第十三章第三节原子与原子核

1、第三节原子与原子核第三节原子与原子核第十三章动量守恒定律近代物理第十三章动量守恒定律近代物理栏目栏目导引导引第十三章动量守恒定律近代物理第十三章动量守恒定律近代物理一、原子的核式结构一、原子的核式结构1粒子散射实验的结果粒子散射实验的结果：绝大多数：绝大多数粒子穿过金箔后，基本粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但上仍沿原来的方向前进，但_粒子发生了大角度偏粒子发生了大角度偏转，转，_粒子的偏转超过了粒子的偏转超过了90，有的甚至被撞了回，有的甚至被撞了回来，如图所示来，如图所示少数少数极少数极少数栏目栏目导引导引第十三章动量守恒定律近代物理第十三章动量守恒定律近代物理2原子的核式结构原

2、子的核式结构：在原子中心有一个很小的核，原子全部：在原子中心有一个很小的核，原子全部的的_和和 几乎全部几乎全部_都集中在核里，带负都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转电的电子在核外空间绕核旋转正电荷正电荷质量质量栏目栏目导引导引第十三章动量守恒定律近代物理第十三章动量守恒定律近代物理 1.下列说法正确的是下列说法正确的是( ) A汤姆孙首先发现了电子汤姆孙首先发现了电子，并测定了电子电荷量并测定了电子电荷量，且提出了且提出了“枣糕枣糕”式原子模型式原子模型 B卢瑟福做卢瑟福做粒子散射实验时发现绝大多数粒子散射实验时发现绝大多数粒子穿过金箔粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进后基本上

3、仍沿原来的方向前进，只有少数只有少数粒子发生大角度粒子发生大角度偏转偏转 C 粒子散射实验说明了原子的正电荷和绝大部分质量集中粒子散射实验说明了原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上在一个很小的核上 D卢瑟福提出了原子卢瑟福提出了原子“核式结构核式结构”模型模型，并解释了并解释了粒子发粒子发生大角度偏转的原因生大角度偏转的原因 BCD栏目栏目导引导引第十三章动量守恒定律近代物理第十三章动量守恒定律近代物理二、玻尔理论二、玻尔理论1定态定态：原子只能处于一系列：原子只能处于一系列_的能量状态中，在的能量状态中，在这些能量状态中原子是这些能量状态中原子是_的，电子虽然绕核运动，但的，电子虽

4、然绕核运动，但并不向外辐射能量并不向外辐射能量2跃迁跃迁：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它_或或_一定频率的光子，光子的能量一定频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量差决定即由这两个定态的能量差决定即h_.( h是普朗是普朗克常量，克常量，h6.6261034 Js)3轨道轨道：原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核：原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道运动相对应原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道也是也是_的的不连续不连续稳定稳定辐射辐射吸收吸收EmEn不连续不连续栏目栏目导引导引

5、第十三章动量守恒定律近代物理第十三章动量守恒定律近代物理4氢原子的能级、能级公式氢原子的能级、能级公式(1)氢原子的能级图氢原子的能级图(如图所示如图所示)栏目栏目导引导引第十三章动量守恒定律近代物理第十三章动量守恒定律近代物理栏目栏目导引导引第十三章动量守恒定律近代物理第十三章动量守恒定律近代物理 2.根据玻尔理论根据玻尔理论，下列说法正确的是下列说法正确的是( ) A电子绕核运动有加速度电子绕核运动有加速度，就要向外辐射电磁波就要向外辐射电磁波 B处于定态的原子处于定态的原子，其电子绕核运动其电子绕核运动，但它并不向外辐射但它并不向外辐射能量能量 C原子内电子的可能轨道是不连续的原子内电子

6、的可能轨道是不连续的 D原子能级跃迁时原子能级跃迁时，辐射或吸收光子的能量取决于两个轨辐射或吸收光子的能量取决于两个轨道的能量差道的能量差 BCD栏目栏目导引导引第十三章动量守恒定律近代物理第十三章动量守恒定律近代物理三、天然放射现象、原子核的组成三、天然放射现象、原子核的组成1天然放射现象天然放射现象(1)天然放射现象天然放射现象元素元素_地放出射线的现象，首先由地放出射线的现象，首先由_发发现天然放射现象的发现，说明现天然放射现象的发现，说明_具有复杂的具有复杂的结构结构(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叫_具有放射

7、性的元素叫具有放射性的元素叫_元素元素(3)三种射线：放射性元素放射出的射线共有三种，分别是三种射线：放射性元素放射出的射线共有三种，分别是_射线、射线、_射线、射线、_射线射线自发自发贝克勒尔贝克勒尔原子核原子核放射性放射性放射性放射性栏目栏目导引导引第十三章动量守恒定律近代物理第十三章动量守恒定律近代物理2原子核原子核(1)原子核的组成原子核的组成原子核由原子核由_和和_组成，质子和中子统称为组成，质子和中子统称为_原子核的核电荷数原子核的核电荷数_数，原子核的质量数数，原子核的质量数_(2)同位素：具有相同同位素：具有相同_、不同、不同_的的 原原子，在元素周期表中的子，在元素周期表中的

8、_相同，同位素具有相同的相同，同位素具有相同的_性质性质质子质子中子中子核子核子质子质子质子数中子数质子数中子数质子数质子数中子数中子数位置位置化学化学栏目栏目导引导引第十三章动量守恒定律近代物理第十三章动量守恒定律近代物理 3.(2014高考福建卷高考福建卷)如图如图， 放射性元素镭衰变过放射性元素镭衰变过程中释放出程中释放出、 三种射线三种射线，分别进入匀强电场和匀强磁分别进入匀强电场和匀强磁场中场中，下列说法正确的是下列说法正确的是( ) A表示表示射线射线，表示表示射线射线 B表示射线表示射线，表示射线表示射线 C表示表示 射线射线，表示表示 射线射线 D表示表示 射线射线，表示表示

9、射线射线 C栏目栏目导引导引第十三章动量守恒定律近代物理第十三章动量守恒定律近代物理栏目栏目导引导引第十三章动量守恒定律近代物理第十三章动量守恒定律近代物理栏目栏目导引导引第十三章动量守恒定律近代物理第十三章动量守恒定律近代物理 4.关于放射性元素的半衰期关于放射性元素的半衰期， 下列说法正确的有下列说法正确的有( ) A是原子核质量减少一半所需的时间是原子核质量减少一半所需的时间 B是原子核有半数发生衰变所需的时间是原子核有半数发生衰变所需的时间 C把放射性元素放在密封的容器中把放射性元素放在密封的容器中，可以减小放射性元素可以减小放射性元素的半衰期的半衰期 D可以用来测定地质年代、生物年代

10、等可以用来测定地质年代、生物年代等 BD栏目栏目导引导引第十三章动量守恒定律近代物理第十三章动量守恒定律近代物理五、核力、结合能、质量亏损、核反应五、核力、结合能、质量亏损、核反应1核力核力(1)定义：原子核内部，核子间所特有的相互作用力定义：原子核内部，核子间所特有的相互作用力(2)特点：特点：核力是强相互作用的一种表现；核力是强相互作用的一种表现；核力是短程力，作用范围在核力是短程力，作用范围在1.51015 m之内；之内；每个核子只跟它的相邻核子间才有核力作用每个核子只跟它的相邻核子间才有核力作用栏目栏目导引导引第十三章动量守恒定律近代物理第十三章动量守恒定律近代物理2核能核能(1)结合

11、能结合能核子结合为原子核时核子结合为原子核时_的能量或原子核分解为核子的能量或原子核分解为核子时时_的能量，叫做原子核的结合能，亦称核能的能量，叫做原子核的结合能，亦称核能(2)比结合能比结合能定义：原子核的结合能与核子数之比，称做定义：原子核的结合能与核子数之比，称做 比结合能，也比结合能，也叫平均结合能叫平均结合能特点：不同原子核的比结合能不同，原子核特点：不同原子核的比结合能不同，原子核 的比结合能越的比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定放出放出吸收吸收栏目栏目导引导引第十三章动量守恒定律近代物理第十三章动量守恒定律近代物

12、理3质能方程、质量亏损质能方程、质量亏损爱因斯坦质能方程爱因斯坦质能方程E_，原子核的质量必然比组成它，原子核的质量必然比组成它的核子的质量和要小的核子的质量和要小m，这就是质量亏损由质量亏损可求，这就是质量亏损由质量亏损可求出释放的核能出释放的核能E_.4获得核能的途径获得核能的途径(1)重核裂变；重核裂变；(2)轻核聚变轻核聚变5核反应核反应(1)遵守的规律：遵守的规律：_守恒、守恒、_守恒守恒(2)反应类型：衰变、人工转变、重核裂变、轻核聚变反应类型：衰变、人工转变、重核裂变、轻核聚变mc2mc2电荷数电荷数质量数质量数栏目栏目导引导引第十三章动量守恒定律近代物理第十三章动量守恒定律近代

13、物理 5.根据新华社报道根据新华社报道， 由我国自行设计、 研制的世由我国自行设计、 研制的世界上第一套全超导核聚变实验装置界上第一套全超导核聚变实验装置，又称又称“人造太阳人造太阳”，已已完成了首次工程调试完成了首次工程调试，下列关于下列关于“人造太阳人造太阳”的说法正确的的说法正确的是是( ) A “人造太阳人造太阳”的核反应方程是的核反应方程是21H31H42He10n B “人造太阳人造太阳”的核反应方程是的核反应方程是235 92U10n141 56Ba9236Kr310n C “人造太阳人造太阳”释放的能量大小计算公式是释放的能量大小计算公式是Emc2 D “人造太阳人造太阳”核能

14、大小计算公式是核能大小计算公式是 E12mc2 AC栏目栏目导引导引第十三章动量守恒定律近代物理第十三章动量守恒定律近代物理考点一氢原子能级及能级跃迁考点一氢原子能级及能级跃迁1原子跃迁的条件原子跃迁的条件 (1)原子跃迁条件原子跃迁条件 hEmEn只适用于光子和原子作用而使只适用于光子和原子作用而使原子在各定态之间跃迁的情况原子在各定态之间跃迁的情况 (2)当光子能量大于或等于当光子能量大于或等于 13.6 eV 时时，也可以被处于基态的也可以被处于基态的氢原子吸收氢原子吸收，使氢原子电离；当处于基态的氢原子吸收的光使氢原子电离；当处于基态的氢原子吸收的光子能量大于子能量大于 13.6 eV

15、 时时，氢原子电离后氢原子电离后，电子具有一定的初电子具有一定的初动能动能 栏目栏目导引导引第十三章动量守恒定律近代物理第十三章动量守恒定律近代物理(3)原子还可吸收外来实物粒子原子还可吸收外来实物粒子(例如自由电子例如自由电子)的能量而被激的能量而被激发发由于实物粒子的动能可全部或部分被原子吸收由于实物粒子的动能可全部或部分被原子吸收，所以只所以只要入射粒子的能量大于或等于两能级的能量差值要入射粒子的能量大于或等于两能级的能量差值(EEmEn)，均可使原子发生能级跃迁均可使原子发生能级跃迁 栏目栏目导引导引第十三章动量守恒定律近代物理第十三章动量守恒定律近代物理2跃迁中两个易混问题跃迁中两个

16、易混问题 (1)一群原子和一个原子：氢原子核外只有一个电子一群原子和一个原子：氢原子核外只有一个电子，这个电这个电子在某个时刻只能处在某一个可能的轨道上子在某个时刻只能处在某一个可能的轨道上，在某段时间在某段时间内内， 由某一轨道跃迁到另一个轨道时由某一轨道跃迁到另一个轨道时， 可能的情况只有一种可能的情况只有一种，但是如果容器中盛有大量的氢原子但是如果容器中盛有大量的氢原子，这些原子的核外电子跃这些原子的核外电子跃迁时就会有各种情况出现了迁时就会有各种情况出现了 (2)直接跃迁直接跃迁与间接跃迁： 原子从一种能量状态跃迁到另一种与间接跃迁： 原子从一种能量状态跃迁到另一种能量状态时能量状态时

17、 有时可能是直接跃迁有时可能是直接跃迁， 有时可能是间接跃迁 两有时可能是间接跃迁 两种情况下辐射种情况下辐射(或吸收或吸收)光子的能量是不同的直接跃迁时辐光子的能量是不同的直接跃迁时辐射射(或吸收或吸收)光子的能量等于间接跃迁时辐射光子的能量等于间接跃迁时辐射(或吸收或吸收)的所有的所有光子的能量和光子的能量和 栏目栏目导引导引第十三章动量守恒定律近代物理第十三章动量守恒定律近代物理能级图的理解和应用能级图的理解和应用 (2014高考山东卷高考山东卷)氢原子能级如图氢原子能级如图， 当氢原子从当氢原子从 n3 跃迁到跃迁到 n2 的能级时的能级时，辐射光的波长为辐射光的波长为 656 nm.

18、以下判断以下判断正确的是正确的是( ) A氢原子从氢原子从 n2 跃迁到跃迁到 n1 的能级时的能级时，辐射光的波长大辐射光的波长大于于 656 nm CD栏目栏目导引导引第十三章动量守恒定律近代物理第十三章动量守恒定律近代物理B用波长为用波长为 325 nm 的光照射的光照射，可使氢原子从可使氢原子从 n1 跃迁到跃迁到n2 的能级的能级 C 一群处于一群处于 n3 能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3 种谱线种谱线 D用波长为用波长为 633 nm 的光照射的光照射，不能使氢原子从不能使氢原子从 n2 跃迁跃迁到到 n3 的能级的能级 解析解析 根据氢

19、原子的能级图和能级跃迁规律根据氢原子的能级图和能级跃迁规律，当氢原子从当氢原子从 n2 能级跃迁到能级跃迁到 n1 的能级时的能级时，辐射光的波长一定小于辐射光的波长一定小于 656 nm，因此因此 A 选项错误；根据发生跃迁只能吸收和辐射一定选项错误；根据发生跃迁只能吸收和辐射一定频率的光子频率的光子，可知可知 B 选项错误选项错误，D 选项正确；一群处于选项正确；一群处于 n3能级上的氢原子向低能级跃迁时可以产生能级上的氢原子向低能级跃迁时可以产生3种频率的光子种频率的光子，所以所以 C 选项正确选项正确 栏目栏目导引导引第十三章动量守恒定律近代物理第十三章动量守恒定律近代物理能级跃迁与光

20、电效应能级跃迁与光电效应 (2014高考浙江卷高考浙江卷)玻尔氢原子模型成功解释了氢原玻尔氢原子模型成功解释了氢原子光谱的实验规律子光谱的实验规律，氢原子能级图如图所示当氢原子从氢原子能级图如图所示当氢原子从 n4 的能级跃迁到的能级跃迁到 n2 的能级时的能级时，辐射出频率为辐射出频率为_Hz 的光子 用该频率的光照射逸出功为的光子 用该频率的光照射逸出功为 2.25 eV的钾表面的钾表面，产生的光电子的最大初动能为产生的光电子的最大初动能为_eV.(电子电子电量电量 e1.601019 C，普朗克常量普朗克常量 h6.631034 Js) 6.1510140.30栏目栏目导引导引第十三章动

21、量守恒定律近代物理第十三章动量守恒定律近代物理 解析解析 氢原子从氢原子从 n4 的能级跃迁到的能级跃迁到 n2 的能级时的能级时， 释放出释放出光子的能量为光子的能量为 E0.85 eV(3.40 eV)2.55 eV，由由 hE 解得光子的频率解得光子的频率 6.151014 Hz. 用此光照射逸出功为用此光照射逸出功为 2.25 eV 的钾时的钾时，由光电效应方程知由光电效应方程知，产生光电子的最大初动能为产生光电子的最大初动能为 EkhW(2.552.25) eV0.30 eV. 栏目栏目导引导引第十三章动量守恒定律近代物理第十三章动量守恒定律近代物理栏目栏目导引导引第十三章动量守恒定

22、律近代物理第十三章动量守恒定律近代物理考点二氢原子的能量考点二氢原子的能量1原子能量：原子能量：EnEknEpnE1n2，随随 n(r)增大而增大增大而增大，其中其中E113.6 eV. 3电势能：电势能：通过库仑力做功判断电势能的增减当通过库仑力做功判断电势能的增减当 n 减小减小，即轨道半径减小时即轨道半径减小时，库仑力做正功库仑力做正功，电势能减小；反之电势能减小；反之，n增大增大，即轨道半径增大时即轨道半径增大时，电势能增加电势能增加 2电子动能：电子动能：电子绕氢原子核运动时静电力提供向心力电子绕氢原子核运动时静电力提供向心力，即即 ke2r2nmv2rn，所以所以 Ekn12ke2

23、rn，随，随 n(r)增大而减小增大而减小 栏目栏目导引导引第十三章动量守恒定律近代物理第十三章动量守恒定律近代物理氢原子能量分析氢原子能量分析 (2016三明模拟三明模拟)按照玻尔理论按照玻尔理论， 一个氢原子中的电子一个氢原子中的电子从一半径为从一半径为ra的圆轨道自发地直接跃迁到一半径为的圆轨道自发地直接跃迁到一半径为rb的圆轨的圆轨道上道上，已知已知 rarb，则在此过程中则在此过程中( ) A原子要发出某一频率的光子原子要发出某一频率的光子，电子的动能增大电子的动能增大，原子的原子的电势能减小电势能减小，原子的能量也减小原子的能量也减小 B原子要吸收某一频率的光子原子要吸收某一频率的

24、光子，电子的动能减小电子的动能减小，原子的原子的电势能减小电势能减小，原子的能量也减小原子的能量也减小 A栏目栏目导引导引第十三章动量守恒定律近代物理第十三章动量守恒定律近代物理 解析解析 由玻尔氢原子理论知由玻尔氢原子理论知，电子轨道半径越大电子轨道半径越大，原子能量原子能量越大越大，当电子从当电子从 ra跃迁到跃迁到 rb时时，原子能量减小原子能量减小，放出光子；放出光子；在电子跃迁过程中在电子跃迁过程中，库仑力做正功库仑力做正功，原子的电势能减小；由原子的电势能减小；由库仑力提供电子做圆周运动的向心力库仑力提供电子做圆周运动的向心力，即即ke2r2mv2r，r 减小减小，电子速度增大电子

25、速度增大，动能增大动能增大，综上所述可知综上所述可知 A 正确正确 栏目栏目导引导引第十三章动量守恒定律近代物理第十三章动量守恒定律近代物理氢原子的能量计算氢原子的能量计算 氢原子在基态时轨道半径氢原子在基态时轨道半径 r10.531010 m，能量能量E113.6 eV，求氢原子处于基态时：求氢原子处于基态时： (1)电子的动能；电子的动能； (2)原子的电势能；原子的电势能； (3)用波长是多少的光照射可使其电离用波长是多少的光照射可使其电离？ 解析解析 (1)设处于基态的氢原子核外电子速度为设处于基态的氢原子核外电子速度为 v1，则：则： ke2r21mv21r1. 所以电子动能所以电子

26、动能 Ek112mv21ke22r1 9109（1.61019）220.5310101.61019 eV13.6 eV. 栏目栏目导引导引第十三章动量守恒定律近代物理第十三章动量守恒定律近代物理(2)因为因为 E1Ek1Ep1， 所以所以 Ep1E1Ek113.6 eV13.6 eV27.2 eV. (3)设用波长为设用波长为 的光照射可使氢原子电离：的光照射可使氢原子电离：hc0E1. 所以所以 hcE16.631034310813.61.61019 m 9.14108 m. 答案答案(1)13.6 eV (2)27.2 eV (3)9.14108 m 栏目栏目导引导引第十三章动量守恒定律近

27、代物理第十三章动量守恒定律近代物理栏目栏目导引导引第十三章动量守恒定律近代物理第十三章动量守恒定律近代物理考点三原子核的衰变半衰期考点三原子核的衰变半衰期1衰变规律及实质衰变规律及实质(1)两种衰变的比较两种衰变的比较衰变类型衰变类型衰变衰变衰变衰变衰变方程衰变方程衰变实质衰变实质衰变规律衰变规律2个质子和个质子和2个中子个中子结合成一个整体射出结合成一个整体射出中子转化为中子转化为质子和电子质子和电子质量数守恒、电荷数守恒质量数守恒、电荷数守恒栏目栏目导引导引第十三章动量守恒定律近代物理第十三章动量守恒定律近代物理(2)射线：射线： 射线经常是伴随着射线经常是伴随着 衰变或衰变或 衰变同时产

28、生衰变同时产生的 其实质是放射性原子核在发生的 其实质是放射性原子核在发生 衰变或衰变或 衰变的过程中衰变的过程中，产生的新核由于具有过多的能量产生的新核由于具有过多的能量(核处于激发态核处于激发态)而辐射出光而辐射出光子子 2确确定衰变次数的方法：定衰变次数的方法：因为因为衰变对质量数无影响衰变对质量数无影响，先先由质量数的改变确定由质量数的改变确定 衰变的次数衰变的次数，然后再根据衰变规律确然后再根据衰变规律确定定 衰变的次数衰变的次数 栏目栏目导引导引第十三章动量守恒定律近代物理第十三章动量守恒定律近代物理3半衰期半衰期 (1)公式：公式：N余余N原原 12t/，m余余m原原 12t/.

29、 (2)影响因素： 放射性元素衰变的快慢是由原子核内部自身因影响因素： 放射性元素衰变的快慢是由原子核内部自身因素决定的，跟原子所处的物理状态素决定的，跟原子所处的物理状态(如温度、压强如温度、压强)或化学状或化学状态态(如单质、化合物如单质、化合物)无关无关 栏目栏目导引导引第十三章动量守恒定律近代物理第十三章动量守恒定律近代物理对衰变现象和射线的认识对衰变现象和射线的认识 (2014高考全国卷高考全国卷改编改编)关于天然放射性关于天然放射性， 下列说法下列说法正确的是正确的是( ) A所有元素都可能发生衰变所有元素都可能发生衰变 B放射性元素的半衰期放射性元素的半衰期与外界的温度无关与外界

30、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放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性 D、 和和 三种射线中三种射线中， 射线的穿透能力最强射线的穿透能力最强 BCD 解析解析 自然界中绝大部分元素没有放射现象自然界中绝大部分元素没有放射现象，选项选项 A 错误；错误；放射性元素的半衰期只与原子核结构有关放射性元素的半衰期只与原子核结构有关，与其他因素无与其他因素无关关，选项选项 B、C 正确；正确；、 和和 三种射线电离能力依次减三种射线电离能力依次减弱弱，穿透能力依次增强穿透能力依次增强，选项，选项 D 正确正确 栏目栏目导引导引第十三章动量守恒定律近代物理第十三章动量守

31、恒定律近代物理半衰期的理解及应用半衰期的理解及应用AC栏目栏目导引导引第十三章动量守恒定律近代物理第十三章动量守恒定律近代物理 解析解析 古木样品中古木样品中14C 的比例是现代植物所制样品的二分之的比例是现代植物所制样品的二分之一一，根据半衰期的定义知该古木的年代距今约根据半衰期的定义知该古木的年代距今约 5 700 年年，选选项项 A 正确同位素具有相同的质子数正确同位素具有相同的质子数，不同的中子数不同的中子数，选项选项B 错误错误.14C 的衰变方的衰变方程为程为14 6C14 7N01e，所以此衰变过程放所以此衰变过程放出出射线射线，选项选项 C 正确放射性元素的半衰期与核内部自身正

32、确放射性元素的半衰期与核内部自身因素有关因素有关，与原子所处的化学状态和外部条件无关与原子所处的化学状态和外部条件无关，选项选项 D错误错误 栏目栏目导引导引第十三章动量守恒定律近代物理第十三章动量守恒定律近代物理考点四核反应类型与核反应方程考点四核反应类型与核反应方程1核反应的四种类型：衰变、人工转变、裂变和聚变核反应的四种类型：衰变、人工转变、裂变和聚变 2核反应过程一般都是不可逆的核反应过程一般都是不可逆的，所以核反应方程只能用所以核反应方程只能用单向箭头连接并表示反应方向单向箭头连接并表示反应方向，不能用等号连接不能用等号连接 3核反应的生成物一定要以实验为基础核反应的生成物一定要以实

33、验为基础，不能凭空只依据不能凭空只依据两个守恒规律杜撰出生成物来写核反应方程两个守恒规律杜撰出生成物来写核反应方程 4核反应遵循质量数守恒而不是质量守恒核反应遵循质量数守恒而不是质量守恒，核反应过程中核反应过程中反应前后的总质量一般会发生反应前后的总质量一般会发生变化变化 5核反应遵循电荷数守恒核反应遵循电荷数守恒 栏目栏目导引导引第十三章动量守恒定律近代物理第十三章动量守恒定律近代物理 (1)关于核衰变和核反应的类型关于核衰变和核反应的类型，下列表述正确的有下列表述正确的有( ) A.238 92U234 90Th42He 是重核裂变是重核裂变 B.14 7N42He17 8O11H 是轻核

34、聚变是轻核聚变 C.21H31H42He10n 是是衰变衰变 D.8234Se8236Kr201e 是是衰变衰变 D栏目栏目导引导引第十三章动量守恒定律近代物理第十三章动量守恒定律近代物理_是发现中子的核反应方程是发现中子的核反应方程，_是研究原子弹是研究原子弹的基本核反应方程的基本核反应方程，_是研究氢弹的基本核反应方程是研究氢弹的基本核反应方程 B 中中 X 的质量数为的质量数为_，中子数为中子数为_ 解析解析 (1)A 为为衰变衰变，B 为原子核的人工转变为原子核的人工转变，C 为轻核聚为轻核聚变变，D 为为衰变，故衰变，故 D 正确正确 (2)D 为查德威克发现中子的核反应方程；为查德

35、威克发现中子的核反应方程；B 是研究原子弹是研究原子弹的基本核反应方程；的基本核反应方程；A 是研究氢弹的基本核反应方程是研究氢弹的基本核反应方程 X 的质量数为：的质量数为：(2351)(893)144 X 的质子数为：的质子数为：923656 X 的中子数为：的中子数为：1445688. DBA14488栏目栏目导引导引第十三章动量守恒定律近代物理第十三章动量守恒定律近代物理 (2015高考广东卷高考广东卷)科学家使用核反应获取氚科学家使用核反应获取氚，再利用氘和氚的核反应获得能量再利用氘和氚的核反应获得能量，核反应方程分别为：核反应方程分别为：XY42He31H4.9 MeV 和和21H

36、31H42HeX17.6 MeV，下下列表述正确的有列表述正确的有( ) AX 是中子是中子 BY 的质子数是的质子数是 3，中子数是中子数是 6 C两个核反应都没有质量亏损两个核反应都没有质量亏损 D氘和氚的核反应是核聚变反应氘和氚的核反应是核聚变反应 AD栏目栏目导引导引第十三章动量守恒定律近代物理第十三章动量守恒定律近代物理解析解析: 核反应方程遵守核电荷数守恒和质量数守恒核反应方程遵守核电荷数守恒和质量数守恒，则由则由21H31H42HeX17.6 MeV 知知 X 为为10n，由由 XY42He31H4.9 MeV 知知 Y 为为63Li， 其中其中 Y 的质子数是的质子数是 3，

37、中子数也是中子数也是 3，选项选项 A 正确正确，选项选项 B 错误两个核反应都释放出核能错误两个核反应都释放出核能，故都故都有质量亏损有质量亏损，选项选项 C 错误错误XY42He31H4.9 MeV 是原是原子核的人工转变子核的人工转变，21H31H42He10n17.6 MeV为轻核聚变，为轻核聚变，选项选项 D 正确正确 栏目栏目导引导引第十三章动量守恒定律近代物理第十三章动量守恒定律近代物理考点五有关核能的计算考点五有关核能的计算1应用质能方程解题的流程图应用质能方程解题的流程图 书写核反书写核反应方程应方程计算质量计算质量亏损亏损m利用利用Emc2计算释放的核能计算释放的核能 (1

38、)根据根据Emc2计算计算， 计算时计算时m 的单位是的单位是“kg” ，” ， c 的单的单位是位是“m/s” ，” ，E 的单位是的单位是“J” (2)根据根据Em931.5 MeV 计算因计算因 1 原子质量单位原子质量单位(u)相当于相当于 931.5 MeV 的能量的能量，所以计算时所以计算时m 的单位是的单位是“u” ，” ，E 的单位是的单位是“MeV” 栏目栏目导引导引第十三章动量守恒定律近代物理第十三章动量守恒定律近代物理2根据核子比结合能来计算核能：根据核子比结合能来计算核能：原子核的结合能核子原子核的结合能核子比结合能比结合能核子数核子数 利用质能方程计算核能时利用质能方

39、程计算核能时，不能用质量数代不能用质量数代替质量进行计算替质量进行计算 栏目栏目导引导引第十三章动量守恒定律近代物理第十三章动量守恒定律近代物理对结合能的理解对结合能的理解 关于原子核的结合能关于原子核的结合能，下列说法正确的是下列说法正确的是( ) A原子核的结合能原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量小能量 B一重原子核衰变成一重原子核衰变成粒子和另一原子核粒子和另一原子核，衰变产物的结衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能合能之和一定大于原来重核的结合能 C铯原子核铯原子核(133 55Cs)的结合能小于铅原子核的结合能小于铅原子核

40、(208 82Pb)的结合能的结合能 D比结合能越大比结合能越大，原子核越不稳定原子核越不稳定 ABC栏目栏目导引导引第十三章动量守恒定律近代物理第十三章动量守恒定律近代物理 解析解析 原子核分解成自由核子时原子核分解成自由核子时，需要的最小能量就是原子需要的最小能量就是原子核的结合能核的结合能，选项选项 A 正确重核衰变时释放能量正确重核衰变时释放能量，衰变产物衰变产物更稳定更稳定， 即衰变产物的比结合能更大即衰变产物的比结合能更大， 衰变前后核子数不变衰变前后核子数不变，所以衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能所以衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能，选选项项 B 正确 铯

41、核的核子数比铅核的核子数少正确 铯核的核子数比铅核的核子数少， 其结合能也小其结合能也小，选项选项 C 正确比结合能越大正确比结合能越大，原子核越稳定原子核越稳定，选项选项 D 错误错误 栏目栏目导引导引第十三章动量守恒定律近代物理第十三章动量守恒定律近代物理核能的计算核能的计算 (2015高考江苏卷高考江苏卷)(1)核电站利用原子核链式反应放核电站利用原子核链式反应放出的巨大能量进行发电出的巨大能量进行发电，235 92U 是核电站常用的核燃料是核电站常用的核燃料.235 92U 受受一一个中子轰击后裂变成个中子轰击后裂变成144 56Ba 和和8936Kr 两部分两部分， 并产生并产生_个

42、中子 要使链式反应发生个中子 要使链式反应发生， 裂变物质的体积要裂变物质的体积要_(选选填填“大于大于”或或“小于小于”)它的临界体积它的临界体积 (2)取质子的质量取质子的质量 mp1.672 61027 kg，中子的质量中子的质量 mn1.674 91027 kg， ， 粒子的质量粒子的质量 m6.646 71027 kg， 光光速速 c3.0108 m/s.请计算请计算粒子的结合能粒子的结合能(计算结果保留计算结果保留两位有效数字两位有效数字) 3大于大于4.31012 J栏目栏目导引导引第十三章动量守恒定律近代物理第十三章动量守恒定律近代物理 解析解析 (1)核反应方程遵守质量数守恒和电荷数守恒核反应方程遵守质量数守恒和电荷数守恒，且该且该核反应方程为：核反应方程为：235 92U10n144 56Ba8936Kr310n，即产生即产生 3 个中个中子临界体积是发生链式反应的最小体积子临界体积是发生链式反应的最小体积，要使链式反应发要使链式反应发生生，裂变物质的体积要大于它的临界体积裂变物质的体积要大于它的临界体积 (2)组成组成粒子的核子与粒子的核子与粒子的