差不多的新原子核，并放出 的过程。
（2）铀核裂变
用中子轰击铀核时，铀核发生裂变，其产物是多种多样的，其中一种典型的反应是
（3）链式反应
当一个中子引起一个重核裂变后，裂变释放的中子再引起其他重核裂变，且能不断继续下去，这种反应叫核裂变的 。
（4）链式反应的条件
①铀块的体积 或等于临界体积或铀块的质量 或等于临界质量。
②有足够数量的 中子。
10．核电站
（1）核电站：利用核能发电，它的核心设施是 ，它主要由以下几部分组成：
①燃料：
②慢化剂： 、 和普通水（也叫轻水）。
③控制棒：为了控制反应速度，还需要在铀棒之间插进一些镉棒，它吸收 的能力很强，当反应过于激烈时，将镉棒插入 一些，让它多吸收一些 ，链式反应的速度就会慢一些，这种镉棒叫做 。
（2）工作原理
核燃料 释放的能量使反应区温度升高，水或液态的金属钠等物体在反应堆内外 ，把反应堆内的 传输出去，用于 。
（3）核污染的处理
在反应堆的外面需要修建很厚的 ，用来屏蔽裂变产物放出的各种射线，核废料具有很强的 ，需要装入特制的容器， 。
11．核聚变
（1）聚变
两个轻核结合成质量较大的核，释放出核能的反应，称为核聚变，聚变反应又称为热核反应。
（2）聚变方程
（3）聚变发生的条件
要使轻核发生聚变，必须使轻核间的距离达到核力发生作用的距离 m以内，这要克服原子核间巨大的库仑斥力作用，要求使轻核具有足够大的动能。要使原子核具有足够大的动能，有一种方法就是给它们 ，使物质达到几百万开尔文的高温。
（4）太阳能：太阳的主要成分是氢。太阳的中心温度达1.5×107K。在这样的高温下，氢核聚变成氦核的反应不停地进行着。太阳能就是太阳内部聚变时释放的核能。
参考答案：
1． 贝可勒尔 射线 放射性 射线 大于 等于 小于 氦原子核 电离 电子流 铝板 电磁波 铅板
【详解】略
2． 卢瑟福 质子 p 1.67×10-27 kg 不带电 n 质子 中子 整数 质子 中子 质量数
【详解】略
3． β粒子 守恒 减少4 减少2 不变 增加1 电荷数 质量数
【详解】略
4． 半数 不同 核内部自身的因素 无关 统计规律
【详解】略
5． 新原子核 质量数 放射性 约里奥—居里夫妇 人工放射性 γ γ γ 遗传基因 示踪原子 过量 放射性物质
【详解】（1）①[1]核反应是原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程。
③[2]遵循规律：质量数守恒，电荷数守恒。
（2）①[3]放射性同位素：具有放射性的同位素。
③[4]1934年，约里奥—居里夫妇发现经过α粒子轰击的铝片中含有放射性磷。
（3）[5]③现在凡是用到射线时，用的都是人工放射性同位素，而不用天然放射性物质。
（4）①[6][7]在工业上可以用γ射线来探测工件内部裂痕，称为γ射线探伤。
②[8][9][10]农业上用γ射线照射种子，会使种子的遗传基因发生变异，从而培育出优良品种。利用作为示踪原子来研究农作物对磷肥的吸收情况。
（5）[11][12]辐射与安全：人类一直生活在放射性的环境中，过量的射线对人体组织有破坏作用。要防止放射性物质对水源、空气、用具等的污染。
6． 核子 核力 强相互作用 大得多 短程力 吸引力 斥力 邻近 饱和性
【详解】略
7． 大致相等 大于 相差越多
【详解】略
8． 核子 能量 核子数 平均 牢固 稳定 中等大小 mc2 小于
【详解】（1）[1][2]原子核是核子结合在一起构成的，要把它们分开，就需要能量，这就是原子核的结合能。
（2）[3][4][5][6][7]原子核的结合能与核子数之比称为比结合能，也叫平均结合能。比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定。中等大小的核的比结合能最大，最稳定。
（3）[8]物体的能量与它的质量的关系是
（4）[9]原子核的质量小于组成它的核子的质量之和，这个现象叫质量亏损。
9． 中子 核能 链式反应 大于 大于 慢
【详解】（1）[1][2]重核被中子轰击后分裂成两个质量差不多的新原子核，并放出核能的过程。
（3）[3]当一个中子引起一个重核裂变后，裂变释放的中子再引起其他重核裂变，且能不断继续下去，这种反应叫核裂变的链式反应。
（4）①[4][5]铀块的体积大于或等于临界体积或铀块的质量大于或等于临界质量。
②[6]有足够数量的慢中子。
10． 反应堆 铀棒 石墨 重水 中子 深 中子 控制棒 裂变 循环流动 热量 发电 水泥层 放射性 深埋地下
【详解】（1）[1]核电站：利用核能发电，它的核心设施是反应堆，它主要由以下几部分组成。
①[2]核电站用的燃料是铀。
②[3][4]常用的慢化剂有石墨、重水和普通水。
③[5][6][7][8]控制棒：为了调节中子数目以控制反应速度，还需要在铀棒之间插进一些镉棒，它吸收中子的能力很强，当反应过于激烈时，将镉棒插入深一些，让它多吸收一些中子，链式反应的速度就会慢一些，这种镉棒叫作控制棒。
（2）[9][10][11][12]核燃料裂变释放的能量使反应区温度升高，水或液态的金属钠等物体在反应堆内外循环流动，把反应堆内的热量传输出去，用于发电。
（3）[13][14][15]在反应堆的外面需要修建很厚的水泥层，用来屏蔽裂变产物放出的各种射线。核废料具有有很强的放射性，需要装入特制的容器，埋入深地层来处理。
11． 10-15 加热
【详解】略