2020年高考物理一輪復(fù)習(xí)專題十二第2講原子核課件

1、第2講原子核第2講原子核考點(diǎn) 1天然放射現(xiàn)象、原子核的組成1.天然放射現(xiàn)象(1)天然放射現(xiàn)象自發(fā)貝克勒爾原子核元素_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(shuō)明_具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu).(2)放射性和放射性元素：物質(zhì)發(fā)射某種看不見(jiàn)的射線的性質(zhì)叫_.具有放射性的元素叫_元素.放射性(3)三種射線：放射性元素放射出的射線共有三種，分別是_射線、_射線、_射線.放射性考點(diǎn) 1天然放射現(xiàn)象、原子核的組成1.天然放射現(xiàn)象(1)天然2.原子核質(zhì)子中子核子(1)原子核的組成原子核由_和_組成，質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為_(kāi).質(zhì)子質(zhì)子數(shù)中子數(shù)原子核的核電荷數(shù)_ 數(shù)，原子核的質(zhì)量數(shù)_.(2)同位素：具有相同_、不同_的原

2、子，在元素周期表中的_相同.同位素具有相同的_性質(zhì).質(zhì)子數(shù)中子數(shù)位置化學(xué)2.原子核質(zhì)子中子核子(1)原子核的組成_.質(zhì)考點(diǎn) 2原子核的衰變和半衰期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)分類考點(diǎn) 2原子核的衰變和半衰期1.原子核的衰變(2)分類2.半衰期(1)定義：放射性元素的原子核有_發(fā)生衰變所需的時(shí)間.半數(shù)(2)衰變規(guī)律：NN0_、mm0_(3)影響因素：由_因素決定，跟原子所處的物理化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān).原子核內(nèi)部2.半衰期時(shí)間.半數(shù)(2)衰變規(guī)律：NN0_考點(diǎn) 3核力、核能、質(zhì)能方程、質(zhì)量虧損、核反應(yīng)1.核力(1)定義：原子核內(nèi)部，_間所特

3、有的相互作用力.(2)特點(diǎn)：核力是強(qiáng)相互作用的一種表現(xiàn).核子核力是短程力，作用范圍在 1.51015 m 之內(nèi).每個(gè)核子只跟它的相鄰核子間有核力作用.考點(diǎn) 3核力、核能、質(zhì)能方程、質(zhì)量虧損、核反應(yīng)1.核力(2)2.核能(1)結(jié)合能放出吸收核子數(shù)核子結(jié)合為原子核時(shí)_的能量或原子核分解為核子時(shí)_的能量，叫做原子核的結(jié)合能，亦稱核能.(2)比結(jié)合能大牢固穩(wěn)定定義：原子核的結(jié)合能與_之比，叫做比結(jié)合能，也叫做平均結(jié)合能.特點(diǎn)：不同原子核的比結(jié)合能不同，原子核的比結(jié)合能越_，表示原子核中核子結(jié)合得越_，原子核越_.2.核能(1)結(jié)合能放出吸收核子數(shù)核子結(jié)合為原子核時(shí)_3.質(zhì)能方程、質(zhì)量虧損愛(ài)因斯坦質(zhì)能方

4、程 E_，原子核的質(zhì)量必然比組成它的核子的質(zhì)量和要小m，這就是質(zhì)量虧損.由質(zhì)量虧損可求出釋放的核能E_.4.原子核的人工轉(zhuǎn)變(1)質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)mc2mc2質(zhì)子3.質(zhì)能方程、質(zhì)量虧損愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程 E_(2)中子的發(fā)現(xiàn)中子(2)中子的發(fā)現(xiàn)中子5.重核的裂變(1)重核是指_很大的原子核.(2)重核俘獲一個(gè)中子后分裂為兩個(gè)或幾個(gè)中等質(zhì)量數(shù)的原子核的反應(yīng)叫做重核的裂變.在裂變的同時(shí)，還會(huì)放出幾個(gè)中子和大量能量.鈾 235 裂變時(shí)，同時(shí)放出 23 個(gè)中子，如果這些中子再引起其他鈾 235 核裂變，就可使裂變反應(yīng)不斷地進(jìn)行下去，這種反應(yīng)叫_反應(yīng).鈾 235 能夠發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的鈾塊的最小體積叫做它的_體積.

5、質(zhì)量數(shù)鏈?zhǔn)脚R界5.重核的裂變子和大量能量.質(zhì)量數(shù)鏈?zhǔn)脚R界6.輕核的聚變(1)輕核是指質(zhì)量數(shù)_的原子核，如氫核、氦核等.(2)某些輕核結(jié)合成質(zhì)量數(shù)較大的原子核的反應(yīng)過(guò)程叫做輕核的_，同時(shí)放出大量的能量.輕核聚變只能發(fā)生在超高溫條件下，故輕核聚變也叫做_反應(yīng).很小聚變熱核6.輕核的聚變很小聚變熱核【基礎(chǔ)自測(cè)】)1.下列核反應(yīng)方程中，屬于衰變的是(答案：B【基礎(chǔ)自測(cè)】)1.下列核反應(yīng)方程中，屬于衰變的是(答案：B)2.(多選)下列核反應(yīng)方程及其表述完全正確的是(答案：AC)2.(多選)下列核反應(yīng)方程及其表述完全正確的是(答案：AC3.(多選)下列關(guān)于放射性元素發(fā)出的三種射線的說(shuō)法正確的是()A.粒子

6、就是氫原子核，它的穿透本領(lǐng)和電離本領(lǐng)都很強(qiáng)B.射線是電子流，其速度接近光速C.射線是一種頻率很高的電磁波，它可以穿過(guò)幾厘米厚的鉛板D.以上三種射線都是從原子核里放射出來(lái)的，所有放射性元素都能同時(shí)釋放三種射線3.(多選)下列關(guān)于放射性元素發(fā)出的三種射線的說(shuō)法正確的是(解析：粒子是氦原子核，它的穿透本領(lǐng)很弱而電離本領(lǐng)很強(qiáng)，A 錯(cuò)誤；射線是電子流，其速度接近光速，B 正確；射線的穿透能力很強(qiáng)，可以穿透幾厘米厚的鉛板，C 正確；衰變或衰變有時(shí)伴隨著輻射，而三種射線并不是同時(shí)放出的，D 錯(cuò)誤.B、C 正確.答案：BC解析：粒子是氦原子核，它的穿透本領(lǐng)很弱而電離本領(lǐng)很答案：A.反應(yīng)過(guò)程中的質(zhì)量虧損是 0.

7、007 8 uB.反應(yīng)過(guò)程中的質(zhì)量虧損是 1.291029 kgC.反應(yīng)過(guò)程中釋放的能量是 7.27 M eVD.反應(yīng)過(guò)程中釋放的能量是1.161019JA.反應(yīng)過(guò)程中的質(zhì)量虧損是 0.007 8 uD.反應(yīng)過(guò)程中答案：ABC答案：ABC種類射線射線射線組成高速氦核流高速電子流光子流(高頻電磁波)帶電荷量2ee0熱點(diǎn) 1考向 1原子核的衰變規(guī)律三種射線熱點(diǎn)歸納(1)三種射線的比較：種類射線射線射線組成高速氦核流高速電子流光子流(高頻電種類射線射線射線質(zhì)量4mp，mp1.671027 kg靜止質(zhì)量為零速度0.1c0.99cc(光速)在電磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)與射線反向偏轉(zhuǎn)不偏轉(zhuǎn)貫穿本領(lǐng)最弱，用紙能擋住較強(qiáng)，

8、能穿透幾毫米的鋁板最強(qiáng)，能穿透幾厘米的鉛板對(duì)空氣的電離作用很強(qiáng)較弱很弱(續(xù)表)種類射線射線射線質(zhì)量4mp，mp靜止質(zhì)量為零速度0.衰變類型衰變衰變衰變方程衰變實(shí)質(zhì)2 個(gè)質(zhì)子和 2 個(gè)中子結(jié)合成一個(gè)整體射出中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子和電子衰變規(guī)律電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒(2)衰變、衰變的比較：衰變類型衰變衰變衰變方程衰變實(shí)質(zhì)2 個(gè)質(zhì)子和 2 個(gè)中子【典題 1】研究某未知元素放射性的實(shí)驗(yàn)裝置如圖 12-2-1所示，實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)在薄鋁片和熒光屏之間有圖示方向的勻強(qiáng)電場(chǎng) E，通過(guò)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(diǎn)數(shù).若撤去電場(chǎng)后繼續(xù)觀察，發(fā)現(xiàn)每分鐘閃爍的亮點(diǎn)數(shù)沒(méi)有變化；如果再將薄鋁片移開(kāi)，觀察到每

9、分鐘閃爍的亮點(diǎn))數(shù)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.射線和射線圖 12-2-1【典題 1】研究某未知元素放射性的實(shí)驗(yàn)裝置如圖 12-2-解析：放射性元素放射出的射線為射線、射線和射線，射線貫穿能力弱，一張薄紙就可擋住，射線貫穿能力較強(qiáng)，可貫穿鋁片，射線貫穿能力極強(qiáng).射線帶正電，射線帶負(fù)電，在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)，射線不帶電.由此可知，放射源發(fā)出的射線可能為射線和射線.D 正確.答案：D解析：放射性元素放射出的射線為射線、射線和射線，答案考向 2衰變次數(shù)的確定方法熱點(diǎn)歸納考向 2衰變次數(shù)的確定方法熱點(diǎn)歸納由此可見(jiàn)確定衰變次數(shù)可歸結(jié)為求解一個(gè)

10、二元一次方程組.方法二：因?yàn)樗プ儗?duì)質(zhì)量數(shù)無(wú)影響，可先由質(zhì)量數(shù)的改變確定衰變的次數(shù)，然后根據(jù)衰變規(guī)律確定衰變的次數(shù).由此可見(jiàn)確定衰變次數(shù)可歸結(jié)為求解一個(gè)二元一次方程組.方法二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A.鉛核比釷核少 8 個(gè)質(zhì)子答案：ABD答案：ABD熱點(diǎn) 2半衰期熱點(diǎn)歸納1.半衰期公式：熱點(diǎn) 2半衰期熱點(diǎn)歸納2.半衰期的物理意義：半衰期是表示放射性元素衰變快慢的物理量，同一放射性元素具有的衰變速率一定，不同的放射性元素半衰期不同，有的差別很大.3.半衰期的適用條件：半衰期是一個(gè)統(tǒng)計(jì)規(guī)律，是對(duì)

11、大量的原子核衰變規(guī)律的總結(jié)，對(duì)于一個(gè)特定的原子核，無(wú)法確定何時(shí)發(fā)生衰變.2.半衰期的物理意義：半衰期是表示放射性元素衰變快慢的物理【典題 3】(多選)14C 發(fā)生放射性衰變成為 14N，半衰期約5700 年.已知植物存活期間，其體內(nèi) 14C 與 12C 的比例不變；生命活動(dòng)結(jié)束后，14C 的比例持續(xù)減小.現(xiàn)通過(guò)測(cè)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(shuō)法正確的是()A.該古木的年代距今約 5700 年B.12C、13C、14C 具有相同的中子數(shù)C.14C 衰變?yōu)?14N 的過(guò)程中放出射線D.增加樣品測(cè)量環(huán)境的壓強(qiáng)將加速 14C 的衰變【典題 3】(多選)14

12、C 發(fā)生放射性衰變成為 14N，半解析：古木樣品中 14C 的比例是現(xiàn)代植物所制樣品的二分之一，根據(jù)半衰期的定義知該古木的年代距今約 5700 年，A 正確.同位素具有相同的質(zhì)子數(shù)，不同的中子數(shù)，B 錯(cuò)誤.14C 的衰放射性元素的半衰期與核內(nèi)部自身因素有關(guān)，與原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件無(wú)關(guān)，D 錯(cuò)誤.答案：AC解析：古木樣品中 14C 的比例是現(xiàn)代植物所制樣品的二分答熱點(diǎn) 3考向 1核反應(yīng)方程核反應(yīng)的四種類型熱點(diǎn)歸納熱點(diǎn) 3核反應(yīng)方程熱點(diǎn)歸納(續(xù)表)(續(xù)表)【典題 4】(2018 屆山西省六校聯(lián)合考試)下列關(guān)于核反應(yīng)方程及描述正確的是()【典題 4】(2018 屆山西省六校聯(lián)合考試)下列關(guān)于

13、核反應(yīng)解析：衰變放出氦原子核，A 錯(cuò)誤；輕核聚變是把輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，釋放出核能的反應(yīng)稱聚變反應(yīng)，B 錯(cuò)誤；C 項(xiàng)是居里夫婦發(fā)現(xiàn)人工放射性的核反應(yīng)方程，C 正確；D 項(xiàng)是盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程，D 錯(cuò)誤.答案：C解析：衰變放出氦原子核，A 錯(cuò)誤；輕核聚變是把輕核結(jié)答案考向 2核反應(yīng)方程式的書(shū)寫熱點(diǎn)歸納2.掌握核反應(yīng)方程遵守的規(guī)律，是正確書(shū)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(shū)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.考向 2核反應(yīng)方程式的書(shū)寫熱點(diǎn)歸納A.15 和 28B.15 和 30C.16 和 30D.17

14、和 31解析：根據(jù)核反應(yīng)遵循的質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知，X 的電荷數(shù)為 21315，質(zhì)量數(shù)為 427130，根據(jù)原子核的電荷數(shù)等于原子序數(shù)，可知 X 的原子序數(shù)為 15，質(zhì)量數(shù)為30，B 正確.答案：BA.15 和 28B.15 和 30C.16 和 30D.1【遷移拓展】(2018 年天津卷)國(guó)家大科學(xué)過(guò)程中國(guó)散裂中子源(CSNS)于 2017 年 8 月 28 日首次打靶成功，獲得中子束流，可以為諸多領(lǐng)域的研究和工業(yè)應(yīng)用提供先進(jìn)的研究平臺(tái)，)下列核反應(yīng)中放出的粒子為中子的是(圖 12-2-2【遷移拓展】(2018 年天津卷)國(guó)家大科學(xué)過(guò)程中國(guó)散答案：B答案：B熱點(diǎn) 4 質(zhì)能方程與核能的計(jì)

15、算熱點(diǎn)歸納1.對(duì)質(zhì)能方程的理解：(1)一定的能量和一定的質(zhì)量相聯(lián)系，物體的總能量和它的質(zhì)量成正比，即 Emc2.方程的含義：物體具有的能量與它的質(zhì)量之間存在簡(jiǎn)單的正比關(guān)系，物體的能量增大，質(zhì)量也增大；物體的能量減少，質(zhì)量也減少.(2)核子在結(jié)合成原子核時(shí)出現(xiàn)質(zhì)量虧損m，其能量也要相應(yīng)減少，即Emc2.(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Emc2.熱點(diǎn) 4 質(zhì)能方程與核能的計(jì)算1.對(duì)質(zhì)能方程的理解：(2.核能的計(jì)算方法：(1)根據(jù)Emc2 計(jì)算，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)Em931.5 MeV 計(jì)算.因

16、1 原子質(zhì)量單位(u)相當(dāng)于 931.5 MeV 的能量，所以計(jì)算時(shí)m 的單位是“u”，E 的單位是“MeV”.(3)根據(jù)核子比結(jié)合能來(lái)計(jì)算核能：原子核的結(jié)合能核子比結(jié)合能核子數(shù).2.核能的計(jì)算方法：(1)根據(jù)Emc2 計(jì)算，計(jì)算時(shí)考向 1核能的理解【典題 6】(2018 屆安徽江南十校質(zhì)檢)我國(guó)正在自主研發(fā)新型聚變裂變混合反應(yīng)堆項(xiàng)目.如果此項(xiàng)目得以研究開(kāi)發(fā)并付諸實(shí)現(xiàn)，有可能使核資源壽命延長(zhǎng)數(shù)倍.關(guān)于聚變和裂變，下列看法正確的是()B.聚變和裂變反應(yīng)中都存在質(zhì)量虧損C.裂變反應(yīng)以釋放核能為主，聚變反應(yīng)以吸收核能為主D.核越重，比結(jié)合能越大考向 1核能的理解【典題 6】(2018 屆安徽江南十校

17、質(zhì)裂變反應(yīng)都釋放能量，所以都存在質(zhì)量的虧損，B 正確；C 錯(cuò)誤；組成原子核的核子越多，它的結(jié)合能就越高，結(jié)合能與核子數(shù)之比，稱為比結(jié)合能，比結(jié)合能與質(zhì)量數(shù)的關(guān)系如圖 D70所示，可知，中等大小的原子核比結(jié)合能較大，D 錯(cuò)誤.圖 D70答案：B圖 D70答案：B考向 2核能的計(jì)算B.3.3 MeVD.0.93 MeVA.3.7 MeVC.2.7 MeV答案：B考向 2核能的計(jì)算B.3.3 MeV核反應(yīng)與動(dòng)量守恒定律的綜合模型模型一原子核衰變后在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡問(wèn)題熱點(diǎn)歸納靜止核在磁場(chǎng)中自發(fā)衰變，其軌跡為兩相切圓，衰變時(shí)兩知，半徑小的為新核，半徑大的為粒子或粒子，其特點(diǎn)對(duì)比如下表：核反應(yīng)與動(dòng)量守恒

18、定律的綜合模型模型一原子核衰變后在磁場(chǎng)中的運(yùn)2020年高考物理一輪復(fù)習(xí)專題十二第2講原子核課件【典題 8】在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一個(gè)原來(lái)靜止的原子核，由于放出一個(gè) 粒子，結(jié)果得到一張兩個(gè)相切圓的徑跡照片(如圖1223所示)，今測(cè)得兩個(gè)相切圓半徑之比r1r2144.則：(1)圖中哪一個(gè)圓是粒子的徑跡？(說(shuō)明理由)(2)這個(gè)原子核原來(lái)所含的質(zhì)子數(shù)是多少？圖 12-2-3【典題 8】在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一個(gè)原來(lái)靜止的原子核，由于(1)2020年高考物理一輪復(fù)習(xí)專題十二第2講原子核課件又由于衰變過(guò)程中遵循動(dòng)量守恒定律，則m1v1m2v2，以上三式聯(lián)立解得 q90e.即這個(gè)原子核原來(lái)所含的質(zhì)子數(shù)為 90.答案：(1)圓軌道 2 是粒子的徑跡，理由見(jiàn)解析(2)90又由于衰變過(guò)程中遵循動(dòng)量守恒定律，則m1v1m2v2，以上【觸類旁通】在垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一原來(lái)靜止的原子核，該核衰變后，放出的帶電粒子和反沖核的運(yùn)動(dòng)軌跡)分別如圖 12-2-4 中 a、b 所示，