粵教版高中物理選修3-5第四章原子核 知識點總結(jié)和鞏固練習(xí).

1、PAGE PAGE 5第四章 原子核 一、知識點總結(jié)1、放射線的現(xiàn)象：1896年貝克勒爾發(fā)現(xiàn)放射性，在他的建議下，瑪麗居里和皮埃爾居里經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)了新元素釙和鐳。貝克勒耳發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象，使人們認識到原子核也有復(fù)雜結(jié)構(gòu)，揭開了人類研究原子核結(jié)構(gòu)的序幕。通過對天然放射現(xiàn)象的研究，人們發(fā)現(xiàn)原子序數(shù)大于83的所有天然存在的元素都有放射性，原子序數(shù)小于83的天然存在的元素有些也具有放射性，它們放射出來的射線共有三種：射線、射線、射線。放射性的發(fā)現(xiàn)揭示了原子核結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性。放射線：物質(zhì)放射出射線的性質(zhì)放射線元素：具有放射性的元素天然放射性元素：能自發(fā)地放出射線的元素2、原子核的組成（1）.1919年盧瑟

2、福用粒子轟擊氮原子核發(fā)現(xiàn)質(zhì)子即氫原子核。核反應(yīng)方程_ 。 （2）.盧瑟福預(yù)想到原子內(nèi)存在質(zhì)量跟質(zhì)子差不多的不帶電的中性粒子，即中子。查德威克經(jīng)過研究，證明：用天射線轟擊鈹時，會產(chǎn)生一種看不見的、能量較高的、貫穿能力很強（10-20厘米的鉛板）的不帶電粒子，用其轟擊石蠟時，竟能從石蠟中打出質(zhì)子，此貫穿能力極強的射線即為設(shè)想中的中子。核反應(yīng)方程_ _。（3）.質(zhì)子和中子統(tǒng)稱核子，原子核的電荷數(shù)(Z)等于其質(zhì)子數(shù)，原子核的質(zhì)量數(shù)(A)等于其質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)(A-Z)的和。具有相同質(zhì)子數(shù)的原子屬于同一種元素；具有相同的質(zhì)子數(shù)和不同的中子數(shù)的原子互稱同位素。原子核的電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)=原子序數(shù)，原

3、子核的質(zhì)量數(shù)=核子數(shù)=質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)。3、放射性物體放出的射線常見的有三種：射線、射線和射線。 射線：帶正電，是氦核(He)流，速度約為光速的十分之一，具有很高的動能，貫穿本領(lǐng)小，電離作用強；射線：帶負電，是高速的電子流，速度可達光速99，穿透本領(lǐng)較強，能穿透幾毫米的鋁板，電離作用較弱；射線：不帶電，是高能光子流，波長極短的電磁波，貫穿本領(lǐng)最強，能穿透幾厘米鉛板，電離作用最小。4、原子核的衰變 半衰期（1）.我們把一種元素經(jīng)過放射過程變成另一種元素的現(xiàn)象，稱為原子核的衰變。在衰變時電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都是守恒的。（注意：質(zhì)量并不守恒。）射線是伴隨射線或射線產(chǎn)生的，沒有單獨的衰變。（衰變：衰變或衰變后

4、產(chǎn)生的新核往往處于高能級，這時候它要向低能級躍遷，并輻射光子。）衰變舉例 ；衰變舉例 。（2）.半衰期T1/2：放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變需要的時間。不同的放射線元素都有一定的半衰期，不同的放射性元素半衰期不同，甚至差別非常大。放射性元素衰變的快慢（即半衰期）是由核內(nèi)部本身的因素決定，與原子所處的物理狀態(tài)或化學(xué)狀態(tài)無關(guān)，它是對大量原子的統(tǒng)計規(guī)律。半衰期越大，放射線元素衰變得越慢。m= 。（3）平均壽命5、放射性的應(yīng)用與防護 放射性同位素（1）同位素：具有相同質(zhì)子數(shù)而中子數(shù)不同的原子，在元素周期表中處于同一位置，因而互稱同位素。同位素原子序數(shù)相同，質(zhì)量數(shù)不同。（2）放射性同位素：具有放射性

5、的同位素，叫做放射性同位素。（3）放射性同位素的應(yīng)用：a、利用它的射線（探傷、和射線的電離作用、物理和化學(xué)效應(yīng)）；b、做示蹤原子；c、半衰期的應(yīng)用（地質(zhì)、考古）（4）放射性同位素的防護：過量的射線對人體組織有破壞作用，這些破壞往往是對細胞核的破壞，因此，在使用放射性同位素時，必須注意人身安全，同時要放射性物質(zhì)對空氣、水源等的破壞。輻射防護的基本方法有時間防護，距離防護，屏蔽防護。射線（一張厚紙）、射線（一定厚度的有機玻璃）、射線（鉛板）可以用實物擋住。5、核力與結(jié)合能（1）核力：組成原子核的核子之間有很強的相互作用力，使核子能夠克服庫侖斥力而緊密地結(jié)合在一起，這種力稱為核力。核力變現(xiàn)為核子之間

6、的引力，特點：核力與核子是否帶電無關(guān)短程力，其作用范圍為，只有相鄰的核子間才發(fā)生作用。（2）重核與輕核：排在元素周期表比較靠后的元素對應(yīng)的原子核叫重核，排在比較靠前的叫輕核。輕核一般中子數(shù)和質(zhì)子數(shù)相同，重核的中子數(shù)大于質(zhì)子數(shù)。重核的中子數(shù)大于質(zhì)子數(shù)的原因：中子有核吸引力，沒有電排斥力，從而緩和質(zhì)子之間排斥力的影響。質(zhì)子越多，就需要更多中子來保持原子核的穩(wěn)定。（3）結(jié)合能：由于核子間存在著強大的核力，所以核子結(jié)合成原子核（例_）或原子核分解為核子（例_ _）時，都伴隨著巨大的能量變化。核子結(jié)合為原子核時釋放的能量或原子核分解為核子時吸收的能量叫原子核的結(jié)合能，亦稱核能。（4）平均結(jié)合能：原子核的

7、結(jié)合能與核子數(shù)之比稱為該原子核的平均結(jié)合能。它反映一個原子核結(jié)合的緊密程度，平均結(jié)合能越大，核越穩(wěn)定。中等質(zhì)量的原子核（A=56，F(xiàn)e元素）平均結(jié)合能最大。6、質(zhì)量虧損 愛因斯坦質(zhì)能方程質(zhì)量虧損：核子結(jié)合生成原子核，所生成的原子核的質(zhì)量比生成它的核子的總質(zhì)量要小些，這種現(xiàn)象叫做質(zhì)量虧損。愛因斯坦在相對論中得出物體的質(zhì)量和能量間的關(guān)系式_，就是著名的質(zhì)能聯(lián)系方程，簡稱質(zhì)能方程。1u=_kg相當(dāng)于_MeV（此結(jié)論在計算中可直接應(yīng)用）。7、原子核的人工轉(zhuǎn)變原子核在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生新核的過程，稱為核反應(yīng)（原子核的人工轉(zhuǎn)變）。在核反應(yīng)中電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都是守恒的。 舉例：（1）如粒子轟擊氮原子核發(fā)現(xiàn)質(zhì)

8、子，核反應(yīng)方程： （2）1934年，約里奧居里和伊麗芙居里夫婦在用粒子轟擊鋁箔時，除探測到預(yù)料中的中子外，還探測到了正電子。核反應(yīng)方程_ _這是第一次用人工方法得到放射性同位素。8、重核的裂變 輕核的聚變（1）凡是釋放核能的核反應(yīng)都有質(zhì)量虧損。核子組成不同的原子核時，平均每個核子的質(zhì)量虧損是不同的，所以各種原子核中核子的平均質(zhì)量不同。核子平均質(zhì)量小的原子核，每個核子平均釋放的核能多。核子結(jié)合成鐵原子核釋放的平均結(jié)合能最多，每個核子虧損的質(zhì)量最大，鐵原子中核子的平均質(zhì)量最小，所以鐵原子核最穩(wěn)定。凡是由平均質(zhì)量大的核，生成平均質(zhì)量小的核的核反應(yīng)都是釋放核能的。（2）1938年德國化學(xué)家哈恩和斯特拉

9、斯曼發(fā)現(xiàn)重核裂變，即一個重核在俘獲一個中子后，分裂成幾個中等質(zhì)量的核的反應(yīng)過程,這發(fā)現(xiàn)為核能的利用開辟了道路。鈾核裂變的核反應(yīng)方程_ _。（3）由于中子的增殖使裂變反應(yīng)能持續(xù)地進行的過程稱為鏈式反應(yīng)。為使其容易發(fā)生，最好使用純鈾235。因為原子核非常小，如果鈾塊的體積不夠大，中子從鈾塊中通過時，可能還沒有碰到鈾核就跑到鈾塊外面去了，因此存在能夠發(fā)生鏈式反應(yīng)的鈾塊的最小體積，即臨界體積。發(fā)生鏈式反應(yīng)的條件是裂變物的體積大于臨界體積，并有中子進入。應(yīng)用有原子彈、核反應(yīng)堆。（4）、輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核叫聚變。（例： _）發(fā)生聚變的條件是：超高溫（幾百萬度以上），因此聚變又叫熱核反應(yīng)。 太陽的能量產(chǎn)

10、生于熱核反應(yīng)?？梢杂迷訌梺硪馃岷朔磻?yīng)。應(yīng)用有氫彈、可控?zé)岷朔磻?yīng)。二、鞏固練習(xí)1、（2011海南） 2011年3月11日，日本發(fā)生九級大地震，造成福島核電站的核泄漏事故。在泄露的污染物中含有131I和137Cs兩種放射性核素，它們通過一系列衰變產(chǎn)生對人體有危害的輻射。在下列四個式子中，有兩個能分別反映131I和137Cs衰變過程，它們分別是_和_（填入正確選項前的字母）。131I和137Cs原子核中的中子數(shù)分別是_和_。 B C 78 82A.X1 B.X2 C.X3 D.X42、（2011天津） 下列能揭示原子具有核式結(jié)構(gòu)的實驗是 CA光電效應(yīng)實驗 B倫琴射線的發(fā)現(xiàn)C粒子散射實驗D氫原子光

11、譜的發(fā)現(xiàn)3、（2011山東） 碘131核不穩(wěn)定，會發(fā)生衰變，其半衰變期為8天。碘131核的衰變方程： （衰變后的元素用X表示）。經(jīng)過_天 75%的碘131核發(fā)生了衰變。4、（2011上海） 天然放射性元素放出的三種射線的穿透能力實驗結(jié)果如圖所示，由此可推知A 來自于原子核外的電子B 的電離作用最強，是一種電磁波C 的電離作用較強，是一種電磁波D 的電離作用最弱，屬于原子核內(nèi)釋放的光子5、（2011北京） 表示放射性元素碘131（）衰變的方程是 BA B C D6、（2010全國卷14） 原子核經(jīng)放射性衰變變?yōu)樵雍?，繼而經(jīng)放射性衰變變?yōu)樵雍耍俳?jīng)放射性衰變變?yōu)樵雍?。放射性衰變、和依次?A

12、A衰變、衰變和衰變 B衰變、衰變和衰變C衰變、衰變和衰變 D衰變、衰變和衰變7、（2010天津2） 下列關(guān)于原子和原子核的說法正確的是 BA衰變現(xiàn)象說明電子是原子核的組成部分 B波爾理論的假設(shè)之一是原子能量的量子化C放射性元素的半衰期隨溫度的升高而變短 D比結(jié)合能越小表示原子核中的核子結(jié)合得越牢固8、（2010全國卷14） 原子核與氘核反應(yīng)生成一個粒子和一個質(zhì)子。由此可知 DAA=2，Z=1 B. A=2，Z=2 C. A=3，Z=3 D. A=3，Z=29、2010北京15太陽因核聚變釋放出巨大的能量，同時其質(zhì)量不斷減少。太陽每秒鐘輻射出的能量約為41026 J，根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程，太陽每

13、秒鐘減少的質(zhì)量最接近 DA.1036 kgB.1018 kgC.1013 kgD.109 kg10、2010上海物理4現(xiàn)已建成的核電站的能量來自于 C（A）天然放射性元素衰變放出的能量 （B）人工放射性同位素放出的的能量（C）重核裂變放出的能量 （D）化學(xué)反應(yīng)放出的能量11、2010上海物理4某放射性元素經(jīng)過11.4天有的原子核發(fā)生了衰變，該元素的半衰期為 D（A）11.4天 （B）7.6天 （C）5. 7天 （D）3.8天12、2010福建29（1）測年法是利用衰變規(guī)律對古生物進行年代測定的方法。若以橫坐標(biāo)t表示時間，縱坐標(biāo)m表示任意時刻的質(zhì)量，為t0時的質(zhì)量。下面四幅圖中能正確反映衰變規(guī)律

14、的是 。（填選項前的字母）13、（09北京14）下列現(xiàn)象中，與原子核內(nèi)部變化有關(guān)的是 （ ） BA粒子散射現(xiàn)象 B天然放射現(xiàn)象 C光電效應(yīng)現(xiàn)象 D原子發(fā)光現(xiàn)象14、（09上海物理1）放射性元素衰變時放出三種射線，按穿透能力由強到弱的排列順序是（ ）A射線，射線，射線B射線，射線，射線，C射線，射線，射線D射線，射線，射線15、09廣東科學(xué)家發(fā)現(xiàn)在月球上含有豐富的（氦3）。它是一種高效、清潔、安全的核聚變?nèi)剂掀鋮⑴c的一種核聚變反應(yīng)的方程式為。關(guān)于聚變下列表述正確的是（ ） A聚變反應(yīng)不會釋放能量 B.聚變反應(yīng)產(chǎn)生了新的原子核C聚變反應(yīng)沒有質(zhì)量虧損 D.目前核電站都采用聚變反應(yīng)發(fā) B16、（09天津6）下列說法正確的是 （ ） BDA. 是衰變方程 B. 是核聚變反應(yīng)方程C. 是核裂變反應(yīng)方程 D 是原子核的人工轉(zhuǎn)變方程 17、（09浙江15）氮原子核由兩個質(zhì)子與兩個中子組成，這兩個質(zhì)子之間存在著萬有引力、庫倫力和核力，則3種力從大到小的排列順序是 （ ） DA核力、萬有引力、庫倫力 B萬有引力、庫倫力、核力C庫倫力、核力、萬有引力 D核力、庫倫力、萬有引力18、（09山東物理38） 歷史上第一次利用加速器實現(xiàn)的核反應(yīng)，是用加速后動能為0.5MeV的質(zhì)子H轟擊靜止的X，生成兩個動能均為8.9MeV的H