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2024版新教材高考物理全程一轮总复习第十六章波粒二象性原子结构原子核第3讲放射性元素的衰变核能课件
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这是一份2024版新教材高考物理全程一轮总复习第十六章波粒二象性原子结构原子核第3讲放射性元素的衰变核能课件，共41页。PPT课件主要包含了必备知识·自主落实，关键能力·精准突破，贝可勒尔，原子核，示踪原子，三种射线的比较，中性原子的核外电子数，核子数，质量数，α粒子等内容，欢迎下载使用。
课 程 标 准1.了解原子核的组成和核力的性质．知道四种基本相互作用．能根据质量数守恒和电荷数守恒写出核反应方程．2.了解放射性和原子核衰变．知道半衰期及其统计意义．了解放射性同位素的应用，知道射线的危害与防护．3.认识原子核的结合能和比结合能，了解核裂变反应．关注核技术应用对人类生活和社会发展的影响．素 养 目 标物理观念：理解放射性和元素衰变、半衰期、同位素的概念；知道核裂变和核聚变的区别．科学思维：利用原子核的结构模型解释与核物理有关的问题．会利用质能方程计算核能．
一、放射现象、原子核的组成、衰变1．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________具有复杂的结构．放出的射线有α射线、β射线、γ射线三种．(2)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：工业测厚、放射治疗、作为________等．③防护：防止放射性物质对环境的污染和对人体组织的伤害．
4．放射性元素的衰变、半衰期(1)原子核的衰变①原子核自发地放出________或β粒子，变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变．②规律：________和________都守恒．③分类
二、核力和核能1．核力(1)概念：原子核内部，________所特有的相互作用力．(2)特点：核力是强相互作用力、短程力，只发生在相邻的核子间．2．核能(1)质能关系：E＝________．(2)核能的释放：核子在结合成原子核时出现质量亏损Δm，其释放的能量ΔE＝________．(3)核能的吸收：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＝________．
三、重核裂变和轻核聚变1．重核裂变(1)定义：质量数较________的原子核受到高能粒子的轰击而分裂成几个质量数较________的原子核的过程．(2)特点①裂变过程中________巨大能量．②裂变的同时能够释放出2～3(或更多)个________．③裂变的产物不是唯一的．对于铀核裂变有二分裂、三分裂和四分裂形式，但三分裂和四分裂概率比较小．
(3)典型的裂变反应方程：(4)链式反应：由重核裂变产生的________使核裂变反应一代接一代继续下去的过程．(5)临界体积和临界质量：裂变物质能够发生________的最小体积及其相应的质量．(6)裂变的应用：________、核反应堆．(7)反应堆构造：核燃料、慢化剂、________、防护层．
2．轻核聚变(1)定义：两个轻核结合成质量________的核的反应过程．轻核聚变反应必须在高温下进行，因此又叫________反应．(2)特点：①产能效率高；②燃料的储量丰富；③安全、清洁．(3)典型的聚变反应方程：
3．实质(1)α衰变、β衰变的比较
(2)γ射线：γ射线经常在发生α衰变或β衰变的同时产生．其实质是放射性原子核在发生α衰变或β衰变的过程中，产生的新核由于具有过多的能量(原子核处于激发态)而辐射出光子．
2．核反应过程的四种类型
下列说法正确的有( )A．从铀核裂变核反应方程看，“传染系数”R＝2B．核反应堆中通过镉板吸收中子降低实际“传染系数”C．链式反应的临界值对应的实际“传染系数”为1D．核反应堆中的实际“传染系数”与铀浓度无关
解析：中子的电荷数Z＝0，质量数A＝1，核反应遵循电荷数守恒及质量数守恒，因此可计算得R＝3，故A错误；核反应堆中通过镉板吸收中子，减少轰击铀核的中子数，最终起到降低实际“传染系数”的作用，所以B正确；在链式反应中，当实际“传染系数”R≥1时，反应才能持续发展下去，当实际“传染系数”R<1时，反应将趋于停滞，即R＝1是链式反应持续下去的临界值，故C正确；核反应堆中还可以通过铀棒来控制核反应的速率，实际上就是通过调整铀浓度来控制实际“传染系数”，所以D错误．
考点三 核能及其计算1．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”．
8．[2022·浙江1月] (多选)2021年12月15日秦山核电站迎来了安全发电30周年，核电站累计发电约6.9×1011 kW·h，相当于减排二氧化碳六亿多吨．为了提高能源利用率，核电站还将利用冷却水给周围居民供热．下列说法正确的是( )A．秦山核电站利用的是核聚变释放的能量B．秦山核电站发电使原子核亏损的质量约为27.6 kgC．核电站反应堆中需要用镉棒控制链式反应的速度
课 程 标 准1.了解原子核的组成和核力的性质．知道四种基本相互作用．能根据质量数守恒和电荷数守恒写出核反应方程．2.了解放射性和原子核衰变．知道半衰期及其统计意义．了解放射性同位素的应用，知道射线的危害与防护．3.认识原子核的结合能和比结合能，了解核裂变反应．关注核技术应用对人类生活和社会发展的影响．素 养 目 标物理观念：理解放射性和元素衰变、半衰期、同位素的概念；知道核裂变和核聚变的区别．科学思维：利用原子核的结构模型解释与核物理有关的问题．会利用质能方程计算核能．
一、放射现象、原子核的组成、衰变1．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________具有复杂的结构．放出的射线有α射线、β射线、γ射线三种．(2)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：工业测厚、放射治疗、作为________等．③防护：防止放射性物质对环境的污染和对人体组织的伤害．
4．放射性元素的衰变、半衰期(1)原子核的衰变①原子核自发地放出________或β粒子，变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变．②规律：________和________都守恒．③分类
二、核力和核能1．核力(1)概念：原子核内部，________所特有的相互作用力．(2)特点：核力是强相互作用力、短程力，只发生在相邻的核子间．2．核能(1)质能关系：E＝________．(2)核能的释放：核子在结合成原子核时出现质量亏损Δm，其释放的能量ΔE＝________．(3)核能的吸收：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＝________．
三、重核裂变和轻核聚变1．重核裂变(1)定义：质量数较________的原子核受到高能粒子的轰击而分裂成几个质量数较________的原子核的过程．(2)特点①裂变过程中________巨大能量．②裂变的同时能够释放出2～3(或更多)个________．③裂变的产物不是唯一的．对于铀核裂变有二分裂、三分裂和四分裂形式，但三分裂和四分裂概率比较小．
(3)典型的裂变反应方程：(4)链式反应：由重核裂变产生的________使核裂变反应一代接一代继续下去的过程．(5)临界体积和临界质量：裂变物质能够发生________的最小体积及其相应的质量．(6)裂变的应用：________、核反应堆．(7)反应堆构造：核燃料、慢化剂、________、防护层．
2．轻核聚变(1)定义：两个轻核结合成质量________的核的反应过程．轻核聚变反应必须在高温下进行，因此又叫________反应．(2)特点：①产能效率高；②燃料的储量丰富；③安全、清洁．(3)典型的聚变反应方程：
3．实质(1)α衰变、β衰变的比较
(2)γ射线：γ射线经常在发生α衰变或β衰变的同时产生．其实质是放射性原子核在发生α衰变或β衰变的过程中，产生的新核由于具有过多的能量(原子核处于激发态)而辐射出光子．
2．核反应过程的四种类型
下列说法正确的有( )A．从铀核裂变核反应方程看，“传染系数”R＝2B．核反应堆中通过镉板吸收中子降低实际“传染系数”C．链式反应的临界值对应的实际“传染系数”为1D．核反应堆中的实际“传染系数”与铀浓度无关
解析：中子的电荷数Z＝0，质量数A＝1，核反应遵循电荷数守恒及质量数守恒，因此可计算得R＝3，故A错误；核反应堆中通过镉板吸收中子，减少轰击铀核的中子数，最终起到降低实际“传染系数”的作用，所以B正确；在链式反应中，当实际“传染系数”R≥1时，反应才能持续发展下去，当实际“传染系数”R<1时，反应将趋于停滞，即R＝1是链式反应持续下去的临界值，故C正确；核反应堆中还可以通过铀棒来控制核反应的速率，实际上就是通过调整铀浓度来控制实际“传染系数”，所以D错误．
考点三 核能及其计算1．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”．
8．[2022·浙江1月] (多选)2021年12月15日秦山核电站迎来了安全发电30周年，核电站累计发电约6.9×1011 kW·h，相当于减排二氧化碳六亿多吨．为了提高能源利用率，核电站还将利用冷却水给周围居民供热．下列说法正确的是( )A．秦山核电站利用的是核聚变释放的能量B．秦山核电站发电使原子核亏损的质量约为27.6 kgC．核电站反应堆中需要用镉棒控制链式反应的速度
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