2015物理3-5--第三课时原子核.

第3课时原子核1、四大核变（1）原子核的衰变：一种元素经放射性过程变成另一种元素的现象，是一种自发的过程；该现象由科学家________首次发现。（2）原子核的人工转变：用人工的方法使原子核发生转变的过程，有以下几个类型①第一次发现质子；由科学家______首先发现。②第一次发现中子：由科学家________首先发现。③放射性同位素的发现：由科学家________首先发现。（3）原子核的裂变：核裂变是_________分裂为两个或更多_________、并在分裂时发出多个中子并释放巨大能量的过程。如：课前自主解读贝克勒尔卢瑟福查德威克居里夫妇重原子核较轻原子核（4）原子核的聚变是：_______________结合___________时，放出大量能量的过程。核聚变只能在物质高温下才能发生，故核聚变也称为热核反应。2原子核的衰变规律（1）天然放射现象：元素自发放射出射线的现象；（2）原子核发生自发衰变的类型：有释放_____的称为a衰变，有释放_____的称为β衰变，γ衰变一般是伴随着a衰变和β衰变的发生而发出γ射线；其中，在每次β衰变中，核内一个____变成一个____的同时，释放一个电子。（3）原子核的组成：原子核由____和____组成，质子和中子统称为_______；（4）半衰期：原子核数目因衰变减少到原来的一半所经过的时间；课前自主解读轻原子核（氘、氚）较重原子核中子质子质子中子核子a粒子β粒子（5）衰变规律：T为元素的半衰期；（6）核反应方程：原子核发生自发衰变或用人工的方法发生和转变的过程，遵循________和_______守恒，可以利用这两个守恒判断核反应过程中产生新核的质量数和电子数。3、核的结合能（1）核力：组成原子核的_____之间有很强的相互作用力，使核子能够克服库仑力而紧密结合在一起的力，核力是一种短程力；（2）结合能：核子结合成原子时__________或者是核分解为核子时_________；4、核能的释放（1）重核与轻核：在元素周期变中，排在周期表中比较_____位置的元素，排在比较_____位移的元素对应的原子核叫轻核；（2）质量亏损：原子核的核反应前后的质量之差；课前自主解读核质量数核电荷数靠前吸收的能量释放的能量核子靠后（3）质能方程：E=mc2，ΔE=Δmc2；①核子在结合成原子核时总质量减小，相应总能量也要_____。根据能量守恒，减少的这部分能量不会消失，它在核子结合过程中释放出去。反之将原子核分裂成核子要_____能量。②物质质量减小，其能量也减少，即释放能量，但不可认为质量与能量发生了转化。（4）利用重核的裂变和轻核的聚变，均可以释放原子的核能课前自主解读减少增加1.原子核发生α衰变、β衰变的特征2.α射线、β射线及γ射线的特性及应用3.各种核变特征的类比4.爱因斯坦质能方程的理解5.核能的利用原理例题1．放射性元素发生β衰变时放出一个电子，关于这个电子，下列说法正确的是()A．是由核外电子发生电离时放出来的B．原子核内本身的电子受激发后由核内射出的C．由核内的质子转化为中子时放出来的D．由核内的中子转化为质子时放出来的D启示：放射性元素发生衰变时，释放出来的电子不是核内本身存在的电子，电子不是原子核的组成部分。变式1．（双选）(2007，广州“一模”)原子序数大于92的所有元素，都能自发地放出射线，下列说法中正确的是()A．原子核每放出一个α粒子，原子序数减少4B．原子核每放出一个α粒子，原子序数减少2C．原子核每放出一个β粒子，原子序数减少1D．原子核每放出一个β粒子，原子序数增加1主题一、原子核发生α衰变、β衰变的特征BD启示：原子核内没有电子，原子核内放出的电子来源于核内中子和质子间的转化，不能错误理解这些电子是原子的核外电子。解析：原子核每放出一个α粒子，原子核就减少了两个质子和两个中子，因此，原子序数减少2；原子核每放出一个β粒子，原子核内将有一个中子转化为一个质子，因此原子核增加了一个质子，原子序数增加1.例题2铀裂变得产物之一氪是不稳定的，它经过一系列衰变最终成为稳定的锆，这些衰变包括（）A.1次a衰变,6次β衰变B.4次,β衰变C.2次a衰变D.2次a衰变,2次,β衰变主题一、原子核发生α衰变、β衰变的特征A变式2(单选)原子核经放射性衰变①变为原子核，继而经放射性衰变②变为原子核，再经放射性衰变③变为原子核。放射性衰变①、②和③依次为（）A、α衰变、β衰变和β衰变B、β衰变、β衰变和α衰变C、β衰变、α衰变和β衰变D、α衰变、β衰变和α衰变主题一、原子核发生α衰变、β衰变的特征A例题3．人们利用示踪原子来研究物质组成的规律，包括对人体组织的研究，对人体疾病研究时所用的示踪原子应当选用()A．半衰期长的放射性同位素B．半衰期短的放射性同位素C．放射性强的天然放射性元素D．不发生衰变的同位素B解析：过量的放射性对人体有害，显然选用放射性太强的元素不安全；当然也不能选用无放射性；若选用半衰期太长的则人体受放射性辐射影响长，会对人体产生危害。因此，本题正确答案是B。变式3（单选）镅是一种放射性元素，在其分裂过程中，会释放出一种新的粒子，变成镎，由于放出的这种粒子很容易被空气阻隔，因此不会对人体构成任何的危害，火警的报警系统就是利用这种粒子作为报警的重要工具，这种粒子是()A、α粒子B、质子C、中子D、正电子主题二、α射线、β射线及γ射线的特性及应用A变式4．如图(甲)是α、β、γ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)中的检查利用的射线是()A．α射线B．β射线C．γ射线D．三种射线都可以主题二、α射线、β射线及γ射线的特性及应用C解析：α射线无法穿透一张纸，β射线无法穿透铝板，故能探伤的只能是γ射线例题4下列说法正确的是()A、是α衰变方程B、是核聚变反应方程C、是核裂变反应方程D、是原子核的人工转变方程BD例题5以下核变属于重核裂变的是()AD变式5（双选）两个核反应方程：其中x1、x2各表示某种粒子则()A、①是聚变反应B、②是裂变反应C、D、AD变式6．(2011，“五羊高考”原创)3月11日，日本特大地震，福岛第一核电站机组核反应堆核反应失去控制．控制棒镉棒在核反应堆中的作用是()A．使快中子变慢中子B．使慢中子变快中子C．使反应速率加快D．控制反应速率，调节反应速率快慢D例题6．对于爱因斯坦提出的质能方程E＝mc2，下列说法中不正确的是()A．E＝mc2表明物体具有的能量与其质量成正比B．根据ΔE＝Δmc2可计算核反应的能量C．一个质子和一个中子结合成一个氘核时释放能量，表明此过程出现了质量亏损D．E＝mc2中的E是发生核反应中释放的核能D变式7（双选）2008年北京奥运会场馆设施采用很多太阳能技术，太阳的能量来源于氢核的聚变，每次聚变反应可以看作是4个氢核结合成1个氦核，同时放出正电子，已知氢核的质量为m1，氦核的质量为m2，正电子的质量为m3，真空中光速为c.下列关于氢核聚变的说法正确的是()A、核反应方程为B、核反应方程为C、每次核反应所释放的能量为D、每次核反应所释放的能量为AC---变式8首次用实验验证爱因斯坦质能方程的核反应方程式，已知mLi=7.0160u，mH=1.0078u，mHe=4.0026u，则该反应方程中的k值和质量亏损分别是()A、1和4.0212uB、1和2.0056uC、2和0.0186uD、2和1.9970uC例题7科学家发现在月球上含有丰富的(氦3).它是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料，其参与的一种核聚变反应的方程式为关于聚变下列表述正确的是（）A、聚变反应不会释放能量B、聚变反应产生了新的原子核C、聚变反应没有质量亏损D、目前核电站都采用聚变反应发电B变式9．已建成的广东大亚湾核电站利用的是()A．重核裂变放出的能量B．热核反应放出的能量C．放射性元素发生α衰变放出的能量D．放射性元素发生β衰变放出的能量A变式10（双选）核潜艇是以核反应堆为动力来源的潜艇，有一种核裂变方程为：下列说法正确的是（）A、裂变反应中亏损的质量变成了能量B、裂变反应出现质量亏损导致质量数不守恒C、X原子核中有54个质子D、X原子核比铀核的平均结合能大CD1．天然放射现象中的β射线是来自()A．原子电离出的外层电子B．原子电离出的内层电子C．中子分裂出的电子D．原子核内的质子2．铀核裂变的产物之一是不稳定的，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α衰变，6次β衰变B．4次β衰变C．2次α衰变D．2次α衰变，2次β衰变CB3．下列说法中正确的是()A．β衰变说明原子核内部存在电子B．放射性元素的半衰期随温度和压强的变化而变化C．原子核的衰变是原子核在其它粒子的轰击下而发生的D．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的4．如图3－1中P为放在匀强电场中的天然放射源，其放出的射线在电场的作用下分成a、b、c三束，以下判断正确的是()A．a为α射线、b为β射线B．a为β射线、b为γ射线C．b为γ射线、c为β射线D．b为α射线、c为γ射线DB5．下列现象中，说明原子核内部有复杂结构的是()A．α粒子散射现象B．天然放射现象C．光电效应现象D．原子发光现象6．我国广东大亚湾核电站是利用核裂变产生的核能来发电的．下列四个核反应方程属于核裂变反应的是()A．B．C．D．BB7．1999年12月30日，我国等离子物理研究所承担的“九五”重大科学工程HT—7超导托卡马克实验，获得稳定的准稳态等离子体．等离子体放电时间已超过10s，这是我国可控核聚变研究的重大进展，标致着我国磁约束核聚变研究已达到国际先进水平．下列属于核聚变的有()A．B．C．D．8．现已建成的核电站发电的能量来自于()A．天然放射性元素放出的能量B．人工放射性同位素放出的能量C．重核裂变放出的能量D．化学反应放出的能量CC9．重核的裂变和轻核的聚变是人类利用原子核能的两种主要方法，下列关于它们的说法中正确的是()A．裂变和聚变过程质量都有所增加B．裂变和聚变过程都有质量亏损C．裂变过程有质量亏损，聚变过程质量有所增加D．裂变过程质量有所增加，聚变过程质量有亏损10．如图3－2所示是利用放射线自动控制铝板厚度生产的装置，假设放射源能放射出α、β、γ三种射线．而根据设计要求，该生产线压制的是3mm厚的铝板．那么，在三种射线中哪种射线对控制厚度起主要作用？当探测接受其单位时间内接收到的放射性粒子的个数超过标准值时，将会通过自动装置将M、N两个轧锟间距离调大还是调小()A．α射线，调大B．β射线，调大C．γ射线，调大D．γ射线，调小BB11．下列说法正确的是()A．是α衰变方程B．是核聚变反应方程C.是核裂变反应方程D．是原子核的人工转变方程12.已知某核反应释放了能量，可以肯定()A．核子的平均结合能增加、核子的总质量增大B．核子的平均结合能减少、核子的总质量减小C．核子的平均结合能增加、核子的总质量减小D．这个核反应有可能是聚变反应BDCD13．热核反应在宇宙中是很普遍的，太阳内部温度高达107K以上，热核反应在那里激烈地进行着，设其内部的核反应方程是，已知电子质量为m1，质子质量为m2，质量为m3，光速为c，则()A．由于反应前后质量数不变，所以2m1＋4m2＝m3B．该反应在高温下进行，该反应属热核反应C．反应过程释放的能量为(2m1＋4m2－m3)·c2D．反应过程释放的能量为(m1＋m2－m3)·c214.氘核、氚核、中子、氦核的质量分别是m1、m2、m3和m4，如果氘核和氚核结合生成氦核，则()A．核反应方程为B．这是一个裂变反应C．核反应过程中的质量亏损△m＝m1＋m2－m3D．核反应释放