《2020版高考物理一轮复习第12章第2节核反应和核能教学案新人教》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020版高考物理一轮复习第12章第2节核反应和核能教学案新人教（11页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第2节核反应和核能知识点一|原子核的组成放射性同位素【基础知识宴通率】1 .原子核的组成(1)原子核由质子和中子组成，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=质子数(Z)=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AX,其中A表示质量数,Z表示核电荷数。2 .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，说明原子核具有复杂的结构。(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放射性！射性的元素叫放射性元素。a射线、3射线、丫射线。(3)三种射线：放射
2、性元素放射出的射线共有三种，分别是3.放射性同位素的应用与防护(1)同位素：具有相同质子数和不同中子数的原子核。(2)放射性同位素：有天然放射性同位素和人工放射性同位素两类，放射性同位素的化学性质相同。(3)应用：消除静电、工业探伤、作示踪原子等。(4)防护：防止放射性对人体组织的伤害。判断正误(X)(1)原子核是由质子、中子、电子组成的。(2)a射线、3射线、丫射线的组成是三种不同的粒子。(X)3、丫三种射线中，a 射线的电离作用最强。(V)【高考考法勰然】(2019上海检测)人类认识到原子核的结构是复杂的，是从发现下列哪一现象开始的A.阴极射线B.光电效应C.天然放射性现象D.发现质子天然
3、放射性现象是原子核内部变化产生的，人类认识原子核的复杂结构并进行研究是从发现天然放射性现象开始的，C正确。2.（多选）关于天然放射性，下列说法正确的是（）A.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C.放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D.一个原子核在一次衰变中可同时放出a、3和丫三种射线BC自然界中绝大部分元素没有放射现象，选项A错误；放射性元素的半衰期只与原子核结构有关，与其他因素无关，选项B、C正确；原子核发生衰变时，不能同时发生a和3衰变，丫射线伴随这两种衰变产生，故选项D错误。知识点二|原子核的衰变和半衰期1 .原子核的衰变（1）原子核放出a粒子或3粒子
4、，变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变。（2）分类：a衰变：Ax-A-2丫+2He；3衰变：Zx-z+AiY+1e。2 .半衰期（1）定义：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间。匚二1 二1二（2）共变规律：N=N02、m=m2。（3）影响因素：由原子核内部因素决定的，跟原子所处的物理化学状态无关。判断正误（1）半衰期与温度无关。（V）（2）如果某放射性元素的原子核有100个，经过一个半衰期后还剩50个。（X）（3）所有元素都可以发生衰变。（X）考法1原子核的衰变1.（2019常德模拟）某一放射性物质发生衰变时放出a、3、丫三种射线，让这三种射线进入磁场，运动情况如图所示，下列说法正确
5、的是（）A.该放射性物质的半衰期随温度的升高会增大B. C粒子是原子核的重要组成部分C. a粒子一定带正电D. B粒子的穿透性最弱C半衰期由原子核本身决定，与外界因素无关，故A错误；由题图可知C粒子为电子,而原子核带正电，故B错误；由左手定则可知，A粒子一定带正电，故C正确；B粒子为丫射线，穿透性最强，故D错误。2.2912Tm牡）经过一系列“衰变和3衰变，变成208Pb（铅）。以下说法中错误的是（）A.铅核比社核少8个质子E. 铅核比社核少16个中子C.共经过4次a衰变和6次3衰变D.共经过6次a衰变和4次3衰变C设a衰变次数为x,3衰变次数为y,由质量数守恒和电荷数守恒得232=208+4
6、x,90=82+2xy,解得x=6,y=4,C错误，D正确；铅核、社核的质子数分别为82、90,故A正确；铅核、社核的中子数分别为126、142,故B正确。3.实验观察到，静止在匀强磁场中A点的原子核发生3衰变，衰变产生的新核与电子恰在纸面内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹示意图如图所示，则（）A.轨迹1是电子的，磁场方向垂直纸面向外B.轨迹2是电子的，磁场方向垂直纸面向外C.轨迹1是新核的，磁场方向垂直纸面向里D.轨迹2是新核的，磁场方向垂直纸面向里D根据动量守恒定律，原子核发生3衰变后产生的新核与电子的动量大小相等，设为2p。根据qvB=,得轨道半径r=W=*,故电子的轨迹半径较大，即轨迹1
7、是电子的，轨rqBqB迹2是新核的。根据左手定则，可知磁场方向垂直纸面向里。选项D正确。考法指导（1）a衰变和3衰变的比较衰变类型a衰艾3衰艾衰笠方程ZX-=4Y+4He央AmY+01e衰艾实质2个质子和2个中子结合成一个整体射出中子转化为质子和电子21H+20n4He11,八on-1H+01e匀强磁场中轨迹形状衰笠规律电荷数守恒、质量数守恒（2）丫射线：丫射线经常是伴随着“衰变或3衰变同时产生的。其实质是放射性原子核在发生a衰变或3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。4.若元素A的半衰期为4天，元素后，剩下的质量之比 mi： mB为（）A. 30 :
8、31C. 1 ： 2t201 1 了C 由 m= m2 有 mi= 2mo,5.（多选）（2019b考法2半衰期的理解与计算B的半衰期为5天，则相同质量的A和B,经过20天B.31：30D.2：120mB=南通模拟）社234Th具有放射性，它能放出一个新的粒子而变为镁2314Pa1了-m,得mi：mB=1：2。C正确。同时伴随有丫射线产生，其方程为234Th-2314Pa+X,社的半衰期为24天。则下列说法中正确的是（）A. X为质子B. X是社核中的一个中子转化成一个质子时产生的C. 丫射线是镁原子核放出的234D. 1g社90Th经过120天后还剩0.3125gBC根据电荷数和质量数守恒知
9、，社核衰变过程中放出了一个电子，即X为电子，故A错误；发生3衰变时释放的电子是由核内一个中子转化成一个质子时产生的，故B正确；丫234射线是镁原子核放出的，故C正确；社的半盘期为24天，1g牡9。Th经过120天即经过5个半衰期，故经过120天后还剩0.03125g，故D错误。，考法3衰变中的动量守恒6.（多选）静止的铝原子核23Al俘获一速度为2.8X107m/s的质子p后，变为处于激发态的硅原子核14si。下列说法正确的是（）A.核反应过程中系统动量守恒B.俘获前质子的动能等于俘获后硅原子核的动能C.硅原子核的速度为1.0x106m/sD.硅原子核处于静止状态AC质子与铝原子核碰撞满足动量
10、守恒，由动量守恒有27mk0+mx2.8X07=28mY得碰后硅原子核速度v=1.0x106m/s,碰撞是一个完全非弹性碰撞，机械能不守恒，A、C正确，B、D错误。7 .实验观察到静止在匀强磁场中A点的原子核238U发生“衰变，衰变方程为238UR234Th+2He,两个新核的运动轨迹如图所示。则下列说法正确的是()A.杜核与a粒子半径之比是1：458 .杜核与a粒子半径之比是45：1C.杜核与a粒子半径之比是1：46D.两原子核的运动轨迹应是两圆内切A上述核反应满足动量守恒，即p1=p2=p,由半径公式：R=口，社核与a粒qB子半径之比等于其电量的倒数比，即R：R=2：90=1：45,同种电
11、荷轨迹为外切，故A对,BC、D错。知识点三|核反应与核能1 .核力(1)定义：原子核内部核子间特有的相互作用力。(2)核力的特点是强相互作用的一种表现；是短程力,作用范围在1.5X10T5m之内；每个核子只能与其相邻的核子发生核力作用。2 .结合能核子结合为原子核时释放的能量或原子核分解为核子时吸收的能强叫作原子核的结合能，也称核能。3 .比结合能(1)定义：原子核的结合能与核子数之比,称作比结合能，也叫平均结合能。(2)特点：不同原子核的比结合能不同，原子核的比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定。4 .质能方程、质量亏损爱因斯坦质能方程E=met,原子核的质量必然比组成它
12、的核子的质量和要小Am,这就是质量亏损。由质量亏损可求出释放的核能EAmco5 .核反应在核物理学中，原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程。在核反应中，质量数守恒，电荷数守恒。6 .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较小的原子核的过程。(2)典型的裂变反应方程：235,189144192UI+0n-36Kr+56Ba+30n(3)链式反应：由重核裂变产生的中子便裂变反应一代接一代继续下去的过程。(4)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量。(5)裂变的应用：原子弹、核反应堆。(6)反应堆构造：核燃料、慢化剂、镉棒、防护
13、层。7 .轻核聚变(1)定义：两轻核结合成质量较大的核的反应过程。轻核聚变反应必须在高温下进行，因此又叫热核反应。(2)典型的聚变反应方程：23411H+2He+on+17.6MeV判断正误(1)重核裂变和轻核聚变都能释放核能。(V)(2)核反应中质量数守恒，故没有质量亏损。(X)(3)质能方程表明在一定条件下，质量可以转化为能量。(X)【高考考法鑫翠螺1，考法1四类核反应1.(多选)关于核衰变和核反应的类型，下列表述正确的有()A.宣LH*宣Th+；He是a衰变8 .V4N+2h-10廿1H是3衰变C.2H+3HR4He+0n是轻核聚变D.SSe-32Kr+20e是重核裂变ACa衰变是放射出
14、氨核的天然放射现象，A正确；3衰变是放射出电子的天然放射现象，而B项是发现质子的原子核人工转变，故B错误；C项是轻核的聚变，D项是3衰变现象，故C正确，D错误。272.（2018全国卷出）1934年，约里奥居里夫妇用&粒子轰击铝核13产生了第一个人工放射性核素X:“+23Al-n+X。X的原子序数和质量数分为（）A.15和28B.15和304He+ 23Al-0n+ Zx,结合质量数9 .16和30D.17和31B据a粒子和中子的质量数和电荷数写出核反应方程:守恒和电荷数守恒得，A=4+27-1=30,Z=2+130=15,原子序数等于核电荷数，故B正确。考法指导核反应的四种类型可控性核反应方程典例衰变a衰艾自发馈UH2904Th+4He3衰艾自发234234090Th91Pa+1e人工转变人工控制174NI+2H-U1H（卢瑟福发现质子）4He+4b-1（2C+on（查德威克发现并于）23Al+4H-35P+0n35P-34Si+0+1e（约里奥居里夫妇发现放射性同位素，同时发现正电子）重核裂变比较容易进行人工控制23511144c,891,.O192U+n一56Ba+36Kr+30n235
