《备考指南一轮 物理 》课件-第12章 第3讲

原子与原子核第十二章第3讲原子核核能【备考指南】1.掌握原子核的衰变、半衰期等知识.2.能写出核反应方程，并能根据质能方程求解核能问题．栏目导航01知识梳理回顾02要点各个击破03配套训练知识梳理回顾11．原子核的组成(1)原子核由质子和中子组成，质子和中子统称为__________．质子带正电，中子不带电．(2)基本关系①核电荷数＝质子数(Z)＝元素的原子序数＝___________________.②质量数(A)＝________＝质子数＋中子数．(3)X元素的原子核的符号为X，其中A表示__________，Z表示核电荷数．一天然放射现象核子核外电子数核子数质量数2．天然放射现象(1)天然放射现象放射性元素__________地发出射线的现象．首先由___________发现．天然放射现象的发现，说明原子核具有________的结构．(2)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．自发贝可勒尔复杂α

β

γ

(3)放射性同位素的应用与防护①放射性同位素：有_________放射性同位素和_________放射性同位素两类．放射性同位素的化学性质相同．②应用：消除静电、工业探伤、做___________等．③防护：防止放射性对人体组织的伤害．天然人工示踪原子原子核

半数

【对点小练】1．(2019年虹口区模拟)关于α、β、γ三种射线，下列说法正确的是(

)A．γ射线是电磁波，它的穿透能力最弱B．γ射线一般伴随着α或β射线产生，它的穿透能力最强C．α射线是原子核自发放射出的氦核流，它的穿透能力最强D．β射线是原子核外电子电离形成的电子流，它具有中等的穿透能力【答案】B【解析】γ射线是电磁波，它的穿透能力最强，电离本领最弱，选项A错误．γ射线一般伴随着α或β射线产生，是频率很高的电磁波，它的穿透能力最强，选项B正确．α射线是原子核自发放射出的氦核流，它的穿透能力最弱，电离能力最强，选项C错误．β射线是β衰变产生的，β衰变现象是原子核内部的中子转化为质子同时失去一个电子，它具有中等的穿透能力，选项D错误．二核力与核能1．核力：原子核的半径很小，其中的质子之间的库仑力很大，受到这么大的库仑斥力却能保持稳定状态，一定还有另外一种力把各核子紧紧地拉在一起，这种力叫做核力．核力具有以下特点：(1)核力是很强的力．(2)核力作用范围小，只在2.0×10－15m的短距离内起作用．(3)每个核子只跟它________的核子发生核力作用．相邻

2．核能(1)结合能：核子结合成原子核时______一定的能量，原子核分解成核子时______一定能量，这种能量叫结合能．(2)质量亏损：核子结合成原子核，所生成的原子核的质量比生成它的核子的总质量要小些，这种现象叫做____________．也可以认为，在核反应中，质量亏损等于参加核反应的总质量m和核反应后生成的核的总质量m′之差：Δm＝m－m′.(3)爱因斯坦质能方程：物体的能量和质量之间存在着密切的联系，它们的关系是__________，这就是爱因斯坦的质能方程．质能方程的另一个表达形式是ΔE＝Δmc2.放出吸收质量亏损

E＝mc2

【答案】C【解析】从图中可以看出，铁Fe原子核中核子的平均质量最小，选项A错误；由图像可知，A的核子平均质量大于B与C核子的平均质量，原子核A裂变成原子核B和C时会有质量亏损，要放出核能，故B错误；原子序数很小的轻核D和E结合成一个原子序数大些的F核会有质量亏损，能释放核能，选项C正确；原子序数较大的重核裂成原子序数小一些的核B和C，需要放出能量，选项D错误．3

链式反应大于等于质量较大

热核反应【答案】AC要点各个击破2要点1三种放射线的性质和特点三种射线的比较例1研究放射性元素射线性质的实验装置如图所示．两块平行放置的金属板A、B分别与电源的两极a、b连接，放射源发出的射线从其上方小孔向外射出．则(

)A．a为电源正极，到达A板的为α射线B．a为电源正极，到达A板的为β射线C．a为电源负极，到达A板的为α射线D．a为电源负极，到达A板的为β射线【答案】B练1

(多选)(2019年河南名校模拟)在贝可勒尔发现天然放射现象后，人们对放射线的性质进行了深入研究，发现在天然放射现象中共放出了三种射线．图为这种射线贯穿物体情况的示意图，①、②、③各代表一种射线．以下说法正确的是(

)A．三种射线均来源于原子核B．射线①的电离能力最弱C．射线②为高速的质子流D．射线③可以用来检查金属内部有无砂眼和裂纹【答案】AD【解析】α、β、γ三种射线均来源于原子核，其中γ射线是原子核从较高能级向较低能级跃迁时发出的，故A正确．射线①用手可以挡住，说明穿透能力最弱，是α射线．α射线电离能力最强，B错误．射线②是高速电子流．射线③是γ射线．γ射线是一种高能电磁波．γ射线穿透能力最强，可以来检查金属内部有无砂眼和裂纹，故D正确．要点2对半衰期概念的理解【答案】BD【答案】C要点3α、β衰变规律衰变是指天然放射性元素放出α、β、γ粒子而转变成新核的过程，有哪种粒子放出，就称为哪种衰变．常见的题型有：①求解衰变次数；②依据衰变放出的粒子在匀强磁场中的运动轨迹判断有关物理量．

根据质量数守恒与电荷数守恒，结合核子的概念即可正确判断．【答案】D练3

(2019年西城区模拟)放射性元素发生β衰变放出一个电子，这个电子(

)A．原来是原子的外层电子B．原来是原子的内层电子C．是在原子核内的质子转化为中子时产生的D．是在原子核内的中子转化为质子时产生的【答案】D【解析】在β衰变中，核内的一个中子转变为质子，同时释放一个电子和一个反中微子，故A、B、C错误，D正确．

根据电荷数守恒、质量数守恒确定α衰变和β衰变的次数．通过反应前后的质量大小结合爱因斯坦质能方程比较结合能的大小．比结合能越大，原子核越稳定．半衰期的大小由原子核内部因素决定，与温度、压强无关．【答案】B【答案】A要点4核反应方程1．核反应的4种类型2．核反应方程的书写(1)核反应过程一般都是不可逆的，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．【答案】BC【答案】A【解析】根据电荷数守恒、质量数守恒，知X的电荷数为0，质量数为1.可知X为中子．解决本题的关键是知道核反应过程中电荷数、质量数守恒，以及知道核子数等于质量数，同时注意γ射线是伴随着α衰变或β衰变产生的．要点5质量亏损和核能计算2．根据核子比结合能来计算核能：原子核的结合能＝核子比结合能×核子数.特别提醒利用质能方程计算核能时，不能用质量数代替质量进行计算．

核裂变时由核反应方程可判断产生中子的个数，还可计算出质量的亏损情况，由质能方程可求解结合能的大小.【答案】(1)3大于(2)4.3×10－12J1．质能方程的理解(1)一定的能量和一定的质量相联系，物体的总能量和它的质量成正比，即E＝mc2.方程的含义：物体具有的能量与它的质量之间存在简单的正比关系，物体的能量增大，质量也增大；物体的能量减少，质量也减少．(2)核子在结合成原子核时出现质量亏损Δm，其能量也要相应