高考物理大一轮复习 第十二章 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 一 原子核 天然放射现象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 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 自发 原子核 放射性 放射性 3 三种射线 放射性元素放射出的射线共有三种 分别是 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 射线 射线 射线 天然 人工 示踪原子 3 原子核的衰变 原子核 原子核 半数 物理 化学状态 二 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 三 核力与结合能1 核力 原子核内部 核子间所特有的相互作用力 2 核力的特点 1 核力是强相互作用的一种表现 2 核力是短程力 作用范围在1 5 10 15m之内 3 每个核子只跟它的相邻核子间才有核力作用 3 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 4 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 中子 链式反应 原子弹 镉棒 质量较大 热核反应 3 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 思考判断 1 人们认识原子核具有复杂结构是从卢瑟福发现质子开始的 2 如果某放射性元素的原子核有100个 经过一个半衰期后还剩50个 3 原子序数小于83的元素都没有放射性 4 射线是一种高能粒子流 可以用来工业探伤 5 原子核发生 衰变时放出一个电子 说明原子核内有电子 6 爱因斯坦质能方程反映了物体的质量和能量可以相互转化 7 核反应遵循质量数守恒而不是质量守恒 也遵循电荷数守恒 8 轻核聚变须达到几百万摄氏度以上的高温 自然界不存在轻核聚变 考点一放射性元素的衰变 c 要点突破 1 衰变和 衰变的比较 典例剖析 例1 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 解析由质量数守恒和电荷数守恒得 238 222 4m 92 86 2m n 联立解得 m 4 n 2 答案b 针对训练 1 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正确 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选项错误 是光子 是原子核从高能态跃迁到低能态时辐射出来的 c错误 选项d正确 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 答案c 考点二核力与结合能 c 要点突破 1 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 2 核能的计算方法 1 根据爱因斯坦质能方程列式计算 即 e mc2 m的单位 kg 2 根据1u相当于931 5mev 则 e m 931 5mev m的单位 u 1u 1 6606 10 27kg 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 典例剖析 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e mc2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 e mc2进行计算 故b d正确 答案bd 解析衰变后的质量亏损为 m 226 0254 222 0175 4 0026 u 0 0053u 因为1u相当于931 5mev 因此释放的能量为 e 0 0053 931 5mev 4 9370mev 4 9370 106ev 答案4 9370 106ev 针对训练 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 m1 m2 m1 cb m1 m2 m3 cc m1 m2 m3 c2d m1 m2 m3 c2 答案c 答案 1 见解析 2 5 034mev 考点三核裂变 核聚变 c 要点突破 1 核反应的四种类型 2 书写核反应方程时应注意 1 必须遵守电荷数守恒 质量数守恒规律 2 核反应方程中的箭头 表示核反应进行的方向 不能把箭头写成等号 典例剖析 例1 一个氘核和一个氚核经过反应后生成一个氦核和一个中子 同时放出一个 光子 已知氘核 氚核 中子 氦核的质量分别为m1 m2 m3 m4 普朗克常量为h 真空中的光速为c 下列说法中正确的是 答案a 答案b 答案ac 答案ac 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 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 3 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错误 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