2011届高考物理专题综合复习教案2原子

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3eud教育网 教学资源集散地。可能是最大的免费教育资源网！ 第二部分 原子核

知识要点梳理

知识点一——天然放射现象

▲知识梳理

1．原子核的组成

原子核由质子和中子组成，质子与中子统称核子。

2．天然放射现象

物质放射出射线、射线、射线的性质叫放射性；具有放射性的元素，叫放射性元素。

三种射线的性质，如下表：

射线

射线

射线

实质

氦核流

电子流

电磁波

速度

约为光速的十分之一

约为光速的十分之几

光速

电离作用

很强

较弱 3eud教育网 百万教学资源，完全免费，无须注册，天天更新！

3eud教育网 教学资源集散地。可能是最大的免费教育资源网！ 很弱

穿透能力

很弱

很强

最强

衰变方程

伴随和射线产生

▲疑难导析

1．贝克勒耳发现天然放射现象，揭开了人类研究原子核结构的序幕。

通过对天然放射现象的研究，人们发现原子序数大于83的所有天然存在的元素都具有放射性。原子序数小于83的所有天然存在的元素也有一些具有放射性。

2．研究放射线的方法

（1）在磁场中偏转（如图所示）

根据可得，则在磁场中射线比射线偏转的更明显。 3eud教育网 百万教学资源，完全免费，无须注册，天天更新！

3eud教育网 教学资源集散地。可能是最大的免费教育资源网！ ②在电场中偏转（如图所示）

设与沿初速度方向前进相同的距离L，两者在电场方向上偏转的距离之比：

，可见在电场中射线比射线有较明显的偏转。

：如图甲是三种射线穿透能力的示意图，图乙是工业上利用射线的穿透性来检查金属内部的伤痕的示意图，请问图乙中的检查是利用了哪种射线？（ ）

A．射线 B．射线 C．射线 D．三种射线都可以

答案：C

解析：由图甲可知射线的穿透力最强，可用来检查金属内部的伤痕。答案为C。

知识点二——原子核的衰变

▲知识梳理

1．原子核的衰变、半衰期

原子核由于放射出射线、射线、射线而转变为新核的变化叫做原子核的衰变。放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间叫半衰期。

半衰期是反映衰变快慢的物理量，其长短由核内因素决定，与原子所处的物理状态或化学3eud教育网 百万教学资源，完全免费，无须注册，天天更新！

3eud教育网 教学资源集散地。可能是最大的免费教育资源网！ 状态无关。衰变规律可用公式或表示。式中的、表示元素在t=0时的原子核数、质量，为半衰期，N、m表示这种元素的原子核在经过时间t后尚未衰变的原子核数与质量。

半衰期是一个对放射性元素的大量原子核而言的统计概念，对个别原子核来说没有什么意义，因此上述两式也只适用于大量原子核。

2．放射性同位素

具有放射性的同位素叫做放射性同位素。放射性同位素有天然和人造两种。

放射性同位素的应用

（1）利用它放射出的射线

①利用射线来检查金属内部有没有砂眼和裂纹；

②利用射线的电离作用消除静电积累，防止静电产生的危害；

③利用射线对生物组织的物理、化学效应，使种子发生变异，培育优良品种；

④利用放射线的能量，轰击原子核实现原子核的人工转变；

⑤在医疗上，常用以控制病变组织的扩大。

（2）作为示踪原子

把放射性同位素的原子搀到其他物质中去，让它们一起运动、迁移，再用放射性探测仪器进行追踪，就可知道放射性原子通过什么路径，运动到哪里了，是怎样分布的等。我们把做这种用途的放射性同位素叫做示踪原子。

①在工业上可用示踪原子检查地下输油管道的漏油情况；

②在农业生产中，可用示踪原子确定植物在生长过程中所需的肥料和合适的施肥时间；

③在医学上，可用示踪原子帮助确定肿瘤的部位和范围；

④在生物科学研究方面，放射性同位素示踪法在生物化学和分子生物学领域应用极为广泛。它为揭示体内和细胞内变化过程的秘密，阐明生命活动的物质基础起了极其重要的作用，使生物化学从静态进入动态，从细胞进入分子水平，阐明了一系列重大问题。使人类对生命基本现象的认识开辟了一条新的途径。

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3eud教育网 教学资源集散地。可能是最大的免费教育资源网！ ▲疑难导析

1．原子核衰变规律

衰变类型

衰变

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

特别提醒：

（1）射线是伴随着衰变和衰变同时产生的，放出射线不改变原子核的质量数和电荷数，其实质是放射性原子核在发生衰变或衰变时，产生的某些新核，由于具有过多的能量（核处于激发态）而辐射出光子。

（2）当放射性物质发生连续衰变时，原子核中有的发生衰变，有的发生衰变，同时3eud教育网 百万教学资源，完全免费，无须注册，天天更新！

3eud教育网 教学资源集散地。可能是最大的免费教育资源网！ 伴随辐射，这时就同时具有三种射线。

（3）核反应中一般会发生质量变化，但仍然遵循质量数守恒。

2．物理学史上的几个核反应方程

（1）发现质子的核反应方程（第一次实现原子核的人工转变）：

（卢瑟福）

（2）发现中子的核反应方程：

（查德威克）

（3）发现放射性同位素的核反应方程：（同时发现了正电子）

（约里奥·居里夫妇）

3．核反应方程的书写

常见的核反应分为衰变、人工转变、裂变、聚变等几种类型。无论写哪种类型的核反应方程，都应注意以下几点：

（1）必须遵守电荷数守恒、质量数守恒规律。有些核反应方程还要考虑到能量守恒规律（例如裂变和聚变方程常含能量项）

（2）核反应过程一般都不是可逆的，所以核反应方程只能用单向箭头（→）表示反应方向，不能用等号连接。

（3）写核反应方程必须要有实验依据，决不能毫无根据地编造。

（4）在写核反应方程时，应先将已知原子核和已知粒子的符号填入核反应方程一般形式的适当位置上；然后根据质量数守恒和电荷数守恒规律计算出未知核（或未知粒子）的电荷数和质量数：最后根据未知核（或未知粒子）的电荷数确定它们是哪种元素（或哪种粒子），并在核反应方程一般形式中的适当位置填写上它们的符号。

4．如何确定、的衰变次数

设放射性元素经过n次衰变和m次衰变后变成稳定的新元素，则表示该核3eud教育网 百万教学资源，完全免费，无须注册，天天更新！

3eud教育网 教学资源集散地。可能是最大的免费教育资源网！ 反应的方程为：

根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程：

由以上两式联立解得：。由此可见，确定衰变次数可归结为解一个二元一次方程组。

：铀裂变的产物之一氪90（)是不稳定的，它经过一系列衰变最终成为稳定的锆90（)，这些衰变是 （ ）

A．1次衰变，6次衰变 B．4次衰变 C．2次衰变 D．2次衰变，2次衰变

答案：B

解析：原子核每经过一次衰变，质量数减4，核电荷数减2，每经一次衰变，电荷数加1，

质量数不变，设经过x次衰变y次衰变，可列方程组

解得 可知经过4次衰变。

故选项B正确。

知识点三一——核反应 核能

▲知识梳理

一、核力

1．含义

原子核里的核子间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。

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3eud教育网 教学资源集散地。可能是最大的免费教育资源网！ 2．核力的特征

（1）核力是强相互作用力（强力）

（2）核力是短程力，作用范围在0.8～1. 5m之间。

①r＞0.8m时表现为吸引力,且随r增大而减小，超过1.5m，核力急剧下降几乎消失。

② r＜0.8m时表现为斥力，因此核子不会融合。

（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。

二、核反应

原子核在其他粒子的轰击下生成新原子核的过程，称为核反应。与衰变过程一样，在核反应过程中，质量数和核电荷数守恒。

三、核能

1．核反应过程中释放或吸收的能量叫核能。

如：，中子和质子结合成一个氘核时会释放出2.2MeV能量，这个能量以光子的形式辐射出去。，一个氘核分拆成中子和质子时需要吸收的能量等于或大于2.2MeV的光子。

2．质量亏损

组成原子核的核子的质量与原子核的质量之差叫做核的质量亏损。出现质量亏损的核反应才能释放能量。

3．爱因斯坦质能方程

，E表示物体的能量，m表示物体的质量，c表示光速。根据质量亏损可以计算核反应中释放的核能为：。

四、获得方式：重核裂变和轻核聚变