创新设计浙江鸭2018版高考物理总复习第12章动量守恒定律波粒二象性原子结构与原子核第4课时原子核课件.ppt

第4课时 原子核,基础过关 1.原子核的组成 (1)质子的发现：1919年，卢瑟福用_轰击氮原子核发现了质子，质子是_的组成部分。 (2)中子的发现：卢瑟福猜想原子核内存在着一种质量与质子_，但_的粒子，称为中子。查德威克利用云室进行实验验证了_的存在，中子是原子核的组成部分。 (3)原子核的组成：原子核由_组成，质子和中子统称为_。,考点一 放射性元素的衰变(/c),粒子,原子核,相同,不带电,中子,质子和中子,核子,质子数,中子数,同一位置,2.天然放射现象 (1)天然放射现象 元素_地放出射线的现象，首先由贝克勒尔发现。天然放射现象的发现，说明_具有复杂的结构。 (2)放射性和放射性元素 物质发射某种看不见的射线的性质叫_。具有放射性的元素叫_元素。 (3)三种射线：放射性元素放射出的射线共有三种，分别是_、 _、 _。,自发,原子核,放射性,放射性,射线,射线,射线,(4)放射性同位素的应用与防护 放射性同位素：有_放射性同位素和_放射性同位素两类，放射性同位素的化学性质相同。 应用：消除静电、工业探伤、作_等。 防护：防止放射性对人体组织的伤害。,天然,人工,原子核,原子核,半数,物理,化学状态,答案 C,2.(多选)关于天然放射性，下列说法中正确的是( ) 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.、和三种射线中，射线的穿透能力最强 E.一个原子核在一次衰变中可同时放出、和三种射线,解析 原子序数大于或等于83的元素，都能发生衰变，而原子序数小于83的部分元素也能发生衰变，故A选项错误；放射性元素的衰变是原子核内部结构的变化，与核外电子的得失及环境温度无关，故B、C选项正确；在、三种射线中，、为带电粒子，穿透本领较弱，射线不带电，具有较强的穿透本领，故D选项正确；一个原子核不能同时发生和衰变，故E选项错误。 答案 BCD,要点突破 要点 衰变与半衰期 1.衰变和衰变的比较,【例题】 在轧制钢板时需要动态地监测钢板厚度，其检测装置由放射源、探测器等构成，如图所示。该装置中探测器接收到的是( ) A.X射线 B.射线 C.线射 D.射线,解析 放射源发出的只有、三种射线，故选项A错误；在、三种射线中，只有射线能穿过钢板，故选项B、C错误，D正确。 答案 D,精练题组 1.(多选)氢有三种同位素，分别是氕(H)、氘(H)、氚(H)，则( ) A.它们的质子数相等 B.它们的核外电子数相等 C.它们的核子数相等 D.它们的化学性质相同 解析 氕、氘、氚的核子数分别为1、2、3，质子数和核外电子数均相同，都是1，中子数等于核子数减去质子数，故中子数各不相同，A、B两项正确；同位素化学性质相同，只是物理性质不同，D正确。 答案 ABD,2.人类探测月球时发现，在月球的土壤中含有较丰富的质量数为3的氦，它可作为未来核聚变的重要原料之一，氦的该种同位素应表示为( ) 解析 氦的同位素质子数一定相同，质量数为3，故应表示为He，因此B正确。 答案 B,3.下列有关半衰期的说法正确的是( ) A.放射性元素的半衰期越短，表明有半数原子核发生衰变所需的时间越短，衰变速度越快 B.放射性元素的样品不断衰变，随着剩下未衰变的原子核的减少，元素的半衰期也变短 C.把放射性元素放在密封的容器中，可以减慢放射性元素的衰变速度 D.降低温度或增大压强，让该元素与其他物质形成化合物，均可减小衰变速度,解析 放射性元素的半衰期是指放射性元素的原子核半数发生衰变所需的时间，它反映着放射性元素衰变速度的快慢，若衰变越快，半衰期越短；某种元素的半衰期长短由其本身因素决定，与它所处的物理状态或化学状态无关，故A正确，B、C、D错误。 答案 A,4.(多选)对天然放射现象，下列说法正确的是( ) A.粒子带正电，所以射线一定是从原子核中射出的 B.粒子带负电，所以射线有可能是核外电子 C.粒子是光子，所以射线有可能是原子发光产生的 D.射线、射线、射线都是从原子核内部释放出来的,解析 粒子是由原子核中2个质子与2个中子相结合产生的，是氦核，因原子核外只有带负电的电子，所以A是正确的；粒子是电子流，是核内一个中子转化成一个电子和质子，电子是从核中射出的，所以B选项不对；是光子，是原子核从高能态跃迁到低能态时辐射出来的，C不对，选项D是正确的；天然放射现象中放射出来的三种射线都是原子核内部发生衰变时释放出来的，故本题正确答案为A、D。 答案 AD,解析 由质量数守恒和电荷数守恒得：2382224m，92862mn，联立解得：m4，n2。 答案 B,基础过关 1.探测方法 (1)组成射线的粒子会使气体或液体_，以这些离子为核心，过饱和的蒸气会产生_，过热液体会产生_。 (2)射线能使照相乳胶_。 (3)射线能使荧光物质产生_。,考点二 核力与结合能(/c),电离,雾滴,气泡,感光,荧光,2.探测仪器 (1)威耳逊云室：原理：粒子在云室内气体中飞过，使沿途的气体分子_，过饱和酒精蒸气就会以这些离子为核心凝结成_，于是显示出射线的径迹。,电离,雾滴,直而粗,弯曲,(2)气泡室：气泡室的原理同云室的原理类似，所不同的是气泡室里装的是_，如液态氢。 粒子通过_液体时，在它的周围产生_而形成粒子的径迹。 (3)盖革米勒计数器： 优点：GM计数器非常_，使用方便。 缺点：只能用来_，不能区分_。,液体,过热,气泡,灵敏,计数,射线的种类,3.放射性同位素的应用与防护 (1)应用射线：应用射线可以测厚度、医疗方面的_、照射种子培育优良品种等。 (2)示踪原子：有关生物大分子的结构及其功能的研究，要借助于_。 (3)辐射与安全：人类一直生活在放射性的环境中，_的射线对人体组织有破坏作用。要防止_对水源、空气、用具等的污染。,放射治疗,示踪原子,过量,放射性物质,4.核力 (1)定义： 原子核内部，核子间所特有的相互作用力。 (2)特点： 核力是强相互作用的一种表现； 核力是短程力，作用范围在1.51015m之内； 每个核子只跟它的相邻核子间才有核力作用。,5.结合能 核子结合为原子核时_的能量或原子核分解为核子时_的能量，叫做原子核的结合能，亦称核能。 6.质能方程、质量亏损 爱因斯坦质能方程E_，原子核的质量必然比组成它的核子的质量和要小m，这就是质量亏损。由质量亏损可求出释放的核能E_。,释放,吸收,mc2,mc2,【过关演练】 1.质子、中子和氘核的质量分别为m1、m2和m3，当一个质子和一个中子结合成氘核时，释放的能量是(c表示真空中的光速)( ) A.(m1m2m1)c B.(m1m2m3)c C.(m1m2m3)c2 D.(m1m2m3)c2,答案 C,2.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( ) A.a、b为粒子的径迹 B.a、b为粒子的径迹 C.c、d为粒子的径迹 D.c、d为粒子的径迹,解析 粒子不带电，不会发生偏转，故B错；由左手定则可判定，a、b粒子带正电，c、d粒子带负电，又知粒子带正电，粒子带负电，故A、C均错，D正确。 答案 D,要点突破 要点一 质能方程、质量亏损 1.质能方程：一定的能量和一定的质量相联系，物体的总能量和它的质量成正比，即Emc2。 方程的含义是：物体具有的能量与它的质量之间存在简单的正比关系，物体的能量增大，质量也增大；物体的能量减少，质量也减少。,2.质量亏损：组成原子核的核子质量与原子核的质量之差。根据能量守恒，原子核的质量必然比组成它的核子的质量和要小m，这就是质量亏损，由质量亏损可求出释放的核能Emc2。核子在结合成原子核时出现质量亏损m，其能量也要相应减少，即Emc2；原子核分解成核子时要吸收一定的能量，相应的质量增加m，吸收的能量为Emc2。,3.质能方程的三个易错点： (1)质量亏损并不是质量消失，只是静止质量变成了运动的质量； (2)质量亏损也不是核子个数的减少，核反应中核子个数是不变的； (3)质量和能量这两个量并不可以相互转化，只是这两个量在数值上有联系。,【例1】 (多选)关于质能方程，下列哪些说法是正确的( ) A.质量减少，能量就会增加，在一定条件下质量转化为能量 B.物体获得一定的能量，它的质量也相应地增加一定值 C.物体一定有质量，但不一定有能量，所以质能方程仅是某种特殊条件下的数量关系 D.某一定量的质量总是与一定量的能量相联系的,解析 质能方程Emc2表明某一定量的质量与一定量的能量是相联系的，当物体获得一定的能量，即能量增加某一定值时，它的质量也相应增加一定值，并可根据Emc2进行计算，故B、D对。 答案 BD,要点二 核能的计算方法 1.根据爱因斯坦质能方程列式计算：即Emc2(m的单位：kg)。 2.根据1原子质量单位(u)相当于931.5兆电子伏能量，则Em931.5 MeV(m的单位：u，1 u1.660 61027 kg)。 3.核反应遵守动量守恒定律和能量守恒定律，因此我们可以结合动量守恒定律和能量守恒定律来计算核能。,解析 衰变后的质量亏损为m(226.025 4222.017 54.002 6)u 0.005 3 u。因为1 u相当于931.5 MeV，因此释放的能量为E0.005 3931.5 MeV4.937 0 MeV4.937 0106 eV。 答案 4.937 0106 eV,精练题组 1.用粒子照射充氮的云室，摄得如图所示的照片，下列说法中正确的是( ) A.A是粒子的径迹，B是质子的径迹，C是新核的径迹 B.B是粒子的径迹，A是质子的径迹，C是新核的径迹 C.C是粒子的径迹，A是质子的径迹，B是新核的径迹 D.B是粒子的径迹，C是质子的径迹，A是新核的径迹,答案 D,答案 BD,3.医学界通过14C标记的C60发现一种C60的羧酸衍生物，在特定条件下可以通过断裂DNA抑制艾滋病病毒的繁殖，则14C的用途是( ) A.示踪原子 B.电离作用 C.催化作用 D.贯穿作用 解析 用14C标记C60来查明元素的行踪，发现可以通过断裂DNA抑制艾滋病病毒的繁殖，因此14C的作用是作示踪原子，故选项A正确。 答案 A,4.(多选)以下说法中正确的是( ) A.每个核子只跟邻近的核子发生核力作用 B.在原子核的尺度内，核力比库仑力大得多 C.核力不可能表现为斥力 D.原子核越大，它的结合能越大，原子核中核子结合越牢固,解析 核力是短程力，每个核子只跟邻近的核子发生核力作用，核力在大于0.81015 m时表现为引力，而在距离小于0.81015 m时表现为斥力，所以A、B正确，C错误；原子核越大，它的结合能越大，但平均结合能不一定大，核中的核子结合也不一定牢固，D错误。 答案 AB,答案 (1)见解析 (2)5.034 MeV,基础过关 1.重核裂变 (1)定义：质量数较大的原子核受到高能粒子的轰击而分裂成几个质量数较小的原子核的过程。 (2)典型的裂变反应方程： (3)链式反应：由重核裂变产生的_使裂变反应一代接一代继续下去的过程。 (4)临界体积和临界质量：裂变物质能够发生_的最小体积及其相应的质量。 (5)裂变的应用：_、核反应堆。 (6)反应堆构造：核燃料、减速剂、_、防护层。,考点三 核裂变、核聚变(/c),中子,链式反应,原子弹,镉棒,2.轻核聚变 (1)定义：两轻核结合成_的核的反应过程。轻核聚变反应必须在高温下进行，因此又叫_。 (2)典型的聚变反应方程：,质量较大,热核反应,4.粒子和宇宙 (1)“基本粒子”不基本 直到19世纪末，人们称光子、电子、_和_是基本粒子。 (2)发现新粒子 1932年发现了_，1937年发现了_，1947年发现了K介子和介子及以后的超子等。 (3)夸克模型 上夸克、下夸克、奇异夸克、粲夸克、底夸克、顶夸克；它们 带的电荷量分别为元电荷的 或 ，每种夸克都有对应的 _。,质子,中子,正电子,子,_,_,反夸克,答案 AD,解析 一个氢原子从n3能级跃迁可能辐射一种频率的光子(从n3到n1)或两种频率的光子(从n3到n2，然后从n2到n1)，故A选项正确；太阳辐射能量主要是轻核聚变，故B选项正确；比结合能越大，原子核越稳定，故C选项错误；设从铀核到铅核经过m次衰变和n次衰变