物理选修3-5人教版第十九章原子核章末复习(共44张ppt)-

一、三种射线1．α射线：α射线是高速粒子流，α粒子就是________________；α粒子的速度可以达到光速的十分之一；α射线穿透能力弱，电离能力________．2．β射线：β射线是高速________，速度可达光速的99%；它的电离作用________，穿透能力较强．3．γ射线：γ射线是能量很高的________，波长很短，在10－10m以下；它的电离作用更小，穿透能力________．氦原子核强电子流较弱电磁波更强2二、原子核的组成1．原子核是由________和________组成，质子和中子统称为核子；2．电荷数：原子核所带的电荷总是质子电荷的________，这个整数叫做原子核的电荷数；3．质量数：原子核的质量几乎等于单个核子质量的________，这个倍数叫做原子核的质量数．质子中子整数倍整数倍3三、放射性元素的衰变1．α衰变：原子核放出________的衰变称为α衰变，典型的衰变方程为：______________________.2．β衰变：原子核放出________的衰变称为β衰变，典型的衰变方程为：______________________.3．半衰期：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间．半衰期由____________________的因素决定，跟原子所处的物理、________状态无关．剩余的原子核数为：________________.4．应用：利用其射线作为________进行考古研究．α粒子23892U→23490Th＋42Heβ粒子23490Th→23491Pa＋0－1e核内部本身化学N余＝N原12tT示踪原子4四、核反应1．规律：质量数守恒和__________________．2．核反应类型：核反应有______________、衰变、______________、轻核的聚变．五、核能1．核能：核子结合成原子核需要放出能量，叫原子的________，称为核能．2．质量亏损：组成原子核的核子的质量与原子核的________(或者参加核反应的原子核总质量与生成新原子核的总质量之差)叫质量亏损．3．爱因斯坦质能方程：凡具有质量的物体都具有能量，物体的质量和能量间的关系为：________.若原子核质量亏损为Δm，对应释放的能量为______________．电荷数守恒人工转变重核的裂变结合能质量之差E＝mc2ΔE＝Δmc251．典型的核反应方程比较类型可控性核反应方程典例147N＋42He―→178O＋11H(卢瑟福发现质子)42He＋94Be―→126C＋10n(查德威克发现中子)2713Al＋42He―→3015P＋10n人工转变人工控制3015P―→3014Si＋01e(约里奥·居里夫妇发现放射性同位素，同时发现正电子)6类型可控性核反应方程典例23592U＋10n―→14456Ba＋8936Kr＋310n重核裂变比较容易进行人工控制23592U＋10n―→13654Xe＋9038Sr＋1010n轻核聚变无法控制21H＋31H―→42He＋10n衰变人工无法控制α衰变23892U―→23490Th＋42Heβ衰变23490Th―→23491Pa＋0－1e72.核反应方程式填写的方法(1)首先根据电荷数守恒确定要填写的原子核或粒子的电荷数，从而确定所需填写的原子核或粒子的符号；(2)根据质量数守恒确定要填写的原子核或粒子的质量数；(3)根据核反应方程确定核反应种类．8例1原子核AZX与氘核21H反应生成一个α粒子和一个质子．由此可知()A．A＝2，Z＝1B．A＝2，Z＝2C．A＝3，Z＝3D．A＝3，Z＝29原子核聚变可望给人类未来提供丰富的洁净能源．当氘等离子体被加热到适当高温时，氘核参与的几种聚变反应可能发生，放出能量．这几种反应的总效果可以表示为621H→k42He＋d11H＋210n＋43.15MeV，由平衡条件可知()A．k＝1,d＝4B．k＝2,d＝2C．k＝1,d＝6D．k＝2,d＝3101．两种衰变α衰变AZX→A－4Z－2Y＋42He(新核的核电荷数少2，质量数少4)衰变规律β衰变AZX→AZ＋1Y＋0－1e(核电荷数加1，质量数不变，中子变质子)112.三种放射线的比较种类α射线β射线γ射线组成高速氦核流高速电子流光子流(高频电磁波)带电量2e－e0质量4mp(mp＝1.67×10－27kg)mp1836静止质量为零速度0.1c0.99cc在电磁场中偏转与α射线偏转方向相反不偏转穿透本领最弱较强最强对空气的电离作用很强较弱很弱12例2原子核23892U经放射性衰变①变为原子核23490Th，继而经放射性衰变②变为原子核23491Pa，再经放射性衰变③变为原子核23492U.放射性衰变①、②和③依次为()A．α衰变、β衰变和β衰变B．β衰变、α衰变和β衰变C．β衰变、β衰变和α衰变D．α衰变、β衰变和α衰变13例2A[解析]23892U――→①23490Th，质量数少4，电荷数少2，说明①为α衰变.23490Th――→②23491Pa，质子数加1，说明②为β衰变，中子转化成质子.23491Pa――→③23492U，质子数加1，说明③为β衰变，中子转化成质子．14例3太阳因核聚变释放出巨大的能量，同时其质量不断减少．太阳每秒钟辐射出的能量约为4×1026J，根据爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟减少的质量最接近()A．1036kgB．1018kgC．1013kgD．109kg15例3D[解析]本题考查质能方程的知识，中档题．根据ΔE＝Δmc2，代入数据Δm＝4.4×109kg，D正确．16[点评]太阳在放出能量的同时，质量不断减小．减小的质量与放出的能量之间的关系满足：ΔE＝Δmc2，根据此关系式可以求出减小的质量．变式题是有关核能的计算．17氘核、氚核、氦核和中子的质量分别为m1、m2、m3和m4，当氘核与氚核结合为氦核并同时放出中子时，下列说法正确的是(已知c为光在真空中的速度)()A．这是轻核聚变，放出的能量为(m1＋m2－m3－m4)c2B．这是轻核聚变，放出的能量为m4c2C．这是轻核聚变，吸收的能量为(m1＋m2－m3)c2D．这是轻核裂变，吸收的能量为(m3＋m4)c218变式题A[解析]核反应的质量亏损为：Δm＝(m1＋m2－m3－m4)，放出的能量为：ΔE＝Δmc2＝(m1＋m2－m3－m4)c2，选项A正确．192.γ衰变是伴随着α衰变和β衰变同时发生的，γ衰变不改变原子核的电荷数和质量数．3．注重对半衰期的理解：(1)半衰期是一个统计学概念，只能针对大量的原子核才有效；(2)半衰期只和元素有关，与物体所处的环境和状态均无关；(3)剩余的原子核数可以表示为：N余＝N原12tT.20例4下列说法正确的是()①157N＋11H→126C＋42He是α衰变方程②42He＋2713Al→3015P＋10n是原子核的人工转变方程③23892U→23490Th＋42He是核裂变反应方程④11H＋21H→32He＋γ是核聚变反应方程A．①④B．②③C．①③D．②④21例4D[解析]157N＋11H→126C＋42He是原子核的人工转变方程；23892U→23490Th＋42He是α衰变方程．22变式题某放射性元素经过11.4天有78的原子核发生了衰变，该元素的半衰期为()A．11.4天B．7.6天C．5.7天D．3.8天eHThU422349023892ePaTh012349123490二、核反应1.核反应类型⑴衰变：α衰变：Hen2H2421011（核内）：eHn011110（核内）γ衰变：原子核处于较高能级，辐射光子后跃迁到低能级。β衰变：HOHeN1117842147nCHeBe101264294nPHeAl103015422713eSiP0130143015⑵人工转变：（发现质子的核反应）（发现中子的核反应）（人工制造放射性同位素）}Tt210NtNTttmm2102.半衰期放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间叫半衰期。（对大量原子核的统计规律）计算式为：或，式中m表示放射性物质的质量。以上各式左边的量都表示时间t后的剩余量。3.放射性同位素的应用⑴利用其射线：α射线电离性强，用于使空气电离，将静电泄出，从而消除有害静电。γ射线贯穿性强，可用于金属探伤，也可用于治疗恶性肿瘤。各种射线均可使DNA发生突变，可用于生物工程，基因工程。⑵作为示踪原子。用于研究农作物化肥需求情况，诊断甲状腺疾病的类型，研究生物大分子结构及其功能。⑶进行考古研究。利用放射性同位素碳14，判定出土木质文物的产生年代。一般都使用人工制造的放射性同位素（种类齐全，半衰期短，可制成各种形状，强度容易控制）。例2.近年来科学家在超重元素的探测方面取得了重大进展。科学家们在观察某两个重离子结合成超重元素的反应时，发现所生成的超重元素的核AZX经过6次α衰变后成为253100Fm，由此可以判定该超重元素的原子序数和质量数依次是()A.124，259B.124，265C.112，265D.112，277D例4.一块含铀的矿石质量为M，其中铀元素的质量为m。铀发生一系列衰变，最终生成物为铅。已知铀的半衰期为T，那么下列说法中正确的有()A.经过两个半衰期后这块矿石中基本不再含有铀了B.经过两个半衰期后原来所含的铀元素的原子核有m/4发生了衰变C.经过三个半衰期后，其中铀元素的质量还剩m/8D.经过一个半衰期后该矿石的质量剩下M/2C4.释放核能的途径凡是释放核能的核反应都有质量亏损。核子组成不同的原子核时，平均每个核子的质量亏损是不同的，所以各种原子核中核子的平均质量不同。核子平均质量小的，每个核子平均放的能多。铁原子核中核子的平均质量最小，所以铁原子核最稳定。凡是由平均质量大的核，生成平均质量小的核的核反应都是释放核能的。.npDmmm、、Dpn21[()]2DpnmmmcE21[()]2DnpmmmcE21[()]2DpnmmmcE21[()]2DnpmmmcE例5【两广】5．中子n、质子p、氘核D的质量分别为止氘核使之分解，反应的方程为若分解后中子、质子的动能可视为相等，则中子的动能是()B．C．D．现用光子能量为E的γ射线照射静A．C)(9536138561023592KrBanU)(102121nHH)(2228622688RnRa)(01146eC复习:1、完成下列的核反应方程式：n103He32He42N1472、下列核反应或核衰变方程中，符号“X”表示中子的是（05江苏）(A)(B)(C)(D)XCHeBe1264294XOHeN17842147XHPtnHg112027810204802XNpU2399323992AC3、如图放射源放在铅块上的细孔中，铅块上方有匀强磁场，磁场方向度垂直于纸面向外。已知放射源放出的射线有α．β．γ三种。下列判断正确的是（05辽宁）（）A．甲是α射线，乙是γ射线，丙是β射线B．甲是β射线，乙是γ射线，丙是α射线C．甲是γ射线，乙是α射线，丙是β射线D．甲是α射线，乙是β射线，丙是γ射线B4、根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型．图中虚线表示原子核所形成的电场的等势线，实线表示一个α粒子的运动轨迹．在α粒子从a运动到b．再运动到c的过程中，下列说法中正确的是（05江苏）(A)动能先增大，后减小(B)电势能先减小，后增大(C)电场力先做负功，后做正功，总功等于零(D)加速度先变小，后变大c经6次α衰变4次β衰变后变成稳定的原子核,这种原子核是元素,它的原子量是M′=,它的原子序数N′=。Th23290解析：写出核方程式如下PbeHeTh2088201422329046－)(铅Pb2088220882例4例6、某放射性元素的原子核经过次α衰变和次β衰变后，它的质子数减少5个，中子数减少11个。解：因为质量数减少16，所以经过4次α衰变，经