高三物理一轮总复习 第13章 选修3-5 第5节 原子核
高三物理一轮复习第13章动量光电效应核能第3节核反应和核能
第3节 核反应和核能知识点1 原子核的组成 放射性及放射性同位素 1．原子核的组成(1)原子核由质子和中子组成，质子和中子统称为核子．质子带正电，中子不带电． (2)基本关系①核电荷数＝质子数(Z )＝元素的原子序数＝核外电子数． ②质量数(A )＝核子数＝质子数＋中子数．(3)X 元素的原子核的符号为AZ X ，其中A 表示质量数，Z 表示核电荷数． 2．天然放射现象(1)天然放射现象：元素自发地放出射线的现象，首先由贝可勒尔发现．天然放射现象的发现，说明原子核具有复杂的结构．(2)放射性和放射性元素：物质发射某种看不见的射线的性质叫放射性．具有放射性的元素叫放射性元素．(3)三种射线：放射性元素放射出的射线共有三种，分别是α射线、β射线、γ射线． 3．放射性同位素的应用与防护(1)同位素：具有相同质子数和不同中子数的原子核．(2)放射性同位素：有天然放射性同位素和人工放射性同位素两类，放射性同位素的化学性质相同．(3)应用：消除静电、工业探伤、作示踪原子等． (4)防护：防止放射性对人体组织的伤害． 知识点2 原子核的衰变、半衰期 1．原子核的衰变(1)定义：原子核放出α粒子或β粒子，变成另一种原子核的变化． (2)分类：α衰变：A Z X→A －4Z －2Y ＋42He β衰变：A Z X→ A Z ＋1Y ＋ 0－1eγ辐射：当放射性物质连续发生衰变时，原子核中有的发生α衰变，有的发生β衰变，同时伴随着γ辐射．(3)两个典型的衰变方程： ①α衰变：23892U→23490Th ＋42He ； ②β衰变：23490Th→23491Pa ＋0－1e.2．半衰期(1)定义：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间．(2)影响因素：放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系．知识点3 核反应和核能 1．核反应在核物理学中，原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程．在核反应中，质量数守恒，电荷数守恒．2．重核裂变(1)定义：质量数较大的原子核受到高能粒子的轰击而分裂成几个质量数较小的原子核的过程．(2)特点：①裂变过程中能够放出巨大的能量；②裂变的同时能够放出2～3(或更多)个中子；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：235 92U ＋10n ―→8936Kr ＋144 56Ba ＋310n.(4)链式反应：由重核裂变产生的中子使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：裂变物质能够发生链式反应的最小体积及其相应的质量． (6)裂变的应用：原子弹、核反应堆．(7)反应堆构造：核燃料、减速剂、镉棒、防护层． 3．轻核聚变(1)定义：两轻核结合成质量较大的核的反应过程．轻核聚变反应必须在高温下进行，因此又叫热核反应．(2)特点：①聚变过程放出大量的能量，平均每个核子放出的能量，比裂变反应中每个核子放出的能量大3至4倍．②聚变反应比裂变反应更剧烈． ③对环境污染较少．④自然界中聚变反应原料丰富． (3)典型的聚变反应方程：21H ＋31H ―→42He ＋10n ＋17.6 MeV4．核能核子结合为原子核时释放的能量或原子核分解为核子时吸收的能量，叫做原子核的结合能，亦称核能．5．质能方程、质量亏损爱因斯坦质能方程E ＝mc 2，原子核的质量必然比组成它的核子的质量和要小Δm ，这就是质量亏损．由质量亏损可求出释放的核能ΔE ＝Δmc 2.[核心精讲]1．α衰变、β衰变的比较2.衰变次数的确定方法方法一：确定衰变次数的方法是依据两个守恒规律，设放射性元素AZ X 经过n 次α衰变和m 次β衰变后，变成稳定的新元素A ′Z ′Y ，则表示该核反应的方程为AZ X→A ′Z ′Y ＋n 42He ＋m 根据质量数守恒和电荷数守恒可列方程A ＝A ′＋4n Z ＝Z ′＋2n －m由以上两式联立解得n ＝A －A ′4，m ＝A －A ′2＋Z ′－Z由此可见确定衰变次数可归结为求解一个二元一次方程组．方法二：因为β衰变对质量数无影响，可先由质量数的改变确定α衰变的次数，然后根据衰变规律确定β衰变的次数．3．对半衰期的理解(1)半衰期是大量原子核衰变时的统计规律，对个别或少数原子核，无半衰期可言．(2)根据半衰期的概率，可总结出公式N 余＝N 原⎝ ⎛⎭⎪⎫12t τ，m 余＝m 原⎝ ⎛⎭⎪⎫12tτ.式中N 原、m 原表示衰变前的放射性元素的原子数和质量，N 余、m 余表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子数和质量，t 表示衰变时间，τ表示半衰期．(3)影响因素：放射性元素衰变的快慢是由原子核内部因素决定的，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)无关．[题组通关]1．(多选)(2014·全国卷Ⅰ)关于天然放射性，下列说法正确的是( ) 【导学号：96622228】A ．所有元素都可能发生衰变B ．放射性元素的半衰期与外界的温度无关C ．放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D ．α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透能力最强E ．一个原子核在一次衰变中可同时放出α、β和γ三种射线BCD 自然界中绝大部分元素没有放射现象，选项A 错误；放射性元素的半衰期只与原子核结构有关，与其他因素无关，选项B 、C 正确；α、β和γ三种射线电离能力依次减弱，穿透能力依次增强，选项D 正确；原子核发生衰变时，不能同时发生α和β衰变，γ射线伴随这两种衰变产生，故选项E 错误．2．(2015·北京高考)实验观察到，静止在匀强磁场中A 点的原子核发生β衰变，衰变产生的新核与电子恰在纸面内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹示意图如图1331所示，则( )图1331A ．轨迹1是电子的，磁场方向垂直纸面向外B ．轨迹2是电子的，磁场方向垂直纸面向外C ．轨迹1是新核的，磁场方向垂直纸面向里D ．轨迹2是新核的，磁场方向垂直纸面向里D 根据动量守恒定律，原子核发生β衰变后产生的新核与电子的动量大小相等，设为p .根据qvB ＝mv 2r ，得轨道半径r ＝mv qB ＝pqB，故电子的轨迹半径较大，即轨迹1是电子的，轨迹2是新核的．根据左手定则，可知磁场方向垂直纸面向里．选项D 正确．3．(1)(多选)232 90Th(钍)经过一系列α衰变和β衰变，变成20882Pb(铅)．以下说法中正确的是( )A ．铅核比钍核少8个质子B ．铅核比钍核少16个中子C ．共经过4次α衰变和6次β衰变D ．共经过6次α衰变和4次β衰变(2)约里奥·居里夫妇因发现人工放射性元素而获得了1935年的诺贝尔化学奖，他们发现的放射性元素3015P 衰变成3014Si 的同时放出另一种粒子，这种粒子是________.3215P 是3015P 的同位素，被广泛应用于生物示踪技术，1 mg 3215P 随时间衰变的关系如图1332所示，请估算4 mg 的3215P 经多少天的衰变后还剩0.25 mg?图1332【解析】 (1)设α衰变次数为x ，β衰变次数为y ，由质量数守恒和电荷数守恒得 232＝208＋4x 90＝82＋2x －y解得x ＝6，y ＝4，C 错、D 对．铅核、钍核的质子数分别为82、90，故A 对． 铅核、钍核的中子数分别为126、142，故B 对．(2)写出衰变方程3015P→3014Si ＋0＋1e ，故这种粒子为0＋1e(正电子)，由m t 图知3215P 的半衰期为14天，由m 余＝m 原⎝ ⎛⎭⎪⎫12t τ得0．25 mg ＝4 mg×⎝ ⎛⎭⎪⎫12t14，故t ＝56天．【答案】 (1)ABD (2)正电子 56天 [名师微博] 1．一个区别：静止的原子核在磁场中发生α衰变和β衰变时的轨迹不同，分别为相外切圆和相内切圆．2．两个结论：(1)原子核发生衰变时遵循电荷数守恒和质量数守恒．(2)每发生一次α衰变，原子核的质量数减小“4”，每发生一次β衰变，原子核的质子数增大“1”．[核心精讲]1．核反应的四种类型类型可控性核反应方程典例衰变α衰变自发238 92U→234 90Th＋42He β衰变自发234 90Th→234 91Pa＋0－1e人工转变人工控制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(约里奥·居里夫妇发现放射性同位素，同时发现正电子)3015P→3014Si＋0＋1e重核裂变比较容易进行人工控制23592U＋10n→14156Ba＋9236Kr＋310n23592U＋10n→13654Xe＋9038Sr＋1010n轻核聚变很难控制21H＋31H→42He＋10n(1)熟记常见基本粒子的符号，是正确书写核反应方程的基础．如质子(11H)、中子(10n)，α粒子(42He)、β粒子(0－1e)、正电子(0＋1e)、氘核(21H)、氚核(31H)等．(2)掌握核反应方程遵守的规律，是正确书写核反应方程或判断某个核反应方程是否正确的依据，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．[题组通关]4．(2015·北京高考)下列核反应方程中，属于α衰变的是( ) 【导学号：96622229】A.14 7N＋42He→17 8O＋11HB.238 92U→234 90Th＋42HeC.21H＋31H→42He＋10nD.234 90Th→234 91Pa＋0－1eB α衰变是放射性元素的原子核放出α粒子(42He)的核反应，选项B正确．5．(2016·全国丙卷)一静止的铝原子核2713Al俘获一速度为1.0×107 m/s的质子p后，变为处于激发态的硅原子核2814Si*.下列说法正确的是( )A．核反应方程为p＋2713Al→2814Si*B．核反应过程中系统动量守恒C．核反应过程中系统能量不守恒D．核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和E．硅原子核速度的数量级为105 m/s，方向与质子初速度的方向一致ABE 核反应过程中遵循质量数守恒和电荷数守恒，核反应方程为p＋2713Al→2814Si*，说法A正确．核反应过程中遵从动量守恒和能量守恒，说法B正确，说法C错误．核反应中发生质量亏损，生成物的质量小于反应物的质量之和，说法D错误．根据动量守恒定律有m p v p ＝m Si v Si，碰撞后硅原子核速度的数量级为105 m/s，方向与质子初速度方向一致，说法E正确．6．(1)(多选)关于核衰变和核反应的类型，下列表述正确的有( )A.238 92U→234 90Th＋42He 是α衰变B.14 7N＋42He→17 8O＋11H 是β衰变C.21H＋31H→42He＋10n 是轻核聚变D.8234Se→8236Kr＋2 0－1e 是重核裂变(2)现有四个核反应：A.21H＋31H→42He＋10nB.235 92U＋10n→X＋8936Kr＋310nC.2411Na→2412Mg＋ 0－1eD.42He＋94Be→12 6C＋10n①________是发现中子的核反应方程，________是研究原子弹的基本核反应方程，________是研究氢弹的基本核反应方程．②求B中X的质量数和中子数．【解析】(1)A为α衰变，B为原子核的人工转变，C为轻核聚变，D为β衰变，故A、C正确．(2)①D为查德威克发现中子的核反应方程；B是研究原子弹的基本核反应方程；A是研究氢弹的基本核反应方程．②X的质量数为：(235＋1)－(89＋3)＝144X的质子数为：92－36＝56X的中子数为：144－56＝88.【答案】(1)AC (2)①D B A ②144 88[名师微博]两点提醒：1．核反应方程一定满足质量数守恒和核电荷数守恒．2．在确定生成物是哪种元素时应先由核电荷数守恒确定生成物的核电荷数．[核心精讲]1．对质能方程的理解(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：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．[师生共研]●考向1 对原子核的结合能的理解(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．铯原子核(133 55Cs)的结合能小于铅原子核(208 82Pb)的结合能D．比结合能越大，原子核越不稳定E．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ABC 原子核分解成自由核子时，需要的最小能量就是原子核的结合能，选项A正确；重核衰变时释放能量，衰变产物更稳定，即衰变产物的比结合能更大，衰变前后核子数不变，所以衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能，选项B正确；铯核的核子数比铅核的核子数少，其结合能也小，选项C正确；比结合能越大，原子核越稳定，选项D错误；自由核子组成原子核时，需放出能量，因此质量亏损所对应的能量等于该原子核的结合能，选项E 错误．●考向2 核能的计算钚的放射性同位素23994Pu 静止时衰变为铀核激发态235 92U *和α粒子，而铀核激发态235 92U *立即衰变为铀核235 92U ，并放出能量为0.097 MeV 的γ光子．已知：239 94Pu 、23592U 和α粒子的质量分别为m Pu ＝239.052 1 u 、m U ＝235.043 9 u 和m α＝4.002 6 u,1 u c 2＝931.5 MeV .(1)写出衰变方程；(2)已知衰变放出的光子的动量可忽略，求α粒子的动能． 【规范解答】 (1)衰变方程为234 94Pu ―→235 92U *＋42He ，235 92U *―→23592U ＋γ.或两式合并为239 94Pu ―→235 92U ＋42He ＋γ.(2)上述衰变过程的质量亏损为Δm ＝m Pu －m U －m α，由质能方程得ΔE ＝Δmc 2由能量守恒得ΔE ＝E kU ＋E kα＋E γ设衰变后的铀核和α粒子的速度分别为v U 和v α，则由动量守恒定律得m U v U ＝m αv α 又E kU ＝12m U v 2U ，E kα＝12m αv 2α联立解得E α＝m Um U ＋m α[(m Pu －m U ＋m α)c 2－E γ]，代入题给数据得E α＝5.034 MeV. 【答案】 (1)23994Pu ―→23592U ＋42He ＋γ (2)5.034 MeV核能求解的思路方法1．应用质能方程解题的流程图： 书写核反 应方程→计算质量 亏损Δm →利用ΔE ＝Δmc 2计算释放的核能2．在动量守恒方程中，各质量都可用质量数表示．3．核反应遵守动量守恒和能量守恒定律，因此我们可以结合动量守恒和能量守恒定律来计算核能．[题组通关]7．恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应，核反应方程为42He＋42He→84Be ＋γ.以下说法正确的是( )A．该核反应为裂变反应B．热核反应中有质量亏损，会放出巨大能量C．由于核反应中质量数守恒，所以质量也是守恒的D．任意原子核内的质子数和中子数总是相等的B 该核反应为聚变反应，故A错误；核反应中的裂变和聚变，都会有质量亏损，都会放出巨大的能量，故B正确；核反应中质量数守恒，质量不守恒，故C错误；原子中原子核内的质子数和中子数不一定相等，有的原子中相等，有的原子中不相等，有的原子没有中子，例如氢原子核内有一个质子，没有中子，故D错误．8．(2014·北京高考)质子、中子和氘核的质量分别为m1、m2和m3，当一个质子和一个中子结合成氘核时，释放的能量是(c表示真空中的光速)( )A．(m1＋m2－m3)c B．(m1－m2－m3)cC．(m1＋m2－m3)c2D．(m1－m2－m3)c2C 由质能方程ΔE＝Δmc2，其中Δm＝m1＋m2－m3可得ΔE＝(m1＋m2－m3)c2，选项C正确．。
人教版物理选修3-5《原子核》全章复习提纲(11页)
《原子核》复习第一模块：天然放射现象『夯实基础知识』 1、天然放射现象物质发射射线的性质称为放射性，具有放射性的元素称为放射性的元素。
所有原子序数大于82的元素，都能自发地放出射线（有些原子序数小于83的元素也具有放射性）。
元素的这种自发地放出射线的现象叫做天然放射现象。
2、放射线的种类和特征将放射性物质放出的射线进行实验（如射入磁场中的偏转实验等），表明放射性物质放出的射线有三种：α射线、β射线、γ射线，将它们的特征列表对比如下：天然放射现象说明原子核具有复杂的结构。
原子核放出α粒子或β粒子，并不表明原子核内有α粒子或β粒子（很明显，β粒子是电子流，而原子核内不可能有电子存在），放出后就变成新的原子核，这种变化称为原子核的衰变。
3、天然衰变中核的变化规律在核的天然衰变中，核变化的最基本的规律是质量数守恒和电荷数守恒。
（衰变过程中一般会有质量变化，但仍然遵循质量数守恒）①a 衰变：随着a 衰变，新核在元素周期表中位置向后移2位，即 He Y X M Z MZ 4242+→--，实质是2个质子和2个中子结合成一整体射出②β衰变：随着β衰变，新核在元素周期表中位置向前移1位，即 e Y X M Z MZ 011-++→。
实质是中子转化为质子和电子。
③γ衰变：随着γ衰变，变化的不是核的种类，而是核的能量状态。
但一般情况下，γ衰变总是伴随a 衰变或β衰变进行的。
4、关于半衰期的几个问题放射性元素衰变的快慢用半衰期来表示，（1）定义：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间。
（2）意义：反映了核衰变过程的统计快慢程度。
（3）特征：只由核本身的因素所决定，而与原子所处的物理状态或化学状态无关。
（4）公式表示：T t N N /21)(原余=，T t m m /21(原余=式中原N 、原m 分别表示衰变前的放射性元素的原子数和质量，余N 、余m 分别表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子数和质量，t 表示衰变时间，T 表示半衰期。
物理选修35知识点总结
物理选修35知识点总结物理选修35知识点总结一、原子结构1、原子是由位于中心的原子核和核外电子组成的。
原子核由质子和中子组成，电子绕核旋转。
2、原子核的半径是原子半径的几千分之一，因此原子核非常小，比原子小得多。
3、原子核的电荷数等于核外电子的电荷数，并且是电中性的。
二、放射性现象1、放射性是指原子核在发生衰变的过程中，放射出α、β、γ等射线，这些射线具有不同的能量和特征。
2、放射性现象的发现：卢瑟福发现α粒子具有很强的穿透力，能够穿过几毫米厚的铝箔。
3、放射性元素的半衰期是指放射性元素衰变掉一半所需的时间。
不同的放射性元素具有不同的半衰期，半衰期越短，衰变越快。
三、核反应1、核反应是指原子核在受到外部因素（如中子、γ射线等）的影响下，发生核转变或放出射线的现象。
2、核反应方程：描述核反应过程中原子核之间的变化和能量交换的方程。
核反应方程可以根据电荷数守恒和能量守恒定律来推导。
3、质量数守恒：在核反应中，反应前后质量数保持不变。
四、原子核的组成1、质子数等于该元素的原子序数，质子数和中子数之和等于该元素的原子质量数。
2、同位素是指具有相同质子数和不同中子数的原子，它们在化学性质上相同，但在物理性质上有所差异。
3、原子核的结合能是指将原子核分解成单个核子需要消耗的能量，这个能量是通过核反应而释放出来的。
五、核能的应用1、核能是指通过核反应释放出的能量，可以用于发电、制造核武器等。
2、核电站是通过核裂变反应将热能转化为电能的设施，其中最重要的设备是核反应堆。
3、核聚变是指将两个轻原子核结合成一个重原子核并释放出大量能量的过程，太阳的能量来源就是核聚变。
六、其他知识点1、光电效应是指光照射在某些物质上时，会使其发射出电子的现象，这是爱因斯坦提出的光子概念的重要应用之一。
2、德布罗意波长是指微观粒子也具有波的性质，粒子的运动速度越快，其波长越短。
这个概念是由路易·德布罗意在20世纪初提出的。
3、电子云是指电子在空间中的出现概率分布图，这种分布图是由电子在原子核外空间中的概率密度决定的。
高三物理一轮复习课件：选修3-5 原子结构 原子核
• ②氢原子的能级图，如下图所示．
• a．能级图中的横线表示氢原子可能的能 量状态——定态． • b．横线左端的数字“1,2,3„”表示量子 数，右端的数字“－13.6，－3.4„”表 示氢原子的能级． • c．相邻横线间的距离，表示相邻的能级 差，量子数越大，相邻的能级差越小． • d．带箭头的竖线表示原子由较高能级向 较低能级跃迁，原子跃迁条件为：hν＝ Em－En.
衰变实质 衰变规律
β 衰变 － A A 0 － Z X→Z＋1Y＋－1e 中子转化为质子和电 一个整体射出 子 1 4 1 1 21 1H＋20n→2 He 0n→1H＋ 0－1e 电荷数守恒、质量数守恒• 式中N原、m原表示衰变前的放射性元素的 原子数和质量，N余、m余表示衰变后尚未 发生衰变的放射性元素的原子数和质量， t表示衰变时间，τ表示半衰期． • ②影响因素：放射性元素衰变的快慢是由 原子核内部因素决定的，跟原子所处的物 理状态(如温度、压强)或化学状态(如单质
题组演练
• 1．天然放射现象 自发地 • (1)天然放射现象：某些元素 放射性元素放 射某些射线的现象称为天然放射现象，这 氦核流 些元素称 (2) 三种射线的本 电子流 电磁波． 质：α射线是 ，β射线是 ，γ射线是
• (3)三种射线的本质和特性
组成 高速氦核流
种类
α射线
β射线
γ射线
高速电子流
• (3)轨道：原子的不同能量状态跟电子在不 同的圆周轨道绕核运动相对应．原子的定 态是不连续的，因此电子的可能轨道也是 不连续的．
• 2．氢原子光谱 • (1)光谱 • ①光谱：用光栅或棱镜可以把光按波长展 波长(频率) 强度 开，获得光的 成分和 分布的记录，即光谱． • ②光谱分类 亮线 • 有些光谱是一条条的 ，这样的光 谱叫做线状谱． 光带 • 有的光谱是连在一起的 ，这样的光 谱叫做连续谱．
高三物理一轮复习 3 原子结构 原子核课件(选修35)
mc2
Δmc2
[热点考向剖析] 考向一 能级的跃迁与光谱线 1．对氢原子的能级图的理解 (1)氢原子的能级图(如图所示)．
典例1 (2014·山东理综)氢原子能级如图，当氢原子从n＝3跃迁到n＝2的能级时，辐射光的波长为656 nm.以下判断正确的是( )
【解题引路】 (1)如何确定大量处于激发态的氢原子辐射的光谱线条数？ (2)光子的能量E、频率ν之间有什么关系？频率最高的光子应是哪两个能级间跃迁发出的？ (3)要使金属铂发生光电效应，入射光子的能量应满足什么条件？
_____
0.1c
0.99c
很强
较弱
很弱
4．核力与核能 (1)核力： ①含义：原子核里的_________存在互相作用的核力，核力把核子紧紧地束缚在核内，形成稳定的原子核． ②特点： a．核力是_____________的一种表现． b．核力是短程力，作用范围在1.5×10－15m之内． c．每个核子只跟_______的核子发生核力作用．
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【解析】 自然界中仅某些元素可以自发放射某些射线，而非全部，A错误．放射性元素的半衰期仅由原子核内部决定，B正确．放射性元素的放射性仅由原子核本身有关，与所处状态无关，C正确．α、β、γ三种射线的穿透能力依次增强，D正确．一个原子核不可能同时放α、β、γ三种射线，但一块放射源可以，E错误． 【答案】 BCD
2．原子核的组成 (1)原子核：由_____和______组成，质子和中子统称为______． (2)核电荷数(Z)：等于核内_______，也等于核外______，还等于元素周期表中的___________． (3)核质量数(A)：等于核内的__________，即与________之和．
质子
高考物理一轮复习：13-3《原子和原子核》ppt课件
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1．(α粒子散射实验的理
金箔中的原子核与α粒子
解)(2013·高考福建卷)在卢瑟福α粒 都带正电，α粒子接近原
子散射实验中，金箔中的原子核可 子核过程中受到斥力而不
以看作静止不动，下列各图画出的 是引力作用，A、D错
答案 解析
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考点突破 题型透析
课时训练 规范解答
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3．(对衰变方程的理解)(2013·高考上海 卷)在一个29382U 原子核衰变为一个28062Pb 原子核的过程中，发生 β 衰变的次数为
A．6次
B．10次
(A)
内容
C．22次
高基三础自物测理一轮复习
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第十三章 动量守恒定律
波粒二象性基础自原测子结构教与材原梳理子核
第3节 原子和原子核
内容 考点一 氢原子能级及能级跃迁
考
考点二 原子核和原子核的衰变
点 考点三 核反应类型、核能
在本模块中，学生将学习算法初步、统计、概率的基础知识。 1．算法是数学及其应用的重要组成部分，是计算科学的重要基础。随着现代信息技术飞速发展，算法在科学技术、社会发展中发挥着越来越大的作用，并日益融入社会生活的许多方面，算法思想已经成为现代人应具备的一种数学素养。中学数学中的算法内容和其他内容是密切联系在一 起的， 比如线性方程组的求解、数列的求和等。具体来说，需要通过模仿、操作、探索，学习设计程序框图表达解决问题的过程，体会算法的基本思想和含义，理解算法的基本结构和基本算法语句，并了解中国古代数学中的算法。在本教科书中，首先通过实例明确了算法的含义，然后结合具 体算法介绍了算法的三种基本结构：顺序、条件和循环，以及基本的 算法语句，最后集中介绍了辗转相除法与更相减损术、秦九韶算法、排序、进位制等典型的几个算法问题，力求表现算法的思想，培养学生的算法意识。2．现代社会是信息化的社会，人们面临形形色色的问题，把问题用数量化的形式表示，是利用数学工具解决问题的基础。对于数量化表示的问题，需要收集数据、分析数据、解答问题。统计学是研究 如何合理收集、整理、分析数据的学科，它可以为人们制定决策提供依据。本教科书主要介绍最基本的获取样本数据的方法，以及几种从样本数据中提取信息的统计方法，其中包括用样本估计总体分布及数字特征和线性回归等内容。本教科书介绍的统计内容是在义务教育阶段有关抽样 调查知识的基础上展开的，侧重点放在了介绍获得高质量样本的方法、 方便样本的缺点以及随机样本的简单性质上。教科书首先通过大量的日常生活中的统计数据，通过边框的问题和探究栏目引导学生思考用样本估计总体的必要性，以及样本的代表性问题。为强化样本代表性的重要性，教科书通过一个著名的预测结果出错的案例，使学生体会抽样不是简 单的从总体中取出几个个体的问题，它关系到最后的统计分析结果是 否可靠。然后，通过生动有趣的实例引进了随机样本的概念。通过实际问题情景引入系统抽样、分层抽样方法，介绍了简单随机抽样方法。最后，通过探究的方式，引导学生总结三种随机抽样方法的优缺点。3．随机现象在日常生活中随处可见，概率是研究随机现象规律的学科，它为人们认识客观世界提供了重要的思维模式和解决问题的模型，同时为 统计学的发展提供了理论基础。因此，统计与概率的基础知识已经成为一个未来公民的必备常识。在本模块中，学生将在义务教育阶段学习统计与概率的基础上，结合具体实例，学习概率的某些基本性质和简单的概率模型，加深对随机现象的理解，能通过实验、计算器（机）模拟估计 简单随机事件发生的概率。教科书首先通过具体实例给出了随机事件 的定义，通过抛掷硬币的试验，观察正面朝上的次数和比例，引出了随机事件出现的频数和频率的定义，并且利用计算机模拟掷硬币试验，给出试验结果的统计表和直观的折线图，使学生观察到随着试验次数的增加，随机事件发生的频率稳定在某个常数附近，从而给出概率的统计定义 。概率的意义是本章的重点内容。教科书从几方面解释概率的意义， 并通过掷硬币和掷骰子的试验，引入古典概型，通过转盘游戏引入几何概型。分别介绍了用计算器和计算机中的Excel软件产生（取整数值的）随机数的方法，以及利用随机模拟的方法估计随机事件的概率、估计圆周率的值、近似计算不规则图形的面积等。教科书首先通过具体实例给出了随机事件的定义，通过抛掷硬币的试验，观察正面朝上的次数和 比例，引出了随机事件出现的频数和频率的定义，并且利用计算机模拟掷硬币试验，给出试验结果的统计表和直观的折线图，使学生观察到随着试验次数的增加，随机事件发生的频率稳定在某个常数附近，从而给出概率的统计定义。概率的意义是本章的重点内容。教科书从几方面解释 概率的意义，并通过掷硬币和掷骰子的试验，引入古典概型，通过转 盘游戏引入几何概型。分别介绍了用计算器和计算机中的Excel软件产生（取整数值的）随机数的方法，以及利用随机模拟的方法估计随机事件的概率、估计圆周率的值、近似计算不规则图形的面积等。
2019年高三物理一轮复习：选修3-5 原子结构-原子核(共91张PPT)教育精品.ppt
临沧市一中物理教研组一轮复习
8．某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论，其
中的两个核反应方程为
11H＋162C→173N＋Q1
1 1
H＋175N→162C＋X＋Q2
方程中 Q1、Q2 表示释放的能量，相关的原子核质量见
下表：
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以下推断正确的是( A．X 是32He，Q2>Q1 C．X 是32He，Q2<Q1
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6．太阳内部持续不断地发生着 4 个质子(11H)聚变为 1 个氦核(42He)的热核反应，核反应方程是 411H―→42He＋ 2X，这个核反应释放出大量核能．已知质子、氦核、X 的质量分别为 m1、m2、m3，真空中的光速为 c.下列说 法中正确的是( )
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) B．X 是42He，Q2>Q1 D．X 是42He，Q2<Q1
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解析： 由核反应过程中必须遵守的质量数守恒 和核电荷数守恒知 X 是42He.放出热量分别为 Q1 和 Q2 的两个核反应中质量亏损分别为 0.002 1 u 和 0.005 3 u，故 Q2＞Q1. 答案： B
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(3)结合能 ①定义：__核__子___结合成原子核时释放的能量或原子 核分解为核子时吸收的能量． ②质量亏损：原子核的质量小于组成它的核子的质量 之和，这个现象叫质量亏损． ③质能方程：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＝___m_c_2_.__ a．核子在结合成原子核时出现质量亏损Δ m，其能量 也要相应减少，即Δ E＝Δ mc2；
解析： (1)氢原子从n＞2的某一能级跃迁到n＝2
2025届高三物理一轮复习原子和原子核(50张PPT)
质子
中子
质子数
贝克勒尔
原子核
名称
构成
符号
电荷量
质量
电离能力
贯穿本领
α射线
_______核
+2e
4 u
最_______
最_______
β射线
_______
-e
较强
较强
γ射线
光子
γ
0
0
最_______
最_______
3.三种射线的比较。
氦
强
弱
电子
弱
强
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,变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变。
衰变类型
α衰变
β衰变
衰变方程
衰变实质
2个质子和2个中子结合成一个整体射出
中子转化为质子和电子
衰变规律
电荷数守恒、质量数守恒
(2)α衰变、β衰变。
核内部自身的因素
无关
6.放射性同位素的应用与防护。(1)放射性同位素:有天然放射性同位素和人工放射性同位素两类,放射性同位素的化学性质_______(填“相同”或“不同”)。(2)应用:消除静电、工业探伤、作示踪原子等。(3)防护:防止放射性对人体组织的伤害。
答案 AC
1.核力:原子核内部,核子间所特有的相互作用力。2.结合能:原子核是核子凭借_______结合在一起构成的,要把它们分开需要的能量,叫作原子的结合能,也叫核能。
考点5 质量亏损及核能的计算
核力
3.比结合能:原子核的结合能与_______之比,叫作比结合能,也叫平均结合能。比结合能越_______,原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定。4.核子在结合成原子核时出现质量亏损Δm,其对应的能量ΔE=______。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=_______。
高中物理新课标版人教版选修3-5精品课件：19.0《原子核》(PPT课件可以编辑)
3.原子核衰变嘚分类: （1） 衰变:原子核放出 粒子嘚衰变叫做 衰变．
A Z
X
Y A4
Z2
24He
226 88
Ra
28262Rn
24He
U 238
92
?
U 238
92
23940Th
24He
23900Th ?
23900Th28286Ra 24He
3.原子核衰变嘚分类: （1） 衰变:原子核放出 粒子嘚衰变叫做 衰变．
一、天然放射现象 1.放射性和放射性元素: 1896年，法国物理学家贝克勒尔发现，铀和含铀嘚矿物能够发出看不见嘚射线，这种射线可以穿透 黑纸使照相底片感光，物质发射射线嘚性质称为放射性．具有发射性嘚元素称为放射性元素． 2.天然放射性现象: 元素这种自发嘚放出射线嘚现象叫做天然放射现象．
钡铀云母 斜水钼铀矿
mp 1.67262311027 Kg
同样嘚方法，从氟、钠、铝嘚原子核中打出了质子。------质子是原子核嘚组成部分。
原子核是否只是由质子组成呢？
核嘚质量
？>
质子质量
核嘚电量 质子电量
卢瑟福进而猜想原子核内存在不带电嘚中子，这一猜想被他嘚学生查德威克用实验证实，并得到公认．
2.中子嘚发现 1.卢瑟福嘚预言 2.1932年英国物理学家查德威克又发现了中子 3.
X表示
A表示 质量数
A z
X
元素符号
Z表示
质子数
29325U表示铀原子核
4 2
He表示氦原子核
有2个质子, 质量数为4,
有92个质子, 质量数为235, (即有143个中子)
(即有2个中子)
4.同位素:如质子数相同，中子数不同，（质量数当然不同），则互为同位素。
高二物理选修3-5原子核知识点总结
高二物理选修3-5原子核知识点总结原子核是每年高二物理期中考试都要出现的考点，学生需要认真掌握并学会运用相关知识点。
下面店铺给大家带来高二物理选修3-5原子核知识点，希望对你有帮助。
高二物理原子核知识点一、原子核的组成1、天然放射现象⑴天然放射现象的发现：1896年法国物理学，贝克勒耳发现铀或铀矿石能放射出某种人眼看不见的射线。
这种射线可穿透黑纸而使照相底片感光。
放射性：物质能发射出上述射线的性质称放射性。
放射性元素：具有放射性的元素称放射性元素。
天然放射现象：某种元素自发地放射射线的现象，叫天然放射现象。
这表明原子核存在精细结构，是可以再分的。
⑵放射线的成份和性质：用电场和磁场来研究放射性元素射出的射线，在电场中轨迹，如下图射线种类射线组成性质电离作用贯穿能力射线氦核组成的粒子流很强很弱射线高速电子流较强较强射线高频光子很弱很强2、原子核的组成原子核的组成：原子核是由质子和中子组成，质子和中子统称为核子。
在原子核中有：质子数等于电荷数、核子数等于质量数、中子数等于质量数减电荷数。
二、原子核的衰变;半衰期⑴衰变：原子核由于放出某种粒子而转变成新核的变化称为衰变在原子核的衰变过程中，电荷数和质量数守恒。
⑵半衰期：放射性元素的原子核的半数发生衰变所需要的时间，称该元素的半衰期。
放射性元素衰变的快慢是由核内部自身因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系。
三、放射性的应用与防护;放射性同位素放射性同位素：有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素。
同位素：具有相同的质子和不同中子数的原子互称同位素，放射性同位素：具有放射性的同位素叫放射性同位素。
正电子的发现：用粒子轰击铝时，发生核反应。
与天然的放射性物质相比，人造放射性同位素：①放射强度容易控制②可以制成各种需要的形状③半衰期更短④放射性废料容易处理放射性同位素的应用：①利用它的射线A.由于γ射线贯穿本领强，可以用来γ射线检查金属内部有没有砂眼或裂纹，所用的设备叫γ射线探伤仪。
2015届高三物理大一轮复习(选修3-5)：1-3 原子结构+原子核
把放射源密封在特殊的包壳里，或者用特殊的方法覆盖， 以防止射线泄漏
距放射源越远，人体吸收的剂量就越少，受到的危害就越 轻 尽量减少受辐射的时间 在放射源与人体之间加屏蔽物能起到防护作用．铅的屏蔽 作用最好
防护
基础自测
1 ． [2013· 福建理综， 30(1)] 在卢瑟福 α 粒子散射实验中，金
箔中的原子核可以看作静止不动，下列各图画出的是其中 两个α粒子经历金箔散射过程的径迹，其中正确的是 ________．(填选图下方的字母)
进，但有少数α粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至
大于90°，也就是说它们几乎被“撞”了回来．
(3)原子的核式结构模型：在原子中心有一个很小的核，原子 全部的 正电荷 和几乎全部 质量 都集中在核里，带负电 的电子在核外空间绕核旋转． 2．光谱 (1)光谱 用光栅或棱镜可以把光按波长展开，获得光的 波长 (频率)
和强度分布的记录，即光谱．
(2)光谱分类 有些光谱是一条条的 亮线 ，这样的光谱叫做线状谱． 有的光谱是连在一起的 光带 ，这样的光谱叫做连续谱． (3)氢原子光谱的实验规律 1 巴耳末线系是氢原子光谱在可见光区的谱线，其波长公式 λ ＝ 1 1 2－ 2 R ____________ „)， R 是里德伯常量， R＝1.10×107 n ，(n＝3,4,5， 2 m 1，n 为量子数．
(4)氢原子吸收光子后，将从高能级向低能级跃迁．( 答案 (1)√ (2)√ (3)× (4)× )
原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半 衰期 放射性同位素 (考纲要求 Ⅰ )
1．原子核的组成：原子核是由 质子 和中子组成的，原子核 的电荷数等于核内的 质子数 ．
2．天然放射现象 (1)天然放射现象 元素 自发 地放出射线的现象，首先由贝可勒尔发现．天
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示，X 为元素符号，A 表示核的 质量数 ，Z 表示核 的 电荷数 .
知识点三 原子核的衰变
1.原子核放出α粒子或 β 粒子，变成另一种原子核的变
化称为原子核的衰变.
2.分类 α衰变，放射出 α 粒子：AZX→ZA－－24Y＋42He
β衰变，放射出 β 粒子：AZX→AZ＋1Y＋0－1e
根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程 A＝A′＋ 4n，Z＝Z′＋2n－m
(2)确定衰变次数，因为 β 衰变对质量数无影响，
先由质量数的改变确定 α 衰变的次数，然后再根据 β 衰变规律确定 β 衰变的次数.
变式 1 下列说法正确的是( ) A.研制核武器的钚 239(29349Pu)由铀 239(23992U)经过 4 次 β 衰变而产生 B.铯原子核(13535Cs)的结合能大于铅原子核(20882Pb) 的结合能(已知铅原子核比铯原子核稳定)
衰变类型 衰变方程
α衰变
β 衰变
AZX→ZA－－24Y＋42He AZX→ZA＋1Y＋0－1e
2 个质子和 2 个中 一个中子转化
衰变实质
子结合成一个整 为一个质子和
体射出
一个电子
衰变规律
211H＋210n→ 42He 电荷数守恒、质量
数守恒、动量守恒
10n→11H＋0－1e
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 核内部本身 的因素决定，跟 原子所处的 物理或化学状态 无关.如果放射性
度内，核力比库仑力大得多.
(2)核力是短程力，作用范围在 1.5×10－15 m 之内.
(3)每个核子只跟相邻的核子发生核力作用，这种 性质称为核力的饱和性.
2.原子核是核子结合在一起构成的，要把它们分
开，需要供给能量，这就是原子核的 结合能 .
3.质量亏损：原子核的质量小于组成它的核子的 质量之和，这个现象叫做质量亏损.
元素初始时刻的质量为 m0，它的半衰期是 T，则经过
时间 t，剩下的放射性元素的质量 m＝12Tt m0. 知识点四 放射性同位素及应用 1.同位素 具有相同 质子数 而 中子数 不同的原子核，
在元素周期表中处于同一位置，互称 同位素 .
有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素.天然
放射性同位素不过四十多种，而人工制造的放射性同
位素已达 1 000 多种. 2.放射性同位素的应用 (1)放射性同位素放出的射线应用于工业、探伤、
农业、医疗等. (2)作示踪原子. 知识点五 核力和结合能 1.核力：组成原子核的核子之间有很强的相互作
用力，使核子能克服库仑力而紧密地结合在一起，这
种力称为核力.其特点为： (1)核力是强相互作用的一种表现，在原子核的尺
4.爱因斯坦质能方程为 E＝mc2 ，若核反应中的
质量亏损为Δm，释放的核能ΔE＝Δmc2.
知识点六 重核裂变和核的反应.如：
_ 23952U＋10n→13564Xe＋9380Sr＋1010n
_.
2.聚变：两个轻核结合成质量较大的核的反应.如：
__21H＋31H→42He＋10n
__.
3.重核裂变和轻核聚变过程中都释放出 核能 .
考点一 原子核的衰变规律 例 1 某放射性元素的原子核发生两次α衰变和六
次β衰变，关于它的原子核的变化，下列说法正确的是
() A.中子数减小 8 C.质子数增加 2
B.质子数减小 2 D.核子数减小 10
【解析】设该原子核的质量数(核子数)为 m，电荷数(质
子(42He)的核反应，选项 B 正确.
【答案】B
【小结】核反应的四种类型
类型
可控 性
核反应方程典例
衰 α衰变 自发 29328U→ 29304Th＋42He 变 β衰变 自发 29304Th→29314Pa＋－1 0e
C.23952U 是天然放射性元素，常温下它的半衰期约
为 45 亿年，升高温度后半衰期会缩短
D.α粒子散射实验表明了原子具有核式结构
【解析】根据β衰变规律，研制核武器的钚 239(23994Pu) 由铀 239(29329U)经过 2 次 β 衰变而产生，选项 A 错误；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，比结合能越大，原子核越稳定.铯原子核(13535Cs)不如 铅原子核(20882Pb)稳定，所以铯原子核(15353Cs)的结合能小于 铅原子核(20882Pb)的结合能，选项 B 错误；23952U 是天然放射 性元素，常温下它的半衰期约为 45 亿年，升高温度后半 衰期不变，选项 C 错误；卢瑟福通过 α 粒子散射实验提 出了原子的核式结构模型，选项 D 正确.
高速电子流
－e mp 1840 0－1e 0.99c 较强 穿透几毫 米的铝板
光子流(高频 电磁波)
0
静止质量为零
γ
c 最强 穿透几厘米的 铅板
很强
较弱
很弱
知识点二 原子核的组成
(1)1919 年，卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，发现 了 质子 ，并猜想原子核内还存在 中子 ，1932 年，他的学生查德威克通过实验证实了 中子 的存
第5节 原子核
知识点一 天然放射现象 1.放射性元素 自发地 发出射线的现象，叫做天 然放射现象，1896 年由法国物理学家 贝克勒尔 首先 发现.
2.三种放射线的比较
种类 α射线 β 射线
γ 射线
组成
带电荷量 质量 符号 速度
贯穿本领
贯穿实例
对空气的 电离作用
高速氦 核流
2e
4mp
42He 0.1c 最弱 用纸能 挡住
【答案】D
考点二 核反应方程及核反应类型的判断
例 2(2015·北京)下列核反应方程中，属于α衰变的
是( )
A.147N＋42He→187O＋11H B.23982U→23940Th＋42He
C.21H＋31H→42He＋10n
D.23940Th→23941Pa＋0－1e
【解析】α衰变是放射性元素的原子核放出α粒
子数)为 n，衰变后的质量数为 x，电荷数为 y，则有：
m＝x＋8，n＝－6＋4＋y，由此可知衰变后核子数减小
8，质子数增加 2，中子数减小 10，故 ABD 错误，C
正确.故选 C.
【答案】C
【小结】确定衰变次数的方法
(1)设放射性元素AZX 经过 n 次α衰变和 m 次β衰
变后，变成稳定的新元素AZ′′Y，则表示该核反应的方程 为AZX→AZ′′Y＋n42He＋m－1 0e