高三物理原子核知識(shí)點(diǎn)分析課標(biāo)

1896年，法國(guó)物理學(xué)家貝克勒爾發(fā)現(xiàn)：鈾和含鈾的礦物能發(fā)出一種看不見(jiàn)射線(xiàn)偏轉(zhuǎn)較大，這種射線(xiàn)叫用射線(xiàn)；不偏轉(zhuǎn)的射線(xiàn)叫尸射線(xiàn)。1896年，法國(guó)物理學(xué)家貝克勒爾發(fā)現(xiàn)：鈾和含鈾的礦物能發(fā)出一種看不見(jiàn)射線(xiàn)偏轉(zhuǎn)較大，這種射線(xiàn)叫用射線(xiàn)；不偏轉(zhuǎn)的射線(xiàn)叫尸射線(xiàn)。準(zhǔn)兌市愛(ài)憎陽(yáng)光實(shí)驗(yàn)學(xué)校原子核目標(biāo)認(rèn)知學(xué)習(xí)目標(biāo).了解質(zhì)子和中子的發(fā)現(xiàn)過(guò)程，知道原子核是由質(zhì)子和中子組成的，知道同位素的概念.知道天然放射現(xiàn)象，知道三種射線(xiàn)的本質(zhì)及特征.知道放射性元素的衰變，會(huì)寫(xiě)衰變方程，理解半衰期的概念，了解放射性的用與防護(hù).了解核力的概念，理解質(zhì)能方程，理解結(jié)合能，會(huì)根據(jù)質(zhì)能方程和質(zhì)量虧損計(jì)算核反中釋放的能量.了解核裂變和核聚變學(xué)習(xí)難點(diǎn).三種射線(xiàn)的特征.關(guān)于半衰期的計(jì)算和衰變方程.核能的計(jì)算知識(shí)要點(diǎn)梳理知識(shí)點(diǎn) 原子核的組成要點(diǎn)詮釋?zhuān)?天然放射現(xiàn)象一一貝克勒爾的發(fā)現(xiàn)南的射線(xiàn)，這種射線(xiàn)能穿透黑紙而使照相底片感光.這種元素自發(fā)地放出射線(xiàn)的現(xiàn)象叫天然放射現(xiàn)象。物質(zhì)發(fā)射看不見(jiàn)射線(xiàn)的性質(zhì)稱(chēng)為放射性，具有放射性的元素稱(chēng)為放射性元素.研究發(fā)現(xiàn)，自然界子序數(shù)大于或于83的所有元素，都能自發(fā)地放出射線(xiàn)；原子序數(shù)小于83的元素，有的也具有放射性.后來(lái)居里夫人發(fā)現(xiàn)了兩種放射性很強(qiáng)的元素一一釙和鐳.雖然具有天然放射性的元素的種類(lèi)很多，但它們?cè)诘厍蛏系暮亢苌?.對(duì)放射線(xiàn)的研究(1)研究方法：讓放射線(xiàn)通過(guò)電場(chǎng)或磁場(chǎng)來(lái)研究其性質(zhì).把樣品放在鉛塊的窄孔中，在孔的對(duì)面放著照相底片，在沒(méi)有電場(chǎng)和磁場(chǎng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)在底片上正對(duì)孔的位置感光了。假設(shè)在鉛塊和底片之間放一對(duì)電極或加上磁場(chǎng)，使電場(chǎng)方向或磁場(chǎng)方向跟射線(xiàn)方向垂直，結(jié)果在底片上有三個(gè)地方感光了，說(shuō)明在電場(chǎng)或磁場(chǎng)作用下，射線(xiàn)分為三束，說(shuō)明這些射線(xiàn)中有的帶電有的不帶電，如圖甲和乙所示：甲乙甲乙從感光位置知道，帶正電的射線(xiàn)偏轉(zhuǎn)較小，這種射線(xiàn)叫口射線(xiàn)；帶負(fù)電的(2)各種射線(xiàn)的性質(zhì)、特征①出射線(xiàn)：盧瑟福經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，比射線(xiàn)粒子帶有兩個(gè)單位正電荷，質(zhì)量數(shù)為4,即口粒子是氦核，速度約是光速的l/l0，有較大的動(dòng)能。特征：貫穿本領(lǐng)小，電離作用強(qiáng)，能使沿途中的空氣電離。②#射線(xiàn)：貝克勒爾證實(shí)，用射線(xiàn)是電子流，其速度可達(dá)光速的99%。特征：貫穿本領(lǐng)大，能穿透黑紙，甚至穿透幾毫米厚的鉛板.但電離作用較弱。③/射線(xiàn)是一種波長(zhǎng)很短的電磁波—-光子流，是能量很高的電磁波，波長(zhǎng)4c"明。特征：貫穿本領(lǐng)最強(qiáng)，能穿透幾厘米厚的鉛板.電離作用最弱。.天然放射現(xiàn)象的意義天然放射現(xiàn)象說(shuō)明原子核是有內(nèi)部結(jié)構(gòu)的.元素的放射性不受單質(zhì)和化合物存在形式的影響.化學(xué)反決于核外的電子，能量有限，不可能放出皿粒子，也不可能放出高速的電子和F光子來(lái)，因此三種射線(xiàn)只能是從原子核內(nèi)放出的，說(shuō)明原子核是有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的。.原子核的組成看盧瑟立了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，知道核外有帶負(fù)電的電子，原子核內(nèi)有帶正電的物質(zhì)，那么，原子核內(nèi)的構(gòu)成又是怎樣的呢？(1)質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)19,盧瑟福又用a粒子轟擊氮核，結(jié)果從氮核中打出了一種粒子，并測(cè)了它的電荷與質(zhì)量，知道它是氫原子核，把它叫做質(zhì)子.符號(hào)p或出.以后又從氟、鈉、鋁原子核中打出了質(zhì)子，所以斷質(zhì)子是原子核的組成。一開(kāi)始，人們以為原子核只是由質(zhì)子組成的.但是，這不能正確地解釋核的質(zhì)量和原子核所帶的電荷量.如果原子核只是由質(zhì)子組成的，那么，某種原子核的質(zhì)量跟質(zhì)子質(zhì)量之比，該于這種原子核的電荷跟質(zhì)子電荷之比。實(shí)際上，絕大多數(shù)原子核的質(zhì)量跟質(zhì)子質(zhì)量之比都大于核的電荷跟質(zhì)子電荷之比。(2)中子的發(fā)現(xiàn)盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子后，預(yù)言核內(nèi)還有一種不帶電的粒子，并給這種還未“出生〃的粒子起了一個(gè)名字叫“中子〃。盧瑟福的預(yù)言十年后就變成了現(xiàn)實(shí)，他的學(xué)生查德威克用證明了原子核內(nèi)含有中子，中子的質(zhì)量非常接近于質(zhì)子的質(zhì)量(用比粒子轟擊鈹原子核)。(3)原子核的組成原子核是由質(zhì)子和中子組成的，質(zhì)子和中子統(tǒng)稱(chēng)核子.原子核所帶電荷都是質(zhì)子電荷的整數(shù)倍，用Z表示，叫做原子核的質(zhì)子數(shù)，或叫核電荷數(shù).原子核的質(zhì)量是核內(nèi)質(zhì)子和中子質(zhì)量的總和.由于質(zhì)子和中子質(zhì)量幾乎相，所以原子核的質(zhì)量近似于核子質(zhì)量的整數(shù)倍，用這個(gè)整數(shù)代表原子核的質(zhì)量，叫做原子核的質(zhì)量數(shù)，用A表示，原子核的符號(hào)可以表示為垓匯，其中X為元素符號(hào)，A為原子核的質(zhì)量數(shù)，Z為核電荷數(shù)。例如氦核，可表示為：：徭.表示氦核的質(zhì)量數(shù)為4,電荷數(shù)為2,核內(nèi)有2個(gè)質(zhì)子和2個(gè)中子.北口代表鈾核，質(zhì)量數(shù)為238,電荷數(shù)為92,質(zhì)子數(shù)為92,中子數(shù)為146,有時(shí)也可寫(xiě)為鄲〃或簡(jiǎn)稱(chēng)為鈾238。

.同位素七原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)決了元素的化學(xué)性質(zhì)，同種元素的原子質(zhì)子數(shù)相同，核外電子數(shù)也相同，所以有相同的化學(xué)性質(zhì)，但它們的中子數(shù)可以不同。義：具有相同質(zhì)子數(shù)、不同中子數(shù)的原子互稱(chēng)同位素。例如氫的三種同位素：素一、氘加、氚加.假設(shè)三種射線(xiàn)垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)或勻強(qiáng)磁場(chǎng)，三種射線(xiàn)在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的特點(diǎn)和判斷方法(1)/射線(xiàn)不管在電場(chǎng)還是磁場(chǎng)中，〃射線(xiàn)總是做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，不發(fā)生偏轉(zhuǎn)。根據(jù)上述特點(diǎn)，在電場(chǎng)或磁場(chǎng)中不發(fā)生偏轉(zhuǎn)的射線(xiàn)是，射線(xiàn)。(2)色射線(xiàn)和f射線(xiàn)在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的特點(diǎn)：在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，色和力粒子沿相反方向做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，且在同樣的條件下，#粒子的偏移最大。(3)b射線(xiàn)和產(chǎn)射線(xiàn)在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)特點(diǎn)：在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，比和用粒子沿相反方向做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，且在同樣條件下，p粒子的軌道半徑最小，偏轉(zhuǎn)最大。.原子核中的三個(gè)整數(shù)函(1)核子數(shù)：質(zhì)子和中子質(zhì)量差異非常微小，二者統(tǒng)稱(chēng)為核子，所以質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)之和叫核子數(shù)。(2)電荷數(shù)(Z)：原子核所帶的電荷總是質(zhì)子電荷的整數(shù)倍，通常用這個(gè)整數(shù)表示原子核的電荷量，叫做原子核的電荷數(shù)。子質(zhì)量幾乎相，所以原子核的質(zhì)量幾乎于單個(gè)核子質(zhì)量的整數(shù)倍，這個(gè)整數(shù)叫做原子核的質(zhì)量數(shù)。知識(shí)點(diǎn)二一一原子核的衰變要點(diǎn)詮釋?zhuān)?原子核的衰變南天然放射現(xiàn)象說(shuō)明原子核具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu).原子核放出色粒子或尸粒子，并不說(shuō)明原子核內(nèi)有色粒子或產(chǎn)粒子(尸粒子是電子流，而原子核內(nèi)不可能有電子存在)，放出后“就變成的原子核〃，這種變化稱(chēng)為原子核的衰變。(1)衰變規(guī)律：原子核衰變時(shí)，衰變前后的核電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都守恒。(2)衰變方程：胃衰變：孝一交"出產(chǎn)衰變：3r盟(3)兩個(gè)重要的衰變：數(shù)T切+>若年TQ十用說(shuō)明：①核反中遵循質(zhì)量數(shù)守恒而不是質(zhì)量守恒.核反過(guò)程中反前后的總質(zhì)量一般會(huì)發(fā)生變化(質(zhì)量虧損)而釋放出核能。⑶質(zhì)量數(shù)(A)⑶質(zhì)量數(shù)(A)原子核的質(zhì)量于核內(nèi)質(zhì)子和中子的質(zhì)量的總和，而質(zhì)子與中 變，同時(shí)伴隨著r輻射。(4)取粒子或尸粒子衰變的實(shí)質(zhì)在放射性元素的原子核中，2個(gè)中子和2個(gè)質(zhì)子結(jié)合得比擬緊密，有時(shí)會(huì)作為一個(gè)整體從較大的原子核中拋射出來(lái)，這就是放射性元素發(fā)生的值衰變現(xiàn)象。原子核里雖然沒(méi)有電子，但是核內(nèi)的中子可以轉(zhuǎn)化成質(zhì)子和電子，產(chǎn)生的電子從核內(nèi)發(fā)射出來(lái)，這就是用衰變。.半衰期放射性元素具有一的衰變速率，例如氡222經(jīng)d衰變后變成釙218,發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)3.8天后，有一半氡發(fā)生了衰變，再經(jīng)過(guò)3.8天后，只剩下四分之一的氡，再經(jīng)3.8天后，剩下的氡為原來(lái)的八分之一；鐳226變?yōu)殡?22的半衰期是16.不同元素的半衰期是不一樣的.特別提示：(1)義：放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間叫這種元素的半衰期.半衰期是表示放射性元素衰變快慢的物理量：不同的放射性元素，其半衰期不同，有的差異很大.(2)影響因素：放射性元素衰變的快慢是由核內(nèi)部的因素決的，跟原子所處的物理狀態(tài)(如溫度、壓強(qiáng))或化學(xué)狀態(tài)(如單質(zhì)、化合物)無(wú)關(guān).(3)規(guī)律理解：半衰期是個(gè)統(tǒng)計(jì)概念，只對(duì)大量原子核有意義，對(duì)少數(shù)原子核是沒(méi)有意義的.某一個(gè)原子核何時(shí)發(fā)生衰變，是不可知的.假設(shè)樣品中有四個(gè)原子核，它們的半衰期為1O天，10天后是否有兩個(gè)原子核發(fā)生了衰變是無(wú)法確的.知識(shí)點(diǎn)三一一探測(cè)射線(xiàn)的方法要點(diǎn)詮釋?zhuān)?威耳遜云室三(1)構(gòu)造：主要是一個(gè)塑料或玻璃制成的容器，它的下部是一個(gè)可以上下移動(dòng)的活塞，上蓋是透明的，可以通過(guò)它來(lái)觀(guān)察和拍攝粒子運(yùn)動(dòng)的徑跡，云室里面有干凈的空氣。如圖：射(2)原理：把一小塊放射性物質(zhì)(放射源)放在室內(nèi)側(cè)壁附近(或放在室外，讓放射線(xiàn)從窗口射入)，先往云室里加少量的酒精，使室內(nèi)充滿(mǎn)酒精的飽和蒸氣，然后使活塞迅速向下運(yùn)動(dòng)，室內(nèi)氣體由于迅速膨脹，溫度降低，酒精蒸氣到達(dá)過(guò)飽和狀態(tài).這時(shí)如果有射線(xiàn)粒子從室內(nèi)氣體中飛過(guò)，使沿途的氣體分子電離，過(guò)飽和酒精蒸氣就會(huì)以這些離子為核心，凝結(jié)成霧滴，這些霧滴沿射線(xiàn)經(jīng)過(guò)的路線(xiàn)排列，于是就顯示出了射線(xiàn)的徑跡.這種云室是英國(guó)物理學(xué)家威耳遜于19創(chuàng)造的，故叫威耳遜云室。⑶放射線(xiàn)在云室中的徑跡①出粒子的質(zhì)量比擬大，在氣體中飛行時(shí)不易改變方向.由于它的電離本領(lǐng)大，沿途產(chǎn)生的離子多，所以它在云室中的徑跡直而粗。②n粒子的質(zhì)量小，跟氣體分子碰撞時(shí)容易改變方向，并且電離本領(lǐng)小，沿途產(chǎn)生的離子少，所以它在云室中的徑跡比擬細(xì)，而且常常彎曲。③y粒子的電離本領(lǐng)很小，在云室中一般看不到它的徑跡。④根據(jù)徑跡的長(zhǎng)短和粗細(xì)，可以知道粒子的性質(zhì)；把云室放在磁場(chǎng)中，從帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的彎曲方向，還可以知道粒子所帶電荷的正負(fù)。.氣泡室氣泡室的原理同云室的原理類(lèi)似，所不同的是氣泡室里裝的是液體(如液態(tài)氫).控制氣泡室內(nèi)液體的溫度和壓強(qiáng)，使室內(nèi)溫度略低于液體的沸點(diǎn).當(dāng)氣泡室內(nèi)壓強(qiáng)突然降低時(shí)，液體的沸點(diǎn)變低，因此液體過(guò)熱，在通過(guò)室內(nèi)射線(xiàn)粒子周?chē)陀袣馀菪纬?。從而顯示射線(xiàn)徑跡.3?蓋革?米勒計(jì)數(shù)器(1)構(gòu)造：主要是蓋革管，外面是一根玻璃管，里面是一個(gè)接在電源負(fù)極的導(dǎo)電圓筒，筒的中間有一條接正極的金屬絲.管中裳有低壓的惰性氣體和少量的酒精蒸氣或溴蒸氣。(2)原理：在金屬絲和圓筒兩極間加上一的電壓，這個(gè)電壓稍低于管內(nèi)氣體的電離電壓.當(dāng)某種射線(xiàn)粒子進(jìn)入管內(nèi)時(shí)，它使管內(nèi)的氣體電離，產(chǎn)生電子……這樣，一個(gè)射線(xiàn)粒子進(jìn)入管中后可以產(chǎn)生大量電子，這些電子到達(dá)陽(yáng)極，陽(yáng)離子到達(dá)陰極，在外電路中產(chǎn)生了一次脈沖放電，利用電子儀器可以把放電次數(shù)記錄下來(lái).⑶優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：放大倍數(shù)很大，非常靈敏，用它來(lái)檢測(cè)放射性是很方便的.缺點(diǎn)：它對(duì)于不同的射線(xiàn)產(chǎn)生的脈沖現(xiàn)象相同，因此只能用來(lái)計(jì)數(shù)，而不能區(qū)分射線(xiàn)的種類(lèi).如果同時(shí)有大量粒子，或兩個(gè)粒子射來(lái)的時(shí)間間隔很短(少于200ms)時(shí)，也不能計(jì)數(shù)..乳照相放射線(xiàn)能夠使照相底片感光.放射線(xiàn)中的粒子經(jīng)過(guò)照相底片上的乳時(shí)，使乳中的溴化銀分解，經(jīng)顯影后，就有一連串的黑點(diǎn)示出粒子的徑跡.知識(shí)點(diǎn)四一一放射線(xiàn)的用與防護(hù)要點(diǎn)詮釋?zhuān)?核反第一次原子核的人工轉(zhuǎn)變：|；a+；及+但核反：原子核在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生原子核的過(guò)程，稱(chēng)為核反。與衰變過(guò)程一樣，在核反中，質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒。.人工放射性同位素1932年，約里奧?居里和瑪麗?居里用胃粒子轟擊鈹、鋁、硼元素.發(fā)現(xiàn)了前所未見(jiàn)的穿透性強(qiáng)的輻射，后經(jīng)查德威克的研究，確為中子流.1934年，他們用“粒子轟擊鋁、硼時(shí)，除探測(cè)到預(yù)料中的中子外，還探測(cè)到了正電子。正電子是家在l923年發(fā)現(xiàn)的，它帶一個(gè)單位正電荷，質(zhì)量跟電子質(zhì)量相同。假設(shè)拿走配粒子放射源，鋁箔不再發(fā)子，但仍不斷地發(fā)射正電子，而且這種放射性跟天然放射性具有相同的性質(zhì)和規(guī)律，也有半衰期。經(jīng)進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)：鋁核被皿粒子擊中后發(fā)生了如下一核變化。1⑷+ —^產(chǎn)+門(mén)％4 U這一反生成的磷30是磷的一種同位素，具有放射性，它像天然放射性元素一樣發(fā)生衰變，它衰變時(shí)放出正電子，衰變方程如下：?T骰+加這種具有放射性的同位素叫放射性同位素，這是人類(lèi)第一次得到的人工放射性物質(zhì)，由于這一重大發(fā)現(xiàn)。約里奧?居里夫婦于1935年獲諾貝爾獎(jiǎng)。后來(lái)人們用質(zhì)子、氘核、中子、了射線(xiàn)轟擊原子核，也得到了放射性同位素.天然存在的放射性元素只有多種，但用人工方法得到的放射性同位素有一千多種，因而使放射性同位素具有廣泛的用。3.放射性同位素的用(1)利用它放射出的射線(xiàn)①利用尸射線(xiàn)的貫穿本領(lǐng).利用鉆60放出的很強(qiáng)的/射線(xiàn)來(lái)檢查金屬內(nèi)部有沒(méi)有砂眼和裂紋，這叫〃射線(xiàn)探傷.利用F射線(xiàn)可以檢查30cm厚的部件.利用放射線(xiàn)的貫穿本領(lǐng)，可用來(lái)檢查各種產(chǎn)品的厚度、密封容器中的液面高度，從而自動(dòng)控制生產(chǎn)過(guò)程②利用射線(xiàn)的電離作用放射線(xiàn)能使空氣電離，從而可以消除靜電積累，防止靜電產(chǎn)生的危害③利用尸射線(xiàn)對(duì)生物組織的物理、化學(xué)效使種子發(fā)生變異，培育優(yōu)良品種④利用放射線(xiàn)的能量，轟擊原子核實(shí)現(xiàn)原子核的人工轉(zhuǎn)變⑤在醫(yī)療上，常用以控制病變組織的擴(kuò)大(2)作為示蹤原子把放射性同位素的原子摻到其他物質(zhì)中去，讓它們一起運(yùn)動(dòng)、遷移，再用放射性探測(cè)儀器進(jìn)行追蹤，就可知道放射性原子通過(guò)什么路徑，運(yùn)動(dòng)到哪里了,是怎樣分布的.我們把用作這種用途的放射性同位素叫做示蹤原子.示蹤原子有極為廣泛的用：①在工業(yè)上可用示蹤原子檢查地下輸油管道的漏油情況；②在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，可用示蹤原子確植物在生長(zhǎng)過(guò)程中所需的肥料和適宜的施肥時(shí)間；③在醫(yī)學(xué)上，可用示蹤原子幫助確腫瘤的部位和范圍。知識(shí)點(diǎn)五一一核力與結(jié)合能要點(diǎn)詮釋?zhuān)?核力原子核由質(zhì)子和中子組成,中子和質(zhì)子是靠強(qiáng)大的核力結(jié)合在一起的(1)核力：原子核內(nèi)部，核子間所特有的相互作用力(2)核力的特點(diǎn)：①核力是強(qiáng)相互作用力，在它的作用范圍內(nèi)核力比庫(kù)侖力大得多；②核力是短程力，作用范圍在1110一%之內(nèi).在大于0.^1L附時(shí)核力表現(xiàn)為引力，超過(guò)1.3幻產(chǎn)掰時(shí)核力急劇下降幾乎消失，在小于口W10一%時(shí)核力表現(xiàn)為斥力，因此核子不會(huì)融合在一起；③每個(gè)核子只跟相鄰的核子發(fā)生核力作用.這種性質(zhì)稱(chēng)為核力的飽和性.無(wú)淪是質(zhì)子間、中子間、質(zhì)子和中子間均存在核力。(3)自然界中的四種根本相互作用力①萬(wàn)有引力；②電磁力；③強(qiáng)相互作用力；④弱相互作用力.核結(jié)合能方由于核子間存在著巨大的核力作用，所以原子核是一個(gè)鞏固的集體.要把原子核拆散成核子，需要克服核力做巨大的功，需要巨大的能量.一個(gè)氘核被拆成一個(gè)中子和一個(gè)質(zhì)子時(shí)，需要能量于或大于2,2肌，的，光子照射.核反方程為：y+陽(yáng)-陽(yáng)內(nèi)相反的過(guò)程，當(dāng)一個(gè)中子和一個(gè)質(zhì)子結(jié)合成一個(gè)氘核時(shí)會(huì)釋放出2.2MeV的能量.這個(gè)能量以F光子的形式輻射出去.核反方程為：出+>?/+?由于核力的存在，核子結(jié)合成原子核時(shí)要放出一的能量，原子核分解成核子時(shí)，要吸收同樣多的能量.核反中放出或吸收的能量稱(chēng)為核結(jié)合能。平均結(jié)合能(又叫比結(jié)合能)：原子核的結(jié)合能與核子數(shù)之比。平均結(jié)合能越大，表示原子核中核子結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn)。.質(zhì)量虧損前由于核力的本質(zhì)還在研究之中，所以根據(jù)核力做功來(lái)求核能是不可能的.但物理學(xué)家卻有方法求出核能.物理學(xué)家們研究了質(zhì)子、中子和氘核之間的質(zhì)量關(guān)系，發(fā)現(xiàn)氘核雖然是由一個(gè)中子和一個(gè)質(zhì)子組成的，但氘核的質(zhì)量要比中子和質(zhì)子的質(zhì)量之和要小一些.我們把組成原子核的核子的質(zhì)量與原子核的質(zhì)量之差叫做核的質(zhì)量虧損.根據(jù)質(zhì)量虧損可以計(jì)算核能。.質(zhì)能方程向(1)質(zhì)能方程：愛(ài)因斯坦的相對(duì)論指出，物體的能量和質(zhì)量之間存在著密切的聯(lián)系，其關(guān)系是：或=或或也衛(wèi)=hrnc2這就是著名的愛(ài)因斯坦質(zhì)能聯(lián)系方程，簡(jiǎn)稱(chēng)質(zhì)能方程.方程的含義是：物體具有的能量與它的質(zhì)量之間存在著簡(jiǎn)單的正比關(guān)系.物體的能量增大質(zhì)量也增大，能量減小質(zhì)量也減小。(2)對(duì)質(zhì)量虧損和質(zhì)能方程的理解：在核反中仍遵守質(zhì)量守恒和能量守恒的規(guī)律.核反中的質(zhì)量虧損，并不是這質(zhì)量消失或質(zhì)量轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰?物體的質(zhì)量包括靜止質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)質(zhì)量，質(zhì)量虧損是靜止質(zhì)量的減少，減少的靜止質(zhì)量轉(zhuǎn)化為和輻射能量相聯(lián)系的運(yùn)動(dòng)質(zhì)量。另外，質(zhì)量虧損也不是核子個(gè)數(shù)的減少，核反中核子個(gè)數(shù)是不變的。知識(shí)點(diǎn)六一一重核的裂變一一鈾核的裂變要點(diǎn)詮釋?zhuān)?、鈾核裂變的發(fā)現(xiàn)1939年德國(guó)物理學(xué)家哈恩與他的助手斯特拉斯曼利用中子轟擊鈾核時(shí)，發(fā)現(xiàn)了鈾核的裂變，向核能的利用邁出了第一步。鈾核裂變的一種核反方程:2、重核裂變使重核分裂成中質(zhì)量的原子核的核反叫做重核的裂變。3、鏈?zhǔn)椒串?dāng)中子進(jìn)入鈾235后，便形成了處于激發(fā)狀態(tài)的復(fù)核，復(fù)核中由于核子的劇烈運(yùn)動(dòng)，使核變成不規(guī)那么的形狀，核子間的距離增大，因而核力迅速減弱，使得核由于質(zhì)子間的斥力作用而不能恢復(fù)原狀，這樣就分裂成幾塊，同時(shí)放出2?3個(gè)中子.這些中子又引起其他鈾核裂變，這樣，裂變就會(huì)不斷地進(jìn)行下去，釋放出越來(lái)越多的核能，這就叫鏈?zhǔn)椒础?、核電站的主要組成核電站的核心是核反堆，核電站是靠核反堆產(chǎn)生的內(nèi)能發(fā)電的。核反堆的主要組成及其作用是：①核燃料：反堆使用濃縮鈾(鈾235占3%?4%)制成鈾棒，作為核燃料，釋放核能；②中子減速劑：鈾235具有易俘獲慢中子，不易俘獲快中子的特點(diǎn).而核反中釋放的中子多數(shù)為快中子，使用減速劑使它們的速度降下來(lái)。常用作減速劑的物質(zhì)有石墨、重水或水；③控制棒：為了控制能量釋放的速度，就要想方法減少中子的數(shù)目，采用在反堆中插入鎘棒的方法，利用鎘吸收中子能力很強(qiáng)的特性，就可以容易地控制鏈?zhǔn)椒吹乃俣?；④保護(hù)層：核反堆外層是很厚的水泥壁.可防止射線(xiàn)輻射出去；⑤熱交換器：靠水或液態(tài)金屬鈉在反堆內(nèi)外的循環(huán)流動(dòng)，把產(chǎn)生的熱量傳輸出去。5、核電站的優(yōu)點(diǎn)①消耗的“燃料〃很少；②作為核燃料的鈾、釷在地球上的可采儲(chǔ)量大；③對(duì)環(huán)境污染比火電站要小。知識(shí)點(diǎn)七一一核聚變一一輕核的聚變要點(diǎn)詮釋?zhuān)?.輕核的聚變(1)聚變把輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，釋放出核能的反，稱(chēng)為聚變。聚變反又稱(chēng)為熱核反。(2)聚變方程2、聚變發(fā)生的條件要使輕核聚變，就必須使輕核接近核力發(fā)生作用的距離104%,但是原子核是帶正電的，要使它們接近10」%就必須克服電荷間巨大的斥力作用.這就要求

核具有足夠的動(dòng)能.要使原子核具有足夠大的動(dòng)能，就要給核加熱，使物質(zhì)到達(dá)幾百萬(wàn)度的高溫。綜上所述.核聚變只有在超高溫條件下才能發(fā)生，因此聚變反也稱(chēng)為熱核反。知識(shí)點(diǎn)八一一粒子和宇宙要點(diǎn)詮釋?zhuān)?“根本粒子〃不根本〔1〕19末，許多人認(rèn)為光子、電子、質(zhì)子和中子是組成物質(zhì)的不可再分的最根本的粒子。〔2〕從20起家陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了400多種同種類(lèi)的粒子，它們不是由質(zhì)子、中子和電子組成。〔3〕家進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)質(zhì)子、中子本身也是復(fù)合粒子，且還有著復(fù)雜的結(jié)構(gòu)?！?〕粒子加速器和粒子探測(cè)器是研究粒子物質(zhì)的主要工具。.粒子的分類(lèi)按照粒子與各種相互作用的關(guān)系，可以將粒子分為三大類(lèi)：強(qiáng)子、輕子和媒介子。.宇宙和恒星的演化規(guī)律方法指導(dǎo)1.三種射線(xiàn)的比擬種類(lèi)B射線(xiàn)尸射線(xiàn)『射線(xiàn)組成高速氦核流高速電子流光子流（高頻電磁波）帶電量2e-e0速度0.1c0.99cc在電磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)與必射線(xiàn)反向偏轉(zhuǎn)不偏轉(zhuǎn)貫穿本領(lǐng)最弱用紙能擋住較強(qiáng)穿透幾毫米的鋁板最強(qiáng)穿透幾厘米的鉛板對(duì)空氣的電離作用很強(qiáng)較弱很弱在空氣中的徑跡粗、短、直細(xì)、較長(zhǎng)、曲折最長(zhǎng)通過(guò)片感光感光感光產(chǎn)生機(jī)制核內(nèi)兩個(gè)中子和兩個(gè)質(zhì)子結(jié)合得比擬緊密，有時(shí)會(huì)作為一個(gè)整體從較大的原子核拋射出來(lái).原子核發(fā)生一次比衰變，質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)分別減小2核內(nèi)的中子可以轉(zhuǎn)化為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子，產(chǎn)生的電子從核中發(fā)射來(lái)，這就是尸射線(xiàn).足衰變的本由程為：0%T:H+.:昌原子核的能量也是不連續(xù)的，同樣存在著能級(jí)，能級(jí)越低越穩(wěn).放射性原子核在發(fā)生值衰變、"衰變后產(chǎn)生的核往往處于高能級(jí)，當(dāng)它向低能級(jí)躍遷時(shí)，輻射〃光子3.夸克模型型，認(rèn)為強(qiáng)子是由夸克構(gòu)成的。⑴衰變規(guī)律：原子核衰變時(shí)，前后的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都守恒型，認(rèn)為強(qiáng)子是由夸克構(gòu)成的。⑴衰變規(guī)律：原子核衰變時(shí)，前后的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都守恒⑵衰變方程：說(shuō)明強(qiáng)子是有內(nèi)部結(jié)構(gòu)的，1964年物理學(xué)家蓋爾曼提出了強(qiáng)子的夸克模.原子核的衰變產(chǎn)衰變：用.聚變與裂變的區(qū)別大重核的裂變、輕核的聚變都能釋放出巨大的核能，但兩者是有區(qū)別的.(1)原理不同重核的裂變是重核裂變成幾個(gè)中質(zhì)量的原子核，放出能量，而聚聚變是幾個(gè)輕核聚變(結(jié)合)成一個(gè)中質(zhì)量的原子核，放出巨大的能量(2)放出能量的大小不同重核裂變時(shí)，平均每個(gè)核子釋放的能量約為1兆電子伏，而輕核的聚變，平均每個(gè)核子釋放出3兆電子伏以上的能量，即聚變比裂變放出更多的能量.(3)廢料處理難度不同裂變產(chǎn)生的廢料處理起來(lái)比擬困難，而熱核反的廢料處理要簡(jiǎn)單得多.“燃料〃的豐富程度不同熱核反所需要的“燃料〃—-氘在地球上非常豐富，l升海水約有0.03克氘，如果用來(lái)進(jìn)行熱核反，放出的能量約和燃燒300升汽油相當(dāng).而裂變?nèi)剂稀櫾诘厍蛏蟽?chǔ)量有限，尤其是用于核裂變的鈾235,在鈾僅占0.7%,相比起來(lái)聚變的燃料一一氘要豐富得多.我國(guó)是一個(gè)“貧鈾〃國(guó)家，貯藏量不多.(5)兩種反的可控制性不同裂變反速度可以比擬容易地進(jìn)行人工控制，因此，現(xiàn)在上的核電站都是利用裂變放出能量，而聚聚變反的可控制性比擬困難，上許多國(guó)家都積極研究可控?zé)岷朔吹睦碚摵图夹g(shù)..核能的計(jì)算(質(zhì)能方程可計(jì)算)①根據(jù)質(zhì)量虧損計(jì)算：給出的質(zhì)量虧損的千克數(shù)，那么E二怯口，單位是焦耳②根據(jù)1原子質(zhì)量單位u的形式計(jì)算：那么△總二”931.5誠(chéng)期，單位是好，例題透析類(lèi)型 電場(chǎng)或磁場(chǎng)對(duì)放射線(xiàn)的影響@1、將我、產(chǎn)、/三種射線(xiàn)分別射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)，以下表示射線(xiàn)偏轉(zhuǎn)情況中正確的選項(xiàng)是〔 )ABCDABCD思路：可根據(jù)射線(xiàn)通過(guò)電場(chǎng)或磁場(chǎng)，對(duì)粒子的作用力判斷軌跡的情況。然后依據(jù)粒子在電場(chǎng)或磁場(chǎng)中滿(mǎn)足的規(guī)律確偏轉(zhuǎn)的不同。解析：口粒子帶正電，尸粒子帶負(fù)電，尸射線(xiàn)不帶電，設(shè)a粒子進(jìn)入磁場(chǎng)的速度為v1,質(zhì)量為m1,電量為q「運(yùn)動(dòng)半徑為R；1B粒子的相各物理量為v2,m2、q2,R2。那么廣西，同理廣西，所以&=叫以曳=4乂&=叫以曳=4乂1弘四9R飛兩口嗎電 102故A正確，B錯(cuò)誤a、B粒子在電場(chǎng)中做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)極板長(zhǎng)度為L(zhǎng),a粒子進(jìn)入電場(chǎng)的初速度為v1,橫向位移為s1，加速度為a1，質(zhì)量為m1，電量為q1，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t1；的各物理量為v2，s2，a2，m2,q2,%那么MabNX*X/乂 ： 7^ X*產(chǎn)X:乂J 【變式】如下圖，一天然放射性物質(zhì)射出三種射線(xiàn)，經(jīng)過(guò)一個(gè) g ??■>干工工? 勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)共存的區(qū)域（方向如下圖），調(diào)整電場(chǎng)強(qiáng)度E和■ T 廠(chǎng)遙廠(chǎng)1 磁感強(qiáng)B的大小，使得在MN上只有兩個(gè)點(diǎn)受到射線(xiàn)照射.下面的哪種判斷是正確的：（）A.射到b點(diǎn)的一是比射線(xiàn)B粒子相B.射到b點(diǎn)的一是產(chǎn)射線(xiàn)C.射到b點(diǎn)的一是必射線(xiàn)或f射線(xiàn)D.射到b點(diǎn)的一是了射線(xiàn)解析：y射線(xiàn)不帶電，在電場(chǎng)或磁場(chǎng)中它都不受場(chǎng)的作用，只能射到a點(diǎn)，因此D選項(xiàng)不對(duì)；調(diào)整E和B的大小，既可以使帶正電的出射線(xiàn)沿直線(xiàn)，也可以使帶負(fù)電的#射線(xiàn)沿直線(xiàn).沿直線(xiàn)的條件是電場(chǎng)力與洛倫茲力平衡，即1〔a粒子的速度約為光速的元，8粒子的速度接近光速），所以國(guó)qx 2x100 1%陰陽(yáng)4乂1日4。36.8&=守證。6粒子的速度比尸粒子的速度小得多，當(dāng)我們調(diào)節(jié)使色粒子沿直線(xiàn)時(shí)，速度大的產(chǎn)粒子向右偏轉(zhuǎn)，有可能射到b點(diǎn)；當(dāng)我們調(diào)節(jié)使田粒子沿直線(xiàn)時(shí)，速度較小的此粒子也將會(huì)向右偏，也有可能射到b點(diǎn)，因此C選項(xiàng)正確，故故C錯(cuò)誤，D正確。而A、B選項(xiàng)都不對(duì).舉一反三數(shù)最大的元素。說(shuō)明，該元素的原子核先放出3個(gè)相同的粒子舉一反三數(shù)最大的元素。說(shuō)明，該元素的原子核先放出3個(gè)相同的粒子x,再連續(xù)經(jīng)過(guò)3答案：AD總結(jié)升華：放射性物質(zhì)放出的三種射線(xiàn)，不管是垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)還是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，偏轉(zhuǎn)角大的〔或半徑小的）是8粒子，偏轉(zhuǎn)角小的〔或半徑大的）是a粒子，同時(shí)也可由此判斷出電場(chǎng)或磁場(chǎng)的方向。答案：C類(lèi)型二一一對(duì)核反方程的理解及用02、和俄羅斯的家利用盤(pán)旋加速器，通過(guò)腎①〔鈣48〕轟擊黑管〔锎249）發(fā)生核反，合成了第^8號(hào)元素，這是迄今為止門(mén)捷列夫元素周期表子序次皿衰變后，變成質(zhì)量數(shù)為282的第112號(hào)元素的原子核，那么上述過(guò)程中的粒子x是：(鼻A.中子 B.質(zhì)子 C電子 D.口粒子思路：解答此題的關(guān)鍵是正確理解各種衰變的特點(diǎn)并能正確書(shū)寫(xiě)反方程。解析：設(shè)第118號(hào)元素為X,112號(hào)元素為Y,可得118號(hào)元素原子核的核反方程為常及窗+N'版+3門(mén)"由于反中質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒，可知A=1,Z=0,所以X為中子，應(yīng)選A。總結(jié)升華：無(wú)論寫(xiě)哪類(lèi)的核反方程，都注意以下幾點(diǎn)：(1)必須遵守電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒規(guī)律，有的還要考慮能量守恒(2)核反方程中的箭頭7表示反進(jìn)行的方向，不能把箭頭寫(xiě)成號(hào)(3)寫(xiě)核反方程必須要有依據(jù)，決不能毫無(wú)根據(jù)地編造03、腎〃經(jīng)過(guò)一a衰變和B衰變后，可以變成穩(wěn)的元素錯(cuò)然，求這一過(guò)程中發(fā)生的a衰變和B衰變的次數(shù)，并寫(xiě)出衰變方程。思路：原子核衰變的規(guī)律是高考的熱點(diǎn)問(wèn)題，其根本的分析、判斷方法一要熟練掌握。a衰變質(zhì)量數(shù)變化，8衰變質(zhì)量數(shù)不變，由238-206可得出質(zhì)量數(shù)的變化，從而計(jì)算出a衰變的次數(shù)，再由電荷數(shù)守恒，&、8衰變電荷數(shù)均變化，由變化規(guī)律在計(jì)算出8衰變的次數(shù)。那么其核反方程為第77*Fb+4滌+”占根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒列出方程：92=82+2n-m238=206+4n以上兩式聯(lián)立解得n=8,m=6答案：該題所述核反方程為管U-歌Fb+N徭+6%總結(jié)升華：先分別設(shè)出發(fā)生的a衰變、8衰變的次數(shù)，再根據(jù)衰變?cè)敲戳谐鏊プ冞^(guò)程中質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒的兩個(gè)方程式，再聯(lián)立解方程組.舉一反三【變式】鈾裂變的產(chǎn)物之一氦90圖Kr)是不穩(wěn)的，它經(jīng)過(guò)一衰變最終成為穩(wěn)的鋯90(器Zr),這些衰變是：()A.1次a衰變，6次8衰變B.4次8衰變C.2次a衰變D.2次a衰變.2次8衰變解析：設(shè)經(jīng)歷了*次&衰變，y次8衰變.那么留Krf器Zr+x氟e+>SeV90=90+4x；36=40+2x+〔-y〕..??x=0,>=4,應(yīng)選B.答案：B解析：假設(shè)場(chǎng)口變?yōu)槌b的過(guò)程中，發(fā)生了口次&衰變和m次8衰變，類(lèi)型三一一半衰期的理解用04、關(guān)于放射性元素的半衰期正確的選項(xiàng)是：〔 〕A.是原子核質(zhì)量減少一半所需的時(shí)間B.是原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間C.與外界壓強(qiáng)和溫度有關(guān)，與原子的化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān)D.可以用于測(cè)地質(zhì)年代、生物年代思路：此題考查對(duì)半衰期概念的理解和用實(shí)例，在分析解答時(shí)，關(guān)鍵是必須對(duì)半衰期這一概念有明確的認(rèn)識(shí)。解析：原子核的衰變是由原子核內(nèi)部因素決的，與一般的外界環(huán)境無(wú)關(guān)。原子核的衰變有一的速率，每隔一時(shí)間即半衰期，原子核就衰變掉總數(shù)的一半，不同種類(lèi)的原子核，其半衰期也不同。故A錯(cuò)，B正確；放射性元素衰變的快慢是由核內(nèi)部的因素決的，跟原子所處的物理狀態(tài)(如溫度、壓強(qiáng))或化學(xué)狀態(tài)(如單質(zhì)、化合物)無(wú)關(guān).可見(jiàn)C錯(cuò)誤；可以根據(jù)某元素的半衰期和開(kāi)始及剩余原子的數(shù)目測(cè)地質(zhì)年代，故D正確。答案：BD總結(jié)升華：半衰期是指由大量原子組成的放射性樣品中，放射性元素的原子核有一半發(fā)生衰變所需的時(shí)間。這是一種統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對(duì)某個(gè)原子來(lái)說(shuō)半衰期是毫無(wú)意義的。類(lèi)型四一一對(duì)核能的理解和計(jì)算、質(zhì)子和中子結(jié)合成氘核時(shí)的質(zhì)量虧損為0.0040X10-27kg,那么此過(guò)程中釋放的能量為多少M(fèi)eV?：c=979X108m/s1eV=1.6022X10-i9j解析：由質(zhì)能方程：卜￡—Amc20.0040 (2,9979x10s)2叱= fa 4=2.2嫄/@6、氘核質(zhì)量為2.0136U,中子質(zhì)量為1.0087U,:此核的質(zhì)量為3.0150U：函(1)寫(xiě)出兩個(gè)氘核聚變成:此的核反方程；(2)計(jì)算上述核反中釋放的核能；(3)假設(shè)兩氘核以相的動(dòng)能0.35MeV作對(duì)心碰撞即可發(fā)生上述核反，且釋放的核能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，那么反中生成的;