高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册第五章 原子核1 原子核的组成精品同步练习题

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第1节 原子核的组成
一、天然放射现象
1．天然放射现象的发现
1896年，法国物理学家________发现，铀和含铀的矿物能够发出看不见的射线，它能穿透黑纸使照相底片____。
2．放射性和放射性元素
(1)放射性：物质________的性质。
(2)放射性元素：具有________的元素。
(3)原子序数________的元素，都能自发地发出射线，原子序数__________的元素，有的也能发出射线。
二、射线的本质
1．三种射线
在射线经过的空间施加磁场，射线分裂成三束，其中两束在磁场中向不同的方向偏转，说明它们是_________；另一束在磁场中________，说明它不带电。人们把这三束射线分别叫作α射线、β射线和γ射线。
2．对三种射线的认识
(1) α射线：是α粒子流。α粒子带正电，电荷量是电子的2倍，质量是氢原子的4倍，其组成与________相同。α粒子的速度可达到光速的eq \f(1,10)，其________作用较强，穿透能力较弱，在空气中只能前进几厘米，用一张纸就能把它挡住。
(2)β射线：是________，速度可以接近光速。它的电离作用较弱，穿透能力较强，很容易穿透黑纸，也能穿透几毫米厚的________。
(3)γ射线：是一种________，波长很短的光子，波长在10－10 m以下。它的电离作用更弱，穿透能力更强，甚至能穿透几厘米厚的____和几十厘米厚的混凝土。
3．射线来自________，说明________内部是有结构的。
三、原子核的组成
1．质子的发现
卢瑟福用________轰击氮原子核，发现了质子，质子就是氢原子核，用p表示。
2．中子的发现
卢瑟福猜想，原子核内存在质量与质子________，但是________的粒子，叫作中子，用____表示。卢瑟福的学生____________通过实验证实了中子的存在。
3．原子核的组成
原子核由________组成，质子和中子统称为________。
4．原子核的电荷数
原子核所带的电荷总是质子电荷的________倍，通常用这个整数表示原子核的电荷量，叫作原子核的电荷数，用________表示。
5．原子核的质量数
原子核的质量几乎等于________质量的整数倍，这个倍数叫作原子核的质量数，用____表示。
6．原子核的符号
eq \\al(A,Z)X，其中X为元素符号，A表示核的________，Z表示核的________(即原子序数)。
7．同位素
核中________相同而________不同的原子，在元素周期表中处于同一位置，因而互称________。
第2节 放射性元素的衰变
一、原子核的衰变
1．定义：原子核自发地放出________或________，由于核电荷数变了，它在元素周期表中的位置就变了，变成另一种原子核。我们把这种变化称为原子核的衰变。
2．规律：原子核衰变时电荷数和质量数都________。
3．α衰变
(1)规律：在α衰变过程中，质量数______，电荷数______。eq \\al(238,92)U的α衰变方程为eq \\al(238,92)U→____________。
(2)实质：原子核中的________和________结合起来形成α粒子，并被释放出来。
4．β衰变
(1)规律：在β衰变过程中，质量数____，电荷数________。eq \\al(234,90)Th的β衰变方程为eq \\al(234,90)Th→___________。
(2)实质：核内的____转化成一个____和一个电子，电子发射到核外，就是β粒子。
二、半衰期
1．定义：放射性元素的原子核有____发生衰变所需的时间，叫作这种元素的半衰期。
2．特点
(1)不同的放射性元素，半衰期____。
(2)放射性元素的半衰期，描述的是________行为的统计规律。
(3)放射性元素衰变的快慢是由________的因素决定的，跟原子所处的________和________没有关系。
三、核反应
1．定义：原子核在其他粒子的轰击下产生________或者发生________的过程。
2．原子核的人工转变
(1)________用α粒子轰击氮原子核，产生了氧的一种同位素，同时产生一个质子。
(2)卢瑟福发现质子的核反应方程为eq \\al(14,7)N＋eq \\al(4,2)He→____________。
3．遵循规律：在核反应中，________守恒、________守恒。
四、放射性同位素及其应用
1．放射性同位素：很多元素都存在的一些具有________的同位素。
2．放射性同位素的应用：射线测厚仪，放射________，培优、保鲜，________原子。
五、辐射与安全
人类一直生活在放射性的环境中。________的射线对人体组织有破坏作用。在使用放射性同位素时，必须严格遵守操作规程，注意人身安全，同时，要防止___________对空气、水源、用具等的污染。
第3节 核力与结合能
一、核力与四种基本相互作用
1．引力相互作用：________把行星和恒星聚在一起，组成太阳系、银河系和其他星系。____是自然界的一种基本相互作用。
2．电磁相互作用：____间的相互作用、____间的相互作用，从本质上说是同一种相互作用的不同表现，这种相互作用称为电磁相互作用或________。
3．强相互作用：原子核中的核子之间存在一种很强的相互作用，即存在一种____，它使得核子紧密地结合在一起，形成________的原子核。这种作用称为强相互作用。距离增大时，强相互作用________，它的作用范围只有约10－15 m，即________的大小，超过这个界限，这种相互作用实际上已经不存在了，它是________力。
4．弱相互作用：在某些____现象中起作用的还有另一种基本相互作用，称为弱相互作用。弱相互作用是引起原子核________的原因，弱相互作用是________力，其力程比强相互作用更____，只有10－18 m。
二、结合能
1．结合能：原子核是核子凭借核力结合在一起构成的，要把它们分开，需要________，这就是原子核的结合能。这个能量也是核子结合成原子核而________的能量。
2．比结合能：原子核的结合能与________之比，叫作比结合能，也叫作平均结合能。比结合能越大，原子核中核子结合得越____，原子核越____。
三、质量亏损
1．爱因斯坦质能方程：________。
2．质量亏损：原子核的质量____组成它的核子的质量之和的现象。
3.________的核的比结合能最大(平均每个核子的质量亏损____)，这些核最稳定。
第4节 核裂变与核聚变
一、核裂变的发现
1．核裂变：重核在被中子轰击后分裂成两个质量差不多的________，并放出____的过程。
2．铀核裂变：用中子轰击铀核时，铀核裂变的产物是多样的，一种典型的核反应是eq \\al(235,92)U＋eq \\al(1,0)n→eq \\al(144,56)Ba＋eq \\al(89,36)Kr＋____。
3．链式反应：由重核裂变产生的中子使核裂变反应一代接一代继续下去的过程，叫作核裂变的链式反应。
4．临界体积和临界质量：核裂变物质能够发生____反应的____体积叫作它的临界体积，相应的质量叫作临界质量。
二、反应堆与核电站
利用核能发电，它的核心设施是________堆，其主要由以下几部分组成：
(1)燃料：________。
(2)慢化剂：铀235容易捕获慢中子发生反应，采用____、____或____(也叫轻水)作慢化剂。
(3)控制棒：利用镉吸收____能力很强的特性，在反应堆中采用插入镉棒的方法控制链式反应的速度。
(4)热交换器：____________等流体在反应堆内外循环流动，把反应堆中的热量传输出去，同时也使反应堆冷却。
(5)在反应堆的外面需要修建很厚的________；核废料需装入特制的容器，________地下。
三、核聚变
1．定义：两个轻核结合成质量________的核的核反应。轻核聚变反应必须在_______下进行，因此又叫热核反应。
2．核反应举例：eq \\al(2,1)H＋eq \\al(3,1)H→____＋eq \\al(1,0)n＋17.6 MeV。
3．实例分析
(1)宇宙天体：热核反应在宇宙中时时刻刻地进行着，太阳就是一个巨大的热核反应堆。
(2)核武器：____。首先由化学炸药引爆________，再由________爆炸产生的高温高压引发热核爆炸。
4．核聚变与核裂变相比有很多优点
(1)轻核聚变产能________。
(2)地球上核聚变燃料的储量____。
(3)轻核聚变更为____________。
5．实现可控核聚变的方案：________和________。
第5节 “基本”粒子
1．“基本粒子”不基本
(1)传统的“基本粒子”：光子、____、质子和____。
(2)“基本粒子”不基本的原因
①科学家们逐渐发现了数以百计的________的新粒子。
②科学家们又发现质子、中子等本身也有自己的________。
2．发现新粒子
1932年发现了________，1937年发现____，1947年发现K介子和π介子，后来又发现超子、反粒子等。
3．粒子的分类
(1)强子：参与________作用的粒子。____和____都是强子。
(2)轻子：不参与强相互作用，有____、电子中微子、μ子、________、τ子、τ子中微子。
(3)规范玻色子：____各种相互作用的粒子。如光子、中间玻色子(W和Z玻色子)、胶子。光子传递______相互作用，中间玻色子传递____相互作用，胶子传递____相互作用。
(4)希格斯玻色子：是希格斯场的________。