1、第三章 原子核【2014高考高考备考导航备考导航】考点考点考纲要求考纲要求考查角度考查角度1原子核的组成、放射性原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰、原子核的衰变、半衰期期对三种射线的认对三种射线的认识和半衰期的理识和半衰期的理解；核反应的规解；核反应的规律及核反应方程律及核反应方程；质量亏损及核；质量亏损及核能的计算是考查能的计算是考查的重点的重点.2放射性同位素放射性同位素3核力、核反应方程核力、核反应方程4结合能、质量亏损结合能、质量亏损5裂变反应和聚变反应、裂变反应和聚变反应、裂变反应堆裂变反应堆6射线的危害和防护射线的危害和防护一、天然放射现象、三种射线一、天然放射现象、三种射线
2、【知识梳理】【知识梳理】1天然放射现象：天然放射现象：放射性元素放射性元素 放出射线的现象，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，说明首先由贝可勒尔发现天然放射现象的发现，说明_具有复杂的结构具有复杂的结构2放射性和放射性元素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物质发射某种看不见的射线的性质叫 具有放具有放射性的元素叫射性的元素叫 无素无素抓纲扣本抓纲扣本落实基础落实基础自发地自发地原子核原子核放射性放射性放射性放射性3三种射线的本质和特征的比较三种射线的本质和特征的比较弱弱 强强强强强强弱弱弱弱【自主检测】【自主检测】1(2011上海单科上海单科)天然放射性元素
3、放出的天然放射性元素放出的三种射线的穿透能力实三种射线的穿透能力实验结果如图验结果如图31所示，所示，由此可推知由此可推知A来自于原子来自于原子核外的电子核外的电子B的电离作用的电离作用最强，是一种电磁波最强，是一种电磁波C的电离作用较强，是一种电磁波的电离作用较强，是一种电磁波D的电离作用最弱，属于原子核内释放的光子的电离作用最弱，属于原子核内释放的光子解析解析放射性元素释放的三种射线分别是放射性元素释放的三种射线分别是射线、射线、射射线和线和射线其中射线其中射线是氦核流，穿透能力最弱，一张普射线是氦核流，穿透能力最弱，一张普通的纸就能挡住，但其有很强的电离作用；通的纸就能挡住，但其有很强的
4、电离作用；射线是高速电射线是高速电子流，电离作用较弱，穿透力较强，可以穿透几毫米厚的子流，电离作用较弱，穿透力较强，可以穿透几毫米厚的铝板；铝板；射线是电磁波，其电离作用很弱，但穿透力很强，射线是电磁波，其电离作用很弱，但穿透力很强，能穿透几厘米厚的铅板三种射线都来自于原子核内能穿透几厘米厚的铅板三种射线都来自于原子核内部综上可知：是部综上可知：是射线，是射线，是射线，是射线，是射线，据此射线，据此可知本题只有选项可知本题只有选项D正确正确答案答案D二、原子核的衰变二、原子核的衰变【知识梳理】【知识梳理】1原子核衰变规律原子核衰变规律电荷数电荷数质量数质量数2.半衰期：半衰期：放射性元素的原子
5、核有放射性元素的原子核有 发生衰变所需发生衰变所需的时间半衰期由核内部自身的因素决定，跟原子所处的的时间半衰期由核内部自身的因素决定，跟原子所处的化学状态和外部条件化学状态和外部条件 半数半数无关无关【自主检测】【自主检测】2(2013温州模拟温州模拟)关于天然放射现象，下列说法正关于天然放射现象，下列说法正确的是确的是A射线是由氦原子核衰变产生射线是由氦原子核衰变产生B射线是由原子核外电子电离产生射线是由原子核外电子电离产生C射线是由原子核外的内层电子跃迁产生射线是由原子核外的内层电子跃迁产生D通过化学反应不能改变物质的放射性通过化学反应不能改变物质的放射性解析解析射线是原子核衰变中放出的由
6、氦核组成的粒射线是原子核衰变中放出的由氦核组成的粒子流，选项子流，选项A错；错；射线是原子核内的一个中子变成一个质射线是原子核内的一个中子变成一个质子而放出的电子流，选项子而放出的电子流，选项B错误；错误；射线是原子核衰变过程射线是原子核衰变过程中，产生的新核具有过多的能量，这些能量以中，产生的新核具有过多的能量，这些能量以光子的形式光子的形式释放出来，选项释放出来，选项C错误；化学反应只是原子间核外电子的转错误；化学反应只是原子间核外电子的转移，不改变原子核的结构，所以不能改变物质的放射性，移，不改变原子核的结构，所以不能改变物质的放射性，选项选项D正确正确答案答案D三、放射性同位素及其应用
7、三、放射性同位素及其应用【知识梳理】【知识梳理】1人造放射性同位素的优点人造放射性同位素的优点(1)放射强度容易控制放射强度容易控制(2)可以制成各种所需的形状可以制成各种所需的形状(3)半衰期半衰期 ，废料容易处理，废料容易处理很短很短2应用应用(1)工业部门使用射线测厚度工业部门使用射线测厚度利用利用射线的穿透特射线的穿透特性性(2)烟雾报警器的使用烟雾报警器的使用利用射线的电离作用，增加烟利用射线的电离作用，增加烟雾导电离子浓度雾导电离子浓度(3)农业应用农业应用射线使种子的遗传基因发生变异，杀射线使种子的遗传基因发生变异，杀死腐败细菌、抑制发芽等死腐败细菌、抑制发芽等(4)做示踪原子做
8、示踪原子利用放射性同位素与非放射性同位素利用放射性同位素与非放射性同位素有相同的化学性质有相同的化学性质【自主检测】【自主检测】3(2013太原统考太原统考)在轧制钢板时需要动态地监测钢在轧制钢板时需要动态地监测钢板厚度，其检测装置由放射源、探测器等构成，如图板厚度，其检测装置由放射源、探测器等构成，如图32所示该装置中探测器接收到的是所示该装置中探测器接收到的是AX射线射线B射线射线C射线射线 D射线射线答案答案D四、核子、核力与核能四、核子、核力与核能【知识梳理】【知识梳理】1核子：核子：原子核由原子核由 和和 组成，组成，和和_统称为核子统称为核子2核力：核力：原子核里的核子间存在互相作
9、用的核力，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，形成稳定的原子核其特核力把核子紧紧地束缚在核内，形成稳定的原子核其特点为：点为：(1)核力是强相互作用的一种表现核力是强相互作用的一种表现(2)核力是核力是 力，作用范围在力，作用范围在1.51015m之内之内(3)每个核子只跟每个核子只跟 的核子发生核力作用，这种性的核子发生核力作用，这种性质称为核力的饱和性质称为核力的饱和性质子质子中子中子质子质子中子中子短程短程相邻相邻3核能核能(1)结合能：原子核是核子凭借核力结合在一起构成的，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，需要能量，这就是原子核的结
10、合能要把它们分开，需要能量，这就是原子核的结合能(2)比结合能：原子核的结合能与比结合能：原子核的结合能与 之比称做比结之比称做比结合能，也叫平均结合能比结合能越大，表示原子核中核合能，也叫平均结合能比结合能越大，表示原子核中核子结合得越子结合得越 ，原子核越，原子核越 (3)质量亏损：原子核的质量质量亏损：原子核的质量 组成它的核子的质量组成它的核子的质量之和，这个现象叫做质量亏损之和，这个现象叫做质量亏损(4)质能方程：一定的能量和一定的质量相联系，物体质能方程：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，即的总能量和它的质量成正比，即Emc2.若核反应中的质量若核反应中的
11、质量亏损为亏损为m，则释放的核能，则释放的核能E .核子数核子数牢固牢固稳定稳定小于小于mc2剖题探法剖题探法突破考点突破考点考点一考点一衰变规律的理解及应用衰变规律的理解及应用特别提醒特别提醒(1)半衰期是大量原子核衰变时的统计规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，无半衰期可言律，对个别或少数原子核，无半衰期可言(2)原子核衰变时质量数守恒，核反应过程前、后质量原子核衰变时质量数守恒，核反应过程前、后质量发生变化发生变化(质量亏损质量亏损)而释放出核能而释放出核能A0.25 g，粒子粒子 B0.75 g，粒子粒子C0.25 g，粒子粒子 D0.75 g，粒子粒子解析解析7
12、.6天是两个半衰期，剩下的质量占原来的天是两个半衰期，剩下的质量占原来的1/4，1 g氡衰变掉的质量为氡衰变掉的质量为0.75 g，又由质量数和电荷数守恒可知，又由质量数和电荷数守恒可知，放出的粒子质量数是放出的粒子质量数是4，核电荷数是，核电荷数是2，该粒子是，该粒子是粒子，因粒子，因而而B对对答案答案B考点二考点二对核反应方程的认识对核反应方程的认识【考点解读】【考点解读】核反应的四种类型核反应的四种类型解析解析(1)E是查德威克发现中子的核反应方程，是查德威克发现中子的核反应方程，A是是研究氢弹、研究氢弹、B是研究原子弹的核反应方程是研究原子弹的核反应方程(2)由电荷数守恒和质量数守恒可
13、以判定由电荷数守恒和质量数守恒可以判定X质量数为质量数为144，电荷数为电荷数为56，所以中子数为：，所以中子数为：1445688.(3)衰变是原子核自发地放出衰变是原子核自发地放出粒子或粒子或粒子的反应，粒子的反应，C是是衰变，衰变，D是是衰变；衰变；E是人工控制的原子核的变化，属人是人工控制的原子核的变化，属人工转变；裂变是重核吸收中子后分裂成几个中等质量的核工转变；裂变是重核吸收中子后分裂成几个中等质量的核的反应，的反应，B是裂变；聚变是几个轻核结合成较大质量的核的是裂变；聚变是几个轻核结合成较大质量的核的反应，反应，A是聚变是聚变答案答案(1)EBA(2)14488(3)A.聚变聚变B
14、裂裂变变C衰变衰变D衰变衰变E人工转变人工转变解题感悟解题感悟(1)掌握核反应方程遵守的规律，是正确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书写核反应方程或判断某个核反应方程是否正确的依据(2)熟悉核反应的四种基本类型，可以帮助我们理清思熟悉核反应的四种基本类型，可以帮助我们理清思路，写出正确的核反应方程路，写出正确的核反应方程(3)核反应生成物一定要以实验为基础，不能只依两个核反应生成物一定要以实验为基础，不能只依两个守恒杜撰出生成物来凭空捏造核反应方程守恒杜撰出生成物来凭空捏造核反应方程答案答案C【考点解读】【考点解读】计算核能的几种方法计算核能的几
15、种方法1根据根据Emc2计算计算时计算计算时m的单位是的单位是“kg”，c的单位是的单位是“m/s”，E的单位是的单位是“J”2根据根据Em931.5 MeV计算因计算因1原子质量单位原子质量单位(u)相当于相当于931.5 MeV的能量，所以计算时的能量，所以计算时m的单位是的单位是“u”，E的单位是的单位是“MeV”3根据平均结合能来计算核能根据平均结合能来计算核能原子核的结合能平均结合能原子核的结合能平均结合能核子数核子数考点三考点三核能的计算核能的计算特别提醒特别提醒(1)利用质能方程计算核能时，不能用质利用质能方程计算核能时，不能用质量数代替质量进行计算量数代替质量进行计算(2)核反
16、应过程遵循动量守恒定律，在列动量守恒方程核反应过程遵循动量守恒定律，在列动量守恒方程时可用质量数之比代替质量之比时可用质量数之比代替质量之比【跟踪训练】【跟踪训练】3太阳因核聚变释放出巨大的能量，同时其质量不太阳因核聚变释放出巨大的能量，同时其质量不断减少太阳每秒钟辐射出的能量约为断减少太阳每秒钟辐射出的能量约为41026 J，根据爱，根据爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟减少的质量最接近因斯坦质能方程，太阳每秒钟减少的质量最接近A1036 kg B1018 kgC1013 kg D109 kg答案答案D1(2013潍坊一模潍坊一模)下列关于原子和原子核的说法正下列关于原子和原子核的说法正确的是确的
17、是A射线是原子由激发态向低能级跃迁时产生的射线是原子由激发态向低能级跃迁时产生的B居里夫妇最先发现了天然放射现象居里夫妇最先发现了天然放射现象C原子核中的质子靠核力来抗衡相互之间的库仑斥原子核中的质子靠核力来抗衡相互之间的库仑斥力而使核子紧紧地束缚在一起力而使核子紧紧地束缚在一起D结合能所对应的质量等于把原子核完全分解为核结合能所对应的质量等于把原子核完全分解为核子后所有核子的总质量减去该原子核的质量子后所有核子的总质量减去该原子核的质量基础巩固基础巩固达标训练达标训练技能过关技能过关解析解析射线是原子核由激发态向低能级跃迁时产生射线是原子核由激发态向低能级跃迁时产生的，选项的，选项A错误；贝
18、可勒尔最先发现了天然放射现象，选项错误；贝可勒尔最先发现了天然放射现象，选项B错误；原子核中的质子靠核力来抗衡相互之间的库仑斥力错误；原子核中的质子靠核力来抗衡相互之间的库仑斥力而使核子紧紧地束缚在一起，选项而使核子紧紧地束缚在一起，选项C正确；由结合能的定义正确；由结合能的定义可知，选项可知，选项D正确正确答案答案CD解析解析A、B为聚变反应，为聚变反应，C、D为裂变反应为裂变反应答案答案AC3(2011海南单科海南单科)2011年年3月月11日，日本发生九级大日，日本发生九级大地震，造成福岛核电站严重的核泄漏事故在泄漏的污染地震，造成福岛核电站严重的核泄漏事故在泄漏的污染物中含有物中含有1
19、31I和和137Cs两种放射性核素，它们通过一系列衰变两种放射性核素，它们通过一系列衰变产生对人体有危害的辐射在下列四个式子中，有两个能产生对人体有危害的辐射在下列四个式子中，有两个能分别反映分别反映131I和和137Cs的衰变过程，它们分别是的衰变过程，它们分别是_和和_(填入正确选项前的字母填入正确选项前的字母).131I和和137Cs原子核中的中原子核中的中子数分别是子数分别是_和和_解析解析根据质量数守恒可判断，根据质量数守恒可判断，131I和和137Cs的衰变方的衰变方程分别为程分别为B和和C.再根据核电荷数守恒，再根据核电荷数守恒，131I和和137Cs的质子数的质子数分别为分别为53和和55，则中子数分别为，则中子数分别为78和和82.答案答案BC7882能力提升能力提升本讲结束请按ESC键返回
