高中物理-22章3节原子核复习课件-新人教版选修3

1、第三节 原子核第一页，编辑于星期四：二十三点 四十三分。根底知识梳理一、原子核的组成1原子核由 和 组成，两者统称为 2原子核常用ZAX表示，X为元素符号，上角标A表示核的质量数，下角标Z表示核的 (原子序数)质子中子核子电荷数第二页，编辑于星期四：二十三点 四十三分。根底知识梳理3同位素是具有相同的 而 不同的原子核，在元素周期表中处于同一位置二、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 发 现天然放射现象的发现，说明 还具有复杂的结构中子数质子数贝克勒尔原子核自发第三页，编辑于星期四：二十三点 四十三分。根底知识梳理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

2、，具有放射性的元素叫 通过对放射现象的研究，人们发现原子序数 的所有天然存在的元素都有放射性，原子序数 的天然存在的元素有些也具有放射性，它们放射出的射线共有3种放射性元素放射性大于83小于83第四页，编辑于星期四：二十三点 四十三分。根底知识梳理3三种射线：放射性元素放射出的射线共有三种，分别是 、 、 三、原子核的衰变1衰变：原子核自发地放出某种粒子而转变成 的变化可分为 、 ，并伴随着射线放出射线射线射线衰变衰变新核第五页，编辑于星期四：二十三点 四十三分。根底知识梳理2半衰期：放射性元素的原子核有发生衰变所需要的时间四、核能1核反响：在核物理学中，原子核在其他粒子的轰击下产生新 的过程

3、在核反响中， 守恒， 守恒原子核电荷数质量数半数第六页，编辑于星期四：二十三点 四十三分。根底知识梳理2核力(1)概念：组成原子核的 之间存在的作用力(2)核力特点核力是 (强力)的一种表现，在它的作用范围内，核力比库仑力大得多强相互作用核子第七页，编辑于星期四：二十三点 四十三分。根底知识梳理核力是 力，作用范围在1.51015 m之内每个核子只跟 的核子发生核力作用，这种性质称为核力的饱和性短程相邻第八页，编辑于星期四：二十三点 四十三分。根底知识梳理3.质量亏损(1)爱因斯坦质能方程： .(2)质量亏损：原子核的质量 组成它的核子的质量之和的现象Emc2小于第九页，编辑于星期四：二十三点

4、 四十三分。根底知识梳理五、核裂变和核聚变1重核裂变(1)定义：使重核分裂成 的原子核的核反响(2)铀核裂变：用中子轰击铀核时，铀核发生裂变，一种典型的反响是生成钡和氪，同时放出三个中子，核反响方程为 92235U01n 56144Ba3689Kr301n.质量较小第十页，编辑于星期四：二十三点 四十三分。根底知识梳理(3)链式反响：由重核裂变产生中子使裂变反响一代接一代继续下去的过程叫做核裂变的链式反响(4)链式反响的条件：要有足够浓度的235U；铀块体积需 临界体积，或铀块质量 临界质量大于大于第十一页，编辑于星期四：二十三点 四十三分。根底知识梳理(5)核反响堆核反响堆是人工控制的 反响

5、的装置铀235俘获慢中子发生链式反响，用来使中子减速的物体叫慢化剂，常见的有石墨、重水、普通水反响堆中的 的作用是控制链式反响的速度链式镉棒第十二页，编辑于星期四：二十三点 四十三分。根底知识梳理2轻核聚变(1)定义：两个轻核结合成 的核，这样的核反响叫聚变(2)聚变发生的条件：使物体到达几百万度的高温较重第十三页，编辑于星期四：二十三点 四十三分。一、三种射线的比较与衰变次数的计算1三种射线课堂互动讲练第十四页，编辑于星期四：二十三点 四十三分。课堂互动讲练在电磁场中偏转偏转不偏转贯穿本领最弱，用纸能挡住较强，穿透几毫米的铝板最强，穿透几厘米的铅板对空气的电离作用很强较弱很弱在空气中的径迹粗

6、、短、直细、较长、曲折最长第十五页，编辑于星期四：二十三点 四十三分。课堂互动讲练2.衰变次数的计算(1)对象：一个放射性元素的原子核发生衰变(或衰变)变成新的原子核，而新原子核仍有放射性可能又会发生某种衰变，经过假设干次变化，最终变为某一稳定的原子核，在此过程中共发生了多少次衰变和衰变，是经常面临的问题第十六页，编辑于星期四：二十三点 四十三分。课堂互动讲练(2)依据：电荷数和质量数守恒(3)方法：根据衰变不改变质量数的特点，可依据反响原子核与最终原子核的质量数改变确定衰变的次数，然后计算出电荷数的改变由其差值可确定衰变的次数第十七页，编辑于星期四：二十三点 四十三分。课堂互动讲练3在计算衰

7、变次数时，注意以下方法(1)确定开始时的原子核和最终的原子核(2)确定质量数的改变，得出衰变的次数(3)由衰变次数得出核电荷数的变化，根据实际中电荷数的改变确定衰变的次数第十八页，编辑于星期四：二十三点 四十三分。1.(2021年广东江门模拟)天然放射性元素 90232Th(钍)经过一系列衰变和衰变之后，变成 82208Pb(铅)以下论断中正确的选项是()课堂互动讲练即时应用第十九页，编辑于星期四：二十三点 四十三分。课堂互动讲练A铅核比钍核少24个中子B铅核比钍核少8个质子C衰变过程中共有4次衰变和8次衰变D衰变过程中共有6次衰变和4次衰变第二十页，编辑于星期四：二十三点 四十三分。课堂互动

8、讲练解析：选BD.铅核核子数比钍核核子数少24个，而不是中子数少24个，A项错；铅核质子数为82，钍核质子数为90，故铅核比钍核少8个质子，B项对；钍核的衰变方程为：第二十一页，编辑于星期四：二十三点 四十三分。课堂互动讲练90232Th 82208Pbx24Hey10e，式中x、y分别为和的衰变次数由质量数守恒和电荷数守恒有即衰变过程中共有6次衰变和4次衰变，C项错而D项对综上所述，此题正确选项为B、D.第二十二页，编辑于星期四：二十三点 四十三分。课堂互动讲练二、核反响四种类型1衰变和衰变的比较衰变类型衰变衰变衰变方程ZMXZ2M4Y24HeZMXZ1 MY10e衰变实质2个质子和2个中子

9、结合成一个整体射出中子转化为质子和电子211H201n24He01n11H10e衰变规律电荷数守恒、质量数守恒第二十三页，编辑于星期四：二十三点 四十三分。课堂互动讲练2.衰变：衰变是伴随着衰变或衰变同时发生的，衰变不改变原子核的电荷数和质量数其实质是放射性原子核在发生衰变或衰变过程中，产生的新核由于具有过多的能量(核处于激发态)而辐射出光子第二十四页，编辑于星期四：二十三点 四十三分。课堂互动讲练3.核反响四种类型比较第二十五页，编辑于星期四：二十三点 四十三分。课堂互动讲练第二十六页，编辑于星期四：二十三点 四十三分。课堂互动讲练1.核反响过程一般都是不可逆的，所以核反响方程只能用单向箭头

10、表示反响方向，不能用等号连接2核反响的生成物一定要以实验为根底，不能凭空只依据两个守恒定律杜撰出生成物来写核反响方程3核反响方程遵循质量数守恒而不是质量守恒特别提醒第二十七页，编辑于星期四：二十三点 四十三分。课堂互动讲练4半衰期用N0、m0分别表示衰变前的原子数目和质量，N、m分别表示衰变后剩余的原子核的数目和质量，为半衰期，t表示衰变过程第二十八页，编辑于星期四：二十三点 四十三分。课堂互动讲练半衰期由放射性元素的原子核内部本身的因素决定，跟原子所处的物理状态(如压强、温度等)或化学状态(如单质或化合物)无关特别提醒第二十九页，编辑于星期四：二十三点 四十三分。2.(2021年高考天津卷)

11、以下说法正确的选项是()A. 715N11H 612C24He是衰变方程B11H12H23He是核聚变反响方程课堂互动讲练即时应用第三十页，编辑于星期四：二十三点 四十三分。课堂互动讲练C. 92238U 90234Th24He是核裂变反响方程D24He1327Al1530P01n是原子核的人工转变方程第三十一页，编辑于星期四：二十三点 四十三分。课堂互动讲练解析：选BD.核反响类型分四种，核反响的方程特点各有不同，衰变方程的左边只有一个原子核，右边出现或粒子聚变方程的左边是两个轻核反响，右边是中等原子核裂变方程的左边是重核与中子反响，右边是中等原子核人工核转变方程的左边是氦核与常见元素的原子

12、核反响，右边也是常见元素的原子核，由此可知B、D两选项正确第三十二页，编辑于星期四：二十三点 四十三分。课堂互动讲练三、核能的产生和计算1获得核能的途径(1)重核裂变：某些重核分裂成中等质量的核的反响过程，同时释放大量的核能要使铀235发生链式反响以持续地输出能量，铀块的体积应大于它的临界体积重核的裂变：如 92235U01n3890Sr 54136Xe1001n应用：原子弹、核反响堆第三十三页，编辑于星期四：二十三点 四十三分。课堂互动讲练(2)轻核聚变：某些轻核结合成质量较大的核的反响过程，同时释放出大量的核能，要想使氘核和氚核合成氦核，必须到达几百万度以上的高温，因此聚变反响又叫热核反响

13、轻核的聚变：如12H13H24He01n.应用：氢弹、可控热核反响第三十四页，编辑于星期四：二十三点 四十三分。课堂互动讲练2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，那么Em931.5 MeV(m的单位：u,1 u1.66061027 kg)第三十五页，编辑于星期四：二十三点 四十三分。课堂互动讲练(3)核反响遵守动量守恒和能量守恒定律，因此我们可以结合动量和能量守恒定律来计算核能第三十六页，编辑于星期四：二十三点 四十三分。课堂互动讲练1质量数与质量是两个不同的概念核反响中质量数、电荷数都守恒，

14、但核反响中依然有质量亏损特别提醒第三十七页，编辑于星期四：二十三点 四十三分。课堂互动讲练2爱因斯坦的质能方程反映了原子核质量亏损和释放出核能这两种现象之间的联系，并不表示质量和能量之间的转变关系(即：核反响中的质量亏损，并不是这局部质量消失或质量转化为能量)质量亏损也不是核子个数的减少，核反响中核子的个数是不变的3质量亏损并不否认质量守恒定律特别提醒第三十八页，编辑于星期四：二十三点 四十三分。3.(2021年高考山东卷)历史上第一次利用加速器实现的核反响，是用加速后动能为0.5 MeV的质子11H轰击静止的ZAX，生成两个动能均为8.9 MeV的24He.(1 MeV1.61013 J)(

15、1)上述核反响方程为_(2)质量亏损为_kg.课堂互动讲练即时应用第三十九页，编辑于星期四：二十三点 四十三分。课堂互动讲练解析：(1)11H37X24He24He或11H37Li24He24He(2)因为mc2E末E初，答案：(1)11H37X24He24He或11H37Li24He24He(2)3.11029第四十页，编辑于星期四：二十三点 四十三分。高频考点例析题型一 半衰期的理解和计算例1(1)关于放射性元素的半衰期，以下说法正确的有()A是原子核质量减少一半所需的时间B是原子核有半数发生衰变所需的时间第四十一页，编辑于星期四：二十三点 四十三分。高频考点例析C把放射性元素放在密封的容

16、器中，可以减慢放射性元素的半衰期D可以用来测定地质年代、生物年代等(2)设镭226的半衰期为1.6103年，质量为100 g的镭226经过4.8103年后，有多少克镭发生衰变？假设衰变后的镭变为铅206，那么此时镭铅质量之比为多少？第四十二页，编辑于星期四：二十三点 四十三分。高频考点例析【思路点拨】半衰期是指原子核有半数发生衰变所经历的时间，它是由原子核内部因素决定的，与外界环境无关，由n第四十三页，编辑于星期四：二十三点 四十三分。高频考点例析【解析】(2)经过三个半衰期，剩余镭的质量为已衰变的镭的质量为(10012.5) g87.5 g.设生成铅的质量为m，那么22620687.5m，得

17、m79.8 g.所以镭铅质量之比为125798.【答案】(1)BD(2)87.5 g125798第四十四页，编辑于星期四：二十三点 四十三分。高频考点例析【易误警示】(1)半衰期是原子核有半数发生衰变，变成新核，并不是原子核的数量、质量减少一半(2)要理解半衰期公式中各物理量的含第四十五页，编辑于星期四：二十三点 四十三分。高频考点例析现有五个核反响：A12H13H24He01nB. 92235U01nX3689Kr301nC1124Na1224Mg10eD. 88220Ra 86216Rn24HeE24He49Be 612C01n题型二 核反应方程及反应类型例2第四十六页，编辑于星期四：二十

18、三点 四十三分。高频考点例析(1)_是发现中子的核反响方程，_是研究原子弹的根本核反响方程，_是研究氢弹的根本核反响方程(2)求B项中X的质量数和中子数(3)判断以上五个核反响的反响类型第四十七页，编辑于星期四：二十三点 四十三分。高频考点例析【思路点拨】根据核反响方程遵循的根本规律，正确书写方程，还要注意衰变、人工转变、裂变、聚变的区别第四十八页，编辑于星期四：二十三点 四十三分。高频考点例析【解析】(1)E是查德威克发现中子的核反响方程，A是氢弹，B是原子弹的核反响方程(2)由电荷数守恒和质量数守恒可以判定X质量数为144，电荷数为56，所以中子数为：1445688.第四十九页，编辑于星期

19、四：二十三点 四十三分。高频考点例析(3)衰变是原子核自发地放出粒子或粒子的反响，C是衰变，D是衰变，E是人工控制的原子核的变化，属人工转变，裂变是重核吸收中子后分裂成几个中等质量的核的反响，B是裂变，聚变是几个轻核结合成较大质量的核的反响，A是聚变【答案】(1)EBA(2)14488(3)见解析第五十页，编辑于星期四：二十三点 四十三分。在各种能源中，核能具有能量密度大、地区适应性强的优势，在核电站中，核反响堆释放的核能被转化为电能核反响堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反响，释放大量核能高频考点例析题型三 核能的理解和计算例3第五十一页，编辑于星期四：二十三点 四十三分。高频考点例析(1)核反响方程式 92235Un 56141Ba3692KraX是反响堆中发生的许多核反响中的一种，n为中子，X为待求粒子，a为X的个数，那么X为_，a_.以mU、mBa、mKr分别表示 92235U、 56141Ba、3692Kr核的质量，mn、mp分别表示中子、质子的质量，c为光在真空中的传播速度，那么在上述核反响过程中放出的核能E_.第五十二页，编辑于星期四：二十三点 四十三分。高频考点例析(2)有一座发电能力为P1.00106 kW的核电站，核能转化为电能的效率为40%.假定反响堆中发生的裂变反响全是此题(1)中的核反响，每次核反响过程放出的核能E