《浙江鸭高考物理大一轮复习第十三章波粒二象性原子结构原子核第2讲原子核学案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《浙江鸭高考物理大一轮复习第十三章波粒二象性原子结构原子核第2讲原子核学案（15页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第2讲原子核考试标准知识内容考试要求说明原子核的组成a1.不要求识记反映三种放射线穿透能力的数据.2.不要求知道威尔逊云室、气泡室的工作原理.3.不要求知道盖革米勒计数器的技术细节.4.不要求了解比结合能概念以及比结合能曲线.5.不要求了解核电站的工作流程.6.不要求知道受控核聚变中的技术问题.7.不要求识记新粒子以及各种夸克的名称.8.不要求识记宇宙与恒星演化的细节.放射性元素的衰变c探测射线的方法a放射性的应用与防护a核力与结合能c核裂变c核聚变c粒子和宇宙a一、原子核的组成1.天然放射现象(1)天然放射现象元素自发地放出射线的现象，首先由贝可勒尔发现.天然放射现象的发现，说明原子核具有复
2、杂的结构.(2)三种射线名称构成符号电离能力贯穿本领射线氦核He最强最弱射线电子e较弱较强射线光子最弱最强2.原子核的组成(1)原子核由质子(H)和中子(n)组成，质子和中子统称为核子.质子带正电，中子不带电.(2)基本关系核电荷数(Z)质子数元素的原子序数核外电子数.质量数(A)核子数质子数中子数.(3)X元素的原子核的符号为X，其中A表示质量数，Z表示核电荷数.(4)同位素：具有相同质子数而中子数不同的原子核，在元素周期表中处于同一位置，它们互称为同位素.自测1与原子核内部变化有关的现象是()A.粒子散射现象B.光电效应现象C.电离现象D.天然放射现象答案D二、放射性元素的衰变1.原子核的
3、衰变(1)原子核放出粒子或粒子，变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变.(2)分类衰变：XYHe衰变：XYe当放射性物质连续发生衰变时，原子核中有的发生衰变，有的发生衰变，同时伴随着辐射.(3)两个典型的衰变方程衰变：UThHe衰变：ThPae.2.半衰期放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系.自测2表示放射性元素碘131(I)衰变的方程是()A.ISbHeB.IXeeC.IInD.ITeH答案B三、探测射线的方法威尔逊云室、气泡室、盖革米勒计数器.四、放射性的应用与防护1.应用射线：工业上可以使用射线来测厚度、医疗方面可以放射治疗、利用射线照射
4、种子来培育优良品种等.2.示踪原子：有关生物大分子的结构及其功能的研究，几乎都要借助于示踪原子.3.辐射与安全：人类一直生活在放射性的环境中，过量的射线对人体组织有破坏作用.要防止放射性物质对水源、空气、用具等的污染.自测3医学界通过14C标记的C60发现了一种C60的羧酸衍生物，在特定条件下可以通过断裂DNA抑制艾滋病病毒的繁殖，则14C的用途是()A.示踪原子B.电离作用C.催化作用D.贯穿作用答案A五、核裂变1.典型的裂变反应方程：UnKrBa3n.2.链式反应：由重核裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程.3.临界体积和临界质量：裂变物质能够发生链式反应的最小体积及其相应的质
5、量.4.裂变的应用：原子弹、核反应堆.六、核聚变1.典型的聚变反应方程：HHHen17.6MeV2.人工转变：(1)卢瑟福发现质子：NHeOH.(2)查德威克发现中子：BeHeCn.自测4(多选)下列说法正确的是()A.重核裂变时放出能量，而轻核聚变时吸收能量B.轻核聚变必须在很高的温度下才能进行C.太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应D.人类制成了原子弹，从而实现了用人工方法控制链式反应的速度，和平利用核能答案BC命题点一原子核的衰变及半衰期1.衰变规律及实质(1)衰变、衰变的比较衰变类型衰变衰变衰变过程XYHeXYe衰变实质2个质子和2个中子结合成一个整体射出1个中子转化为1个质子和
6、1个电子2H2nHenHe匀强磁场中轨迹形状衰变规律电荷数守恒、质量数守恒、动量守恒(2)射线：射线经常伴随着衰变或衰变同时产生.其实质是放射性原子核在发生衰变或衰变的过程中，产生的新核由于具有过多的能量(原子核处于激发态)而辐射出光子.2.确定衰变次数的方法因为衰变对质量数无影响，所以先由质量数的改变确定衰变的次数，然后再根据衰变规律确定衰变的次数.3.半衰期(1)公式：N余N原()，m余m原().(2)影响因素：放射性元素衰变的快慢是由原子核内部自身因素决定的，跟原子所处的物理状态(如温度、压强)或化学状态(如单质、化合物)无关.例1一静止的铀核放出一个粒子衰变成钍核，衰变方程为，下列说法
7、正确的是()A.衰变后钍核的动能等于粒子的动能B.衰变后钍核的动量大小等于粒子的动量大小C.铀核的半衰期等于其放出一个粒子所经历的时间D.衰变后粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量答案B解析静止的铀核在衰变过程中，满足动量守恒的条件，根据动量守恒定律得pThp0，即钍核的动量和粒子的动量大小相等，方向相反，选项B正确；根据Ek可知，选项A错误；半衰期的定义是统计规律，对于一个粒子不适用，选项C错误；铀核在衰变过程中，伴随着一定的能量放出，即衰变过程中有一定的质量亏损，故衰变后粒子与钍核的质量之和小于衰变前铀核的质量，选项D错误.变式1(多选)(2018台州市3月选考)关于天然放射现象，下列
8、说法正确的是()A.U经过7次衰变和4次衰变后得到PbB.将放射性元素掺杂到其他稳定元素中，其半衰期不变C.衰变所释放的电子是原子核内的质子转变成中子时产生的D.在、这三种射线中，射线的电离能力最强，射线的穿透能力最强答案ABD变式2放射性元素A经过2次衰变和1次衰变后生成一新元素B，则元素B在元素周期表中的位置较元素A的位置向前移动了()A.1位B.2位C.3位D.4位答案C解析原子核经过一次衰变，电荷数减小2，所以经过2次衰变后电荷数减小4；同时，经过一次衰变，电荷数增加1；所以元素A经过2次衰变和1次衰变后电荷数减小3，则生成的新元素在元素周期表中的位置向前移3位，故C正确，A、B、D错
9、误.变式3在很多装饰材料中，都不同程度地含有放射性元素.下列说法正确的是()A.射线、射线和射线都是电磁波B.在、三种射线中，射线的电离能力最强C.氡的半衰期为3.8天，4个氡原子核经过7.6天后一定只剩下1个氡原子核D.放射性元素发生衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的答案D解析射线是高速He核流，射线是高速电子流，射线是能量很高的电磁波，A项错误.在、三种射线中，射线的电离能力最强，射线的电离能力最弱，B项错误.半衰期是对大量原子核的衰变行为作出的统计规律，对于少数原子核无意义，C项错误.命题点二核反应及核反应类型1.核反应的四种类型类型可控性核反应方程典例衰变衰变自发UT
10、hHe衰变自发ThPae人工转变人工控制NHeOH(卢瑟福发现质子)HeBeCn(查德威克发现中子)AlHePn约里奥居里夫妇发现放射性同位素，同时发现正电子PSie重核裂变容易控制UnBaKr3nUnXeSr10n轻核聚变很难控制HHHen2.核反应方程式的书写(1)熟记常见基本粒子的符号，是正确书写核反应方程的基础.如质子(H)、中子(n)、粒子(He)、粒子(e)、正电子(e)、氘核(H)、氚核(H)等.(2)掌握核反应方程遵守的规律，是正确书写核反应方程或判断某个核反应方程是否正确的依据，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
11、数守恒.例2(多选)(2017浙江11月选考14)下列说法正确的是()A.核聚变反应方程可能为HHHe2nB.铀核裂变的核反应方程可能为UnXeSr2nC.发生衰变时原子核放出电子，说明电子是原子核的组成部分D.中子和质子结合成氘核，若该过程质量亏损为m，则氘核的结合能为mc2答案BD解析选项A的核反应方程为HHHen，选项A错误；根据重核裂变的核反应方程配平方式可知，选项B正确；衰变时原子核内部中子衰变为质子时释放出高速电子，电子并不是原子核的组成部分，选项C错误；根据Emc2可知，选项D正确.变式4(多选)关于核衰变和核反应的类型，下列表述正确的有()A.UThHe是衰变B.NHeOH是衰
12、变C.HHHen是轻核聚变D.SeKr2e是重核裂变答案AC解析A为衰变，B为原子核的人工转变，C为轻核聚变，D为衰变，故A、C正确.变式5(多选)一静止的铝原子核Al俘获一速度为1.0107m/s的质子p后，变为处于激发态的硅原子核Si*.下列说法正确的是()A.核反应方程为pAlSi*B.核反应过程中系统动量守恒C.核反应过程中系统能量不守恒D.核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和答案AB解析根据质量数和电荷数守恒可得，核反应方程为pAlSi*，A正确；核反应过程中释放的核力远远大于外力，故系统动量守恒，B正确，C错误；由于反应过程中，要释放大量的能量，伴随着质量亏损
13、，所以生成物的质量小于反应物的质量之和，D错误.变式6(多选)现有如下两个核反应方程分别为：XYHeH4.9MeVHHHeX17.6MeV下列表述正确的是()A.X是质子B.Y的质子数是3，中子数是3C.两个核反应都没有质量亏损D.氘和氚的核反应是核聚变反应答案BD解析根据核反应方程：HHHeX17.6MeV，X的质量数：A12341，核电荷数：Z11120，所以X是中子，故A错误；根据核反应方程：XYHeH4.9MeV，X是中子，所以Y的质量数：A24316，核电荷数：Z22103，所以Y的质子数是3，中子数是3，故B正确；根据两个核反应方程可知，都有大量的能量释放出来，所以一定都有质量亏损，故C错误；氘和氚的核反应过程中是质量比较小的核生成质量比较大的新核，所以是核聚变反应，故D正确.命题点三质量亏损及核能的计算1.根据核反应方程，计算出核反应前与核反应后的质量亏损m.2.根据爱因斯坦质能方程Emc2计算核能.质能方程Emc2中m的单位用“kg”，c的单位用“m/s”，则E的单位为“J”.3.Emc2中，若m的单位用“u”，则可直接利用Em931.5MeV计算E，此时E的单位为“MeV”，即1u1.66061027kg，对应的能量为931.5MeV，这个结论可在计算中直接应用.例3(多选)(2018温州市期中)我国首次使用核电池随“嫦娥三号”软着陆月球，并用于“嫦
