《（全国通用版）2018高考物理大一轮复习 第十二章 原子与原子核（第2课时）原子结构与原子核课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（全国通用版）2018高考物理大一轮复习 第十二章 原子与原子核（第2课时）原子结构与原子核课件（36页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第2课时原子结构与原子核 回扣教材 考点扫描 真题在线 回扣教材 梳理知识夯基础 知识整合 一 原子的核式结构1 电子的发现 英国物理学家发现了电子 2 粒子散射实验 1909 1911年 英籍物理学家和他的学生进行了用 粒子轰击金箔的实验 实验发现绝大多数 粒子穿过金箔后基本上仍沿的方向前进 但有少数 粒子发生了大角度偏转 偏转的角度甚至大于90 也就是说它们几乎被 撞 了回来 3 原子的核式结构模型 在原子中心有一个很小的核 原子全部的 和几乎全部都集中在核里 带负电的电子在核外空间绕核旋转 二 原子核的组成 放射性 原子核的衰变 半衰期 放射性同位素1 原子核的组成 原子核是由和中子组成
2、的 原子核的电荷数等于核内的 汤姆孙 卢瑟福 原来 正电荷 质量 质子 质子数 2 天然放射现象 1 天然放射现象放射性元素地发出射线的现象 首先由贝可勒尔发现 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射线的性质叫 具有放射性的元素叫元素 3 三种射线 放射性元素放射出的射线共有三种 分别是射线 射线 射线 4 放射性同位素的应用与防护 放射性同位素 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 自发 原子核 放射性 放射性 天然 人工 示踪原子 3 原子核的衰变 1 衰变 原子核放
3、出 粒子或 粒子 变成另一种的变化称为的衰变 3 半衰期 放射性元素的原子核有发生衰变所需的时间 半衰期由原子核内部自身的因素决定 跟原子所处的 无关 原子核 原子核 半数 物理 化学状态 三 核力与核能1 核力 1 含义 原子核里的间存在互相作用的核力 核力把核子紧紧地束缚在核内 形成稳定的原子核 2 特点 核力是的一种表现 核力是短程力 作用范围在1 5 10 15m之内 每个核子只跟的核子发生核力作用 2 核能 1 结合能 把构成原子核而结合在一起的分开所需的能量 2 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E 核子在结合成原子核时出现质量亏损 m 其能量
4、也要相应减少 即 E 核子 强相互作用 强力 邻近 核子 mc2 mc2 四 获得核能的途径1 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裂成几个质量数的原子核的过程 2 轻核聚变 1 定义 两个轻核结合成质量的核的反应过程 2 特点 平均每个核子放出的能量比裂变反应中平均每个核子放出的能量大3 4倍 聚变反应比裂变反应更剧烈 对环境污染较小 自然界中聚变反应原料丰富 较小 较大 问题思考 1 铀238核放出一个 粒子后 成为一个新核钍234核 钍234核也具有放射性 它能放出一个 粒子而变为镤234核 衰变后情景如图所示 选修3 5P70图19 2 1选修3 5P70图19
5、 2 2 1 写出铀238的 衰变方程 射线是什么物质 2 写出钍234的 衰变方程 射线是什么物质 3 已知钍234的半衰期是24天 1g钍经过48天后还剩多少 3 0 25g 2 用中子轰击铀235的实验中发现 生成物中有钡和氪 同时放出3个中子 其示意图如图所示 选修3 5P83图19 6 1 1 写出铀核裂变为钡和氪的核反应方程 2 已知铀核 钡核 氪核和中子的质量分别为m1 m2 m3和m4 求这个核反应中的质量亏损 m 3 求这个核反应中释放的核能 E 用第 2 问中的字母表示 2 质量亏损 m m1 m4 m2 m3 3m4 m1 m2 m3 2m4 3 释放的核能 E mc2
6、m1 m2 m3 2m4 c2 答案 见解析 考点扫描 重点透析通热点 考点一原子的核式结构 要点透析 1 汤姆孙原子模型原子里面带正电荷的物质均匀分布在整个原子球体中 而带负电的电子则一粒粒镶嵌在球内 2 粒子散射实验 1 实验装置 如图所示 2 实验结果 粒子穿过金箔后 绝大多数沿原来方向前进 少数发生较大角度偏转 极少数偏转角度大于90 甚至被弹回 3 粒子散射实验结果分析 1 核外电子不会使 粒子的速度发生明显改变 2 汤姆孙模型不能解释 粒子的大角度散射 3 绝大多数 粒子沿直线穿过金箔 说明原子中绝大部分是空的 少数 粒子发生较大角度偏转 反映了原子内部集中存在着对 粒子有斥力的正
7、电荷 极少数 粒子甚至被 撞了回来 反映了个别 粒子正对着质量比 粒子大得多的物体运动时 受到该物体很大的斥力作用 典例突破 核心点拨 粒子散射的原因是 粒子与原子核之间的库仑力作用的结果 在此过程中 电场力做功导致动能与电势能之间的转化 解析 由 粒子散射实验的结果可知 绝大多数 粒子经过金箔后 仍沿原来的方向前进 选项A错误 粒子在接近原子核的过程中 库仑力做负功 动能减少 电势能增加 选项B错误 粒子离开原子核的过程中 库仑力做正功 动能增大 电势能减小 选项C错误 当 粒子靠近原子核运动时 粒子的动能转化为电势能 达到最近距离时 动能全部转化为电势能 可以估算出原子核的大小 选项D正确
8、 答案 D 例1 2016 云南昆明调研 关于 粒子散射实验 下列说法正确的是 A 绝大多数 粒子经过金箔后 发生了角度不太大的偏转B 粒子在接近原子核的过程中 动能减少 电势能减少C 粒子离开原子核的过程中 动能增大 电势能增大D 对 粒子散射实验的数据进行分析 可以估算出原子核的大小 粒子散射实验的原因 粒子通过金箔后发生散射的原因是 粒子与金原子核之间的库仑斥力 两者靠的越近库仑力越大 偏转角越大 离的越远库仑力越小 偏转角越小 误区警示 1 导学号00622810 粒子散射实验现象 2016 武汉质检 在卢瑟福 粒子散射实验中 金箔中的原子核可以看做静止不动 下列各图画出的是其中两个
9、粒子经历金箔散射过程的径迹 其中正确的是 即时巩固 解析 金箔中的原子核与 粒子都带正电 粒子接近原子核过程中受到斥力而不是引力作用 选项A D错误 由原子核对 粒子的斥力作用及物体做曲线运动的条件 可知曲线轨迹的凹侧应指向受力一方 选项B错误 C正确 C 解析 玻尔的理论成功地说明了原子的稳定性和氢原子光谱的实验规律 选项A正确 卢瑟福的 粒子散射实验说明原子中绝大部分是空的 粒子受到较大的库仑力作用 粒子在原子中碰到了比它质量大得多的东西 否定了汤姆孙关于原子结构的 西瓜模型 但也不能说明原子内部存在带负电的电子 也不能解释原子的稳定性 选项B C错误 D正确 2 玻尔原子模型及 粒子散射
10、实验 2016 山东威海质检 多选 关于原子结构 下列说法正确的是 A 玻尔原子模型能很好地解释氢原子光谱的实验规律B 卢瑟福核式结构模型可以很好地解释原子的稳定性C 卢瑟福的 粒子散射实验表明原子内部存在带负电的电子D 卢瑟福的 粒子散射实验否定了汤姆孙关于原子结构的 西瓜模型 AD 考点二原子核的衰变规律 要点透析 1 衰变规律及实质 1 两种衰变的比较 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 蕴藏在核内的能量会释放出来 使产生的新核处于高能级 这时它要向低能级跃迁 能量以 光子的形式辐射出来 式中N原 m原表示衰变前的放射性元
11、素的原子数和质量 N余 m余表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子数和质量 t表示衰变时间 表示半衰期 典例突破 答案 BCD 反思总结半衰期的三点提醒 1 半衰期是一个统计规律 对少数原子核不适用 2 原子核质量减少一半与原子核有半数发生衰变概念不同 3 半衰期的大小是由原子核内部自身因素决定的 与外部条件无关 即时巩固 1 三种射线 2016 江苏无锡质检 如图所示 放射性元素镭衰变过程中释放出 三种射线 分别进入匀强电场和匀强磁场中 下列说法正确的是 A 表示 射线 表示 射线B 表示 射线 表示 射线C 表示 射线 表示 射线D 表示 射线 表示 射线 C 解析 射线是高速氦核流 带
12、正电 垂直进入匀强电场后 受电场力作用向右 负极板一侧 偏转 射线是高速电子流 带负电 应向左 正极板一侧 偏转 射线是高频电磁波 不带电 不偏转 选项A B错误 射线垂直进入匀强磁场 根据左手定则判定选项C正确 D错误 2 导学号00622811 半衰期的计算 2016 安徽江南十校联考 应用放射性元素的衰变规律 可以测定矿石 地层的生成年代 已知238U半衰期为4 5 109年 假设某种矿石中一个238U衰变后最终形成一个稳定的206Pb 且矿石在形成的时候不含206Pb 现对该矿石检测时发现其中含有的238U和206Pb的原子个数的比值是1 7 则该矿石的年龄为 A 4 5 109年B
13、9 109年C 13 5 109年D 18 109年 C 3 放射现象及衰变 2014 全国 卷 35 多选 关于天然放射性 下列说法正确的是 A 所有元素都能发生衰变B 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D 和 三种射线中 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 和 三种射线 BCD 解析 原子序数大于或等于83的元素 都能发生衰变 A错误 放射性 半衰期都与元素所处的物理 化学状态无关 B C正确 三种射线 穿透能力依次增强 D正确 原子核发生 或 衰变时常常伴随 光子放出 但同一原子核不会同时发生 衰变 E错误 考点三核反应
14、方程核能的计算 1 核反应的四种类型 2 核反应方程式的书写 2 掌握核反应方程遵守的规律 由于核反应不可逆 所以书写核反应方程式时只能用 表示反应方向 3 核反应过程中质量数守恒 电荷数守恒 3 核能 1 核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 即 E mc2 2 原子核分解成核子时要吸收一定的能量 相应的质量增加 m 吸收的能量 E mc2 3 结合能 原子核分解成自由核子时所需的最小能量为原子核的结合能 比结合能 是结合能与核子数的比值 比结合能越大 原子核越稳定 4 核能释放的两种途径 较重的核分裂为中等质量大小的核 较轻的核结合成质量较重的核 核子的比结合能都会增加
15、 都可以释放核能 5 核能的计算方法 根据 E mc2计算 计算时 m的单位是 kg c的单位是 m s E的单位是 J 根据 E m 931 5MeV计算 计算时 m的单位是 u E的单位是 MeV 典例突破 例3 多选 关于原子核的结合能 下列说法正确的是 A 原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量B 一重原子核衰变成 粒子和另一原子核 衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能 核心点拨 核反应是释放能量还是吸收能量 从计算角度看是质量亏损还是质量增加 即核子平均质量的变化 但其实质是其比结合能的变化 比结合能增加释放能量 比结合能减小吸收能量 解析 原子核分解成自由核
16、子时需要的最小能量就是原子核的结合能 选项A正确 重原子核在衰变过程中释放能量 衰变产物更稳定 即衰变产物的比结合能更大 衰变前后核子数不变 因此原子核衰变产物的结合能之和一定大于衰变前的结合能 选项B正确 铯原子核的核子数少 因此其结合能小 选项C正确 比结合能越大的原子核越稳定 选项D错误 答案 ABC 方法总结原子核稳定程度的判断方法 1 利用比结合能判断 原子核比结合能越大 表示原子核分解为核子时每个核子吸收的能量越多 即核子结合的越牢固 原子核越稳定 2 利用核子的平均质量判断 比结合能大的原子核 平均每个核子的质量亏损大 核子的平均质量就小 故核子的平均质量大小也能够反映原子的稳定性 即核子的平均质量越小 原子核越稳定 1 导学号00622812 核反应类型判断 2016 全国 卷 35 在下列描述核过程的方程中 属于 衰变的是 属于 衰变的是 属于裂变的是 属于聚变的是 填正确答案标号 即时巩固 答案 CABEF 2 核反应过程中的质量亏损为 m m1 m2 m3 m4 10m2 释放的能量为 E mc2 m1 m3 m4 9m2 c2 真题在线 体验高考提素能 A X是
