2013年高中物理得分宝典系列 29专题六 第4章 原子核

2013年高中物理得分宝典系列 29专题六 第4章 原子核内容摘要：

1、概述高考对本部分内容的考查呈现以下特点： 考查范围相对稳定，主要集中在放射线性质、原子核衰变现象及衰变方程、质能方程和核反应方程等；考查题型为选择题，题目较容易且不避陈题；考纲对本章知识要求知道天然放射现象及其规律，知道天然放射现象的原因是原子核的衰变； 知道三种射线的本质和特点； 知道原子核的衰变规律，知道衰变本质，会写两种衰变方程。 了解半衰期的概念； 知道原子核的人工转变,知道核能；了解爱因斯坦的质能方程，知道质量亏损；会根据质能方程和质量亏损的概念计算核反应中释放的核能； 知道原子核的人工转变，知道核能的概念。 知道裂变和聚变。 重点是了解天然放射现象和它的本质；知道三种射线的本质和特点；了 2、解原子核的人工转变和质能方程，会用相关公式进行计算。 难点是三种射线的比较；分析核反应过程和核能的计算。 复习时要充分重视本专题，加大复习力度，在理解的基础上熟记相关知识内容是正确解决问颗保证得分的有效方法。 知识梳理考纲解读考纲内容 要求 名师解读原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰期放射性同位素核力、核反应方程结合能、质量亏损裂变反应和聚变反应、裂变反应堆放射性的防护子核为高考必考内容之一。 一般都在选择题中出现。 主要涉及核反应方程、核能的利用、半衰期等。 其中核反应方程、质能方程是考查热点，一般单独命题，有时也与动力学、动量、电磁学等知识相结合，特别是与电场、磁场的综合问题尤其需要注意。 2在复 3、习过程中关键是要识记一些常识性的知识和理解一些最基础的概念和规律，对于半衰期等概念要认真地领会，对于核反应的几个重点实验，质能方程等规律和实验要记住结果并学会应用。 基础巩固一、天然放射性现象1放射性现象：贝可勒耳发现_，使人们认识到_也有复杂结构，揭开了人类研究原子核结构的序幕通过对天然放射现象的研究，人们发现原子序数大于原子核原子核的组成天然放射现象原子核的衰变核反应结合能原子能的应用定义半衰期核反应方程质量亏损、爱因斯坦质能方程重核裂变、轻核聚变，原子序数小于 83 的天然存在的元素有些也具有放射性，它们放射出来的射线共有三种：_、_、_。 2三种射线的本质和特性1 射线：速度约为光速 11 4、0 的氦核流，贯穿作用很弱，电离作用很强。 2 射线：速度约为光速十分之几的电子流，贯穿作用很强，电离作用较弱。 3 射线：波长极短的电磁波，贯穿作用最强，电离作用最弱。 种 类 本 质 质 量（u）电 荷（e）速 度（c）电 离 性贯 穿 性 射线 氦核 4 +2 强 最弱，纸能挡住 射线 电子 1/1840 强 较强，穿几毫米铝板 射线 光子 0 0 1 最弱 最强，穿几厘米铅版三种射线在匀强磁场、匀强电场、正交电场和磁场中的偏转情况比较：3原子核的衰变规律（1） 衰变的一般方程为_。 每发生一次 衰变，新元素与原元素相比较，核电荷数减小 2，质量数减少 4 衰变的实质是某元素的原子核同时放出由 5、两个质子和两个中子组成的粒子（即氦核）。 （核内 ）（2） 衰变的一般方程为 _。 每发生一次 衰变，新元素与原元素相比较，核电荷数增加 1，质量数不变 衰变的实质是元素的原子核内的一个中子变成质子时放射出一个电子。 （核内 ） ， + 衰变： （核内 ）1003） 射线是伴随_或_同时产生的、 射线_原子核的电荷数和质量数其实质是放射性原子核在发生 衰变或 衰变时，产生的某些新核由于具有过多的能量（核处于激发态）而辐射出光子。 （4）半衰期放射性元素衰变的快慢用半衰期来表示，定义： _。 意义：反映了核衰变过程的统计快慢程度。 特征：只由_的因素所决定，而与原子所处的物理状态或化学状态_。 公式表示 6、： ， 式中 、 分别表示衰变前的放1)(原余 1)(原余 原、 分别表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子余 余数和质量，t 表示衰变时间， T 表示半衰期。 理解：搞清了对半衰期的如下错误认识，也就正确地理解了半衰期的真正含义。 第一种错误认识是：N 0（大量）个放射性元素的核，经过一个半衰期 T，衰变了一半，再经 ，全部衰变完。 第二种错误认识是：若有 4 个放射性元素的核，经过一个半衰期 T，将衰变 2 个。 事实上，N 0（大量）个某种放射性元素的核，经过时间 t 后剩下的这种核的个数为 而对于少量的核（如 4 个） ，是无法确定其衰变所需要的时间的。 这实质上就是“半衰期反映了核衰变过程的 7、统计快慢程度”的含义。 二、原子核的人工转变核能1原子核的组成：_和_组成原子核。 质子和中子统称为_，原子核的质量数等于其_，原子核的电荷数等于其_ ，原子核的中子数 与电荷数 Z 之差，即 N=AZ。 质子质量= 1007277u1672510 27 子质量=1 008665u1674810 同的中子数的原子核互称为_。 3放射性同位素的应用利用其射线： 射线_强，用于使空气电离，将静电泄出，从而消除有害静电。 射线_强，可用于金属探伤，也可用于治疗恶性肿瘤。 各种射线均可使 生突变，可用于生物工程，基因工程。 作为示踪原子。 用于研究农作物化肥需求情况，诊断甲状腺疾病的类型，研究生物大分子结构及其功能 8、。 进行考古研究。 利用放射性同位素_，判定出土木质文物的产生年代。 一般都使用人工制造的放射性同位素（种类齐全，半衰期短，可制成各种形状，强度容易控制）。 三、核力与核能1核力：原子核的半径很小，其中的质子之间的库仑力很大，受到这么大的库仑斥力却能是稳定状态，一定还有另外一种力把各核子紧紧地拉在一起这种力叫做。 核力是很强的力。 核力作用范围小，只在_短距离内起作用。 每个核子只跟_才有核力作用。 2核能（1）结合能：核子结合成原子核时放出一定的能量，原子核分解成核子时吸收一定能量，这种能量叫结合能。 （2）质量亏损：核子结合生成原子核，所生成的原子核的质量比生成它的核子的总质，这种现象叫做质量亏损。 也可 9、以认为，在核反应中，参加核反应的总质量 m 和核反应后生成的核总质量 m/之差： m=m 一 m/。 （3）爱因斯坦质能方程：爱因斯坦的相对论指出：物体的能量和质量之间存在着密切的联系，它们的关系是：_，这就是爱因斯坦的质能方程。 质能方程的另一个表达形式是：_。 四、重核的裂变与轻核的聚变1重核的裂变所谓重核即为质量数很大的原子核。 重核俘获一个中子后分裂为两个或几个中等质量数的原子核的反应过程叫重核的裂变。 在裂变的同时，还会放出几个中子和大量能量。 裂变方程式例举：_ 铀 235 裂变时，同时放出 23 个中子，如果这些中子再引起其他铀 235 核裂变，就可使裂变反应不断地进行下去，这种反应叫链式 10、反应铀 235 核能够发生接式反应的铀块的最小体积叫做它的临界体积。 核反应堆的构造：A核燃料用铀棒（含 3%浓缩铀）。 速剂用石墨、重水或普通水（ 只吸收慢中子）。 2359C控制棒用镉做成（镉吸收中子的能力很强）。 D冷却剂用水或液态钠（把反应堆内的热量传递出去）E水泥防护层。 用来屏蔽裂变产物放出的各种射线。 2轻核的聚变所谓轻核是指质量数很小的原子核，如氢核、氘核等。 某些轻核结合成质量数较大的原子核的反应过程叫做轻核的聚变，同时放出大量的能量。 轻核聚变方程例举 _ 经核聚变只能发生在超高温（需要几百万度高温）条件下，故轻核聚变也叫做热核反应。 自我校对：一、子核；83；放射性； 射线； 射线； 11、 射线；3.（1） 2） e；（3） 衰变； 衰变；不改变；（4） 放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间；核本身；无关；二、子；核子；核子数；质子数；同位素；2. ； ； ；3.（1）电离性；贯穿性；（3）碳 14；0 15 m； 它相邻的核子间；2.（2）小；（3）E = E=；四、1. ； 2. H H 14210实验探究123拓展实验我们的生活环境中哪些地方的放射性辐射强度大。 盖格计数器，是一种用于探测电离辐射的粒子探测器，通常用来探测 粒子和 粒子，也有些型号盖革计数器可以探测 射线及 实验室中借取盖格计数器，在老师的指导下完成下列实验。 1测量实验室中放射源辐射射线的强度2在太 12、阳底下测量宇宙射线的辐射强度3测量教室中矿物质辐射强度4测量新建筑物里矿物质辐射强度比较不同环境的放射性辐射强度的大小。 练一练：1你认为我们生活中的放射性辐射主要来自哪里。 2矿物辐射与电脑、手机的辐射相同吗。 参 考 答 案 ：重点突破一、直击考点考点一 天然放射性衰变：关于原子核衰变特点的选择题及关于写衰变方程、求衰变次数的填空、计算题。 天然放射性元素能够自发放出 射线、 射线、 射线， 射线是高速运动的氦核，穿透能力最弱，电离能力最强； 射线是高速运动的电子，穿透能力较强，电离能力较弱； 射线是频率很高的电磁波，穿透能力最强，电离能力最小。 衰变规律是质量数减少4，电荷数减少 2； 衰变规律是：电荷数增加 1，质量数不变。 【例 1】重元素的放射性衰变共有四个系列，分别是 列（从 238908、 列、 列及 列（从 73，其中，前三个系列都已在自然界找到，而第四个系列在自然界一直没有被发现，只是在人工制造出 才发现的，下面的说法正确的是 （ ）A列中所有放射性元素。