23.原子核.doc

第二十二章第二十二章 原子核原子核 第一部分第一部分 教学纲要教学纲要 1 教学大纲 教学大纲 内 容 和 要 求演 示 粒子散射实验 A 原子的核式结构 B 模拟粒子散射实验现象 原子核的组成 A 天然放射性 A 射线 A 衰变 A 半衰期 A 原子核的人工转变 A 核反应 A 用计数器探测射线 用云室观察粒子的径迹 放射性同位素 A 放射性污染和防护 A 质量亏损 A 爱因斯坦质能方程 B 重核的裂变 A 链式反应 A 核反应堆 A 轻核的聚变 A 可控热核反应 A 人类对物质结构的认识 A 2 2 20032003 年高考物理年高考物理 考试说明考试说明 新课程版新课程版 内 容要求说 明 粒子散射实验 原子的核式结构 光子的发射 和吸收 天然放射现象 射线 射线 射线 半衰期 原子核的人工转变 质子的发现 中子的发现 原 子核的组成 核反应方程 放射性同位素及应用 放射性污染和防护 核能 质量亏损 爱因斯坦的质能方程 核反应堆 核电站 重核的裂变 链式反应 轻核的聚变 可控热核反应 3 3 新课标 新课标 1 了解人类探索原子结构的历史以及有关经典实验 2 知道原子核的组成 知道放射性和原子核的衰变 会用半衰期描述衰变 速度 知道半衰期的统计意义 3 知道 X 射线 射线 射线 射线及其特性 了解放射性同位素 的应用 知道射线的危害和防护 4 知道核力的性质 能简单解释轻核与重核内中子数 质子数具有不同比 例的原因 会根据质量数守恒和电荷守恒写出核反应方程 5 认识原子核的结合能 知道裂变反应和聚变反应 关注受控聚变反应研 究的进展 6 知道链式反应的发生条件 了解裂变反应堆的工作原理 了解常用裂变 反应堆的类型 知道核电站的工作模式 7 知道核聚变 关注可控聚变反应的研究进展 通过核能的利用 思考科 学技术与社会的关系 第一节第一节 原子的核式结构原子的核式结构 原子核原子核 教学要求 教学要求 一 了解原子的核式结构模型 1 知道原子结构的发展简史 类类 2 知道原子核式结构模型的内容 类类 3 了解粒子散射实验装置 知道粒子散射实验的结果 类类 4 理解粒子散射实验结果的解释 类类 二 了解原子核的组成 1 了解原子核的组成 类类 2 知道质子 中子 核子概念 类类 3 知道质子数 中子数 核子数 电荷数 质量数的关系 类类 三 了解同位素 1 知道同位素的概念 类类 2 知道同位素的物理和化学性质关系 类类 重点难点重点难点 重点 原子的核式结构模型 同位素 难点 粒子散射实验结果的解释 课时课时 1 题型示例 题型示例 示例示例 1 卢瑟福 粒子散射实验的结果 类 A 证明了质子的存在 B 证明了原子核是由质子和中了组成的 C 证明了原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核里 D 说明了原子中的电子只能在某些轨道上运动 答案 C 示例示例 2 下列说法中不正确的是 类 A 汤姆生首先发现了电子 证明了原子不是不可再分的 由此提出了枣糕 式原子模型 B 卢瑟福在汤姆生的原子模型基础上提出了原子的核式结构学说 C 在 粒子散射实验中 粒子在接近核的过程动能减小 电势能增大 在离开原子核的过程中动能增大 电势能减小 D 粒子散射实验的目的是 探测原子内正负电荷以及质量的分布情况 答案 B 第二节第二节 天然放射现象天然放射现象 衰变衰变 教学要求 教学要求 一 了解天然放射现象 1 知道天然放射现象 放射性 放射性元素 类类 2 了解天然放射现象的规律 知道天然放射现象的原因 类类 3 掌握三种射线的本质和特点 会区分它们的方法 类类 二 了解衰变 1 知道衰变和衰变及其本质 知道衰变规律 类类 2 能利用衰变规律解决有关问题 类类 3 理解半衰期的概念 知道半衰期的性质 类类 4 能利用半衰期解决有关问题 类类 重点难点重点难点 重点 三种射线的本质和特点 衰变规律 半衰期的概念和计算 难点 半衰期的概念 课时课时 1 题型示例 题型示例 示例示例 1 天然放射现象放出三种射线 即射线 射线和射线 则说 法不正确的是 类 A 使空气电离作用最强的是射线 B 贯穿物质本领最大的是射线 C 质量最大的是射线 D 速度最大的是射线 答案 B 示例示例 2 设某放射性同位素 A 的半衰期为 T 另一种放射性同位素 B 为半衰 期为 T 2 在初始时刻 A 的原子核数目为 NO B 的原子核数目为 4NO 则 类 A 经过时间 T A B 的原子核数目都等于 NO 2 B 经过时间 2T A B 的原子核数目都等于 NO 4 C 经过时间 3T A B 的原子核数目都等于 NO 8 D 经过时间 4T A B 的原子核数目都等于 NO 16 答案 B 第三节第三节 放射性同位素的应用放射性同位素的应用 教学要求 教学要求 一 知道什么是人工和天然放射性同位素 类类 二 了解放射性同位素的特点 了解放射性同位素的应用与防止 类类 重点难点重点难点 重点 放射性同位素的应用与防止 课时课时 1 题型示例 题型示例 示例示例 1 关于放射性同位素的应用 下面说法不正确的是 类 A 利用射线的穿透性检查金属制品 测量物体的密度和厚度 B 利用射线的电离本领消除有害的静电积累 C 利用射线的生理效应来消毒杀菌和医治肿瘤 D 利用放射性作示踪原子 答案 A 第四节第四节 核反应核反应 核能核能 教学要求 教学要求 一 了解核反应 1 知道原子核的人工转变 知道核反应的概念 类类 2 知道核反应遵循质量数和电荷数守恒 类类 3 会写核反应方程 类类 二 了解质能方程 1 知道核能概念 理解质量亏损概念 类类 2 了解质能方程 理解质量和能量的关系 类类 3 能根据质能方程计算核反应中释放的核能 类类 重点难点重点难点 重点 核反应方程 质能方程有关概念 核能的计算 难点 质量亏损概念 课时课时 1 题型示例 题型示例 示例示例 1下列核反应方程中 X 代表质子的方程是 类 Al 27 13 He 4 2 XP 30 15 He 4 2 N 14 7 XO 17 8 H 2 1 Xn 1 0 XH 3 1 He 4 2 n 1 0 A B C D 答案 D 示例示例 2 一个氘核和一个氚核结合成一个氦核的过程中释放出的能量是 E 已 知阿伏伽德罗常数为 N 则 2 氘和 3g 氚完全结合成氦的过程中释放出的 能量为 类 2N E N E 5N E 5 E N 答案 B 第五节第五节 裂变裂变 教学要求 教学要求 一 知道重核的裂变 知道裂变会释放巨大的能量 类类 二 知道铀核的裂变 知道链式反应 类类 三 了解核电站的有关知识 类类 重点难点重点难点 重点 重核的裂变 链式反应 难点 链式反应 课时课时 1 题型示例 题型示例 示例示例 1 现已建成的核电站利用的是 类 A 放射性元素衰变放出的能量 B 原子核人工转变时放出的能量 C 重核裂变放出的能量 D 轻核聚变放出的能量 答案 C 第六节第六节 轻核的聚变轻核的聚变 教学要求 教学要求 一 知道轻核的聚变 知道聚变会释放巨大的能量 类类 二 知道热核反应 知道热核反应的条件 类类 三 了解可控热核反应的有关知识 类类 重点难点重点难点 重点 轻核的聚变 热核反应的条件 课时课时 1 题型示例 题型示例 示例示例 1 下列核反应中 表示核聚变过程的是 类 ePP 0 1 30 14 30 15 nHeHH 1 0 4 2 3 1 2 1 eNC 0 1 14 7 14 6 HeThU 4 2 234 90 238 92 答案 B 第三部分第三部分 达标检测达标检测 1 卢瑟福 粒子散射实验的结果 类 A 证明了质子的存在 B 证明了原子核是由质子和中子组成的 C 证明了原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核里 D 说明了原子中的电子只能在某些轨道上运动 2 下列对原子结构的认识中 错误的是 类 A 原子中绝大部分是空的 原子核很小 B 电子在核外绕核旋转 向心力为库仑力 C 原子的全部正电荷都集中在原子核里 D 原子核的直径大约为 10 10m 3 卢瑟福 粒子散射实验的意义在于 类 A 说明了原子中正电荷是均匀分布的 B 揭示了原子核也有其本身结构 C 可以估算出原子核大小 D 奠定了原子核式结构的实验基础 4 关于 粒子散射实验的结果 下列说法中正确的是 类 A 绝大多数 粒子发生了较大的偏转 B 少数 粒子仍沿原方向前进 C 极少数 粒子偏转角超过 90 D 没有 粒子被弹回 5 在 粒子的散射实验中 没有考虑 粒子和电子相互碰撞的影响 这是因为 类 A 粒子和电子没有相互作用 B 粒子受到电子作用力的合力为零 因为原子中的电子是均匀分布的 C 粒子和电子的碰撞中损失的能量极少 完全可以忽略不计 D 电子体积极小 根本不会被 粒子所碰到 6 在卢瑟福的 粒子散射实验中 有少数 粒子发生大角度偏转 其原因是 类 A 原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上 B 正电荷在原子中是均匀分布的 C 原子中存在着带负电的电子 D 原子只能处于一系列不连续的能量状态中 7 卢瑟福和汤姆生提出的原子模型的主要区别不是 类 A 原子的成分不同 B 原子的质量分布不同 C 原子的电荷分布不同 D 原子内电子运动状态不同 8 下列说法中正确的有 类 A 汤姆生首先发现了电子 证明了原子不是不可再分的 由此提出了枣糕式原子 模型 B 卢瑟福在汤姆生的原子模型基础上提出了原子的核式结构学说 C 在 粒子散射实验中 粒子在接近核的过程动能减小 电势能增大 在离 开原子核的过程中动能增大 电势能减小 D 粒子散射实验的目的是 探测原子内正负电荷以及质量的分布情况 9 下列叙述中 不符合物理学史的有 类 托马斯 杨通过对光的干涉研究 证实了光具有波动性 爱因斯坦为了解释光电效应的规律 提出了光子说 卢瑟福通过对 粒子散射的研究 提出了原子的核式结构学说 贝克勒耳通过对天然放射性的研究 发现原子是由质子和中子组成的 10 在 粒子散射实验中 当 粒子最接近原子核时 下列说法中错误的是 类 粒子的电势能最小 粒子的动能最小 粒子的动量最小 粒子受到的斥力最小 11 在 粒子散射实验中使少数 粒子产生大角度偏转的作用力是金原子核对粒子 的 类 A 万有引力 B 库仑力 C 磁场力 D 核力 12 下列对氕 氘 氚说法不正确的是 类 A 具有相等的质子数 B 具有相等的中子数 C 具有相等的电子数 D 在元素周期表中处于同一位置 13 天然放射现象的发现揭示了 类 A 原子不可再分 B 原子的核式结构 C 原子核还可再分 D 原子核由质子和中子组成 14 放射性元素放出的三种射线 按穿透能力由强到弱排列正确的是 类 A 粒子 粒子 射线 B 粒子 粒子 射线 C 射线 粒子 粒子 D 射线 粒子 粒子 15 关于 射线的下列说法中正确的是 类 A 它是从原子放射出来的 B 它是高速电子流 C 它通过空气时电离作用很强 D 它不能贯穿厚纸板 16 关于 射线说法错误的是 类 A 射线是处于激发状态的原子核放射的 B 射线的贯穿能力最强 可用做工业透视 C 射线是高速中子流 中子不带电 所以极易穿透物质 D 射线是高能电磁波 17 以下哪些实验现象可以说明原子核内部有复杂的结构 类 A 粒子散射实验 B 光电效应 C 原子的线状光谱 D 天然放射现象 18 天然放射现象放出三种射线 即射线 射线和射线 则说法不正确的 是 类 A 使空气电离作用最强的是射线 B 贯穿物质本领最大的是射线 C 质量最大的是射线 D 速度最大的是射线 19 用哪种方法可以减缓放射性元素的衰变 类 A 把该元素放在低温处 B 把该元素密封在很厚的铅盒子里 C 把该元素同其他的稳定元素结合成化合物 D 上述各种方法无法减缓放射元素的衰变 20 钍 经过一系列和衰变 变成 铅 下列说法错误的是Th 232 90 Pb 208 82 类 A 铅核比钍核少 8 个质子 B 铅核比钍核少 16 个中子 C 共经过 4 次衰变和 6 次衰变 D 共经过 6 次衰变和 4 次衰变 21 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 剩下的质量之比 mA mB为 类 A 30 31 B 31 30 C 1 2 D 2 1 22 氡 222 衰变为钋 218 的半衰期为 3 8 天 20g 氡 222 经过 7 6 天后还剩下 类 A 10g B 5g C 2 5g D 1 25g 23 设某放射性同位素 A 的半衰期为 T 另一种放射性同位素 B 为半衰期为 T 2 在 初始时刻 A 的原子核数目为 NO B 的原子核数目为 4NO 则 类 A 经过时间 T A B 的原子核数目都等于 NO 2 B 经过时间 2T A B 的原子核数目都等于 NO 4 C 经过时间 3T A B 的原子核数目都等于 NO 8 D 经过时间 4T A B 的原子核数目都等于 NO 16 24 一块氡 222 放在天平的左盘时 需在天平的右盘加444g 砝码 天平才能处 于平衡 氡 222 发生衰变 经过一个半衰期以后 欲使天平再次平衡 应从右盘 中取出的砝码为 类 A 220g B 8g C 2g D 4g 25 关于 射线 下列说法正确的是 类 三种射线是波长不同的电磁波 按速度由大到小排列的顺序是 按电离作用由强到弱排列的顺序是 按穿透作用由强到弱排列的顺序是 26 放射性元素的半衰期是 类 A 质量减少一半需要的时间 B 原子量减少一半需要的时间 C 原子核衰变一半需要时间 D 原子核有半数发生衰变需要的时间 27 1965 年我国科学家首次用人工方法合成的牛胰岛素与天然牛胰岛素是同一种物质 所使用的鉴别技术是 类 A 光谱分析 B 同位素示踪原子 C 微电子技术 D 纳米技术 28 是磷的放射性同位素 它能进行 衰变 衰变中放出的正电子来自于P 30 15 类 A 原子的内层电子 B 原子核内的电子 C 原子核内的一个中子变成一个质子时所放出的电子 D 原子核内的一个质子变成一个中子时所放出的电子 29 粒子轰击硼生成氮 13 和 x 粒子 氮 13 具有放射性 放出 y 粒子并生成碳 13 粒子 x 和 y 分别是 类 A 质子和中子 B 质子和电子 C 中子和正电子 D 电子和中子 30 某原子核内有核子 N 个 其中包含中子 n 个 当该核俘获一个中子后 放出一个 粒 子和一个 粒子 它自身转成一个新的原子核 可知这个新的原子核 类 A 有中子 n 1 个 C 核子数是 n 3 个 B 有中子 n 2 个 D 原子序数是 N n 2 31 某放射性元素的样品 在 21 天里衰减掉 7 8 则他的半衰期是 类 A 3 天 B 5 25 天 C 7 天 D 10 5 天 32 在下列的四个方程中 X1 X2 X3和 X4各代表某种粒子 以下判断正确的是 类 A X1是中子 B X2是质子 C X3是 粒子 D X4是氘核 33 放射性元素发生衰变时 放出一个负电子 这个负电子 类 A 是核外电子从内层轨道跃迁出来的 B 是核内电子受激发而辐射出来的 C 是核内的一个中子发生衰变而放出的 D 是核内的一个质子发生衰变而放出的 34 衰变成铅的过程中 下面叙述不正确的是 类 U 238 92 Pb 206 82 A 经过了 8 次衰变和 6 次衰变 B 中子减少了 22 个 C 质子减少了 16 个 D 有 6 个中子转化为质子 35 下列核反应方程中 X 代表质子的方程是 类 Al 27 13 He 4 2 XP 30 15 He 4 2 N 14 7 XO 17 8 H 2 1 Xn 1 0 XH 3 1 He 4 2 n 1 0 A B C D 36 由原子核的衰变规律可知 类 A 放射性元素一次衰变可同时产生 射线和 射线 B 放射性元素发生 衰变 新核的化学性质不变 C 放射性元素衰变的速率跟它所处的物理 化学状态无关 D 放射性元素发生正电子衰变时 新核质量数不变 核电荷数增加 1 37 某放射性原子核 A 经一次 衰变成为 B 再经一次 衰变成为 C 则 类 A 原子核 C 的中子数比 A 少 2 B 原子核 C 的质子数比 A 少 1 C 原子核 C 的中子数比 B 少 2 D 原子核 C 的质子数比 B 少 1 38 放射性同位素可做示踪原子 例如 在医学上可以确定肿瘤的位置等等 今有四种不同 的放射性同位素 R P Q S 它们的半衰期分别为半年 38 天 15 天和 2 天 则应选用 的同位素是 类 A S B Q C P D R 39 在匀强磁场里原来静止的放射性碳 14 原子 它所放射的粒子与反冲核的径迹是两个 相切的圆 圆的半径之比 7 1 如图 97 1 所示 那么碳 14 的衰变方程是 类 A B BeHeC 10 4 4 2 14 6 BeC 14 5 0 1 14 6 C D NeC 14 7 0 1 14 6 BHC 12 5 2 1 14 6 40 关于放射性同位素的应用 下面说法不正确的是 类 A 利用射线的穿透性检查金属制品 测量物体的密度和厚度 B 利用射线的电离本领消除有害的静电积累 C 利用射线的生理效应来消毒杀菌和医治肿瘤 D 利用放射性作示踪原子 41 有关放射性同位素的下列说法中正确的是 类 P 30 15 A 与互为同位素 P 30 15 X 30 14 B 与其同位素有不相同的化学性质 P 30 15 C 用制成化合物后它的半衰期变短 P 30 15 D 含有的磷肥释放正电子 可用来做示踪原子 以能观察磷肥对植物的影响 P 30 15 42 关于放射性同位素的应用 下列说法中正确的是 类 A 做示踪原子是利用放射性同位素的贯穿能力很强的性质 B 做示踪原子是利用放射性同位素的电离能力很强的性质 C 射线探伤利用了射线贯穿能力很强的性质 D 射线探伤利用了射线电离能力很强的性质 43 关于放射性同位素 下列说法不正确的是 类 A 每一种放射性同位素都有一定的半衰期 B 每一种元素不一定都有放射性同位素 C 一种元素的几种放射性同位素的化学性质相同 物理性质不同 D 互称同位素的原子一定含有相同的质子数和不同的中子数 44 下列说法正确的是 类 A 自由核子结合成原子核时 一定遵守质量守恒 B 在发生核反应时 反应前物质的总质量一定等于反应后所生成物质的总质量 C 发生核反应时 反应前的总质量大于反应后的总质量 这个反应是放能反应 D 发生核反应时 反应前的总质量大于反应后的总质量 这个反应必须吸收能量 才能发生核反应 45 对公式 E mc2的不正确理解是 类 A 如果物体的能量减少了 E 它的质量也一定相应减少 m B 如果物体的质量增加了 m 它的能量也一定相应增加 mc2 C m 是某原子核在衰变过程中增加的质量 D 在把核子结合成原子核时 若放出的能量是 E 则这些核子质量和与组成原子 核的质量之差就是 m 46 下列核反应中 表示核聚变过程的是 类 ePP 0 1 30 14 30 15 nHeHH 1 0 4 2 3 1 2 1 eNC 0 1 14 7 14 6 HeThU 4 2 234 90 238 92 47 一个氘核和一个氚核结合成一个氦核的过程中释放出的能量是 E 已知阿伏伽德罗 常数为 N 则 2 氘和 3g 氚完全结合成氦的过程中释放出的能量为 类 2N E N E 5N E 5 E N 48 氘核 和氚核 聚合成氦 的核反应方程如H 2 1 H 3 1 He 4 2 H 2 1 设氘核质量为 m1 氚核质量为 m2 氦核的质量为 m3 中子的质 H 3 1 nH