高三物理总复习 15.3原子核与放射性 核能 鲁科

第三节原子核与放射性核能.一、天然放射现象1．放射性元素_________发出射线的现象，叫做天然放射现象，1896年由法国物理学家__________发现．2．放射性说明原子核内部是有结构的(1)1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，发现了______，并猜想原子核内还存在________，1932年，他的学生查德威克通过实验证实了________的存在．自发地贝克勒尔质子中子中子.(2)原子核是由质子和中子组成的．常用符号X表示，X为元素符号，A表示核的________，Z表示核的__________．二、原子核的衰变1．定义：原子核放出α粒子或β粒子，变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变．质量数电荷数.3．半衰期：放射性元素的原子核有_______发生衰变所需的时间．半衰期由____________的因素决定，跟原子所处的_______________无关．三、放射性同位素及应用1．同位素具有相同_______而________不同的原子核，在元素周期表中处于同一位置，互称_______．半数核内部本身物理或化学状态质子数中子数同位素2．分类.2．放射性同位素的应用(1)放射性同位素放出的射线应用于工业、探伤、农业、医疗等．(2)作示踪原子．四、核力与核能1．核力：组成原子核的核子之间有很强的相互作用力，使核子能克服库仑力而紧密地结合在一起，这种力称为核力．其特点为：(1)核力是强相互作用的一种表现，在原子核的尺度内，核力比库仑力大得多．.(2)核力是短程力，作用范围在1.5×10－15m之内．(3)每个核子只跟相邻的核子发生核力作用，这种性质称为核力的饱和性2．结合能：原子核是核子结合在一起构成的，要把它们分开，需要能量，这就是原子核的_______．3．质量亏损：原子核的质量小于组成它的核子的质量之和，这个现象叫做质量亏损．4．质能方程：爱因斯坦质能方程为______，若核反应中的质量亏损为Δm，释放的核能ΔE＝________.结合能E＝mc2Δmc2.3．重核裂变和轻核聚变过程中都释放出______．核能.课堂互动讲练一、三种射线的比较..名师点睛：

(1)自然界中原子序数大于或等于83的所有元素，都能自发地放出射线；原子序数小于83的元素，有的也具有放射性．(2)天然放射现象说明原子核是有内部结构的．元素的放射性不受单质和化合物存在形式的影响．.即时应用1.如图15－3－1所示，铅盒内装有能释放α、β和γ射线的放射性物质，在靠近铅盒的顶部加上电场E或磁场B，在图(甲、乙)中分别画出射线运动轨迹的示意图．(在所画轨迹上须标明是α、β和γ中的哪种射线).解析：

α粒子带正电，在甲图电场中右偏，在乙图磁场受到指向左侧的洛伦兹力向左偏；β粒子带负电，故在甲图中左偏而在乙图中右偏，γ粒子不带电故不发生偏转．如图所示(曲率半径不作要求，每种射线可只画一条轨迹．)答案：见解析.二、原子核的衰变1．原子核衰变规律...(2)影响因素：放射性元素衰变的快慢是由原子核内部因素决定的，跟原子所处的物理状态(如温度、压强)或化学状态(如单质、化合物)无关．名师点睛：(1)半衰期是大量原子核衰变时的统计规律，个别原子核经多长时间衰变无法预测，对个别或极少数原子核，无半衰期可言．(2)原子核衰变时质量数守恒，但并非质量守恒，核反应过程前、后质量发生变化(质量亏损)而释放出核能，质量与能量相联系.即时应用2.(2010年高考福建卷)14C测年法是利用14C衰变规律对古生物进行年代测定的方法．若以横坐标t表示时间，纵坐标m表示任意时刻14C的质量，m0为t＝0时14C的质量．下面四幅图中能正确反映14C衰变规律的是(

).解析：选C.14C衰变过程中每经过一个半衰期，质量减少为原来的一半，故其质量减少得越来越慢C项正确..三、核反应的类型及核能计算1．核反应的四种类型.2.核能的计算方法(1)根据ΔE＝Δmc2计算，计算时Δm的单位是“kg”，c的单位是“m/s”，ΔE的单位是“J”．(2)根据ΔE＝Δm×931.5MeV计算．因1原子质量单位(u)相当于931.5MeV的能量，所以计算时Δm的单位是“u”，ΔE的单位是“MeV”．(3)根据平均结合能来计算核能原子核的结合能＝核子平均结合能×核子数．.名师点睛：(1)核反应过程一般都不是可逆的，所以核反应方程只能用单向箭头表示反应方向，不能用等号连接．(2)核反应的生成物一定要以实验为基础，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．(3)核反应遵循质量数守恒而不是质量守恒；遵循电荷数守恒．.即时应用.经典题型探究题型一天然放射现象的应用如图15－3－3所示，a为未知天然放射源，b为薄铝片，c为两平行板之间存在着较大电场强度的匀强电场，d为荧光屏，e为固定不动的显微镜筒．实验时，如果将强电场c撤去，从显微镜内观察到荧光屏上每分钟闪烁亮点数没有变化；例1.如果再将薄铝片b移开，则从显微镜筒内观察到的每分钟闪烁亮点数大为增加．由此可判定放射源所发出的射线可能为(

)图15－3－3A．β射线和X射线B．α射线和β射线C．β射线和γ射线D．α射线和γ射线【思路点拨】

根据三种射线的特性分析．.【解析】

α粒子的贯穿本领很小，一张薄铝片就可把它挡住，β射线能穿透几毫米厚的铝板，γ射线能贯穿几厘米厚的铅板．撤去电场后，荧光屏上闪烁亮点数没有变化，说明原先能到达荧光屏的射线不带电，放射源放出的射线中有γ射线，撤去薄铝片，闪烁亮点数大为增加，说明放射源发出的射线中有α射线，故D正确．【答案】

D.【规律总结】解答该题时要认真读懂题意，还要很好地理解实验装置及其作用，更要对α、β、γ三种射线的贯穿本领、带电情况有清晰的了解．.题型二衰变次数的分析及半衰期的计算例2..【解析】

(1)设α衰变次数为x，β衰变次数为y，由质量数守恒和电荷数守恒得232＝208＋4x90＝82＋2x－y解得x＝6，y＝4，C错D对．铅核、钍核的质子数分别为82、90，故A对．铅核、钍核的中子数分别为126、142，故B对．.【规律总结】

(1)质量数、电荷数守恒是解决衰变次数的方法．.(2)本题考查对半衰期概念的理解及应用实例．在分析解答时，关键是必须对半衰期这一概念有明确的认识．半衰期是指由大量原子组成的放射性样品中，放射性元素的原子核有一半发生衰变所需的时间．这是一种统计规律，对某一个原子核来说，半衰期是无意义的．..9、静夜四无邻，荒居旧业贫。。2023/1/102023/1/10Tuesday,January10,202310、雨中黄叶树，灯下白头人。。2023/1/102023/1/102023/1/101/10/20231:28:52PM11、以我独沈久，愧君相见频。。2023/1/102023/1/102023/1/10Jan-2310-Jan-2312、故人江海别，几度隔山川。。2023/1/102023/1/102023/1/10Tuesday,January10,202313、乍见翻疑梦，相悲各问年。。2023/1/102023/1/102023/1/102023/1/101/10/202314、他乡生白发，旧国见青山。。10一月20232023/1/102023/1/102023/1/1015、比不了得就不比，得不到的就不要。。。一月232023/1/102023/1/102023/1/101/10/202316、行动出成果，工作出财富。。2023/1/102023/1/1010January202317、做前，能够环视四周；做时，你只能或者最好沿着以脚为起点的射线向前。。2023/1/102023/1/102023/1/102023/1/109、没有失败，只有暂时停止成功！。2023/1/102023/1/10Tuesday,January10,202310、很多事情努力了未必有结果，但是不努力却什么改变也没有。。2023/1/102023/1/102023/1/101/10/20231:28:52PM11、成功就是日复一日那一点点小小努力的积累。。2023/1/102023/1/102023/1/10Jan-2310-Jan-2312、世间成事，不求其绝对圆满，留一份不足，可得无限完美。。2023/1/102023/1/102023/1/10Tuesday,January10,202313、不知香积寺，数里入云峰。。2023/1/102023/1/102023/1/102023/1/101/10/202314、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。10一月20232023/1/102023/1/102023/1/1015、楚塞三湘接，荆门九派通。。。一月232023/1/102023/1/102023/1/101/10/202316、少年十五二十时，步行夺得胡马骑。。2023/1/102023/1/1010January202317、空山新雨后，天气晚来秋。。2023/1/102023/1/102023/1/102023/1/109、杨柳散和风，青山澹吾虑。。2023/1/102023/1/10Tuesday,January10,202310、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。2023/1/102023/1/102023/1/101/10/20231:28:52PM11、越是没有本领的就越加自命不凡。2023/1/102023/1/102023/1/10Jan-2310-Jan-2312、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。2023/1/102023/1/102023/1/10Tuesday,January10,202313、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。2023/1/102023/1/102023/1/102023/1/101/10/202314、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。10一月20232023/1/102023/1/102023/1/1015、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。。一月232023/1/102023/1/102023/1/101/10/202316、业余生活要有意义，不要越轨。2023/1/102023/1/1010Janu