第38講原子核,考點一,考點二,考點三,考點四,天然放射現(xiàn)象、三種射線 核心知識整合 1.天然放射現(xiàn)象 元素地放出射線的現(xiàn)象,首先由發(fā)現(xiàn)。天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn),說明原子核具有的結(jié)構(gòu)。三種射線:,自發(fā),貝可勒爾,復(fù)雜,考點一,考點二,考點三,考點四,2.探測射線的方法 (1)射線中的粒子會使氣體或液體電離,以這些離子為核心,過飽和的蒸氣會產(chǎn)生,過熱液體會產(chǎn)生。 (2)射線中的粒子會使照相乳膠。 (3)射線中的粒子會使熒光物質(zhì)產(chǎn)生。 3.放射性同位素的應(yīng)用與防護 (1)放射性同位素:有放射性同位素和放射性同位素兩類,放射性同位素的化學(xué)性質(zhì)相同。 (2)放射性同位素的應(yīng)用 一是應(yīng)用它的;二是作。 (3)輻射與安全 人類一直生活在有放射性的環(huán)境之中,的射線對人體組織有破壞作用。要防止對水源、空氣、用具等的污染。,霧滴,氣泡,感光,熒光,天然,人工,射線,示蹤原子,過量,放射性物質(zhì),考點一,考點二,考點三,考點四,關(guān)鍵能力提升 命題點一天然放射性現(xiàn)象 【例1】 如圖為研究某未知元素放射性的實驗裝置,實驗開始時在薄鋁片和熒光屏之間有圖示方向的勻強電場E,通過顯微鏡可以觀察到,在熒光屏的某一位置上每分鐘閃爍的亮點數(shù)。若撤去電場后繼續(xù)觀察,發(fā)現(xiàn)每分鐘閃爍的亮點數(shù)沒有變化;如果再將薄鋁片移開,觀察到每分鐘閃爍的亮點數(shù)大大增加,由此可以判斷,放射源發(fā)出的射線可能為() A.射線和射線B.射線和射線 C.射線和X射線D.射線和射線,答案,解析,考點一,考點二,考點三,考點四,【例2】 天然放射性元素放出的三種射線的穿透能力實驗結(jié)果如圖所示,由此可推知() A.來自于原子核外的電子 B.的電離作用最強,是一種電磁波 C.的電離作用較強,是一種電磁波 D.的電離作用最弱,屬于原子核內(nèi)釋放的光子,答案,解析,考點一,考點二,考點三,考點四,命題點二放射性現(xiàn)象的應(yīng)用 【例3】 (多選)用刀治療腫瘤,不用麻醉,時間短,因而刀被譽為“神刀”。那么刀治療腫瘤是利用() A.射線具有很強的貫穿本領(lǐng) B.射線具有很強的電離作用 C.射線具有很強的能量 D.射線很容易繞過阻礙物到達目的地 思路點撥伽瑪?shù)队址Q立體定向伽瑪射線放射治療系統(tǒng),是一種融合現(xiàn)代計算機技術(shù)、立體定向技術(shù)和外科技術(shù)于一體的治療性設(shè)備,它將鈷-60發(fā)出的伽瑪射線幾何聚焦,集中射于病灶,一次性、致死性的摧毀靶點內(nèi)的組織,而射線經(jīng)過人體正常組織幾乎無傷害,并且劑量銳減,因此其治療照射范圍與正常組織界限非常明顯,邊緣如刀割一樣,人們形象的稱之為“伽瑪?shù)丁薄?答案,解析,考點一,考點二,考點三,考點四,原子核的衰變、組成 核心知識整合 1.原子核的衰變、半衰期 (1)原子核的衰變 原子核放出粒子或粒子,變成另一種的變化稱為原子核的衰變。,原子核,考點一,考點二,考點三,考點四,(2)半衰期 定義:放射性元素的原子核有發(fā)生衰變所需的時間。 影響因素:放射性元素衰變的快慢是由核自身的因素決定的,跟原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件沒有關(guān)系。,半數(shù),內(nèi)部,考點一,考點二,考點三,考點四,核子,核子數(shù),質(zhì)量數(shù),質(zhì)子數(shù),中子數(shù),同位素,考點一,考點二,考點三,考點四,關(guān)鍵能力提升 命題點一原子核衰變,B,考點一,考點二,考點三,考點四,考點一,考點二,考點三,考點四,考點一,考點二,考點三,考點四,命題點二核衰變在磁場中的徑跡,答案,解析,考點一,考點二,考點三,考點四,【例6】 在垂直于紙面的勻強磁場中,有一原來靜止的原子核,該核衰變后,放出的帶電粒子和反沖核的運動軌跡分別如圖中a、b所示,由圖可以判定() A.該核發(fā)生的是衰變 B.該核發(fā)生的是衰變 C.磁場方向一定垂直紙面向里 D.磁場方向一定垂直紙面向外,答案,解析,考點一,考點二,考點三,考點四,方法技巧,考點一,考點二,考點三,考點四,命題點三半衰期 【例7】 (多選)14C發(fā)生放射性衰變成為14N,半衰期約5 700年。已知植物存活期間,其體內(nèi)14C與12C的比例不變;生命活動結(jié)束后,14C的比例持續(xù)減小。現(xiàn)通過測量得知,某古木樣品中14C的比例正好是現(xiàn)代植物所制樣品的二分之一。下列說法正確的是() A.該古木的年代距今約5 700年 B.12C、13 C、14C具有相同的中子數(shù) C.14C衰變?yōu)?4N的過程中放出射線 D.增加樣品測量環(huán)境的壓強將加速14C的衰變,答案,解析,考點一,考點二,考點三,考點四,核反應(yīng)與核能 核心知識整合 1.裂變反應(yīng)、聚變反應(yīng)與核反應(yīng)方程 (1)重核裂變 定義:質(zhì)量數(shù)較大的原子核受到高能粒子的轟擊而分裂成幾個質(zhì)量數(shù)較小的原子核的過程。 典型的裂變反應(yīng)方程,重核裂變條件:鏈式反應(yīng);臨界體積。 重核裂變應(yīng)用:、核反應(yīng)堆。,原子彈,考點一,考點二,考點三,考點四,(2)輕核聚變 定義:兩個輕核結(jié)合成的核的反應(yīng)過程。輕核聚變反應(yīng)必須在高溫下進行。聚變過程放出大量的能量,平均每個核子放出的能量,比裂變反應(yīng)中每個核子放出的能量大3至4倍,聚變反應(yīng)比裂變反應(yīng)更劇烈。 典型的聚變反應(yīng)方程,輕核聚變條件:高溫、高壓。 輕核聚變應(yīng)用:氫彈、可控?zé)岷朔磻?yīng)。,質(zhì)量較大,考點一,考點二,考點三,考點四,考點一,考點二,考點三,考點四,2.核力:核力是的一種表現(xiàn);核力是力,作用范圍在 之內(nèi),每個核子只跟它的核子間才有核力作用。 3.核能: (1)核能釋放的兩種途徑:使較重的核分裂成中等大小的核;較小的核結(jié)合成中等大小的核。核子的比結(jié)合能都會增大,都可以釋放能量。 (2)核反應(yīng)過程中如果出現(xiàn)m質(zhì)量虧損,其對應(yīng)釋放的能量E=。,強相互作用,短程,相鄰,mc2,考點一,考點二,考點三,考點四,關(guān)鍵能力提升 命題點一核反應(yīng) 【例8】 我國自主研發(fā)制造的國際熱核聚變核心部件在國際上率先通過權(quán)威機構(gòu)認證,這是我國對國際熱核聚變項目的重大貢獻。下列核反應(yīng)方程中屬于聚變反應(yīng)的是(),答案,解析,考點一,考點二,考點三,考點四,【例9】 1964年至1967年6月我國第一顆原子彈和第一顆氫彈相繼試驗成功,1999年9月18日,中共中央、國務(wù)院、中央軍委隆重表彰在研制“兩彈一星”中作出貢獻的科學(xué)家。下列核反應(yīng)方程式中屬于原子彈爆炸的核反應(yīng)方程式的是(),思路點撥明確四大核反應(yīng)的特點和區(qū)別;核電站、原子彈的爆炸都是重核裂變,氫彈的爆炸為輕核聚變。,答案,解析,考點一,考點二,考點三,考點四,命題點二核能,A.3.7 MeV B.3.3 MeV C.2.7 MeV D.0.93 MeV,答案,解析,考點一,考點二,考點三,考點四,答案,解析,考點一,考點二,考點三,考點四,方法技巧核能的計算方法 (1)根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程列式計算,即E=mc2(m的單位為kg)。 (2)根據(jù)1原子質(zhì)量單位(u)相當(dāng)于931.5兆電子伏能量,則E=m931.5 MeV(m的單位為u,1 u=1.660 610-27 kg)。 (3)核反應(yīng)遵守動量守恒定律和能量守恒定律,因此我們可以結(jié)合動量守恒定律和能量守恒定律來計算核能。,考點一,考點二,考點三,考點四,命題點三結(jié)合能比結(jié)合能 【例12】 (多選)原子核的比結(jié)合能曲線如圖所示,根據(jù)該曲線,下列判斷中正確的是(),答案,解析,考點一,考點二,考點三,考點四,易錯警示比結(jié)合能,即平均結(jié)合能,平均結(jié)合能越大。原子核越穩(wěn)定。平均結(jié)合能的計算方法是:用結(jié)合能除以核子數(shù)。,考點一,考點二,考點三,考點四,【例13】 下列關(guān)于結(jié)合能和比結(jié)合能的說法中正確的是() A.核子結(jié)合成原子核吸收的能量或原子核拆解成核子放出的能量稱為結(jié)合能 B.比結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定,因此它的結(jié)合能也一定越大 C.重核與中等質(zhì)量原子核相比較,重核的結(jié)合能和比結(jié)合能都大 D.中等質(zhì)量原子核的結(jié)合能和比結(jié)合能均比輕核的要大,答案,解析,考點一,考點二,考點三,考點四,粒子與宇宙、宇宙與恒星的演化過程 核心知識整合 1.“基本粒子”不基本 在19世紀末,人們認為光子、電子、質(zhì)子和中子是組成物質(zhì)的不可再分的最基本的粒子,20世紀后半期,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)質(zhì)子、中子也有著自己的復(fù)雜結(jié)構(gòu),于是基本粒子不再“基本”。 2.反粒子 實驗中發(fā)現(xiàn),對應(yīng)著許多粒子都存在質(zhì)量、壽命、自旋等物理性質(zhì)與過去已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的粒子,而電荷等其他性質(zhì)的粒子,這些粒子叫反粒子。例如,電子的反粒子就是。,相同,相反,正電子,考點一,考點二,考點三,考點四,3.粒子的分類 按照粒子與各種相互作用的不同關(guān)系,可將粒子分為三大類: 強子:參與的粒子,質(zhì)子是最早發(fā)現(xiàn)的強子。 輕子:不參與的粒子,最早發(fā)現(xiàn)的輕子是。 媒介子:是各種相互作用的粒子。 4.夸克模型的提出 1964年提出的夸克模型,認為強子是由更基本的組成的。,強相互作用,強相互作用,電子,傳遞,夸克,考點一,考點二,考點三,考點四,考點一,考點二,考點三,考點四,關(guān)鍵能力提升 命題點一基本粒子,答案,解析,考點一,考點二,考點三,考點四,命題點二宇宙演化過程 【例15】 (多選)根據(jù)宇宙大爆炸的理論,在宇宙形成之初是“粒子家族”盡顯風(fēng)采的時期,那么在大爆炸之后不屬于最早產(chǎn)生的粒子的是() A.夸克、輕子、膠子等粒子 B.質(zhì)子和中子等強子 C.光子、中微子和電子等輕子 D.氘核、氚核、氦核等輕核,答案,解析,1,2,3,4,5,1.(2018浙江杭州第四中學(xué)模擬)日本福島核電站發(fā)生核泄漏危機引起世界對安全利用核能的關(guān)注。泄漏的污染物中含有131I和137Cs。131I發(fā)生衰變時會釋放射線;137Cs發(fā)生衰變時會釋放射線,過量的射線對人體組織有破壞作用。核泄漏一旦發(fā)生,應(yīng)盡量避免污染物的擴散。下列說法正確的是() A.射線電離作用很強 B.射線是高速電子流 C.目前世界上運行的核電站均采用重核裂變 D.可以通過降低溫度減小污染物的半衰期,從而減小危害,答案,解析,1,2,3,4,5,2.放射性元素A經(jīng)過2次衰變和1次衰變后生成一新元素B,則元素B在元素周期表中的位置較元素A的位置向前移動了() A.1位B.2位 C.3位D.4位,答案,解析,1,2,3,4,5,3.(多選)工業(yè)部門經(jīng)常使用射線來測量物體的厚度。例如軋鋼廠的熱軋機上可以安裝射線測厚儀,將射線測厚儀接收到的信號輸入計算機,就可以對鋼板的厚度進行自動控制,關(guān)于控制裝置和控制原理,下列說法中正確的是() A.探測器探測到的放射線可以是射線、射線、射線中的任何一種 B.軋出的鋼板越厚,透過的射線越強 C.軋出的鋼板越薄,透過的射線越強 D.探測器得到的射線變?nèi)鯐r,應(yīng)當(dāng)減小熱軋機兩輪之間的厚度間隙,答案,解析,1,2,3,4,5,答案,解析,1,2,3,4,5,5.在勻強磁場中,一個原來靜止的原子核,由于放出一個粒子,結(jié)果得到一張兩個相切圓的徑跡照片(如圖所示),今測得兩個相切圓半徑之比r1r2=144。則: (1)圖中哪一個圓是粒子的徑跡? (2)這個原子核原來所含的質(zhì)子數(shù)是多少?,答案:(1)圓軌道2是粒子的徑跡(2)90,1,2,3,4,5,解析:(1)因為動量守恒,所以軌道半徑與粒子的電荷量成反比,所以圓軌道2是粒子的徑跡,圓軌道1是新生核的徑跡,兩者電性相同,運動方向相反。 (2)設(shè)衰變后新生核的電荷量為q1,粒子的電荷量為q2=2e,它們的質(zhì)量分別為m1和m2,衰變后的速度分別為v1和v2,所以原來原子核的電荷量q=q1+q2。 根據(jù)軌道半徑公式有 ,又由于衰變過程中遵循動量守恒定律,則m1v1=m2v2,以上三式聯(lián)立解得q=90e。即這個原子核原來所含的質(zhì)子數(shù)為90。,