2024年高考物理第一轮复习：第3讲　原子核课件PPT

这是一份2024年高考物理第一轮复习：第3讲　原子核课件PPT，共60页。PPT课件主要包含了主干知识·填一填，质子数，示踪原子，原子核，核子间，Δmc2，链式反应，原子弹，质量较大，热核反应等内容，欢迎下载使用。
必备知识新学法基础落实
一、原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰期、放射性同位素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．天然放射现象元素__________地放出射线的现象，首先由贝克勒尔发现．天然放射现象的发现，说明原子核具有__________的结构．
3．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、作__________等．(3)防护：防止放射性对人体组织的伤害．
二、核力和核能1．核力原子核内部，__________所特有的相互作用力．2．核能(1)核子在结合成原子核时出现质量亏损Δm，其对应的能量ΔE＝__________．(2)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＝__________．
(3)链式反应：重核裂变产生的__________使裂变反应一代接一代继续下去的过程．(4)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．(5)裂变的应用：__________、核反应堆．(6)反应堆构造：核燃料、减速剂、__________、防护层．
1．半衰期是针对大量原子核而言的，少量原子核不能用半衰期公式求余量．2．磁场中的衰变：外切圆是α衰变，内切圆是β衰变，半径与电荷量成反比．3．核子数越多，结合能越大，比结合能不一定越大．
一、易混易错判断1．发生β衰变时，新核的核电荷数不变．( )2．核反应遵循质量数守恒而不是质量守恒；遵循电荷数守恒．( )3．爱因斯坦质能方程反映了物体的质量就是能量，它们之间可以相互转化．( )4．如果某放射性元素的原子核有100个，经过一个半衰期后一定还剩50个原子核没有衰变．( )
二、经典小题速练1．(粤教版选择性必修第三册P112T3)用于治疗肿瘤的放射源必须满足以下两个条件：①放射线具有较强的穿透力，以辐射到体内的肿瘤处；②要在较长时间内具有相对稳定的辐射强度．根据以上条件，表中给出的四种放射性元素，适合用于治疗肿瘤的是(　　)
A.钋210　　　　　　　　B．锝99C．钴60 D．锶90解析：C　四种放射性元素中，具有较强穿透力，具在较长时间内具有相对稳定的辐射强度的只有钴60，故选项C正确．
3．(鲁科版选择性必修第三册P109T1)(多选)关于原子核的结合能，下列说法正确的是(　　)A．原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量B．一重原子核衰变成α粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能C．平均结合能越大，原子核越不稳定D．自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能解析：AB　根据结合能的定义可知选项A正确；一重原子核衰变成α粒子和另一原子核，要释放能量，所以衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能，B正确；平均结合能越大，原子核越稳定，自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量等于该原子核的结合能，故选项C、D均错误．
关键能力新探究思维拓展
命题点一　原子核的衰变及半衰期(师生互动)[核心整合]1．衰变规律及实质(1)α衰变、β衰变的比较
2．三种射线的成分和性质
[题组突破]1．(三种射线的性质及特点)卢瑟福设计的一个实验如图所示：他在铅块上钻了一个小孔，孔内放入一点镭，使射线只能从这个小孔里发出，随后他将射线引入磁场中，发现射线立即分成三股，他把三束射线分别命名为α射线、β射线、γ射线．基于对这三种射线的深入分析，卢瑟福获得了1907年的诺贝尔奖．以下对这三束射线描述准确的是(　　)A．α射线的穿透能力最弱，容易被物体吸收B．β射线在真空中的运动速度是光速C．γ射线本质上是波长极短的电磁波，电离能力极强D．β射线带负电，是来自镭原子的核外电子
解析：A　α射线穿透能力最弱，电离作用强，容易被物体吸收，故A正确；β射线的速度约是光速的99%，故B错误；γ射线是一种波长很短的电磁波，电离能力极弱，故C错误；β射线(高速电子束)带负电，是由一个中子转变成一个质子后释放的，故D错误．
2．(半衰期概念的理解)(2021·湖南卷)核废料具有很强的放射性，需要妥善处理．下列说法正确的是(　　)A．放射性元素经过两个完整的半衰期后，将完全衰变殆尽B．原子核衰变时电荷数守恒，质量数不守恒C．改变压力、温度或浓度，将改变放射性元素的半衰期D．过量放射性辐射对人体组织有破坏作用，但辐射强度在安全剂量内则没有伤害
4．(原子核衰变次数的确定)下列说法正确的是(　　)A．天然放射现象揭示了原子具有核式结构B.U衰变成Pb要经过6次β衰变和8次α衰变C．α、β和γ三种射线中，α射线的穿透能力最强D．氢原子向低能级跃迁后，核外电子的动能减小
3.有关核反应方程的主要题型(1)判断核反应的生成物．(2)判断核反应类型．(3)判断核反应是否成立．
【思维导引】　(1)核反应前后遵从质量数守恒和核电荷数守恒．(2)正电子是电子的反粒子，其质量数为零，带一个单位的正电荷．解析：AC　发生核反应前后满足质量数守恒、电荷数守恒，则可判断X的质量数与Y的质量数相等；X的电荷数比Y的电荷数多1；X的电荷数比Al的电荷数多2；X的质量数比Al的质量数多3.
解析：CD　(1)式是α衰变，(2)式是β衰变，均有能量放出，故A错误；(3)式是人工核转变，故B错误；(3)式是人类第一次实现原子核转变的方程，故C正确；利用激光引发可控的(4)式核聚变是正在尝试的技术之一，故D正确．
命题点三　核能及其计算(师生互动)[核心整合]1．质能方程的理解(1)一定的能量和一定的质量相联系，物体的总能量和它的质量成正比，即E＝mc2.方程的含义是：物体具有的能量与它的质量之间存在简单的正比关系，物体的能量增大，质量也增大；物体的能量减少，质量也减少．(2)核子在结合成原子核时出现质量亏损Δm，其能量也要相应减少，即ΔE＝Δmc2.(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＝Δmc2.
2．核能释放的两种途径的理解中等大小的原子核的比结合能最大，这些核最稳定．由比结合能较小的核反应生成比结合能较大的核会释放能量，核能释放一般有两种途径：(1)使较重的核分裂成中等大小的核；(2)使较小的核结合成中等大小的核．3．计算核能的两种常用方法(1)根据爱因斯坦质能方程，用核反应过程中亏损的质量乘以真空中光速的平方，即ΔE＝Δmc2，质量的单位为千克．(2)根据1原子质量单位(u)相当于931.5 MeV的能量，得ΔE＝Δm×931.5 MeV/u，质量的单位是原子质量单位．
[题组突破]1.(对聚变和裂变的理解)(2019·天津卷)(多选)我国核聚变反应研究大科学装置“人造太阳”2018年获得重大突破，等离子体中心电子温度首次达到1亿摄氏度，为人类开发利用核聚变能源奠定了重要的技术基础．下列关于聚变的说法正确的是(　　)A．核聚变比核裂变更为安全、清洁B．任何两个原子核都可以发生聚变C．两个轻核结合成质量较大的核，总质量较聚变前增加D．两个轻核结合成质量较大的核，核子的比结合能增加
解析：AD　核聚变没有放射性污染，安全、清洁，A正确；只有原子序数小的“轻”核才能发生聚变，B错误；轻核聚变成质量较大的原子核、比结合能增加，总质量减小，C错误，D正确．
核心素养新导向学科培优
解析：A　根据质量数和电荷数守恒，X是中子，A正确；轻核聚变和重核裂变的过程质量都亏损，B错误；当发生光电效应时，光电子的最大初动能随着入射光频率的增大而增大，C错误；天然放射现象中产生的γ射线不带电，故其不能在电场或磁场中发生偏转，D错误．
7．(多选)下列关于课本中四幅插图的相关描述，符合实际情况的是(　　)A．图甲为卢瑟福通过α粒子散射实验得出原子的核式结构模型B．图乙为工业上利用放射性同位素射线的穿透能力来控制金属板或塑料板的厚度C．图丙中镉棒的作用是使快中子变成慢中子，从而影响链式反应速度D．由图丁可知，质量数大于60的原子核，质量数越大结合能越小
解析：AB　图甲为卢瑟福通过α粒子散射实验得出原子的核式结构模型，所以A正确；图乙为工业上利用放射性同位素射线的穿透能力来控制金属板或塑料板的厚度，所以B正确；图丙中镉棒的作用是吸收中子使中子数减小，从而影响链式反应速度，所以C错误；由图丁可知，质量数大于60的原子核，质量数越大比结合能越小，所以D错误．
10．(2021·全国甲卷)如图所示，一个原子核X经图中所示的一系列α、β衰变后，生成稳定的原子核Y，在此过程中放射出电子的总个数为(　　)A．6　　　　　　　　B．8C．10 D．14