创新设计浙江鸭高考物理总复习第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

1、第第4课时原子核课时原子核基础过关基础过关1.原子核的组成原子核的组成(1)质子的发现：质子的发现：1919年，卢瑟福用年，卢瑟福用_轰击氮原子核发现轰击氮原子核发现了质子，质子是了质子，质子是_的组成部分。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，但_的粒子，称为中子。查德威克利用云室进行的粒子，称为中子。查德威克利用云室进行实验验证了实验验证了_的存在，中子是原子核的组成部分。的存在，中子是原子核的组成部分。(3)原子核的组成：原子核由原子核的组成：原子核由_组成，质子和中子组成，质子和中子统称为统称为_。

2、考点一放射性元素的衰变考点一放射性元素的衰变(/c)粒子粒子原子核原子核相同相同不带电不带电中子中子质子和中子质子和中子核子核子质子数质子数中子数中子数同一位置同一位置2.天然放射现象天然放射现象(1)天然放射现象天然放射现象元素元素_地放出射线的现象，首先由贝克勒尔发现。天然放射地放出射线的现象，首先由贝克勒尔发现。天然放射现象的发现，说明现象的发现，说明_具有复杂的结构。具有复杂的结构。(2)放射性和放射性元素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物质发射某种看不见的射线的性质叫_。具有放射性的元。具有放射性的元素叫素叫_元素。元素。(3)三种射线：放射性元素放射出的射线共有三

3、种，分别是三种射线：放射性元素放射出的射线共有三种，分别是_、 _、 _。自发自发原子核原子核放射性放射性放射性放射性射线射线射线射线射线射线(4)放射性同位素的应用与防护放射性同位素的应用与防护放射性同位素：有放射性同位素：有_放射性同位素和放射性同位素和_放射性同位素两放射性同位素两类，放射性同位素的化学性质相同。类，放射性同位素的化学性质相同。应用：消除静电、工业探伤、作应用：消除静电、工业探伤、作_等。等。防护：防止放射性对人体组织的伤害。防护：防止放射性对人体组织的伤害。天然天然人工人工示踪原子示踪原子原子核原子核原子核原子核半数半数物理物理化学状态化学状态答案答案c2.(多选多选)

4、关于天然放射性，下列说法中正确的是关于天然放射性，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放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性d.、和和三种射线中，三种射线中，射线的穿透能力最强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一个原子核在一次衰变中可同时放出、和和三种射线三种射线解析原子序数大于或等于解析原子序数大于或等于83的元素，都能发生衰变，而原子序的元素，都能发生衰变，而原子序数小于数小于83的部分元素也能发生衰变，故的部分

5、元素也能发生衰变，故a选项错误；放射性元素选项错误；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，故无关，故b、c选项正确；在选项正确；在、三种射线中，三种射线中，、为带电粒为带电粒子，穿透本领较弱，子，穿透本领较弱，射线不带电，具有较强的穿透本领，故射线不带电，具有较强的穿透本领，故d选选项正确；一个原子核不能同时发生项正确；一个原子核不能同时发生和和衰变，故衰变，故e选项错误。选项错误。答案答案bcd要点突破要点突破要点衰变与半衰期要点衰变与半衰期1.衰变和衰变和衰变的比较衰变的比较【例题】【例题】 在轧制钢

6、板时需要动态地监测钢板厚度，其检测装置由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是()a.x射线射线 b.射线射线 c.线射线射 d.射线射线解析放射源发出的只有解析放射源发出的只有、三种射线，故选项三种射线，故选项a错误；在错误；在、三种射线中，只有三种射线中，只有射线能穿过钢板，故选项射线能穿过钢板，故选项b、c错误，错误，d正确。正确。答案答案d精练题组精练题组1.(多选多选)氢有三种同位素，分别是氕氢有三种同位素，分别是氕(h)、氘、氘(h)、氚、氚(h)，则，则()a

7、.它们的质子数相等它们的质子数相等b.它们的核外电子数相等它们的核外电子数相等c.它们的核子数相等它们的核子数相等d.它们的化学性质相同它们的化学性质相同解析氕、氘、氚的核子数分别为解析氕、氘、氚的核子数分别为1、2、3，质子数和核外电子，质子数和核外电子数均相同，都是数均相同，都是1，中子数等于核子数减去质子数，故中子数各，中子数等于核子数减去质子数，故中子数各不相同，不相同，a、b两项正确；同位素化学性质相同，只是物理性质两项正确；同位素化学性质相同，只是物理性质不同，不同，d正确。正确。答案答案abd2.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人类探测月球时发现，在月球的土

8、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应表示为()解析氦的同位素质子数一定相同，质量数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，故应表示为he，因此，因此b正确。正确。答案答案b3.下列有关半衰期的说法正确的是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放射性元素的样品不断衰变，随

9、着剩下未衰变的原子核的减少，元素的半衰期也变短少，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

10、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，故它所处的物理状态或化学状态无关，故a正确，正确，b、c、d错误。错误。答案答案a4.(多选多选)对天然放射现象，下列说法正确的是对天然放射现象，下列说法正确的是()a.粒子带正电，所以粒子带正电，所以射线一定是从原子核中射出的射线一定是从原子核中射出的b.粒子带负电，所以粒子带负电，所以射线有可能是核外电子射线有可能是核外电子c.粒子是光子，所以粒子是光子，所以射线有可能是原子发光产生的射线有可能是原子发光产生的d.射线、射线、射线、射线、射线都是从原子核内部释放出来的射线都是从原子核内部释放出来的解析解

11、析粒子是由原子核中粒子是由原子核中2个质子与个质子与2个中子相结合产生的，是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，所以氦核，因原子核外只有带负电的电子，所以a是正确的；是正确的；粒子是粒子是电子流，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，所以射出的，所以b选项不对；选项不对；是光子，是原子核从高能态跃迁到低是光子，是原子核从高能态跃迁到低能态时辐射出来的，能态时辐射出来的，c不对，选项不对，选项d是正确的；天然放射现象中放是正确的；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，故本射

12、出来的三种射线都是原子核内部发生衰变时释放出来的，故本题正确答案为题正确答案为a、d。答案答案ad解析由质量数守恒和电荷数守恒得：解析由质量数守恒和电荷数守恒得：2382224m，92862mn，联立解得：，联立解得：m4，n2。答案答案b基础过关基础过关1.探测方法探测方法(1)组成射线的粒子会使气体或液体组成射线的粒子会使气体或液体_，以这些离子为核心，以这些离子为核心，过饱和的蒸气会产生过饱和的蒸气会产生_，过热液体会产生，过热液体会产生_。(2)射线能使照相乳胶射线能使照相乳胶_。(3)射线能使荧光物质产生射线能使荧光物质产生_。考点二核力与结合能考点二核力与结合能(/c)电离电离雾滴

13、雾滴气泡气泡感光感光荧光荧光2.探测仪器探测仪器(1)威耳逊云室：威耳逊云室：原理：粒子在云室内气体中飞过，使沿途的原理：粒子在云室内气体中飞过，使沿途的气体分子气体分子_，过饱和酒精蒸气就会以这些离子为核心凝结成，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。，于是显示出射线的径迹。电离电离雾滴雾滴直而粗直而粗弯曲弯曲(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里装的是_，如液态氢。，如液态氢。粒子通过粒子通过_液体时，在它的周围产生液体时，在它的周围产生_而形成粒子的径迹。而形成粒子的径迹。(

14、3)盖革盖革米勒计数器：米勒计数器：优点：优点：gm计数器非常计数器非常_，使用方便。，使用方便。缺点：只能用来缺点：只能用来_，不能区分，不能区分_。液体液体过热过热气泡气泡灵敏灵敏计数计数射线的种类射线的种类3.放射性同位素的应用与防护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、医疗方面的应用射线：应用射线可以测厚度、医疗方面的_、照、照射种子培育优良品种等。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，要借助于于_。(3)辐射与安全：人类一直生活在放射性的环境中，辐射与安全：人类一直生活在放射

15、性的环境中，_的射线的射线对人体组织有破坏作用。要防止对人体组织有破坏作用。要防止_对水源、空气、用对水源、空气、用具等的污染。具等的污染。放射治疗放射治疗示踪原子示踪原子过量过量放射性物质放射性物质4.核力核力(1)定义：定义：原子核内部，核子间所特有的相互作用力。原子核内部，核子间所特有的相互作用力。(2)特点：特点：核力是强相互作用的一种表现；核力是强相互作用的一种表现；核力是短程力，作用范围在核力是短程力，作用范围在1.51015m之内；之内；每个核子只跟它的相邻核子间才有核力作用。每个核子只跟它的相邻核子间才有核力作用。5.结合能结合能核子结合为原子核时核子结合为原子核时_的能量或原

16、子核分解为核子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。的能量，叫做原子核的结合能，亦称核能。6.质能方程、质量亏损质能方程、质量亏损爱因斯坦质能方程爱因斯坦质能方程e_，原子核的质量必然比组成它的核子，原子核的质量必然比组成它的核子的质量和要小的质量和要小m，这就是质量亏损。由质量亏损可求出释放的，这就是质量亏损。由质量亏损可求出释放的核能核能e_。释放释放吸收吸收mc2mc2【过关演练】【过关演练】1.质子、中子和氘核的质量分别为质子、中子和氘核的质量分别为m1、m2和和m3，当一个质子和一，当一个质子和一个中子结合成氘核时，释放的能量是个中子结合成氘核时，释放的

17、能量是(c表示真空中的光速表示真空中的光速)()a.(m1m2m1)c b.(m1m2m3)cc.(m1m2m3)c2 d.(m1m2m3)c2答案答案c2.图中曲线图中曲线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判断可能正确的是()a.a、b为为粒子的径迹粒子的径迹b.a、b为为粒子的径迹粒子的径迹c.c、d为为粒子的径迹粒子的径迹d.c、d为为粒子的径迹粒子的径迹解析解析粒子不带电，不会发生偏转，故粒子不带电，不会发生偏转

18、，故b错；由左手定则可错；由左手定则可判定，判定，a、b粒子带正电，粒子带正电，c、d粒子带负电，又知粒子带负电，又知粒子带正电，粒子带正电，粒子带负电，故粒子带负电，故a、c均错，均错，d正确。正确。答案答案d要点突破要点突破要点一质能方程、质量亏损要点一质能方程、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，质比关

19、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。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这就是质量亏损，由质量亏损可求出释放的核能emc2。核。核子在结合成原子核时出现质量亏损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，其能量也要相应减少，即即emc2；原子核分解成核子时要吸收一定的能量，相应的；原子核分解成核子时要吸收一定的能量，相应的质量增

20、加质量增加m，吸收的能量为，吸收的能量为emc2。3.质能方程的三个易错点：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亏损并不是质量消失，只是静止质量变成了运动的质量；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；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。在数值上有联系。【例【例1】 ( (多选多选)关于质能方程，下列哪些说法是正确的关于质能方程，下列哪些说法是正确的()a.质量减少，能量就会增加，在一定

21、条件下质量转化为能量质量减少，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解析质能方程emc2表明某一定量的质量与一定量的能量是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，相联系的，当物体获得一定的能量，即能量增加某一定

22、值时，它的质量也相应增加一定值，并可根据它的质量也相应增加一定值，并可根据emc2进行计算，进行计算，故故b、d对。对。答案答案bd要点二核能的计算方法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：即根据爱因斯坦质能方程列式计算：即emc2(m的单位：的单位：kg)。2.根据根据1原子质量单位原子质量单位(u)相当于相当于931.5兆电子伏能量，则兆电子伏能量，则em931.5 mev(m的单位：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

23、算核能。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解析衰变后的质量亏损为m(226.025 4222.017 54.002 6)u0.005 3 u。因为。因为1 u相当于相当于931.5 mev，因此释放的能量为，因此释放的能量为e0.005 3931.5 mev4.937 0 mev4.937 0106 ev。答案答案4.937 0106 ev精练题组精练题组1.用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确的是()a.a是是粒子的径迹，粒子的径迹，b是质子的径迹，是质子的径迹，c是新核的径迹是新核的径

24、迹b.b是是粒子的径迹，粒子的径迹，a是质子的径迹，是质子的径迹，c是新核的径迹是新核的径迹c.c是是粒子的径迹，粒子的径迹，a是质子的径迹，是质子的径迹，b是新核的径迹是新核的径迹d.b是是粒子的径迹，粒子的径迹，c是质子的径迹，是质子的径迹，a是新核的径迹是新核的径迹答案答案d答案答案bd3.医学界通过医学界通过14c标记的标记的c60发现一种发现一种c60的羧酸衍生物，在特定条的羧酸衍生物，在特定条件下可以通过断裂件下可以通过断裂dna抑制艾滋病病毒的繁殖，则抑制艾滋病病毒的繁殖，则14c的用途是的用途是()a.示踪原子示踪原子 b.电离作用电离作用c.催化作用催化作用 d.贯穿作用贯穿

25、作用解析解析用用14c标记标记c60来查明元素的行踪，发现可以通过断裂来查明元素的行踪，发现可以通过断裂dna抑制艾滋病病毒的繁殖，因此抑制艾滋病病毒的繁殖，因此14c的作用是作示踪原子，故的作用是作示踪原子，故选项选项a正确。正确。答案答案a4.(多选多选)以下说法中正确的是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

26、核力是短程力，每个核子只跟邻近的核子发生核力作解析核力是短程力，每个核子只跟邻近的核子发生核力作用，核力在大于用，核力在大于0.81015 m时表现为引力，而在距离小于时表现为引力，而在距离小于0.81015 m时表现为斥力，所以时表现为斥力，所以a、b正确，正确，c错误；原子核错误；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，子结合也不一定牢固，d错误。错误。答案答案ab答案答案(1)见解析见解析(2)5.034 mev基础过关基础过关1.重核裂变重核裂变(1)定义：质量数较大的原子核受到高能粒子的轰击而分

27、裂成几定义：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。个质量数较小的原子核的过程。(2)典型的裂变反应方程：典型的裂变反应方程：(3)链式反应：由重核裂变产生的链式反应：由重核裂变产生的_使裂变反应一代接一代继使裂变反应一代接一代继续下去的过程。续下去的过程。(4)临界体积和临界质量：裂变物质能够发生临界体积和临界质量：裂变物质能够发生_的最小体的最小体积及其相应的质量。积及其相应的质量。(5)裂变的应用：裂变的应用：_、核反应堆。、核反应堆。(6)反应堆构造：核燃料、减速剂、反应堆构造：核燃料、减速剂、_、防护层。、防护层。考点三核裂变、核聚变考点三核裂变、核聚变(/c)中子中子链式反应链式反应原子弹原子弹镉棒镉棒2.轻核聚变轻核聚变(1)定义：两轻核结合成定义：两轻核结合成_的核的反应过程。轻核聚变反的核的反应过程。轻核聚变反应必须在高温下进行，因此又叫应必须在高温下进行，因此又叫_。(2)典型的聚变反应方程：典型的聚变反应方程：质量较大质量较大热核反应热核反应4.粒子和宇宙粒子和宇宙(1)“基本粒子基本粒子”不基本不基本直到直到19世纪末，人们称光子、电子、世纪末，人们称光子、电子、_和和_是基本粒子。是基本粒子。(2)发现