高考物理一轮复习 第十三章 原子结构 原子核 课时2 原子核课件 新人教版-新人教版高三全册物理课件.pdf

课时2原子核基础梳理一、原子核的组成,1.原子核由质子和中子 组成,两者统称为核子。2.原子核常用；X表示,X为元素符号,上角标A表示核的质量数,下角标Z表示核的 电荷数（即原子序数）o3.同位素是具有相同的 质子数 而 中子数 不同的原子核,在元素周期表 中处于同一位置。二、天然放射现象1.天然放射现象:某些元素自发放射某些射线的现象称为天然放射现象,这些元素称为放射性元素。一2.三种射线的本质:a射线是 氢核，p射线是 电子,Y射线是 光子。三、原子核的衰变和放射性同位素的应用1.衰变:原子核自发地放出某种粒子而转变成新核的变化。可分为a衰变、B衰变，并伴随着Y射线放出。2.半衰期:放射性元素的原子核有 半数 发生衰变所需要的时间。3.放射性同位素的应用(1)利用射线:放射性同位素放出的射线应用于工业、探伤、农业、医疗等。(2)作示踪原子。四、核反应、核力与核能 千，1.核反应规律:在核反应中，质量数 守恒.在葡放 守恒。2.核力(1)概念:组成原子核的核子之间存在的作用力。(2)核力特点核力是 强相互作用(强力)的一种表现，在它的作用范围内，核力比库仑力大得多。核力是 短程 力，作用范围在L 5X10T58之内。每个核子只跟的核子发生核力作用，这种性质称为核力的饱和性。3.质量亏损(1)爱因斯坦质能方程：EC2。(2)质量亏损:原子核的质量 小于组成它的核子的质量之和的现象。4.结合能:克服核力束缚,使原子核分解为单个 核子时需要的能量,或若干 个核子在核力作用下结合成 原子核一时放出的能量。五、核裂变和核聚变1.重核裂变(1)定义:使重核分裂成几个 质量较小 的原子核的核反应。(2)铀核裂变:用中子轰击铀核时,铀核发生裂变,一种典型的反应是生成钢和氟，同时 放出三个中子，核反应方程为嗡U+；n 啜Ba+；Kr+3；n。(3)链式反应：由重核裂变产生中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程叫做 核裂变的链式反应。(4)链式反应的条件:要有足够浓度的铀235;铀块体积需Z临界体 积，或铀块质量大于临界质量。2.轻核聚变(1)定义:两个轻核结合成 较重 的核,这样的核反应叫聚变。(2)聚变发生的条件:使物体达到几百万度的高温。”夯实考点考点一天然放射现象、原子核的组成1.天然放射现象天然放射现象是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。2.三种射线的比较种类a射线B射线Y射线组成高速氮核流高速电子流高频电磁波带电荷量2 e一e0H eY质量4mp(mp=1.67X W2 7 kg)%1836静止质量为零速度0.1c0.99cc（光速）在电磁场中偏转偏转不偏转贯穿本领最弱,用纸能 挡住较强,穿透几毫米的铝板最强,穿透几厘米的 铅板电离作用很强较弱很弱在空气中 的径迹粗、短、直细、较长、曲折?_ 辱，二-典例1（多选）关于天然放射现象,下列说法正确的是（）A.所有元素都可能发生衰变B.放射性元素的半衰期与外界的温度无关C.放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D.a,P和丫三种射线中,丫射线的穿透能力最强解析：自然界中绝大部分元素没有放射现象而不发生衰变，选项A错误;放射性 元素的半衰期只与原子核结构有关，与温度、是单质还是化合物无关，选项 B,C正确；oc,6和Y三种射线电离能力依次减弱，穿透能力依次增强，选项D 正确。答案：BCD变式1：如图，放射性元素镭衰变过程中释放出a邛，丫三种射线,分别进入匀强 电场和匀强磁场中,下列说法正确的是（C）A.表示丫射线,表示a射线 B.表示。射线,表示a射线 C.表示a射线,表示丫射线D.表示0射线,表示a射线解析：Y射线光子流，不带电，故在电场与磁场中均不受力，即为，oc射线 是氢核流,带正电，在电场中的受力方向与电场方向一致，为0C射线,在磁场 中根据左手定则可以判断为Ot射线，6射线是电子流，在电场中与电场方向 相反,带负电,在磁场中根据左手定则，带负电。考点二原子核的衰变、半衰期1.原子核衰变规律衰变类型a衰变P衰变衰变方程外一/Y+：H e乙 Z/-Z 乙衰变实质2个质子和2个中子结合成一个整体射出中子转化为质子和电子2；H+2；n：H e,一;H+_：e衰变规律电荷数守恒、质量数守恒、动量守恒2.对半衰期的理解根据半衰期的概念，可总结出公式N 余二N 原（一）t/T,m 余二m 原（一）t/T 2 2式中N原,m原表示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,T表示半衰期。（2）影响因素:放射性元素衰变的快慢是由原子核内部因素决定的，跟原子所处的物理状态（如温度、压强）或化学状态（如单质、化合物）无关。（3）半衰期是大量原子核衰变时的统计规律，对个别或少数原子核，无半衰期 可言。典例2碘131的半衰期约为8天,若某药物含有质量为m的碘131,经过32天后,该药物中碘131的含量大约还有()A.-B.-4 8m mU.-1).16 32解析:半衰期为8天，32天为4个半衰期,m(2)4=%，故C正确。2 16左安 c变式2:曾任美国总统的老布什曾让医生们虚惊了一场，那是在访日宴会上突然 昏厥，美国政府急忙将他送回国，医生用.I进行诊断,通过体外跟踪,迅速查出 了病因。12 31的特性是（C）A.半衰期长,并迅速从体内清除B.半衰期长,并缓慢从体内清除C.半衰期短,并迅速从体内清除D.半衰期短,并缓慢从体内清除解析：利用放射性同位素1231放出的Y射线，穿透本领比oc,B射线强。12 31的 半衰期较短，可以迅速从体内消失,不至于因长时间辐射而对身体造成伤害,故C正确。考点三 探测射线的方法、放射性的应用与防护1.探测射线的方法：肉眼看不见射线，但利用射线的相关效应,可以探测射线。射线的效应有：(1)使气体或液体电离；(2)使照相乳胶感光；(3)使荧光物质产生荧光。探测射线的常用仪器有:威耳逊云室、气泡室、盖 革一米勒计数器。2.放射性的应用与防护(1)放射性同位素的应用:利用射线的穿透本领,医疗方面的放射治疗,植物种子 的变异等。(2)放射性的防护:过量的射线对人体组织有破坏作用,使用放射性物质时,必须 严格遵守操作规程,注意人身安全，并且要防止放射性物质对空气、水源、用具 等的污染。典例3（多选）1代发生放射性衰变成为14凡半衰期约5 700年。已知植物存活 期间，其体内14c与12 c的比例不变;生命活动结束后,I?的比例持续减少。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5 700年B.12 c,i3c,14c具有相同的中子数C.14c衰变为孙的过程中放出0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的比例正好是现代样品的二分之一,说明该古木恰好经历了 一个半衰期的时间，故A正确；气,气,气具有相同的质子数、不同的中子数,故B 错误;气 的衰变方程为C-1；N+_；e,故C正确；放射性元素的半衰期与外界因 素无关，故D错误。答案:AC变式3:如图中曲线a,b,c,d为气泡室中某放射物发生衰变放出的部分粒子的径 迹,气泡室中磁感应强度方向垂直于纸面向里。以下判断可能正确的是（D A.a,b为0粒子的径迹 B.a,b为丫粒子的径迹C.c,d为a粒子的径迹 D.c,d为0粒子的径迹解析：由左手定则可知,a,b为带正电的粒子的径迹,c,d为带负电的粒子的径 迹，又因为oc粒子带正电，|3粒子带负电，丫粒子不带电，所以D项正确。考点四核裂变、核聚变核能释放的途径一裂变和聚变(1)重核糠：例如酷U+塔Ba+0.86 MeV,B错误;根据动量守恒定律可知中微子与锂核（；L i）的动量之和等于反应前电子的动量，C正确；根据能量守恒定律可知中微子与锂核（；L i）的能量之和等于核衰变时的质量亏损放出的能量,D错误。2.（2020浙江1月选考，4）下列说法正确的是（D）A.a射线的穿透能力比丫射线强B.天然放射现象说明原子具有复杂的结构C.核聚变中平均每个核子放出的能量比裂变中平均每个核子的小D.半衰期跟放射性元素以单质或化合物形式存在无关解析：。射线的电离作用最强，穿透能力最弱，Y射线穿透能力最强，电离作用 最弱,选项A错误;放射性现象说明原子核内部具有复杂结构,选项B错误;核聚 变中平均每个核子释放的核能远大于裂变中平均每个核子释放的核能,选项c 错误;半衰期是原子核内部自身因素决定的，与原子所处的化学状态和外部条 件均没有关系，选项D正确。3.（2016 浙江10月选考，16）（多选）用中子（仙）轰击铀核（2；U）产生裂变反应，会 产生钢核（累Ba）和氯核（）并释放出中子（；n）。当达到某些条件时可发生链式 反应。一个铀核（2 j；U）裂变时，释放的能量约为200 MeV（l eV=1.6X1019 J）o以下 说法正确的是（BCD）A.藤U的裂变方程为空u-嘿Ba+案Kr+；nB.2U的裂变方程为空U+；n 一嘿Ba+3 C.发生链式反应的条件与铀块的体积有关D.一个个U裂变个质量亏损约为3.6X I O 2 8 kg解析：由质量数和电荷数守恒可知,选项A错误,B正确；铀核发生链式反应的 条件与铀块的体积有关,选项C正确；AE=Amc2,代入数据可得Am。3.6 x I O kg,选项D正确。4.（2017浙江11月选考，14）（多选）下列说法正确的是（BD）A.核聚变反应方程可能为；H+：H f:H e+2；nB.铀核裂变的核反应方程可能为+；n-MXe+；Sr+2；nC.发生0衰变时原子核放出电子,说明电子是原子核的组成部分D.中子和质子结合成笊核,若该过程质量亏损为A m,则笊核的结合能为A me2解析:选项A的核反应方程为；H+；H-:H e+；n，故A错误，选项B的核反应方程符合 质量数和电荷数守恒,选项B正确；|3衰变时原子核内部中子衰变为质子时释放出高速 电子，电子并不是原子核的组成部分，选项C错误;根据质能方程可知选项D正确。