高考物理大一轮复习 第4讲 原子核 核能课件（选修35）.ppt

选修3 5 选考部分 第4讲原子核核能 一 天然放射现象1 天然放射现象的发现 1 发现天然放射现象 使人们认识到原子核也有复杂结构 揭开了人类研究原子核结构的序幕 2 原子核的组成 原子核由 和 组成 质子和中子统称为 原子核的核电荷数 数 原子核的质量数 贝克勒尔 质子 中子 核子 质子 质子数 中子数 3 通过对天然放射现象的研究 人们发现原子序数大于或等于 的所有天然存在的元素都有放射性 原子序数小于 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常见的有3种 83 83 射线 射线 射线 2 天然衰变中核的变化规律 1 衰变和 衰变的比较 2 射线 射线经常是伴随着 衰变或 衰变同时产生的 其实质是放射性原子核在发生 衰变或 衰变的过程中 产生的新核由于具有过多的能量 核处于激发态 而辐射出光子 3 半衰期是放射性元素的原子核有 发生衰变所需的时间 它表示放射性元素衰变的 快慢 半数 二 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 核力具有以下特点 1 核力是很强的力 2 核力作用范围小 只在2 0 10 15m的短距离内起作用 3 每个核子只跟它 的核子发生核力作用 相邻 2 核能 1 结合能 核子结合成原子核时 一定的能量 原子核分解成核子时 一定能量 这种能量叫结合能 2 质量亏损 核子结合成原子核 所生成的原子核的质量比生成它的核子的总质量要小些 这种现象叫做 也可以认为 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 m 3 爱因斯坦质能方程 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 e mc2 放出 吸收 质量亏损 e mc2 跟踪训练 3 多选 关于核能和爱因斯坦质能方程 下列说法正确的是 a e mc2是物体各种形式能的总称b 原子核的能是指核子结合成原子核时吸收的能量或原子核分解为核子时放出的能量c 1u 原子质量单位 相当于931 5mev能量d 由 e mc2 在核反应中 亏损的质量 m转化成能量 e放出 答案 ac 3 链式反应 大于等于 质量较大 热核反应 5 单选 关于裂变和聚变 下列说法正确的是 a 聚变是裂变的逆反应b 如果裂变释放能量 则聚变反应必定吸收能量c 聚变须将反应物加热至数百万度以上高温 显然是吸收能量d 裂变与聚变均可释放巨大能量 答案 d 三种射线的比较 考查三种放射线的性质和特点 单选 如图13 4 1所示 x为一未知放射源 p为薄铝箔 当x放射源稳定时 计数器的计数率 单位时间内接受射线的次数 稳定 现在将磁场移开 发现计数器的计数率没有什么变化 然后抽走p 则计数器的计数率大幅上升 说明x为 a 纯 粒子放射源b 纯 粒子放射源c 粒子和 粒子的混合放射源d 粒子和 粒子的混合放射源 单选 2015年河源模拟 如图13 4 2所示 是利用放射线自动控制铝板厚度生产的装置 放射源能放射出 3种射线 根据设计要求 该生产线压制的是2cm厚的铝板 那么 在3种射线中哪种射线对控制厚度起主要作用 a 射线b 射线c 射线d 射线都行 答案 c 解析 能够穿透2cm厚金属铝板的射线只有 射线 选项c正确 考查对半衰期概念的理解 2 影响因素 半衰期是一个统计规律 只有对大量的原子核才成立 对少量的原子核没有意义 放射性元素衰变的快慢是由原子核内部因素决定的 跟原子所处的物理状态 如温度 压强 或化学状态 如单质 化合物 无关 单选 若元素a的半衰期为4天 元素b的半衰期为5天 则相同质量的a和b 经过20天后 剩下两元素的质量之比ma mb为 a 30 31b 31 20c 1 2d 2 1解析根据半衰期公式 易得a经历5个半衰期 b经历4个半衰期 所以剩余质量之比为1 2 选项c正确 答案c 单选 2011年上海卷 在存放放射性元素时 若把放射性元素 置于大量水中 密封于铅盒中 与轻核元素结合成化合物 则 a 措施 可减缓放射性元素衰变b 措施 可减缓放射性元素衰变c 措施 可减缓放射性元素衰变d 上述措施均无法减缓放射性元素衰变 答案 d 解析 放射性元素的衰变快慢由其原子核内部结构决定 与外界因素无关 所以选项a b c错误 d正确 考查 衰变规律 衰变是指天然放射性元素放出 粒子而转变成新核的过程 有哪种粒子放出 就称为哪种衰变 常见的题型有 1 求解衰变次数 2 依据衰变出的粒子在匀强磁场中的运动轨迹判断有关物理量 解析两个相切的圆表示在相切点处是静止的原子核发生了衰变 由于无外力作用 动量守恒 说明原子核发生衰变后 新核与放出的粒子速度方向相反 若是它们带相同性质的电荷 则它们所受的洛伦兹力方向相反 则轨道应是外切圆 若它们所带电荷的性质不同 则它们的轨道应是内切圆 图示的轨迹说明是放出了正电荷 所以可能是 衰变或放出了一个正电子 故选项a c正确 答案ac 1 核反应的4种类型 考查核反应方程 2 核反应方程的书写 1 核反应过程一般都是不可逆的 所以核反应方程只能用单向箭头表示反应方向 不能用等号连接 2 核反应的生成物一定要以实验为基础 不能凭空只依据两个守恒规律杜撰出生成物来写核反应方程 3 核反应遵循质量数守恒而不是质量守恒 遵循电荷数守恒 凡是释放核能的核反应都有质量亏损 核子组成不同的原子核时 平均每个核子的质量亏损是不