2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十二章 近代物理 第3節(jié) 原子核及核反應(yīng)課件 新人教版.ppt

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第3節(jié)原子核及核反應(yīng) 知識(shí)梳理 考點(diǎn)自診 一 原子核的組成1 原子核由質(zhì)子和中子組成 質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為核子 質(zhì)子帶正電 中子不帶電 2 基本關(guān)系 1 核電荷數(shù) 質(zhì)子數(shù) Z 元素的原子序數(shù) 核外電子數(shù) 2 質(zhì)量數(shù) A 核子數(shù) 質(zhì)子數(shù) 中子數(shù) 3 X元素的原子核的符號(hào)為 其中A表示質(zhì)量數(shù) Z表示核電荷數(shù) 知識(shí)梳理 考點(diǎn)自診 二 天然放射現(xiàn)象1 天然放射現(xiàn)象元素自發(fā)地放出射線的現(xiàn)象 首先由貝可勒爾發(fā)現(xiàn) 天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn) 說(shuō)明原子核具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu) 2 放射性同位素的應(yīng)用與防護(hù) 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兩類 放射性同位素的化學(xué)性質(zhì)相同 2 應(yīng)用 消除靜電 工業(yè)探傷 做示蹤原子等 3 防護(hù) 防止放射性對(duì)人體組織的傷害 知識(shí)梳理 考點(diǎn)自診 三 原子核的衰變 半衰期1 原子核的衰變 1 原子核放出 粒子或 粒子 變成另一種原子核的變化稱為原子核的衰變 2 分類 衰變 當(dāng)放射性物質(zhì)連續(xù)發(fā)生衰變時(shí) 原子核中有的發(fā)生 衰變 有的發(fā)生 衰變 同時(shí)伴隨著 輻射 3 兩個(gè)典型的衰變方程 知識(shí)梳理 考點(diǎn)自診 2 半衰期 1 定義 放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間 2 影響因素 放射性元素衰變的快慢是由核內(nèi)部自身的因素決定的 跟原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件沒(méi)有關(guān)系 知識(shí)梳理 考點(diǎn)自診 四 核力和核能1 原子核內(nèi)部 核子間所特有的相互作用力 叫核力 2 核子在結(jié)合成原子核時(shí)出現(xiàn)質(zhì)量虧損 m 其對(duì)應(yīng)的能量 E mc2 3 原子核分解成核子時(shí)要吸收一定的能量 相應(yīng)的質(zhì)量增加 m 吸收的能量為 E mc2 4 結(jié)合能和比結(jié)合能 1 結(jié)合能 核子結(jié)合為原子核時(shí)釋放的能量或原子核分解為核子時(shí)吸收的能量 叫作原子核的結(jié)合能 亦稱核能 2 比結(jié)合能 原子核的結(jié)合能與核子數(shù)之比 稱做比結(jié)合能 也叫平均結(jié)合能 知識(shí)梳理 考點(diǎn)自診 1 物理學(xué)重視邏輯 崇尚理性 其理論總是建立在對(duì)事實(shí)觀察的基礎(chǔ)上 下列說(shuō)法正確的是 A 天然放射現(xiàn)象說(shuō)明原子核內(nèi)部是有結(jié)構(gòu)的B 電子的發(fā)現(xiàn)使人們認(rèn)識(shí)到原子具有核式結(jié)構(gòu)C 粒子散射實(shí)驗(yàn)的重要發(fā)現(xiàn)是電荷量是量子化的D 密立根油滴實(shí)驗(yàn)表明核外電子的軌道是不連續(xù)的 答案 解析 知識(shí)梳理 考點(diǎn)自診 2 下列核反應(yīng)方程中 屬于 衰變的是 答案 解析 知識(shí)梳理 考點(diǎn)自診 3 雷蒙德 戴維斯因研究來(lái)自太陽(yáng)的電子中微子 c 而獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng) 他探測(cè)中微子所用的探測(cè)器的主體是一個(gè)貯滿615t四氯乙烯 C2Cl4 溶液的巨桶 電子中微子可以將一個(gè)氯核轉(zhuǎn)變?yōu)橐?以上數(shù)據(jù) 可以判斷參與上述反應(yīng)的電子中微子的最小能量為 A 0 82MeVB 0 31MeVC 1 33MeVD 0 51MeV 答案 解析 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 命題點(diǎn)三 原子核的衰變半衰期1 衰變規(guī)律及實(shí)質(zhì) 1 衰變 衰變的比較 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 命題點(diǎn)三 2 射線 射線經(jīng)常是伴隨著 衰變或 衰變同時(shí)產(chǎn)生的 其實(shí)質(zhì)是放射性原子核在發(fā)生 衰變或 衰變的過(guò)程中 產(chǎn)生的新核由于具有過(guò)多的能量 原子核處于激發(fā)態(tài) 而輻射出光子 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 命題點(diǎn)三 2 三種射線的成分和性質(zhì) 3 半衰期的理解 衰變前的放射性元素的原子數(shù)和質(zhì)量 N余 m余表示衰變后尚未發(fā)生衰變的放射性元素的原子數(shù)和質(zhì)量 t表示衰變時(shí)間 表示半衰期 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 命題點(diǎn)三 例1 多選 2017 廣東梅州一模 關(guān)于天然放射現(xiàn)象 以下敘述正確的是 A 若使某放射性物質(zhì)的溫度升高 其半衰期將變短B 衰變所釋放的電子是原子核外的電子電離形成的C 在 這三種射線中 射線的穿透能力最強(qiáng) 射線的電離能力最強(qiáng) 答案 解析 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 命題點(diǎn)三 確定衰變次數(shù)的方法 注意 為了確定衰變次數(shù) 一般是由質(zhì)量數(shù)的改變先確定 衰變的次數(shù) 這是因?yàn)?衰變的次數(shù)的多少對(duì)質(zhì)量數(shù)沒(méi)有影響 然后再根據(jù)衰變規(guī)律確定 衰變的次數(shù) 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 命題點(diǎn)三 即學(xué)即練1 2017 重慶期末 放射源放入鉛制容器中 射線只能從容器的小孔射出 成為細(xì)細(xì)的一束 在射線經(jīng)過(guò)的空間施加磁場(chǎng) 發(fā)現(xiàn)射線分成三束 如圖所示 關(guān)于這三種射線及其性質(zhì) 下列說(shuō)法正確的是 A 射線a的電離本領(lǐng)最弱B 射線b是高速中子流 速度可達(dá)光速C 射線c是原子的核外電子電離產(chǎn)生的D 若將放射源置于高溫高壓環(huán)境中 射線強(qiáng)度將不變化 答案 解析 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 命題點(diǎn)三 列說(shuō)法正確的是 A 鉛核比釷核少8個(gè)質(zhì)子B 鉛核比釷核少16個(gè)中子C 共經(jīng)過(guò)4次 衰變和6次 衰變D 共經(jīng)過(guò)6次 衰變和4次 衰變 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 命題點(diǎn)三 2 約里奧 居里夫婦因發(fā)現(xiàn)人工放射性元素而獲得了1935年的諾 答案 解析 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 命題點(diǎn)三 核反應(yīng)方程及核反應(yīng)類型1 核反應(yīng)的四種類型 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 命題點(diǎn)三 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 命題點(diǎn)三 2 核反應(yīng)方程式的書寫 2 掌握核反應(yīng)方程遵守的規(guī)律 是正確書寫核反應(yīng)方程或判斷某個(gè)核反應(yīng)方程是否正確的依據(jù) 由于核反應(yīng)不可逆 所以書寫核反應(yīng)方程式時(shí)只能用 表示反應(yīng)方向 3 核反應(yīng)過(guò)程中質(zhì)量數(shù)守恒 電荷數(shù)守恒 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 命題點(diǎn)三 例2 2017 江蘇徐州期末 1 關(guān)于核衰變和核反應(yīng)的類型 下列表述正確的有 是發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程 是研究原子彈的基本核反應(yīng)方程 是研究氫彈的基本核反應(yīng)方程 B項(xiàng)中X的質(zhì)量數(shù)為 中子數(shù)為 答案 解析 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 命題點(diǎn)三 1 核反應(yīng)的四種類型 衰變 人工轉(zhuǎn)變 裂變和聚變 2 核反應(yīng)過(guò)程一般是不可逆的 所以核反應(yīng)方程只能用單向箭頭連接并表示反應(yīng)方向 不能用等號(hào)連接 3 核反應(yīng)的生成物一定要以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ) 不能只依據(jù)兩個(gè)守恒規(guī)律憑空杜撰 4 核反應(yīng)遵循質(zhì)量數(shù)守恒而不是質(zhì)量守恒 核反應(yīng)前后的總質(zhì)量一般會(huì)發(fā)生變化 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 命題點(diǎn)三 即學(xué)即練3 2017 天津卷 我國(guó)自主研發(fā)制造的國(guó)際熱核聚變核心部件在國(guó)際上率先通過(guò)權(quán)威機(jī)構(gòu)認(rèn)證 這是我國(guó)對(duì)國(guó)際熱核聚變項(xiàng)目的重大貢獻(xiàn) 下列核反應(yīng)方程中屬于聚變反應(yīng)的是 人造太陽(yáng) 核心部件首獲國(guó)際認(rèn)證 答案 解析 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 命題點(diǎn)三 4 2016 江蘇卷 貝可勒爾在120年前首先發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象 如今原子核的放射性在眾多領(lǐng)域中有著廣泛應(yīng)用 下列屬于放射性衰變的是 答案 解析 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 命題點(diǎn)三 5 2016 全國(guó)卷 在下列描述核過(guò)程的方程中 屬于 衰變的是 屬于 衰變的是 屬于裂變的是 屬于聚變的是 填正確答案標(biāo)號(hào) 答案 解析 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 命題點(diǎn)三 核力與核能1 應(yīng)用質(zhì)能方程解題的流程圖書寫核反應(yīng)方程 計(jì)算質(zhì)量虧損 m 利用 E mc2計(jì)算釋放的核能 1 根據(jù) E mc2計(jì)算時(shí) m的單位是 kg c的單位是 m s E的單位是 J 2 根據(jù) E m 931 5MeV計(jì)算時(shí) m的單位是 u E的單位是 MeV 2 根據(jù)比結(jié)合能來(lái)計(jì)算核能 原子核的結(jié)合能 比結(jié)合能 核子數(shù) 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 命題點(diǎn)三 同時(shí)放出能量為E 0 09MeV的光子 假設(shè)放出的核能完全轉(zhuǎn)變?yōu)獒暫伺c 粒子的動(dòng)能 不計(jì)光子的動(dòng)量 已知m氡 222 08663u m 4 0026u m釙 218 0766u 1u相當(dāng)于931 5MeV的能量 1 寫出上述核反應(yīng)方程 2 求出發(fā)生上述核反應(yīng)放出的能量 3 確定釙核與 粒子的動(dòng)能 2 6 92MeV 3 0 12MeV6 71MeV 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 命題點(diǎn)三 2 質(zhì)量虧損 m 222 08663u 4 0026u 218 0766u 0 00743u E mc2 0 00743 931 5MeV 6 92MeV 3 設(shè) 粒子 釙核的動(dòng)能分別為Ek Ek釙 動(dòng)量分別為p p釙 由能量守恒定律得 E Ek Ek釙 E不計(jì)光子的動(dòng)量 由動(dòng)量守恒定律得 0 p p釙 聯(lián)立解得Ek釙 0 12MeV Ek 6 71MeV 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 命題點(diǎn)三 思維點(diǎn)撥 1 質(zhì)量虧損放出的能量等于新核動(dòng)能 粒子動(dòng)能與光子能量之和 2 不計(jì)光子的動(dòng)量 新核與 粒子總動(dòng)量等于衰變前氡核的動(dòng)量 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 命題點(diǎn)三 即學(xué)即練6 2017 全國(guó)卷 大科學(xué)工程 人造太陽(yáng) 主要是將氘核聚變反應(yīng) 1 0087u 1u 931MeV c2 氘核聚變反應(yīng)中釋放的核能約為 A 3 7MeVB 3 3MeVC 2 7MeVD 0 93MeV 答案 解析 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 命題點(diǎn)三 7 多選 2017 廣東肇慶三模 已知氘核的平均結(jié)合能是1 09MeV 氚核的平均結(jié)合能是2 78MeV 氦核的平均結(jié)合能是7 03MeV 在某次核反應(yīng)中 1個(gè)氘核和1個(gè)氚核結(jié)合生成1個(gè)氦核和一個(gè)中子 并放出17 6MeV的能量 下列說(shuō)法正確的是 A 這是一個(gè)裂變反應(yīng) C 目前核電站都采用上述核反應(yīng)發(fā)電D 該核反應(yīng)會(huì)有質(zhì)量虧損 答案 解析 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 命題點(diǎn)三 8 1930年英國(guó)物理學(xué)家考克饒夫和瓦爾頓建造了世界上第一臺(tái)粒子加速器 他們獲得了高速運(yùn)動(dòng)的質(zhì)子 用來(lái)轟擊靜止的鋰7原子核 形成一個(gè)不穩(wěn)定的復(fù)合核后又分解成兩個(gè)相同的原子核 1 寫出核反應(yīng)方程式 2 已知質(zhì)子的質(zhì)量為m 初速度為v0 反應(yīng)后產(chǎn)生的一個(gè)原子核速度大小為v0 方向與質(zhì)子運(yùn)動(dòng)方向相反 求反應(yīng)后產(chǎn)生的另一個(gè)原子核的速度以及反應(yīng)過(guò)程中釋放的核能 設(shè)反應(yīng)過(guò)程釋放的核能全部轉(zhuǎn)變?yōu)樵雍说膭?dòng)能 命題點(diǎn)一 命題點(diǎn)二 命題點(diǎn)三 解析 1 根據(jù)題意和核反應(yīng)規(guī)律 則有