高三物理一轮复习课件【知识导图+拓展训练】放射性和结合能

高三一轮复习：放射性和结合能原子核质子（带正电）中子统称为核子回顾：原子核的组成思考：在原子核那样狭小的空间里，带正电的质子为什么在库仑斥力的作用下还能够挤在一起而不飞散？猜想：万有引力？中子质子原子核示意图验证：质子间的电磁力是万有引力的1035倍结论：核子不可能靠自身万有引力抗衡库仑斥力。猜想：存在第三种力——核力，是核力把核子束缚在核内，形成稳定的原子核。探究一：利用什么现象探测射线和粒子？射线中的粒子与其它物质作用会产生的现象：使气体或液体电离使照相底片感光使荧光物质产生荧光一、威尔逊云室：利用射线的电离本领构造：一个圆筒状容器，上盖是透明的，内有干净空气实验时，加入少量酒精，使酒精蒸汽达到过饱和状态。

射线在云室中的径迹：直而粗原因：粒子质量大，不易改变方向，电离本领大，沿途产生的粒子多

射线在云室中的径迹：比较细，而且常常弯曲原因：粒子质量小，跟气体碰撞易改变方向，电离本领小，沿途产生的离子少威耳逊云室：①原理：当酒精蒸气达到过饱和状态，粒子在云室内气体中飞过，使沿途的

电离，过饱和酒精蒸气就会以这些离子为核心

，于是显示出射线的径迹.②

气体分子凝结成雾滴直而清晰弯曲2．气泡室原理：气泡室的原理同云室的原理类似，所不同的是气泡室里装的是液体，控制气泡室内液体的温度和压强，使室内温度略低于液体的沸点。当气泡室内压强突然降低时，液体的沸点变低，使液体过热，此时让射线粒子射入室内，粒子周围就有气泡形成。用照相机拍摄出径迹照片，根据照片上记录的情况，可以分析粒子的性质。威耳逊云室中，关于放射源产生的射线径迹，下列说法中正确的是(

)A.γ射线的能量大，所以容易显示其径迹B.β粒子的速度大，所以其径迹粗而且长C.α粒子的速度小，不易显示其径迹D.α粒子的电离作用强，其径迹直而粗D二、核反应1.定义原子核在

的轰击下产生

的过程.2.遵循规律

守恒，

守恒.3.原子核的人工转变

用α粒子轰击氮原子核，产生了氧的一种同位素(氧17)和一个质子，核反应方程为

，第一次实现了原子核的人工转变.其他粒子新原子核质量数电荷数卢瑟福写出下列原子核人工转变的核反应方程.三、人工放射性同位素1.有些同位素具有放射性，叫放射性同位素.2.1934年，约里奥—居里夫妇发现经过α粒子轰击的铝片中含有放射性磷

P，核反应方程为

.反应生成物是磷的一种同位素，自然界没有天然的，它是通过核反应生成的人工放射性同位素。与天然的放射性物质相比，人造放射性同位素优点：1、放射强度容易控制2、可以制成各种需要的形状3、半衰期更短，所以放射性废料更容易处理【深度思考】原子核的人工转变与放射性元素的衰变有何区别？(1)不同点：原子核的人工转变，是其它粒子与原子核相碰撞的结果，需要一定的条件才能发生，衰变是原子核的自发变化，它不受物理和化学条件的影响(2)相同点：在发生过程中质量数与电荷数都守恒，反应前后粒子总动量守恒.放射性同位素的主要作用(1)工业部门使用射线测厚度——利用γ射线的穿透特性强(2)农业应用——γ射线使种子的遗传基因发生变异，杀死使食物腐败的细菌、抑制蔬菜发芽、延长保存期等(3)做示踪原子——利用放射性同位素与非放射性同位素有相同的化学性质(4)医学上——利用γ射线的高能量治疗癌症.四、放射性同位素的应用关于放射性同位素的应用，下列说法中正确的是(

)A.利用γ射线使空气电离，消除静电B.利用α射线照射植物的种子，使产量显著增加C.利用β射线来治肺癌、食道癌D.利用放射性同位素跟它的非放射性同位素的化学性质相同，可以作为示踪原子D放射性污染和防护原子弹爆炸、核电站泄露会产生严重的污染，在利用放射性同位素给病人做“放疗”时，如果放射性的剂量过大，皮肤和肉就会溃烂不愈，导致病人因放射性损害而死去。有些矿石中含有过量的放射性物质，如果不注意也会对人体造成巨大的危害。过量的放射性会对环境造成污染，对人类和自然界产生破坏作用．

20世纪人们在毫无防备的情况下研究放射性遭原子弹炸后的广岛为了防止有害的放射线对人类和自然的破坏，人们采取了有效的防范措施：检测辐射装置全身污染检测仪辐射检测系统辐射源的存放铀放射性的防护（1）在核电站的核反应堆外层用厚厚的水泥来防止放射线的外泄（2）用过的核废料要放在很厚很厚的重金属箱内，并埋在深海里（3）在生活中要有防范意识，尽可能远离放射源核反应堆外层的厚厚的水泥建筑防护操作放射性物质的设备在防护状态下操作放射性物质一、核力与四种基本相互作用1.核力原子核里的

间存在着相互作用的核力，

把核子紧紧地束缚在核内，形成稳定的原子核.2.核力特点(1)核力是

的一种表现，在原子核的尺度内，核力比库仑力

.(2)核力是

，作用范围在

之内.(3)每个核子只跟

的核子发生核力作用，这种性质称为核力的

.核子核力强相互作用大得多短程力1.5×10－15m邻近饱和性

(多选)关于核力，下列说法中正确的是(

)A.核力是一种特殊的万有引力B.原子核内只有质子和质子间有核力作用，而中子和中子之间、质子和中子之间则没有核力作用C.核力是原子核稳定存在的原因D.核力是一种短程强力作用CD核力特点记忆技巧：(1)核子既包括质子也包括中子，质子带电，中子不带电，所以核力与电荷无关.(2)原子核非常小，所以核力属于短程力.(3)质子间是库仑斥力，核力比库仑力大得多，属于强相互作用力.

自然界中较轻的原子核，质子数与中子数大致相等，但对于较重的原子核，中子数大于质数，越重的元素，为什么两者相差越多？质子数中子数理想的质子数和中子数相等的稳定原子核实际存在的原子核原因分析：核越大，核子间距离增大库仑力与核力均减少，但核力减少快增大到一定程度时，核力较小，不足以平衡库仑力时，原子核会不稳定。若增加中子，与其它核子无库仑力，但有核力，有助于原子核稳定核力是短程力，若超过其作用范围，增加中子，原子核也不稳定，所以原子序数越大越不稳定。二、原子核中质子与中子的比例1结合能.当核子结合成原子核时要放出一定能量；原子核分解成核子时，要吸收同样的能量．这个能量叫做原子核的结合能三、结合能例如：2比结合能.原子核核子越多，它的结合能越高。因此，有意义的是它的结合能与核子数之比，称作比结合能也叫平均结合能。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。两个相隔一定距离的正负电荷，在电场力的作用下靠近，电势能转化为动能，最后撞在一起动能会转化为内能损失掉。再要把它们分开，需要给它们能量。当把原子核分解成核子时，是否需要能量？比结合能曲线：不同原子核的比结合能随质量数变化图线如图所示.从图中可看出，中等质量原子核的比结合能

，轻核和重核的比结合能都比中等质量的原子核要

.最大小【深度思考】怎样区别和理解结合能与比结合能？答案结合能：把原子核分开成核子时吸收的能量或核子结合成原子核时放出的能量.比结合能：结合能与核子数的比值，比结合能能够反映核的稳定程度，比结合能越大表明原子核越稳定.组成原子核的核子越多，它的结合能越高，但比结合能不一定越大，相对来说，比结合能更有意义.它反映了原子核结合的稳定程度或分裂的难易程度.下列关于结合能和比结合能的说法中，正确的有(

)A.核子结合成原子核吸收的能量或原子核拆解成核子放出的能量称为结合能B.比结合能越大的原子核越稳定，因此它的结合能也一定越大C.重核与中等质量原子核相比较，重核的结合能和比结合能都大D.中等质量原子核的结合能和比结合能均比轻核的要大D1.从相对论得出，物体的能量和质量之间存在如下密切联系。四、爱因斯坦的质能方程例1：中子的质量为1.6749×10－27Kg质子的质量为1.6726×10－27Kg

氘核的质量为3.3436×10－27Kg

，求氘核的比结合能。解：单个中子与质子的质量之和为：与氘核质量之差为：由爱因斯坦的质能方程可得：氘核的比结合能为：2.质量亏损把组成原子核的核子的质量与原子核的质量之差叫做核的质量亏损。核子在结合成原子核时出现质量亏损，所以要放出能量，大小为：(多选)关于质能方程，下列说法中正确的是(

)A.质量减少，能量就会增加，在一定条件下质量转化为能量B.物体获得一定的能量，它的质量也相应地增加一定值C.物体一定有质量，但不一定有能量，所以质能方程仅是某种特殊条件下的数量关系D.某一定量的质量总是与一定量的能量相联系的BD质能方程揭示了质量和能量的不可分割性，方程建立了这两个属性在数值上的关系，这两个量分别遵守质量守恒和能量守恒，质量和能量在数值上的联系绝不等于这两个量可以相互转化（静质量损失转化成的是动质量）【深度思考】质量亏损是不是质量消失了？

质量亏损，并不是质量消失，减少的质量在核子结合成核的过程中辐射出去了（光子动质量）物体质量增加，则总能量随之增加；质量减少，总能量也随之减少，这时质能方程也写为ΔE＝Δmc2.解析反应前总质量：MN＋MHe＝18.01140u，反应后总质量：MO＋MH＝18.01269u.可以看出：反应后总质量增加，故该反应是吸收能量的反应.吸收的能量利用ΔE＝Δmc2来计算，若反应过程中质量增加1u，就会吸收931.5MeV的能量，故ΔE＝(18.01269－18.01140)×931.5MeV≈1.2MeV.核能的计算方法(1)