（江浙選考1）2020版高考物理總復習 第十六章 近代物理初步 第38講 原子核課件.ppt

第38講原子核,考點一,考點二,考點三,考點四,天然放射現(xiàn)象、三種射線 核心知識整合 1.天然放射現(xiàn)象 元素地放出射線的現(xiàn)象,首先由發(fā)現(xiàn)。天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn),說明原子核具有的結構。三種射線:,自發(fā),貝可勒爾,復雜,考點一,考點二,考點三,考點四,2.探測射線的方法 (1)射線中的粒子會使氣體或液體電離,以這些離子為核心,過飽和的蒸氣會產生,過熱液體會產生。 (2)射線中的粒子會使照相乳膠。 (3)射線中的粒子會使熒光物質產生。 3.放射性同位素的應用與防護 (1)放射性同位素:有放射性同位素和放射性同位素兩類,放射性同位素的化學性質相同。 (2)放射性同位素的應用 一是應用它的;二是作。 (3)輻射與安全 人類一直生活在有放射性的環(huán)境之中,的射線對人體組織有破壞作用。要防止對水源、空氣、用具等的污染。,霧滴,氣泡,感光,熒光,天然,人工,射線,示蹤原子,過量,放射性物質,考點一,考點二,考點三,考點四,關鍵能力提升 命題點一天然放射性現(xiàn)象 【例1】 如圖為研究某未知元素放射性的實驗裝置,實驗開始時在薄鋁片和熒光屏之間有圖示方向的勻強電場E,通過顯微鏡可以觀察到,在熒光屏的某一位置上每分鐘閃爍的亮點數。若撤去電場后繼續(xù)觀察,發(fā)現(xiàn)每分鐘閃爍的亮點數沒有變化;如果再將薄鋁片移開,觀察到每分鐘閃爍的亮點數大大增加,由此可以判斷,放射源發(fā)出的射線可能為() A.射線和射線B.射線和射線 C.射線和X射線D.射線和射線,答案,解析,考點一,考點二,考點三,考點四,【例2】 天然放射性元素放出的三種射線的穿透能力實驗結果如圖所示,由此可推知() A.來自于原子核外的電子 B.的電離作用最強,是一種電磁波 C.的電離作用較強,是一種電磁波 D.的電離作用最弱,屬于原子核內釋放的光子,答案,解析,考點一,考點二,考點三,考點四,命題點二放射性現(xiàn)象的應用 【例3】 (多選)用刀治療腫瘤,不用麻醉,時間短,因而刀被譽為“神刀”。那么刀治療腫瘤是利用() A.射線具有很強的貫穿本領 B.射線具有很強的電離作用 C.射線具有很強的能量 D.射線很容易繞過阻礙物到達目的地 思路點撥伽瑪刀又稱立體定向伽瑪射線放射治療系統(tǒng),是一種融合現(xiàn)代計算機技術、立體定向技術和外科技術于一體的治療性設備,它將鈷-60發(fā)出的伽瑪射線幾何聚焦,集中射于病灶,一次性、致死性的摧毀靶點內的組織,而射線經過人體正常組織幾乎無傷害,并且劑量銳減,因此其治療照射范圍與正常組織界限非常明顯,邊緣如刀割一樣,人們形象的稱之為“伽瑪刀”。,答案,解析,考點一,考點二,考點三,考點四,原子核的衰變、組成 核心知識整合 1.原子核的衰變、半衰期 (1)原子核的衰變 原子核放出粒子或粒子,變成另一種的變化稱為原子核的衰變。,原子核,考點一,考點二,考點三,考點四,(2)半衰期 定義:放射性元素的原子核有發(fā)生衰變所需的時間。 影響因素:放射性元素衰變的快慢是由核自身的因素決定的,跟原子所處的化學狀態(tài)和外部條件沒有關系。,半數,內部,考點一,考點二,考點三,考點四,核子,核子數,質量數,質子數,中子數,同位素,考點一,考點二,考點三,考點四,關鍵能力提升 命題點一原子核衰變,B,考點一,考點二,考點三,考點四,考點一,考點二,考點三,考點四,考點一,考點二,考點三,考點四,命題點二核衰變在磁場中的徑跡,答案,解析,考點一,考點二,考點三,考點四,【例6】 在垂直于紙面的勻強磁場中,有一原來靜止的原子核,該核衰變后,放出的帶電粒子和反沖核的運動軌跡分別如圖中a、b所示,由圖可以判定() A.該核發(fā)生的是衰變 B.該核發(fā)生的是衰變 C.磁場方向一定垂直紙面向里 D.磁場方向一定垂直紙面向外,答案,解析,考點一,考點二,考點三,考點四,方法技巧,考點一,考點二,考點三,考點四,命題點三半衰期 【例7】 (多選)14C發(fā)生放射性衰變成為14N,半衰期約5 700年。已知植物存活期間,其體內14C與12C的比例不變;生命活動結束后,14C的比例持續(xù)減小?，F(xiàn)通過測量得知,某古木樣品中14C的比例正好是現(xiàn)代植物所制樣品的二分之一。下列說法正確的是() A.該古木的年代距今約5 700年 B.12C、13 C、14C具有相同的中子數 C.14C衰變?yōu)?4N的過程中放出射線 D.增加樣品測量環(huán)境的壓強將加速14C的衰變,答案,解析,考點一,考點二,考點三,考點四,核反應與核能 核心知識整合 1.裂變反應、聚變反應與核反應方程 (1)重核裂變 定義:質量數較大的原子核受到高能粒子的轟擊而分裂成幾個質量數較小的原子核的過程。 典型的裂變反應方程,重核裂變條件:鏈式反應;臨界體積。 重核裂變應用:、核反應堆。,原子彈,考點一,考點二,考點三,考點四,(2)輕核聚變 定義:兩個輕核結合成的核的反應過程。輕核聚變反應必須在高溫下進行。聚變過程放出大量的能量,平均每個核子放出的能量,比裂變反應中每個核子放出的能量大3至4倍,聚變反應比裂變反應更劇烈。 典型的聚變反應方程,輕核聚變條件:高溫、高壓。 輕核聚變應用:氫彈、可控熱核反應。,質量較大,考點一,考點二,考點三,考點四,考點一,考點二,考點三,考點四,2.核力:核力是的一種表現(xiàn);核力是力,作用范圍在 之內,每個核子只跟它的核子間才有核力作用。 3.核能: (1)核能釋放的兩種途徑:使較重的核分裂成中等大小的核;較小的核結合成中等大小的核。核子的比結合能都會增大,都可以釋放能量。 (2)核反應過程中如果出現(xiàn)m質量虧損,其對應釋放的能量E=。,強相互作用,短程,相鄰,mc2,考點一,考點二,考點三,考點四,關鍵能力提升 命題點一核反應 【例8】 我國自主研發(fā)制造的國際熱核聚變核心部件在國際上率先通過權威機構認證,這是我國對國際熱核聚變項目的重大貢獻。下列核反應方程中屬于聚變反應的是(),答案,解析,考點一,考點二,考點三,考點四,【例9】 1964年至1967年6月我國第一顆原子彈和第一顆氫彈相繼試驗成功,1999年9月18日,中共中央、國務院、中央軍委隆重表彰在研制“兩彈一星”中作出貢獻的科學家。下列核反應方程式中屬于原子彈爆炸的核反應方程式的是(),思路點撥明確四大核反應的特點和區(qū)別;核電站、原子彈的爆炸都是重核裂變,氫彈的爆炸為輕核聚變。,答案,解析,考點一,考點二,考點三,考點四,命題點二核能,A.3.7 MeV B.3.3 MeV C.2.7 MeV D.0.93 MeV,答案,解析,考點一,考點二,考點三,考點四,答案,解析,考點一,考點二,考點三,考點四,方法技巧核能的計算方法 (1)根據愛因斯坦質能方程列式計算,即E=mc2(m的單位為kg)。 (2)根據1原子質量單位(u)相當于931.5兆電子伏能量,則E=m931.5 MeV(m的單位為u,1 u=1.660 610-27 kg)。 (3)核反應遵守動量守恒定律和能量守恒定律,因此我們可以結合動量守恒定律和能量守恒定律來計算核能。,考點一,考點二,考點三,考點四,命題點三結合能比結合能 【例12】 (多選)原子核的比結合能曲線如圖所示,根據該曲線,下列判斷中正確的是(),答案,解析,考點一,考點二,考點三,考點四,易錯警示比結合能,即平均結合能,平均結合能越大。原子核越穩(wěn)定。平均結合能的計算方法是:用結合能除以核子數。,考點一,考點二,考點三,考點四,【例13】 下列關于結合能和比結合能的說法中正確的是() A.核子結合成原子核吸收的能量或原子核拆解成核子放出的能量稱為結合能 B.比結合能越大的原子核越穩(wěn)定,因此它的結合能也一定越大 C.重核與中等質量原子核相比較,重核的結合能和比結合能都大 D.中等質量原子核的結合能和比結合能均比輕核的要大,答案,解析,考點一,考點二,考點三,考點四,粒子與宇宙、宇宙與恒星的演化過程 核心知識整合 1.“基本粒子”不基本 在19世紀末,人們認為光子、電子、質子和中子是組成物質的不可再分的最基本的粒子,20世紀后半期,科學家發(fā)現(xiàn)質子、中子也有著自己的復雜結構,于是基本粒子不再“基本”。 2.反粒子 實驗中發(fā)現(xiàn),對應著許多粒子都存在質量、壽命、自旋等物理性質與過去已經發(fā)現(xiàn)的粒子,而電荷等其他性質的粒子,這些粒子叫反粒子。例如,電子的反粒子就是。,相同,相反,正電子,考點一,考點二,考點三,考點四,3.粒子的分類 按照粒子與各種相互作用的不同關系,可將粒子分為三大類: 強子:參與的粒子,質子是最早發(fā)現(xiàn)的強子。 輕子:不參與的粒子,最早發(fā)現(xiàn)的輕子是。 媒介子:是各種相互作用的粒子。 4.夸克模型的提出 1964年提出的夸克模型,認為強子是由更基本的組成的。,強相互作用,強相互作用,電子,傳遞,夸克,考點一,考點二,考點三,考點四,考點一,考點二,考點三,考點四,關鍵能力提升 命題點一基本粒子,答案,解析,考點一,考點二,考點三,考點四,命題點二宇宙演化過程 【例15】 (多選)根據宇宙大爆炸的理論,在宇宙形成之初是“粒子家族”盡顯風采的時期,那么在大爆炸之后不屬于最早產生的粒子的是() A.夸克、輕子、膠子等粒子 B.質子和中子等強子 C.光子、中微子和電子等輕子 D.氘核、氚核、氦核等輕核,答案,解析,1,2,3,4,5,1.(2018浙江杭州第四中學模擬)日本福島核電站發(fā)生核泄漏危機引起世界對安全利用核能的關注。泄漏的污染物中含有131I和137Cs。131I發(fā)生衰變時會釋放射線;137Cs發(fā)生衰變時會釋放射線,過量的射線對人體組織有破壞作用。核泄漏一旦發(fā)生,應盡量避免污染物的擴散。下列說法正確的是() A.射線電離作用很強 B.射線是高速電子流 C.目前世界上運行的核電站均采用重核裂變 D.可以通過降低溫度減小污染物的半衰期,從而減小危害,答案,解析,1,2,3,4,5,2.放射性元素A經過2次衰變和1次衰變后生成一新元素B,則元素B在元素周期表中的位置較元素A的位置向前移動了() A.1位B.2位 C.3位D.4位,答案,解析,1,2,3,4,5,3.(多選)工業(yè)部門經常使用射線來測量物體的厚度。例如軋鋼廠的熱軋機上可以安裝射線測厚儀,將射線測厚儀接收到的信號輸入計算機,就可以對鋼板的厚度進行自動控制,關于控制裝置和控制原理,下列說法中正確的是() A.探測器探測到的放射線可以是射線、射線、射線中的任何一種 B.軋出的鋼板越厚,透過的射線越強 C.軋出的鋼板越薄,透過的射線越強 D.探測器得到的射線變弱時,應當減小熱軋機兩輪之間的厚度間隙,答案,解析,1,2,3,4,5,答案,解析,1,2,3,4,5,5.在勻強磁場中,一個原來靜止的原子核,由于放出一個粒子,結果得到一張兩個相切圓的徑跡照片(如圖所示),今測得兩個相切圓半徑之比r1r2=144。則: (1)圖中哪一個圓是粒子的徑跡? (2)這個原子核原來所含的質子數是多少?,答案:(1)圓軌道2是粒子的徑跡(2)90,1,2,3,4,5,解析:(1)因為動量守恒,所以軌道半徑與粒子的電荷量成反比,所以圓軌道2是粒子的徑跡,圓軌道1是新生核的徑跡,兩者電性相同,運動方向相反。 (2)設衰變后新生核的電荷量為q1,粒子的電荷量為q2=2e,它們的質量分別為m1和m2,衰變后的速度分別為v1和v2,所以原來原子核的電荷量q=q1+q2。 根據軌道半徑公式有 ,又由于衰變過程中遵循動量守恒定律,則m1v1=m2v2,以上三式聯(lián)立解得q=90e。即這個原子核原來所含的質子數為90。,