物理-第十三章-第三課時-原子核

1、四大核變（1）原子核的衰變：一種元素經(jīng)放射性過程變成另一種元素的現(xiàn)象，是一種自發(fā)的過程；該現(xiàn)象由科學(xué)家________首次發(fā)現(xiàn)。（2）原子核的人工轉(zhuǎn)變：用人工的方法使原子核發(fā)生轉(zhuǎn)變的過程，有以下幾個類型①第一次發(fā)現(xiàn)質(zhì)子；由科學(xué)家______首先發(fā)現(xiàn)。②第一次發(fā)現(xiàn)中子：由科學(xué)家________首先發(fā)現(xiàn)。③放射性同位素的發(fā)現(xiàn)：由科學(xué)家________首先發(fā)現(xiàn)。（3）原子核的裂變：核裂變是_________分裂為兩個或更多_________、并在分裂時發(fā)出多個中子并釋放巨大能量的過程。如：課前自主解讀貝克勒爾盧瑟福查德威克居里夫婦重原子核較輕原子核第一頁第二頁，共33頁。（4）原子核的聚變是：_______________結(jié)合___________時，放出大量能量的過程。核聚變只能在物質(zhì)高溫下才能發(fā)生，故核聚變也稱為熱核反應(yīng)。2原子核的衰變規(guī)律（1）天然放射現(xiàn)象：元素自發(fā)放射出射線的現(xiàn)象；（2）原子核發(fā)生自發(fā)衰變的類型：有釋放_____的稱為a衰變，有釋放_____的稱為β衰變，γ衰變一般是伴隨著a衰變和β衰變的發(fā)生而發(fā)出γ射線；其中，在每次β衰變中，核內(nèi)一個____變成一個____的同時，釋放一個電子。（3）原子核的組成：原子核由____和____組成，質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為_______；（4）半衰期：原子核數(shù)目因衰變減少到原來的一半所經(jīng)過的時間；課前自主解讀輕原子核（氘、氚）較重原子核中子質(zhì)子質(zhì)子中子核子a粒子β粒子第二頁第三頁，共33頁。（5）衰變規(guī)律：T為元素的半衰期；（6）核反應(yīng)方程：原子核發(fā)生自發(fā)衰變或用人工的方法發(fā)生和轉(zhuǎn)變的過程，遵循________和_______守恒，可以利用這兩個守恒判斷核反應(yīng)過程中產(chǎn)生新核的質(zhì)量數(shù)和電子數(shù)。3、核的結(jié)合能（1）核力：組成原子核的_____之間有很強的相互作用力，使核子能夠克服庫侖力而緊密結(jié)合在一起的力，核力是一種短程力；（2）結(jié)合能：核子結(jié)合成原子時__________或者是核分解為核子時_________；4、核能的釋放（1）重核與輕核：在元素周期變中，排在周期表中比較_____位置的元素，排在比較_____位移的元素對應(yīng)的原子核叫輕核；（2）質(zhì)量虧損：原子核的核反應(yīng)前后的質(zhì)量之差；課前自主解讀核質(zhì)量數(shù)核電荷數(shù)靠前吸收的能量釋放的能量核子靠后第三頁第四頁，共33頁。（3）質(zhì)能方程：E=mc2，ΔE=Δmc2；①核子在結(jié)合成原子核時總質(zhì)量減小，相應(yīng)總能量也要_____。根據(jù)能量守恒，減少的這部分能量不會消失，它在核子結(jié)合過程中釋放出去。反之將原子核分裂成核子要_____能量。②物質(zhì)質(zhì)量減小，其能量也減少，即釋放能量，但不可認為質(zhì)量與能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化。（4）利用重核的裂變和輕核的聚變，均可以釋放原子的核能課前自主解讀減少增加第四頁第五頁，共33頁。課堂主題互動1.原子核發(fā)生α衰變、β衰變的特征2.

α射線、β射線及γ射線的特性及應(yīng)用3.各種核變特征的類比4.愛因斯坦質(zhì)能方程的理解5.核能的利用原理第五頁第六頁，共33頁。主題一、原子核發(fā)生α衰變、β衰變的特征例題1．放射性元素發(fā)生β衰變時放出一個電子，關(guān)于這個電子，下列說法正確的是(

)A．是由核外電子發(fā)生電離時放出來的B．原子核內(nèi)本身的電子受激發(fā)后由核內(nèi)射出的C．由核內(nèi)的質(zhì)子轉(zhuǎn)化為中子時放出來的D．由核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時放出來的D啟示：放射性元素發(fā)生衰變時，釋放出來的電子不是核內(nèi)本身存在的電子，電子不是原子核的組成部分。第六頁第七頁，共33頁。變式1．（雙選）(2007，廣州“一?！?原子序數(shù)大于92的所有元素，都能自發(fā)地放出射線，下列說法中正確的是(

)A．原子核每放出一個α粒子，原子序數(shù)減少4B．原子核每放出一個α粒子，原子序數(shù)減少2C．原子核每放出一個β粒子，原子序數(shù)減少1D．原子核每放出一個β粒子，原子序數(shù)增加1主題一、原子核發(fā)生α衰變、β衰變的特征BD啟示：原子核內(nèi)沒有電子，原子核內(nèi)放出的電子來源于核內(nèi)中子和質(zhì)子間的轉(zhuǎn)化，不能錯誤理解這些電子是原子的核外電子。解析：原子核每放出一個α粒子，原子核就減少了兩個質(zhì)子和兩個中子，因此，原子序數(shù)減少2；原子核每放出一個β粒子，原子核內(nèi)將有一個中子轉(zhuǎn)化為一個質(zhì)子，因此原子核增加了一個質(zhì)子，原子序數(shù)增加1.第七頁第八頁，共33頁。例題2鈾裂變得產(chǎn)物之一氪

是不穩(wěn)定的，它經(jīng)過一系列衰變最終成為穩(wěn)定的鋯

，這些衰變包括（）A.1次a衰變,6次β衰變B.4次,β衰變C.2次a衰變D.2次a衰變,2次,β衰變主題一、原子核發(fā)生α衰變、β衰變的特征A第八頁第九頁，共33頁。變式2(單選)原子核經(jīng)放射性衰變①變?yōu)樵雍?/p>

，繼而經(jīng)放射性衰變②變?yōu)樵雍?/p>

，再經(jīng)放射性衰變③變?yōu)樵雍?/p>

。放射性衰變①、②和③依次為（）A、α衰變、β衰變和β衰變B、β衰變、β衰變和α衰變C、β衰變、α衰變和β衰變D、α衰變、β衰變和α衰變主題一、原子核發(fā)生α衰變、β衰變的特征A第九頁第十頁，共33頁。主題二、α射線、β射線及γ射線的特性及應(yīng)用例題3．人們利用示蹤原子來研究物質(zhì)組成的規(guī)律，包括對人體組織的研究，對人體疾病研究時所用的示蹤原子應(yīng)當選用(

)A．半衰期長的放射性同位素B．半衰期短的放射性同位素C．放射性強的天然放射性元素D．不發(fā)生衰變的同位素B解析：過量的放射性對人體有害，顯然選用放射性太強的元素不安全；當然也不能選用無放射性；若選用半衰期太長的則人體受放射性輻射影響長，會對人體產(chǎn)生危害。因此，本題正確答案是B。第十頁第十一頁，共33頁。變式3（單選）

镅是一種放射性元素，在其分裂過程中，會釋放出一種新的粒子，變成镎，由于放出的這種粒子很容易被空氣阻隔，因此不會對人體構(gòu)成任何的危害，火警的報警系統(tǒng)就是利用這種粒子作為報警的重要工具，這種粒子是()A、α粒子B、質(zhì)子C、中子D、正電子主題二、α射線、β射線及γ射線的特性及應(yīng)用A第十一頁第十二頁，共33頁。變式4．如圖(甲)是α、β、γ三種射線穿透能力的示意圖，圖乙是工業(yè)上利用射線的穿透性來檢查金屬內(nèi)部的傷痕的示意圖。請問圖(乙)中的檢查利用的射線是(

)A．α射線

B．β射線C．γ射線

D．三種射線都可以主題二、α射線、β射線及γ射線的特性及應(yīng)用C解析：α射線無法穿透一張紙，β射線無法穿透鋁板，故能探傷的只能是γ射線第十二頁第十三頁，共33頁。例題4下列說法正確的是()A、是α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)變方程主題三、各種核變特征的類比BD第十三頁第十四頁，共33頁。主題三、各種核變特征的類比AD例題5以下核變屬于重核裂變的是()第十四頁第十五頁，共33頁。變式5（雙選）兩個核反應(yīng)方程：

其中x1、x2各表示某種粒子則()A、①是聚變反應(yīng)B、②是裂變反應(yīng)C、D、主題三、各種核變特征的類比AD第十五頁第十六頁，共33頁。變式6．

(2011，“五羊高考”原創(chuàng))3月11日，日本特大地震，福島第一核電站機組核反應(yīng)堆核反應(yīng)失去控制．控制棒鎘棒在核反應(yīng)堆中的作用是(

)A．使快中子變慢中子B．使慢中子變快中子C．使反應(yīng)速率加快D．控制反應(yīng)速率，調(diào)節(jié)反應(yīng)速率快慢主題三、各種核變特征的類比D第十六頁第十七頁，共33頁。主題四、愛因斯坦質(zhì)能方程的理解例題6．對于愛因斯坦提出的質(zhì)能方程E＝mc2，下列說法中不正確的是(

)A．E＝mc2表明物體具有的能量與其質(zhì)量成正比B．根據(jù)ΔE＝Δmc2可計算核反應(yīng)的能量C．一個質(zhì)子和一個中子結(jié)合成一個氘核時釋放能量，表明此過程出現(xiàn)了質(zhì)量虧損D．E＝mc2中的E是發(fā)生核反應(yīng)中釋放的核能D第十七頁第十八頁，共33頁。變式7（雙選）2008年北京奧運會場館設(shè)施采用很多太陽能技術(shù)，太陽的能量來源于氫核的聚變，每次聚變反應(yīng)可以看作是4個氫核結(jié)合成1個氦核

，同時放出正電子

，已知氫核的質(zhì)量為m1，氦核的質(zhì)量為m2，正電子的質(zhì)量為m3，真空中光速為c.下列關(guān)于氫核聚變的說法正確的是()A、核反應(yīng)方程為B、核反應(yīng)方程為C、每次核反應(yīng)所釋放的能量為D、每次核反應(yīng)所釋放的能量為主題四、愛因斯坦質(zhì)能方程的理解AC---第十八頁第十九頁，共33頁。變式8首次用實驗驗證愛因斯坦質(zhì)能方程的核反應(yīng)方程式，已知mLi=7.0160u，mH=1.0078u，mHe=4.0026u，則該反應(yīng)方程中的k值和質(zhì)量虧損分別是()A、1和4.0212uB、1和2.0056uC、2和0.0186uD、2和1.9970uC主題四、愛因斯坦質(zhì)能方程的理解第十九頁第二十頁，共33頁。例題7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?，其參與的一種核聚變反應(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)電主題五、核能的利用原理B第二十頁第二十一頁，共33頁。變式9．已建成的廣東大亞灣核電站利用的是(

)A．重核裂變放出的能量B．熱核反應(yīng)放出的能量C．放射性元素發(fā)生α衰變放出的能量D．放射性元素發(fā)生β衰變放出的能量主題五、核能的利用原理A第二十一頁第二十二頁，共33頁。變式10（雙選）核潛艇是以核反應(yīng)堆為動力來源的潛艇，有一種核裂變方程為：下列說法正確的是（）A、裂變反應(yīng)中虧損的質(zhì)量變成了能量B、裂變反應(yīng)出現(xiàn)質(zhì)量虧損導(dǎo)致質(zhì)量數(shù)不守恒C、X原子核中有54個質(zhì)子D、X原子核比鈾核的平均結(jié)合能大主題五、核能的利用原理CD第二十二頁第二十三頁，共33頁。課外演練1．天然放射現(xiàn)象中的β射線是來自(

)A．原子電離出的外層電子B．原子電離出的內(nèi)層電子C．中子分裂出的電子D．原子核內(nèi)的質(zhì)子2．鈾核裂變的產(chǎn)物之一是不穩(wěn)定的，它經(jīng)過一系列衰變最終成為穩(wěn)定的鋯90()．這些衰變是(

)A．1次α衰變，6次β衰變B．4次β衰變C．2次α衰變D．2次α衰變，2次β衰變

CB第二十三頁第二十四頁，共33頁。課外演練3．下列說法中正確的是(

)A．β衰變說明原子核內(nèi)部存在電子B．放射性元素的半衰期隨溫度和壓強的變化而變化C．原子核的衰變是原子核在其它粒子的轟擊下而發(fā)生的D．β衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子和電子所產(chǎn)生的4．如圖3－1中P為放在勻強電場中的天然放射源，其放出的射線在電場的作用下分成a、b、c三束，以下判斷正確的是(

)A．a(chǎn)為α射線、b為β射線B．a(chǎn)為β射線、b為γ射線C．b為γ射線、c為β射線D．b為α射線、c為γ射線DB第二十四頁第二十五頁，共33頁。課外演練5．下列現(xiàn)象中，說明原子核內(nèi)部有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的是(

)A．α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6．我國廣東大亞灣核電站是利用核裂變產(chǎn)生的核能來發(fā)電的．下列四個核反應(yīng)方程屬于核裂變反應(yīng)的是(

)A．B．C．D．BB

第二十五頁第二十六頁，共33頁。課外演練7．1999年12月30日，我國等離子物理研究所承擔(dān)的“九五”重大科學(xué)工程HT—7超導(dǎo)托卡馬克實驗，獲得穩(wěn)定的準穩(wěn)態(tài)等離子體．等離子體放電時間已超過10s，這是我國可控核聚變研究的重大進展，標致著我國磁約束核聚變研究已達到國際先進水平．下列屬于核聚變的有(

)A．B．C．D．8．現(xiàn)已建成的核電站發(fā)電的能量來自于(

)A．天然放射性元素放出的能量B．人工放射性同位素放出的能量C．重核裂變放出的能量D．化學(xué)反應(yīng)放出的能量CC

第二十六頁第二十七頁，共33頁。課外演練9．重核的裂變和輕核的聚變是人類利用原子核能的兩種主要方法，下列關(guān)于它們的說法中正確的是(

)A．裂變和聚變過程質(zhì)量都有所增加B．裂變和聚變過程都有質(zhì)量虧損C．裂變過程有質(zhì)量虧損，聚變過程質(zhì)量有所增加D．裂變過程質(zhì)量有所增加，聚變過程質(zhì)量有虧損10．如圖3－2所示是利用放射線自動控制鋁板厚度生產(chǎn)的裝置，假設(shè)放射源能放射出α、β、γ

三種射線．而根據(jù)設(shè)計要求，該生產(chǎn)線壓制的是3mm厚的鋁板．那么，在三種射線中哪種射線對控制厚度起主要作用？當探測接受其單位時間內(nèi)接收到的放射性粒子的個數(shù)超過標準值時，將會通過自動裝置將M、N兩個軋錕間距離調(diào)大還是調(diào)小(

)A．α射線，調(diào)大B．β射線，調(diào)大C．γ射線，調(diào)大D．γ射線，調(diào)小BB第二十七頁第二十八頁，共33頁。課外演練11．下列說法正確的是(

)A．是α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12.已知某核反應(yīng)釋放了能量，可以肯定(

)A．核子的平均結(jié)合能增加、核子的總質(zhì)量增大B．核子的平均結(jié)合能減少、核子的總質(zhì)量減小C．核子的平均結(jié)合能增加、核子的總質(zhì)量減小D．這個核反應(yīng)有可能是聚變反應(yīng)

BDCD第二十八頁第二十九頁，共33頁。課外演練13．熱核反應(yīng)在宇宙中是很普遍的，太陽內(nèi)部溫度高達107K以上，熱核反應(yīng)在那里激烈地進行著，設(shè)其內(nèi)部的核反應(yīng)方程是，已知電子質(zhì)量為m1，質(zhì)子質(zhì)量為m2，質(zhì)量為m3，光速為c，則(

)A．由于反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)不變，所以2m1＋4m2＝m3B．該反應(yīng)在高溫下進行，該反應(yīng)屬熱核反應(yīng)C．反應(yīng)過程釋放的能量為(2m1＋4m2－m3)·c2D．反應(yīng)過程釋放的能量為(m1＋m2－m3)·c214.氘核、氚核、中子、氦核的質(zhì)量分別是m1、m2、m3和m4，如果氘核和氚核結(jié)合生成氦核，則(

)A．核反應(yīng)方程為B．這是一個裂變反應(yīng)C．核反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損△m＝m1＋m2－m3D．核反應(yīng)釋放的核能△E＝(m1＋m2－m3－m4)·c2

BCAD第二十九頁第三十頁，共33頁。課外演練15．貧鈾炸彈中的貧鈾是從金屬中提煉出來鈾235以后的副產(chǎn)品，其主要成分是鈾238，貧鈾炸彈的貫穿力是通常炸彈的9倍，殺傷力極大，而且殘留物可長期危害