(新課標(biāo)版)高考物理一輪復(fù)習(xí)基礎(chǔ)課件37天然放射現(xiàn)象核反應(yīng)核能 (含解析)

基礎(chǔ)課37

天然放射現(xiàn)象、核反應(yīng)、核能-2-知識點一知識點二知識點三原子核的衰變、半衰期1.原子核的組成(1)原子核由

和

組成,質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為核子。

(2)同位素:具有相同

、不同

的原子互稱同位素。

2.原子核的衰變原子核

放出某種粒子而轉(zhuǎn)變成新核的現(xiàn)象?？煞譃棣了プ儭ⅵ滤プ?并伴隨著γ射線放出。

知識點四質(zhì)子

中子

質(zhì)子數(shù)

中子數(shù)

自發(fā)地

-3-知識點一知識點二知識點三3.三種射線的成分和性質(zhì)

4.半衰期(1)定義:放射性元素的

有半數(shù)發(fā)生衰變所需要的時間。(2)公式:N余=

,m余=

。

式中N原、m原分別表示衰變前放射性元素的原子數(shù)和質(zhì)量,N余、m余分別表示衰變后尚未發(fā)生衰變的放射性元素的原子數(shù)和質(zhì)量,t表示衰變時間,τ表示半衰期。知識點四最強

最強

原子核

-4-知識點一知識點二知識點三放射性同位素的應(yīng)用與防護(hù)1.放射性同位素具有

的同位素叫放射性同位素。

2.應(yīng)用(1)利用射線:利用α射線具有很強的

,可以消除有害靜電,適用于火警報警器;利用γ射線具有很強的

,工業(yè)上用來探傷。

(2)作示蹤原子:同位素具有相同的

,可用放射性同位素代替非放射性同位素作示蹤原子。

3.防護(hù)輻射對人體組織是有傷害作用的,應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和診斷疾病時,要防止放射性物質(zhì)對水源、空氣、用具、工作場所的污染。知識點四放射性

電離作用

貫穿本領(lǐng)

化學(xué)性質(zhì)

-5-知識點一知識點二知識點三核力與核能1.核力原子核

核子間所特有的相互作用力。

2.核能(1)核子在結(jié)合成原子核時出現(xiàn)質(zhì)量虧損Δm,其對應(yīng)的能量ΔE=

。

(2)原子核分解成核子時要吸收一定的能量,相應(yīng)的質(zhì)量增加Δm,吸收的能量為ΔE=

。

3.核能釋放的兩種途徑的理解(1)使較重的核分裂成中等大小的核;(2)較小的核結(jié)合成中等大小的核。核子的比結(jié)合能都會增大,都可以釋放能量。知識點四內(nèi)部

Δmc2Δmc2-6-知識點一知識點二知識點三知識點四核裂變和核聚變1.重核裂變(1)定義:質(zhì)量數(shù)較大的原子核受到高能粒子的轟擊而分裂成幾個質(zhì)量數(shù)較小的原子核的過程。(2)典型的裂變反應(yīng)方程(3)鏈?zhǔn)椒磻?yīng):由重核裂變產(chǎn)生的

使裂變反應(yīng)一代接一代繼續(xù)下去的過程。

(4)臨界體積和臨界質(zhì)量:裂變物質(zhì)能夠發(fā)生

的最小體積及其相應(yīng)的質(zhì)量。

(5)裂變的應(yīng)用:

、核反應(yīng)堆。

(6)反應(yīng)堆構(gòu)造:核燃料、減速劑、鎘棒、防護(hù)層。中子

鏈?zhǔn)椒磻?yīng)

原子彈

-7-知識點一知識點二知識點三知識點四2.輕核聚變(1)定義:兩個輕核結(jié)合成

的核的反應(yīng)過程。輕核聚變反應(yīng)必須在高溫下進(jìn)行,因此又叫

。

(2)典型的聚變反應(yīng)方程質(zhì)量較大

熱核反應(yīng)

-8-考點一考點二考點三原子核的衰變、半衰期(師生共研)1.衰變規(guī)律及實質(zhì)(1)α衰變、β衰變的比較(2)γ射線:γ射線經(jīng)常伴隨著α衰變或β衰變同時產(chǎn)生。其實質(zhì)是放射性原子核在發(fā)生α衰變或β衰變的過程中,產(chǎn)生的新核由于具有過多的能量(原子核處于激發(fā)態(tài))而輻射出光子。-9-考點一考點二考點三-10-考點一考點二考點三3.半衰期(1)公式:。(2)影響因素放射性元素衰變的快慢是由原子核內(nèi)部自身因素決定的,跟原子所處的物理狀態(tài)(如溫度、壓強)或化學(xué)狀態(tài)(如單質(zhì)、化合物)無關(guān)。提醒:半衰期是大量原子核衰變時的統(tǒng)計規(guī)律,個別原子核經(jīng)多長時間衰變無法預(yù)測,對個別或極少數(shù)原子核,無半衰期可言。-11-考點一考點二考點三考向1

原子核衰變次數(shù)的確定

答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-12-考點一考點二考點三方法歸納為了確定衰變次數(shù),一般是由質(zhì)量數(shù)的改變先確定α衰變的次數(shù),這是因為β衰變次數(shù)的多少對質(zhì)量數(shù)沒有影響,然后再根據(jù)衰變規(guī)律確定β衰變的次數(shù)。-13-考點一考點二考點三考向2

半衰期的理解及應(yīng)用例2(2018·遼寧營口大石橋模擬)關(guān)于放射性元素的半衰期,下列說法正確的是(

)A.半衰期就是原子核質(zhì)量減小一半所需的時間B.半衰期就是10個原子核衰變剩下5個原子核所用的時間C.把放射性元素加壓,加熱就能減小元素的半衰期D.某放射性元素的化合物變?yōu)榱硪环N化合物時,其半衰期不會變化D解析

半衰期是指一半原子核發(fā)生衰變所用的時間,A錯誤;半衰期是大量原子核衰變的統(tǒng)計規(guī)律,對少數(shù)原子核不適用,B錯誤;把放射性元素加壓,加熱不能減小元素的半衰期,C錯誤;某放射性元素的化合物變?yōu)榱硪环N化合物時,其半衰期不會變化,D正確。-14-考點一考點二考點三思維訓(xùn)練1.(多選)下列說法正確的是(

)BC解析

由衰變規(guī)律可知,A中只經(jīng)過1次α衰變,D中只經(jīng)過4次α衰變,B中要經(jīng)過1次α衰變和1次β衰變,C中要經(jīng)過6次α衰變和4次β衰變,B、C正確。-15-考點一考點二考點三2.(多選)14C發(fā)生放射性衰變成為14N,半衰期約為5700年。已知植物存活期間,其體內(nèi)14C與12C的比例不變;生命活動結(jié)束后,14C的比例持續(xù)減少?，F(xiàn)通過測量得知,某古木樣品中14C的比例正好是現(xiàn)代植物所制樣品的

。下列說法正確的是(

)A.該古木的年代距今約5700年B.12C、13C、14C具有相同的中子數(shù)C.14C衰變?yōu)?4N的過程中放出β射線D.增加樣品測量環(huán)境的壓強將加速14C的衰變AC解析

因古木樣品中14C的比例正好是現(xiàn)代植物所制樣品的

,則可知經(jīng)過的時間為一個半衰期,即該古木的年代距今約為5

700年,選項A正確;12C、13C、14C具有相同的質(zhì)子數(shù),由于質(zhì)量數(shù)不同,故中子數(shù)不同,選項B錯誤;根據(jù)核反應(yīng)方程可知,14C衰變?yōu)?4N的過程中放出電子,即發(fā)出β射線,選項C正確;外界環(huán)境不影響放射性元素的半衰期,選項D錯誤。-16-考點一考點二考點三核反應(yīng)方程及核反應(yīng)類型(師生共研)1.核反應(yīng)的四種類型-17-考點一考點二考點三-18-考點一考點二考點三2.核反應(yīng)方程的書寫及理解

(2)掌握核反應(yīng)方程遵守的規(guī)律,是正確書寫核反應(yīng)方程或判斷某個核反應(yīng)方程是否正確的依據(jù),由于核反應(yīng)不可逆,所以書寫核反應(yīng)方程式時只能用“→”表示反應(yīng)方向。(3)核反應(yīng)過程中質(zhì)量數(shù)守恒,電荷數(shù)守恒。(4)生成物中有α粒子的不一定是α衰變,生成物中有β粒子的不一定是β衰變,衰變、裂變、聚變需認(rèn)清其特點。-19-考點一考點二考點三3.有關(guān)核反應(yīng)方程的題型主要有(1)判斷核反應(yīng)的生成物。(2)判斷反應(yīng)類型。(3)判斷反應(yīng)是否成立。-20-考點一考點二考點三例題(1)關(guān)于核衰變和核反應(yīng)的類型,下列表述正確的有

。①

是發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程,

是研究原子彈的基本核反應(yīng)方程,

是研究氫彈的基本核反應(yīng)方程。

②B項中X的質(zhì)量數(shù)為

,中子數(shù)為

。

-21-考點一考點二考點三解析

(1)A為α衰變,B為原子核的人工轉(zhuǎn)變,C為輕核聚變,D為β衰變,故只有D正確。(2)①D為查德威克發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程;B是研究原子彈的基本核反應(yīng)方程;A是研究氫彈的基本核反應(yīng)方程;C是一種衰變反應(yīng)。②X的質(zhì)量數(shù)為(235+1)-(89+3)=144X的質(zhì)子數(shù)為92-36=56X的中子數(shù)為144-56=88。答案

(1)D

(2)①D

B

A

②144

88-22-考點一考點二考點三規(guī)律總結(jié)1.核反應(yīng)的四種類型:衰變、人工轉(zhuǎn)變、裂變和聚變。2.核反應(yīng)過程一般是不可逆的,所以核反應(yīng)方程只能用單向箭頭連接并表示反應(yīng)方向,不能用等號連接。3.核反應(yīng)的生成物一定要以實驗為基礎(chǔ),不能只依據(jù)兩個守恒規(guī)律憑空杜撰。4.核反應(yīng)遵循質(zhì)量數(shù)守恒而不是質(zhì)量守恒,核反應(yīng)前后的總質(zhì)量一般會發(fā)生變化。-23-考點一考點二考點三思維訓(xùn)練(2018·天津卷)國家大科學(xué)工程——中國散裂中子源(CSNS)于2017年8月28日首次打靶成功,獲得中子束流,可以為諸多領(lǐng)域的研究和工業(yè)應(yīng)用提供先進(jìn)的研究平臺。下列核反應(yīng)中放出的粒子為中子的是(

)答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-24-考點一考點二考點三核能的計算(師生共研)計算核能的幾種方法(1)根據(jù)ΔE=Δmc2計算,計算時Δm的單位是“kg”,c的單位是“m/s”,ΔE的單位是“J”。(2)根據(jù)ΔE=Δm×931.5MeV計算。因1原子質(zhì)量單位(u)相當(dāng)于931.5MeV的能量,所以計算時Δm的單位是“u”,ΔE的單位是“MeV”。(3)根據(jù)平均結(jié)合能來計算核能原子核的結(jié)合能=平均結(jié)合能×核子數(shù)。(4)有時可結(jié)合動量守恒和能量守恒進(jìn)行分析計算。總之,關(guān)于結(jié)合能(核能)的計算,應(yīng)根據(jù)題目的具體情況合理選擇核能的求解方法,且計算時要注意各量的單位。-25-考點一考點二考點三答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-26-考點一考點二考點三思維訓(xùn)練(2018·河南天一大聯(lián)考)一靜止的原子核

發(fā)生α衰變后變成原子核Y,且知X、Y和α粒子的質(zhì)量分別是m0、m1和m2,真空中的光速為c。(1)請