高考物理一輪復(fù)習(xí)課件 【高效備課精研+知識精講提升】 光+原子物理+宇宙

上海新高考物理一輪復(fù)習(xí)第十四章光原子物理宇宙（2）三種射線衰變聚變和裂變宇宙概述知識點(diǎn)1三種射線2半衰期3聚變和裂變4宇宙物理學(xué)史J.J.湯姆孫通過研究陰極射線，發(fā)現(xiàn)先了電子。從此，人類意識到，原子并不是組成物質(zhì)的最小單位，探索原子結(jié)構(gòu)的序幕由此拉開……湯姆孫通過進(jìn)一步的研究證明：電子是原子的組成部分，是比原子更基本的單元。注意陰極射線和X射線的區(qū)別。第一次較為精確測量出電子電荷量的是美國物理學(xué)家密立根利用油滴實驗測量出的。e＝1.602176634×10-19C密立根實驗更重要的發(fā)現(xiàn)是：電荷是量子化的，即任何帶電體的電荷只能是e的整數(shù)倍。陰極射線是核外電子流，X射線是電磁輻射物理學(xué)史1909年盧瑟福建議其學(xué)生兼助手蓋革和馬斯頓用α粒子轟擊金箔去驗證湯姆孫原子模型。J.J.湯姆孫還提出棗糕模型物理學(xué)史帶負(fù)電的電子在核外空間繞著核旋轉(zhuǎn)做圓周運(yùn)動在原子的中心有一個體積很小、帶正電荷的核，叫做原子核原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后，基本上仍沿原來的方向前進(jìn)。極少數(shù)偏轉(zhuǎn)的角度甚至大于90°，也就是說，它們幾乎被“撞了回來”。少數(shù)α粒子（約占）發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，物理學(xué)史盧瑟福的杰出貢獻(xiàn):1899年命名α射線、β射線；1902年提出原子自然衰變理論；1909～1911年，盧瑟福指導(dǎo)他的學(xué)生蓋革和馬斯頓進(jìn)行了α粒子散射實驗。1911年提出原子的核式結(jié)構(gòu)模型；1919年發(fā)現(xiàn)質(zhì)子，預(yù)言中子；實現(xiàn)人工核反應(yīng)。直接培養(yǎng)了11名諾貝爾獎獲得者。被譽(yù)為原子物理學(xué)之父。物理學(xué)史云室觀察天然放射線（衰變）α粒子散射實驗揭示了原子具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)核式結(jié)構(gòu)模型揭示了原子核具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)三種射線種類α射線β

射線γ

射線組成高速氦核流高速電子流光子流（高頻電磁波）帶電荷量2e-e速度0.1c0.99cc在電磁場中偏轉(zhuǎn)與α射線偏轉(zhuǎn)反向不偏轉(zhuǎn)貫穿本領(lǐng)最弱用紙能擋住較強(qiáng)穿透幾毫米厚的鋁板最強(qiáng)穿透幾厘米厚的鉛板對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、曲折最長通過膠片感光感光感光三種射線示例1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）②來自于原子核外的電子(B）①的電離作用最強(qiáng)，是一種電磁波(C）③的電離作用較強(qiáng)，是一種電磁波(D）③的電離作用最弱，屬于原子核內(nèi)釋放的光子D三種射線變式1一天然放射性物質(zhì)發(fā)出三種射線，經(jīng)過方向如圖所示的勻強(qiáng)磁場、勻強(qiáng)電場共存的區(qū)域后射到足夠大的熒光屏上，熒光屏上只有a、b兩處出現(xiàn)亮斑，下列判斷中正確的是（）

（A）射到b處的一定是α射線（B）射到b處的一定是β射線（C）射到b處的可能是γ射線（D）射到b處的可能是α射線D衰變原子核的組成：1919年，盧瑟福用粒子轟擊氮核，得到了質(zhì)子，進(jìn)而猜想原子核內(nèi)存在不帶電的中子，這一猜想在十年后被他的學(xué)生查德威克用實驗證實，并得到公認(rèn)。中子質(zhì)子統(tǒng)稱核子

UHeH114223592XAZ（核）電荷數(shù)質(zhì)量數(shù)10－14m質(zhì)子中子核子質(zhì)子數(shù)電荷數(shù)元素符號衰變衰變實質(zhì)：原子核自發(fā)地放出α粒子或β粒子而轉(zhuǎn)變?yōu)樾潞说默F(xiàn)象。衰變規(guī)律原子核內(nèi)兩個質(zhì)子和兩個中子結(jié)合成一個??粒子，并在一定條件下作為一個整體從較大的原子核中拋射出來，反應(yīng)方程為原子核內(nèi)的一個中子變成一個質(zhì)子留在原子核內(nèi)，同時放出一個電子，即β粒子放射出來，反應(yīng)方程為原子核發(fā)生衰變時，衰變前后的電荷數(shù)、質(zhì)量數(shù)守恒α衰變：β衰變：衰變確定原子核衰變次數(shù)的方法與技巧設(shè)放射性元素經(jīng)過n次α衰變和m次β衰變后，變成穩(wěn)定的新元素，則衰變方程為：根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可列方程由此可見，確定衰變次數(shù)可歸結(jié)為解一個二元一次方程組。衰變半衰期(τ)：意義：

表示放射性元素衰變快慢的物理量

定義：放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時間

不同的放射性元素其半衰期不同。某元素經(jīng)過n個半衰期(τ)衰變后,剩余的該元素質(zhì)量為：

公式：注意：(1)半衰期的長短是由原子核內(nèi)部本身的因素決定的，與原子所處的物理、化學(xué)狀態(tài)無關(guān)。(2)半衰期是一個統(tǒng)計規(guī)律，只對大量的原子核才適用，對少數(shù)原子核是不適用的。衰變示例2一塊含鈾的礦石質(zhì)量為M，其中鈾元素的質(zhì)量為m。鈾發(fā)生一系列衰變，最終生成物為鉛。已知鈾的半衰期為T，那么下列說法中正確的有()(A)經(jīng)過兩個半衰期后這塊礦石中基本不再含有鈾了(B)經(jīng)過兩個半衰期后原來所含的鈾元素的原子核有m/4發(fā)生了衰變(C)經(jīng)過三個半衰期后，其中鈾元素的質(zhì)量還剩m/8(D)經(jīng)過一個半衰期后該礦石的質(zhì)量剩下M/2C衰變變式2真空中一個靜止的鈾原子核

經(jīng)一次α衰變后變成一個新核釷核

，衰變方程為

。若

的半衰期為t，下列說法正確的是（）（A）鈾核

的中子數(shù)比釷核

多2個（B）發(fā)生核反應(yīng)后，產(chǎn)生的能量比鈾核多（C）衰變前

核的質(zhì)量等于衰變后

核的質(zhì)量與α粒子的質(zhì)量之和（D）經(jīng)過2t的時間，20個

核中有15個已經(jīng)發(fā)生了衰變A裂變核裂變：重核受粒子打擊，分裂成質(zhì)量較小的核，釋放核能的反應(yīng)。鈾核裂變的一種典型情形中子轟擊鈾235中間產(chǎn)物鈾236氪89鋇1443個中子（最典型的一種核反應(yīng)方程式）鏈?zhǔn)椒磻?yīng)聚變核聚變：兩個輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，這樣的核反應(yīng)叫做核聚變。一個氘核與一個氚核結(jié)合成一個氦核時（同時放出一個中子），釋放17.6MeV的能量，平均每個核子放出的能量在3MeV以上，比裂變反應(yīng)中平均每個核子放出的能量大3-4倍，核反應(yīng)方程：其他聚變反應(yīng)方程:宇宙一、宇宙的基本結(jié)構(gòu)有小到大