廣東省高中物理第一輪總復(fù)習(xí) 第12章第2講原子核 粵教 新課標(biāo)

1、2021/8/8 星期日12021/8/8 星期日21.天然放射現(xiàn)象(1)天然放射現(xiàn)象中三種射線及其物質(zhì)微粒的有關(guān)特性的比較.射線射線射線射線物質(zhì)微粒氦核電子光子帶電情況帶正電(2e)帶負(fù)電(-e)不帶電速度約為 c接近c(diǎn)c貫穿本領(lǐng)小(空氣中飛行幾厘米)中(穿透幾毫米鋁板)大(穿透幾厘米鉛板)電離作用強(qiáng)次弱2021/8/8 星期日3三種射線在勻強(qiáng)磁場(chǎng)、勻強(qiáng)電場(chǎng)、正交電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)情況比較：如圖甲、乙所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)中都是比的偏轉(zhuǎn)大，不偏轉(zhuǎn)；區(qū)別是：在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)軌跡是圓弧，在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)軌跡是拋物線.丙圖中肯定打在O點(diǎn)；如果也打在O點(diǎn)，則必打在O點(diǎn)下方；如果也打在O點(diǎn)，則必打在O點(diǎn)下

2、方.2021/8/8 星期日4(2)天然衰變中核的變化規(guī)律在核的天然衰變中，核變化的最基本的規(guī)律是質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒.衰變：隨著衰變，新核在元素周期表中位置向前移2位，即2021/8/8 星期日5衰變：隨著衰變，新核在元素周期表中位置向后移1位，即衰變：隨著衰變，變化的不是核的種類，而是核的能量狀態(tài).但一般情況下，衰變總是伴隨衰變或衰變進(jìn)行的.2021/8/8 星期日62.關(guān)于半衰期的幾個(gè)問題(1)定義：放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需要的時(shí)間.(2)意義：反映了核衰變過程的統(tǒng)計(jì)快慢程度.(3)特征：只由核本身的因素所決定，而與原子所處的物理狀態(tài)或化學(xué)狀態(tài)無關(guān).2021/8/8 星期日

3、7(4)理解：搞清了對(duì)半衰期的如下錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)，也就正確地理解了半衰期的真正含義.第一種錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)是：N0(大量)個(gè)放射性元素的核，經(jīng)過一個(gè)半衰期T，衰變了一半，再經(jīng)過一個(gè)半衰期T，全部衰變完.第二種錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)是：若有4個(gè)放射性元素的核，經(jīng)過一個(gè)半衰期T，將衰變2個(gè).事實(shí)上，N0(大量)個(gè)某種放射性元素的核，經(jīng)過時(shí)間t后剩下的這種核的個(gè)數(shù)為2021/8/8 星期日8而對(duì)于少量的核(如4個(gè))，是無法確定其衰變所需要的時(shí)間的.這實(shí)質(zhì)上就是“半衰期反映了核衰變過程的統(tǒng)計(jì)快慢程度”的含義.2021/8/8 星期日93.原子核的人工轉(zhuǎn)變和原子核的組成用高速運(yùn)動(dòng)的粒子去轟擊原子核，是揭開原子核內(nèi)部奧秘的基本方法.

4、轟擊結(jié)果產(chǎn)生了另一種新核，其核反應(yīng)方程的一般形式為其中 是靶核的符號(hào)，x為入射粒子的符號(hào)，AZY是新生核的符號(hào)，y是放射出的粒子的符號(hào).2021/8/8 星期日101919年盧瑟福首先做了用粒子轟擊氮原子核的實(shí)驗(yàn).在了解盧瑟福的實(shí)驗(yàn)裝置、進(jìn)行情況和得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果后，應(yīng)該記住反應(yīng)方程式2021/8/8 星期日11這是人類第一次發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程.另外，對(duì)1930年查德威克發(fā)現(xiàn)中子的實(shí)驗(yàn)裝置、過程和結(jié)果也應(yīng)有個(gè)基本的了解.值得指出的是，查德威克在對(duì)不可見粒子的判斷中，運(yùn)用了能量和動(dòng)量守恒定律，科學(xué)地分析了實(shí)驗(yàn)結(jié)果，排除了射線的可能性，確定了是一種粒子中子，發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程這同樣是應(yīng)該記住的.

5、2021/8/8 星期日124.核能對(duì)這部分內(nèi)容，應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)：(1)已經(jīng)確定核力的主要特性有：(1)是一種很強(qiáng)的力(相比于其他的力)(2)是一種短程力.(2)一定的質(zhì)量m總是跟一定的能量mc2對(duì)應(yīng).核子在結(jié)合成原子核時(shí)的總質(zhì)量減少了，相應(yīng)的總能量也要減少，根據(jù)能量守恒定律，減少的這部分能量不會(huì)憑空消失，它要在核子結(jié)合過程中釋放出去.反過來，把原子核分裂成核子，總質(zhì)量要增加，總能量也要增加，增加的這部分能量也不會(huì)憑空產(chǎn)生，要由外部來供給.2021/8/8 星期日13能量總是守恒的，原子核反應(yīng)伴隨有巨大的放能和吸能現(xiàn)象.(3)核反應(yīng)中釋放或吸收的能量，可以根據(jù)反應(yīng)物和生成物間的質(zhì)量差用質(zhì)能關(guān)

6、系方程來計(jì)算.(4)核反應(yīng)中能量的吸、放，跟核力的作用有關(guān).當(dāng)核子結(jié)合成原子核時(shí)，核力要做功，所以放出能量.把原子核分裂成核子時(shí)，要克服核力做功，所以要由外界提供能量.2021/8/8 星期日14主題(1)關(guān)于天然放射性及放射線（雙選）如圖12-2-1所示，鉛盒A中裝有天然放射性物質(zhì)，放射線從其右端小孔中水平向右射出，在小孔和熒光屏之間有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則下列說法中正確的有( )圖12-2-12021/8/8 星期日15A.打在圖中a、b、c三點(diǎn)的依次是射線、射線和射線B.射線和射線的軌跡是拋物線C.射線和射線的軌跡是圓弧D.如果在鉛盒和熒光屏間再加一豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，則屏上的亮斑

7、可能只剩下bAC 放射性物質(zhì)所放射出來的射線的帶電性質(zhì)2021/8/8 星期日16由左手定則可知粒子向右射出后，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中粒子受的洛倫茲力向上，粒子受的洛倫茲力向下，軌跡都是圓弧.由于粒子速度約是光速的1/10，而粒子速度接近光速，所以在同樣的混合場(chǎng)中不可能都做直線運(yùn)動(dòng)(如果一個(gè)打在b，則另一個(gè)必然打在b點(diǎn)下方.)在另加一個(gè)電場(chǎng)的時(shí)候，要注意受力與磁場(chǎng)受力不同.注意不是做平拋運(yùn)動(dòng).2021/8/8 星期日17圖1222 (單選)主要用于火災(zāi)報(bào)警的離子煙霧傳感器如圖1222所示，在網(wǎng)罩內(nèi)有電極和，a、b端接電源，是一塊放射性同位素镅241，它能放射出一種很容易使氣體電離的粒子，平時(shí)，镅放射出的

8、粒子使兩個(gè)電極間的空氣電離，在a、b間形成較強(qiáng)的電流發(fā)生火災(zāi)時(shí)，煙霧進(jìn)入網(wǎng)罩內(nèi)，煙塵顆粒吸收空氣中的離子和镅發(fā)出的粒子，導(dǎo)致電流發(fā)生變化，電路檢測(cè)到這種變化從而發(fā)出警報(bào)，下列有關(guān)這種報(bào)警器的說法正確的是()2021/8/8 星期日18A镅241發(fā)出的是a粒子，有煙霧時(shí)電流增強(qiáng)B镅241發(fā)出的是a粒子，有煙霧時(shí)電流減弱C镅241發(fā)出的是b粒子，有煙霧時(shí)電流增強(qiáng)D镅241發(fā)出的是b粒子，有煙霧時(shí)電流減弱 三種射線中a射線的電離本領(lǐng)最強(qiáng)，當(dāng)有煙塵時(shí)，由于煙塵吸收空氣中的離子和a粒子，所以電流會(huì)減弱B2021/8/8 星期日19（雙選）天然放射現(xiàn)象顯示出()A.原子不是單一的基本粒子B.原子核不是單一

9、的基本粒子C.原子核具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)D.原子內(nèi)部大部分是空的天然的放射現(xiàn)象是從原子核中放射出來的，并且放出不同的三種射線，只能說明原子核內(nèi)部很復(fù)雜.BC2021/8/8 星期日20如圖12-2-3所示，是利用放射線自動(dòng)控制鋁板厚度的裝置.假如放射源能放射出、三種射線，而根據(jù)設(shè)計(jì)，圖12-2-3 該生產(chǎn)線壓制的是3mm厚的鋁板，那么是三種射線中的射線對(duì)控制厚度起主要作用.當(dāng)探測(cè)接收器單位時(shí)間內(nèi)接收到的放射性粒子的個(gè)數(shù)超過標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，將會(huì)通過自動(dòng)裝置將M、N兩個(gè)軋輥間的距離調(diào)一些.大射線2021/8/8 星期日21、三種射線的對(duì)比射線不能穿過3mm厚的鋁板，射線又很容易穿過3mm厚的鋁板，基本不受鋁板

10、厚度的影響.而射線剛好能穿透幾毫米厚的鋁板，因此厚度的微小變化會(huì)使穿過鋁板的射線的強(qiáng)度發(fā)生較明顯變化.即是射線對(duì)控制厚度起主要作用.若超過標(biāo)準(zhǔn)值，說明鋁板太薄了，應(yīng)該將兩個(gè)軋輥間的距離調(diào)節(jié)得大些.本題是三種射線在實(shí)際工業(yè)上的運(yùn)用.2021/8/8 星期日22主題(2)關(guān)于原子核的衰變衰變：放射性元素的原子核由于放出某種粒子而轉(zhuǎn)變?yōu)樾潞说淖兓Q為衰變.衰變規(guī)律：電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都守恒.確定衰變次數(shù)的方法：設(shè)放射性元素經(jīng)過n次衰變m次衰變后，變成穩(wěn)定的新元素AZY，則表示核反應(yīng)的方程為：2021/8/8 星期日23根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可列方程A=A+4n,Z=Z+2n-m兩式聯(lián)立得：由此可見確

11、定衰變次數(shù)可歸結(jié)為解一個(gè)二元一次方程組.2021/8/8 星期日24 衰變成共發(fā)生了次衰變和次衰變.衰變和衰變方程及特點(diǎn).根據(jù)衰變規(guī)律， 的質(zhì)量數(shù)比 的質(zhì)量數(shù)減少了238-222=16，而天然放射只有衰變才能使質(zhì)量數(shù)減少，且每次衰變減少質(zhì)量數(shù)為4，故發(fā)生了164=4次衰變.因每次衰變核的電荷數(shù)減少2，故由于衰變核的電荷數(shù)應(yīng)減少42=8.而 核的電荷數(shù)僅比U核少了92-86=6，故說明發(fā)生了2次衰變(即92-8+2=86). 242021/8/8 星期日25在分析有關(guān)、衰變的問題時(shí)，應(yīng)抓住每次衰變質(zhì)量數(shù)減4，電荷數(shù)減2和每次衰變時(shí)質(zhì)量數(shù)不變，電荷數(shù)加1這一衰變規(guī)律進(jìn)行分析.衰變前后總電荷量和總質(zhì)

12、量數(shù)守恒.2021/8/8 星期日26 (單選)近年來科學(xué)家在超重元素的探測(cè)方面取得了重大進(jìn)展.科學(xué)家們?cè)谟^察某兩個(gè)重離子結(jié)合成超重元素的反應(yīng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)所生成的超重元素的核 經(jīng)過6次衰變后成為由此可以判定該超重元素的原子序數(shù)和質(zhì)量數(shù)依次是()A.124，259B.124，265C.112，265D.112，277每次衰變質(zhì)量數(shù)減少4，電荷數(shù)減少2，因此該超重元素的質(zhì)量數(shù)應(yīng)是277，電荷數(shù)應(yīng)是112，選D.D2021/8/8 星期日27（單選）目前，在居室裝修中經(jīng)常用到花崗巖、大理石等材料，這些巖石都不同程度地含有放射性元素.如有些含有鈾、釷的花崗巖會(huì)釋放出放射性氣體氡，氡會(huì)發(fā)生放射性衰變，放出、

13、射線.已知氡的半衰期為3.8天，則下列說法正確的是()A.發(fā)生衰變時(shí)，生成的核與原來的核相比，中子數(shù)少2B.發(fā)生衰變時(shí)，釋放出電子，說明原子核內(nèi)有電子存在2021/8/8 星期日28C.射線一般伴隨著或射線產(chǎn)生，其中射線的穿透能力最強(qiáng)，電離能力也最強(qiáng)D.若只有4個(gè)氡核，經(jīng)7.6天一定只剩下1個(gè)氡核A 衰變和衰變，對(duì)半衰期的理解.2021/8/8 星期日29 發(fā)生衰變時(shí)，生成的核與原來的核相比，中子數(shù)和質(zhì)子數(shù)都少2，A正確；發(fā)生衰變時(shí)，釋放出電子，是因?yàn)橹凶愚D(zhuǎn)化為質(zhì)子時(shí)產(chǎn)生了正電荷，根據(jù)電荷守恒可知同時(shí)產(chǎn)生電子帶負(fù)電荷，B錯(cuò)；射線一般伴隨著或射線產(chǎn)生，其中射線的穿透能力最強(qiáng)，電離能力最弱，C錯(cuò)誤

14、；半衰期是統(tǒng)計(jì)規(guī)律，適用于有大量原子核的衰變，D錯(cuò)誤.半衰期是統(tǒng)計(jì)規(guī)律，適用于有大量原子核的衰變，不針對(duì)某幾個(gè).2021/8/8 星期日30（雙選）下列關(guān)于放射性元素的半衰期的幾種說法正確的是()A.同種放射性元素，在化合物中的半衰期比在單質(zhì)中長B.放射性元素的半衰期與元素所處的物理和化學(xué)狀態(tài)無關(guān)，它是一個(gè)統(tǒng)計(jì)規(guī)律，只對(duì)大量的原子核才適用C.氡的半衰期是3.8天，若有4g氡原子核，則經(jīng)過7.6天就只剩下1gD.氡的半衰期是3.8天，若有4個(gè)氡原子核，則經(jīng)過7.6天就只剩下一個(gè)根據(jù)對(duì)半衰期的正確理解，說法正確的是BC.BC2021/8/8 星期日31（單選）K-介子衰變的方程為K-+0，其中K-

15、介子和-介子帶負(fù)的基元電荷，0介子不帶電.如圖12-2-3所示一個(gè)K-介子沿垂直于磁場(chǎng)的方向射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，其軌跡為圓弧AP，衰圖12-2-3 變后產(chǎn)生的-介子的軌跡為圓弧PB，兩軌跡在P點(diǎn)相切，它們的半徑RK-與R-之比為21.0介子的軌跡未畫出.由此可知-介子的動(dòng)量大小與0介子的動(dòng)量大小之比為()A.11 B.12 C.13 D.16C2021/8/8 星期日32衰變過程中微觀粒子的圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑公式r=mv/qB，K-介子和-介子電荷量又相同，說明它們的動(dòng)量大小之比是21，方向相反.由動(dòng)量守恒得0介子的動(dòng)量大小是-介子的三倍，方向與-介子的速度方向相

16、反.選C.2021/8/8 星期日33主題(3)核反應(yīng)核反應(yīng)類型(1)衰變：衰變： (核內(nèi))衰變： (核內(nèi))+衰變： (核內(nèi) )衰變：原子核處于較高能級(jí)，輻射光子后躍遷到低能級(jí).2021/8/8 星期日34(2)人工轉(zhuǎn)變： (發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)) (發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)) (人工制造放射性同位素)2021/8/8 星期日35(3)重核的裂變：在一定條件下(超過臨界體積)，裂變反應(yīng)會(huì)連續(xù)不斷地進(jìn)行下去，這就是鏈?zhǔn)椒磻?yīng).(4)輕核的聚變： (需要幾百萬度高溫，所以又叫熱核反應(yīng))所有核反應(yīng)的反應(yīng)前后都遵守：質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒.(注意：質(zhì)量并不守恒.)2021/8/8 星期日36（單選）一個(gè)原子核在中子

17、的轟擊下發(fā)生一種可能的裂變反應(yīng)，其裂變方程為,則下列敘述正確的是()A.X原子核中含有86個(gè)中子B.X原子核中含有141個(gè)核子C.因?yàn)榱炎儠r(shí)釋放能量，根據(jù)E=mc2，所以裂變后的總質(zhì)量數(shù)增加D.因?yàn)榱炎儠r(shí)釋放能量，出現(xiàn)質(zhì)量虧損，所以生成物的總質(zhì)量數(shù)減少A2021/8/8 星期日37核反應(yīng)的反應(yīng)前后，質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒得X的質(zhì)量數(shù)為140，根據(jù)電荷數(shù)守恒得X的電荷數(shù)為54，則X的中子數(shù)為86個(gè)，A正確，B錯(cuò)；裂變時(shí)釋放能量，存在質(zhì)量虧損，裂變后的總質(zhì)量減小，但總質(zhì)量數(shù)不變，CD錯(cuò)誤.先計(jì)算出相應(yīng)的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)再判斷.2021/8/8 星期日38主題(4)核能1.核能核反應(yīng)中放

18、出的能叫核能.2.質(zhì)量虧損核子結(jié)合生成原子核，所生成的原子核的質(zhì)量比生成它的核子的總質(zhì)量要小些，這種現(xiàn)象叫做質(zhì)量虧損.3.質(zhì)能方程愛因斯坦的相對(duì)論指出：物體的能量和質(zhì)量之間存在著密切的聯(lián)系，它們的關(guān)系是：E=mc2，這就是愛因斯坦的質(zhì)能方程.2021/8/8 星期日39質(zhì)能方程的另一個(gè)表達(dá)形式是：E=mc2.以上兩式中的各個(gè)物理量都必須采用國際單位.在非國際單位里，可以用1u=931.5MeV.它表示1原子質(zhì)量單位的質(zhì)量跟931.5MeV的能量相對(duì)應(yīng).在有關(guān)核能的計(jì)算中，一定要根據(jù)已知和題解的要求明確所使用的單位制.2021/8/8 星期日404.釋放核能的途徑凡是釋放核能的核反應(yīng)都有質(zhì)量虧損.核子組成不同的原子核時(shí)，平均每個(gè)核子的質(zhì)量虧損是不同的，所以各種原子核中核子的平均質(zhì)量不同.核子平均質(zhì)量小的，每個(gè)核子平均放的能多.鐵原子核中核子的平均質(zhì)量最小，所以鐵原子核最穩(wěn)定.凡是由平均質(zhì)量大的核，生成平均質(zhì)量小的核的核反應(yīng)都是釋放核能的.2021/8/8 星期日41 （單選）靜止的氡核放出粒子后變成釙核，粒子動(dòng)能為E.若衰變放出的能量全部變?yōu)榉礇_核