







高中物理高考 2022年高考物理一轮复习(新高考版1(津鲁琼辽鄂)适用) 第16章 第2讲 原子核课件PPT
展开1.了解原子核的组成及核力的性质,了解半衰期及其统计意义.2.认识原子核的结合能,了解核裂变及核聚变,能根据质量数、电荷数 守恒写出核反应方程.
NEIRONGSUOYIN
考点一 原子核的衰变及半衰期
考点二 核反应及核反应类型
考点三 质量亏损及核能的计算
1.原子核的组成:原子核是由 和中子组成的,原子核的电荷数等于核内的 .2.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.
4.原子核的衰变(1)衰变:原子核自发地放出α粒子或β粒子,变成另一种 的变化称为原子核的衰变.(2)α衰变、β衰变
(3)γ射线:γ射线经常是伴随着α衰变或β衰变同时产生的.
5.半衰期(1)公式:N余=N原 ,m余=m原 .(2)影响因素:放射性元素衰变的快慢是由 决定的,跟原子所处的物理状态(如温度、压强)或化学状态(如单质、化合物) (选填“有关”或“无关”).6.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.
例1 (2016·上海卷·6)放射性元素A经过2次α衰变和1次β衰变后生成一新元素B,则元素B在元素周期表中的位置较元素A的位置向前移动了A.1位 B.2位C.3位 D.4位
解析 每经过一次α衰变,元素电荷数减少2,每经过一次β衰变,元素电荷数增加1,元素A经过2次α衰变和1次β衰变,则电荷数减少3,即新元素在元素周期表中的位置向前移动了3位,故C正确.
例2 (2018·海南卷·4)已知 的半衰期为24天.4 g 经过72天还剩下A.0 B.0.5 gC.1 g D.1.5 g
解析 由衰变公式m′=m ,知m′=4× g=4×( )3 g=0.5 g,故B正确.
1.(衰变方程、半衰期)(2020·河北唐山市一模)花岗岩、大理石等装修材料中都不同程度地含有放射性元素,下列有关放射性的说法正确的是A. 要经过8次β衰变和6次α衰变B.氡的半衰期为3.8天,4个氡原子核经过7.6天后只剩下1个氡原子核C.α射线与γ射线都是电磁波,α射线穿透本领远比γ射线弱D.放射性元素发生β衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子 时产生的
半衰期是对大量原子核的衰变的统计规律,对于少数原子核是不成立的,故B错误;α射线是氦核流,γ射线的实质是电磁波,γ射线的穿透本领比较强,故C错误;β衰变时,原子核中的一个中子转化为一个质子和一个电子,电子释放出来,故D正确.
2.(衰变方程、半衰期)(2020·山东潍坊市模拟) 具有放射性,发生一次β衰变成为新原子核X的同时放出能量.下列说法正确的是A. 核能放射出β粒子,说明其原子核内有β粒子B.新核X的中子数为143C. 核的质量等于新核X与β粒子的质量之和D.让 同其他稳定元素结合成化合物,其半衰期将增大
由衰变方程可知,新核X的中子数为234-91=143个,故B正确;衰变前后质量数守恒,质量并不守恒,故C错误;同种元素无论是单质还是与其他元素形成化合物,其半衰期并不变,D错误.
3.(衰变粒子在磁场中的运动轨迹)(多选)如图1所示,静止的 核发生α衰变后生成反冲Th核,两个产物都在垂直于它们速度方向的匀强磁场中做匀速圆周运动.下列说法中正确的是A.衰变方程可表示为B.Th核和α粒子的圆周轨道半径之比为1∶45C.Th核和α粒子的动能之比为1∶45D.Th核和α粒子在匀强磁场中旋转的方向相反
Th核和α粒子都带正电荷,则在匀强磁场中都沿逆时针旋转,故D错误;
2.核反应方程式的书写
(2)掌握核反应方程遵循的规律:质量数守恒,电荷数守恒.(3)由于核反应不可逆,所以书写核反应方程式时只能用“→”表示反应方向.
例3 (2019·河南安阳市二模)下列说法正确的是
解析 根据核反应的质量数和电荷数守恒可知,A选项反应中的X质量数为4,电荷数为2,为α粒子,核反应类型为α衰变,选项A错误;B选项反应中的Y质量数为1,电荷数为0,为中子,核反应类型为轻核聚变,选项B错误;C选项反应中的K质量数总数为10,电荷数为0,则K为10个中子,核反应类型为重核裂变,选项C正确; D选项反应中的Z质量数为1,电荷数为1,为质子,核反应类型为人工转变,选项D错误.
4.(核反应方程)(多选)(2020·全国卷Ⅰ·19)下列核反应方程中,X1、X2、X3、X4代表α粒子的有
5.(核反应方程)(八省联考·辽宁·3)中科院近代物理研究所利用兰州重离子加速器(HIRFL)通过“熔合蒸发”反应合成超重核 并辐射出中子.下列可能合成该超重核的原子核组合是
解析 由电荷数守恒知,合成 的原子核组合的质子数之和等于110,由质量数守恒知,原子核组合的质量数之和大于271(有中子辐射出来),故选项A正确,B、C、D错误.
核力和核能(1)核力:原子核内部, 间所特有的相互作用力.(2)核子在结合成原子核时出现质量亏损Δm,其对应的能量ΔE= .(3)原子核分解成核子时要吸收一定的能量,相应的质量增加Δm,吸收的能量为ΔE= .
核能的计算方法(1)根据ΔE=Δmc2计算,计算时Δm的单位是“kg”,c的单位是“m/s”,ΔE的单位是“J”.(2)根据ΔE=Δm×931.5 MeV计算.因1原子质量单位(u)相当于931.5 MeV的能量,所以计算时Δm的单位是“u”,ΔE的单位是“MeV”.(3)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.
例4 (多选)(2020·浙江7月选考·14)太阳辐射的总功率约为4×1026 W,其辐射的能量来自于聚变反应.在聚变反应中,一个质量为1 876.1 MeV/c2(c为真空中的光速)的氘核( )和一个质量为2 809.5 MeV/c2的氚核( )结合为一个质量为3 728.4 MeV/c2的氦核( ),并放出一个X粒子,同时释放大约17.6 MeV的能量.下列说法正确的是A.X粒子是质子B.X粒子的质量为939.6 MeV/c2C.太阳每秒因为辐射损失的质量约为4.4×109 kgD.太阳每秒因为辐射损失的质量约为17.6 MeV/c2
该核反应中质量的减少量Δm1=17.6 MeV/c2,由质能方程知,m氘+m氚=m氦+mX+Δm1,代入数据知1 876.1 MeV/c2+2 809.5 MeV/c2=3 728.4 MeV/c2+mX+17.6 MeV/c2,故mX=939.6 MeV/c2,故B正确;
解析 因电子质量远小于质子的质量,计算中可忽略不计,核反应质量亏损Δm=4×1.007 8 u-4.002 6 u=0.028 6 u,释放的能量ΔE=0.028 6×931 MeV≈26.6 MeV,选项C正确.
1.(多选)图1中有四幅图片,涉及有关物理学发展历史的四个重大发现,则下列有关说法正确的是A.甲图片与居里夫人有关B.乙图片所反映的现象是贝克勒尔最先 发现的C.丙图片是法拉第研究阴极射线并发现 电子的装置D.丁图片与爱因斯坦的质能方程有关
解析 甲图片为伦琴发现X射线后,照射的伦琴夫人手的照片,与居里夫人无关,故选项A错误;乙图片中反映的天然放射性现象是贝克勒尔最先发现的,故选项B正确;丙图片的现象是法拉第研究电磁感应规律时的装置,与阴极射线及电子的发现无关,故选项C错误;
原子弹的能量来源于核能,与爱因斯坦的质能方程ΔE=Δmc2有关,故选项D正确。
2.(八省联考·湖南·1)2020年12月4日,新一代“人造太阳”装置——中国环流器二号M装置(HL-2M)在成都建成并首次实现利用核聚变放电.下列方程中,正确的核聚变反应方程是
解析 A项方程是核聚变,B项方程为α衰变,C项方程为重核裂变,D项方程为人工核转变且放出1个中子.故选A.
3.(2018·全国卷Ⅲ·14)1934年,约里奥—居里夫妇用α粒子轰击铝核 ,产生了第一个人工放射性核素X:α+ →n+X.X的原子序数和质量数分别为A.15和28 B.15和30C.16和30 D.17和31
4.碘131的半衰期约为8天.若某药物含有质量为m的碘131,经过32天后,该药物中碘131的含量大约还有
5.(2020·山东济宁市模拟)目前核电站使用的核燃料基本都是浓缩铀,有一种典型的铀核裂变方程是 下列关于x的说法正确的是A.x是β粒子,具有很强的电离本领B.x是中子,中子是查德威克通过实验最先发现的C.x是中子,中子是卢瑟福通过实验最先发现的D.x是α粒子,穿透能力比较弱
6.(多选)(2020·山东烟台市高三调研)2017年1月9日,大亚湾反应堆中微子实验工程获得国家自然科学一等奖.大多数原子核发生核反应的过程中都伴随着中微子的产生,例如核裂变、核聚变、β衰变等.下列关于核反应的说法正确的是
7.(多选)(2020·江苏南京市鼓楼区高三模拟)钚的一种同位素 衰变时释放巨大能量,其衰变方程为 ,则A.核燃料总是利用比结合能小的核B.核反应中γ光子的能量就是 的结合能C.D.由于衰变时释放巨大能量,所以
解析 比结合能越大的原子核越稳定,A正确;结合能与衰变时释放的能量不是同一概念,B错误;
结合能的大小取决于比结合能和核子数,比结合能大不能说明结合能大,C错误.
8.(多选)(2021·广东汕头市质检)铀核裂变的一种方程为 ,已知原子核的比结合能与质量数的关系如图2所示,下列说法中正确的有A.X粒子是中子B.X粒子是质子
C. 的比结合 能最大,最稳定D. 的质量数最大,结合能最大,最稳定
解析 根据质量数守恒和电荷数守恒可知,X的质量数为1,电荷数为0,为中子,A正确,B错误;
此核反应过程中的质量亏损等于反应前后质量的差,则为:Δm=mPu-mU-mα,故B错误;根据质能方程可知,释放的核能为:ΔE=Δmc2=(mPu-mU-mα)c2,
10.(2020·全国卷Ⅱ·18)氘核 可通过一系列聚变反应释放能量,其总效果可用反应式 表示.海水中富含氘,已知1 kg海水中含有的氘核约为1.0×1022个,若全都发生聚变反应,其释放的能量与质量为M的标准煤燃烧时释放的热量相等;已知1 kg标准煤燃烧释放的热量约为2.9×107 J,1 MeV= 1.6×10-13 J,则M约为A.40 kg B.100 kgC.400 kg D.1 000 kg
11.(多选)(2019·浙江4月选考·15)静止在匀强磁场中的原子核X发生α衰变后变成新原子核Y.已知核X的质量数为A,电荷数为Z,核X、核Y和α粒子的质量分别为mX、mY和mα,α粒子在磁场中运动的半径为R.则A.衰变方程可表示为B.核Y的结合能为(mX-mY-mα)c2C.核Y在磁场中运动的半径为D.核Y的动能为EkY=
解析 反应前后质量数守恒,电荷数守恒,A选项正确;质量亏损产生的能量为新核的动能之和,不是核Y的结合能,B选项错误;
12.(2017·北京卷·23)在磁感应强度为B的匀强磁场中,一个静止的放射性原子核发生了一次α衰变.放射出的α粒子( )在与磁场垂直的平面内做圆周运动,其轨道半径为R.以m、q分别表示α粒子的质量和电荷量.(1)放射性原子核用 表示,新核的元素符号用Y表示,写出该α衰变的核反应方程;
(2)α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流,求圆周运动的周期和环形电流大小;
解析 洛伦兹力提供向心力,
(3)设该衰变过程释放的核能都转化为α粒子和新核的动能,新核的质量为M,求衰变过程的质量亏损Δm.
解析 衰变过程动量守恒,有0=pY+pα所以pY=-pα,“-”表示方向相反.
即:EkY∶Ekα=m∶M由能量守恒得Δmc2=EkY+Ekα
高中物理高考 2022年高考物理一轮复习(新高考版1(津鲁琼辽鄂)适用) 第13章 第2讲 机械波课件PPT: 这是一份高中物理高考 2022年高考物理一轮复习(新高考版1(津鲁琼辽鄂)适用) 第13章 第2讲 机械波课件PPT,共60页。PPT课件主要包含了目标要求,课时精练,内容索引,平衡位置,振动频率,考向1,波的形成与传播,解得λ=8m,考向2,波的图像等内容,欢迎下载使用。
高中物理高考 2022年高考物理一轮复习(新高考版1(津鲁琼辽鄂)适用) 第13章 第1讲 机械振动课件PPT: 这是一份高中物理高考 2022年高考物理一轮复习(新高考版1(津鲁琼辽鄂)适用) 第13章 第1讲 机械振动课件PPT,共60页。PPT课件主要包含了目标要求,课时精练,内容索引,平衡位置,回复力,考向1,考向2,Asinωt,Acosωt,图10等内容,欢迎下载使用。
高中物理高考 2022年高考物理一轮复习(新高考版1(津鲁琼辽鄂)适用) 第8章 第2讲 电场能的性质课件PPT: 这是一份高中物理高考 2022年高考物理一轮复习(新高考版1(津鲁琼辽鄂)适用) 第8章 第2讲 电场能的性质课件PPT,共60页。PPT课件主要包含了目标要求,内容索引,课时精练,无限远处,大地表面,电势能,电荷量,相对性,零电势点,减少量等内容,欢迎下载使用。