1、1191 原子核的组成【学习目标】1.知道什么是天然放射现象2知道三种射线的本质和区分方法3知道原子核的组成，知道什么是同位素【重点难点】1.三种射线的本质特征和区分方法2原子核的组成【易错问题】根据发生 衰变时放出电子，误认为电子是原子核的组成部分【自主学习】一、天然放射现象11896 年，法国物理学家_发现，铀和含铀矿物都能发出看不见的射线，这种射线可以穿透黑纸使照相底版感光物质发射射线的性质称为_，具有放射性的元素称_2玛丽居里和她的丈夫皮埃尔居里发现了两种放射性更强的新元素，命名为_、_3放射性元素自发地发出射线的现象叫_，原子序数大于或等于_的元素，都能自发地发出射线，原子序数小于
2、83 的元素，有的也能放出射线二、射线到底是什么1 射线实际上就是_，速度可达到光速的 1/10，其_能力强，穿透能力较差，在空气中只能前进几厘米，用_就能把它挡住2 射线是高速_，它速度很大，可达光速的 99%，它的穿透能力较强，_能力较弱，很容易穿透黑纸，也能穿透几毫米厚的_3 射线呈电中性，是能量很高的_，波长很短，在 1010 m 以下，它的_作用更小，但穿透能力更强，甚至能穿透几厘米厚的_和几十厘米厚的混凝土三、原子核的组成1质子的发现：卢瑟福用 粒子轰击氮原子核，发现了_，质子的实质是氢原子核2中子的发现：卢瑟福的学生查德威克通过实验证实了_的存在3原子核的组成：原子核是由_组成，
3、质子和中子统称为_4原子核的符号： X，其中 X 表示元素的符号， A 表示核的_， Z 表示_AZ5同位素：具有相同_而_不同的原子核，在元素周期表中处于_它们互称为同位素例如，氢有三种同位素 H、 H、 H.1 21 31【基础达标】1最早发现天然放射现象的科学家为( )A卢瑟福 B贝可勒尔C爱因斯坦 D查德威克解析：选 B.卢瑟福发现质子，查德威克发现中子，爱因斯坦发现了光电效应，贝可勒尔发现天然放射现象，故 B 正确，A、C、D 不正确22放射性元素发射出 、 三种射线，以下说法中正确的是( )A 射线是由不带电的粒子组成B 射线是由带正电的粒子组成C 射线的贯穿本领最强D 射线的电离
4、本领最强解析：选 C. 射线是氦核组成的粒子流，所以选项 A 错误； 射线是高速电子流，所以选项 B 错误； 射线的贯穿本领最强，电离本领最弱，所以选项 C 正确，D 错误3人类认识原子核的复杂结构并进行研究是从( )A发现电子开始的B发现质子开始的C进行 粒子散射实验开始的D发现天然放射现象开始的解析：选 D.自从贝克勒尔发现天然放射现象后，科学家对放射性元素、射线的组成、产生的原因进行了大量研究，逐步认识到原子的复杂结构，故 D 正确4氢有三种同位素，分别是氕 H、氘 H、氚 H，则( )1 21 31A它们的质子数相等B它们的核外电子数相等C它们的核子数相等D它们的中子数相等解析：选 A
5、B.氕 H、氘 H、氚 H 的质量数分别为 1、2、3，质子数和核外电子数1 21 31相同，都为 1，中子数等于质量数减去质子数，故中子数各不相同，所以本题 A、B 选项正确5一个原子核为 Bi，关于这个原子核，下列说法中正确的是( )21083A核外有 83 个电子，核内有 127 个质子B核外有 83 个电子，核内有 83 个质子C核内有 83 个质子，127 个中子D核内有 210 个核子解析：选 CD.根据原子核的表示方法得质子数为 83，质量数为 210，故中子数为21083127 个，而质子和中子统称核子，故核子数为 210 个，因此 C、D 正确由于不知道原子的电性，就不能判断
6、核外电子数，故 A、B 不正确【作业布置】理解课文、做好问题与练习【课后反思】192 放射性元素的衰变【学习目标】1.知道衰变的概念，知道原子核衰变时遵守的规律2知道 、 衰变的实质，知道 射线是怎样产生的3知道什么是半衰期，知道半衰期的统计意义，会利用半衰期解决相关问题【重点难点】：1.、 衰变的实质及衰变规律2对半衰期概念的理解和利用半衰期解决相关问题【易错问题】：因认识不到半衰期是一个统计规律概念而出错3【自主学习】一、原子核的衰变1衰变：原子核由于放出_或_而转变为新核的变化2衰变形式：常见的衰变有两种，放出 粒子的衰变为_，放出 粒子的衰变叫 衰变，而 射线是伴随 射线或 射线产生的
7、3衰变方程：(1) 衰变： 23 2U 23 0Th He89 49 42(2) 衰变： 23 0Th 23 1Pa 1e49 49 04衰变规律原子核衰变时，遵循两个守恒定律，其一是_守恒，其二是_守恒二、半衰期1概念：放射性元素的原子核有_发生衰变需要的时间叫半衰期，放射性元素的半衰期描述的是大量原子核的统计规律2特点：半衰期与放射性元素的物理、化学状态_，只由核的内部因素决定，不同的元素有_的半衰期1关于放射性元素的半衰期，下列说法正确的是( )A原子核全部衰变所需时间的一半B原子核有半数发生衰变所需的时间C相对原子质量减少一半所需的时间D元素质量减少一半所需的时间解析：选 B.原子核有
8、半数发生衰变所需的时间叫半衰期，它与原子核全部衰变所需时间的一半不同，放射性元素发生衰变后成了一种新的原子核发生不同的衰变，其质量数减小规律不同，原子核衰变时，原来的放射性元素原子核的个数不断减少，那么放射性元素的原子核的质量也不断减小，故上述选项只有 B 正确2如果某种元素发生 衰变，则下列说法中正确的是( )A质量数发生变化B质子数增加，中子数不变C质子数不变，中子数增加D质子数增加，中子数减少解析：选 D.由于原子核放出一个高速电子，对质量的影响非常小，质量数不发生变化，A 错误；原子核内放出的电子是来自于中子释放一个电子而转变为一个质子的反应，因此，质子数增加，中子数减少，核子数保持不
9、变，故 D 正确，B、C 错误3关于放射性元素的半衰期，以下说法中正确的是( )A同种放射性原子核在化合物中的半衰期比在单质中长B升高温度可使放射性元素的半衰期缩短C氡的半衰期为 3.8 天，若有四个氡原子核，经过 7.6 天就只剩 1 个了D氡的半衰期为 3.8 天，若有 4 g 氡，经过 7.6 天就只剩 1 g 了解析：选 D.半衰期与原子所处的物理状态或化学状态均无关，故选项 A、B 错误；半衰期只适用于大量的原子核，故 C 错误由 m 余 m 原( ) 知，D 正确12t4近段时间，朝鲜的“核危机”引起了全球的瞩目，其焦点问题是朝鲜核电站采用轻水堆还是重水堆，重水堆核电站在发电的同时
10、还可以生产出可供研制核武器的钚239( Pu)，这种 Pu 可由铀 239( U)经过 n 次 衰变而产生，则 n 为( )23994 23994 23992A2 B2394C145 D92解析：选 A.由于 U 和 Pu 的质量数相等，而核电荷数增加 2，因此， U 经23992 23994 239922 次 衰变，变为 Pu，故 A 正确239945一小瓶含有放射性同位素的液体，它每分钟衰变 6000 次若将它注射到一位病人的血管中，15 h 后从该病人身上抽取 10 mL 血液，测得此血样每分钟衰变 2 次已知这种同位素的半衰期为 5 h，求此病人全身血液总量解析：设衰变前原子核的个数为
11、 N0,15 h 后剩余的原子核个数为 N，则N N0( ) ( )3N0 N0，12t 12 18设人血液的总体积为 V，衰变的次数跟原子核的个数成正比，即 ，NN0 2V106000由得 ，所以 V3750 mL3.75 L.V30000 18原子核的个数越多，衰变的次数越多，两者成正比关系答案：3.75 L19.3 探测射线的方法 19.4 放射性的应用与防护【学习目标】1.知道探测射线的方法2掌握核反应的概念和原子核的人工转变3知道放射性同位素，了解放射性的应用和防护【重点难点】1.原子核的人工转变2放射性同位素的特点和应用【易错问题】：误认为只要遵守质量数和电荷数守恒写出的核反应方程
12、都是正确的【自主学习】一、探测射线的方法探测器材的设计思路：粒子使气体或液体电离，以这些离子为核心，过饱和气体会产生_，过热液体会产生气泡射线中的粒子会使照相乳胶感光射线中的粒子会使_产生荧光1威耳逊云室其结构为一个圆筒状容器，上盖透明，底部是一个可在小范围活动的_实验时先往容器内加入少量的酒精，使容器内形成饱和蒸汽，然后迅速下拉活塞，气体迅速膨胀，温度降低，酒精蒸气达到_状态粒子穿过该空间时，沿途使气体分子_产生离子，过饱和蒸气就会以这些离子为核心_，于是显示出射线的径迹2气泡室与云室原理类似，只是容器里装的是液体，并控制里面液体的温度和压强，使温度略低于液体的沸点当气泡室内的_突然降低时，
13、液体的_变低，因此液体过热，粒5子通过液体时在它周围有气泡形成，显示出粒子的径迹来3盖革米勒计数器它的主要部分是一个计数器，外面是玻璃管，里面有一个接在电源负极上的_，筒内中间有一根接电源正极的_，里面充入惰性气体以及少量_蒸气当射线通过管内时，会使气体_，产生的_在电场中加速，再与气体分子碰撞，又使气体电离，产生电子一个粒子进入玻璃管内就会产生大量的电子，这些电子到达阳极，就形成一次瞬间导电，电路中形成一次_，电子仪器把这次脉冲记录下来二、核反应1定义：原子核在_的轰击下产生_的过程2原子核的人工转变(1)1919 年_用 粒子轰击氮原子核，产生了氧的一种同位素，同时产生一个质子(2)卢瑟福
14、发现质子的核反应过程：_.3遵循规律：_守恒，_守恒三、人工放射性同位素1放射性同位素的定义：有些同位素具有_，叫做放射性同位素2人工放射性同位素的发现(1)1934 年约里奥居里夫妇发现经过 粒子轰击的铝片中含有放射性同位素_.(2)发现磷同位素的过程：_.四、放射性同位素的应用共有两个方面：一方面是应用它的_另一方面是作_五、辐射与安全人类从来就生活在有放射性的环境之中，_的射线对人体组织有破坏作用要防止_对水源、空气、用具等的污染【基础达标】1医学界通过 14C 标记的 C60发现一种 C60的羧酸衍生物，在特定条件下可以通过断裂 DNA 抑制艾滋病病毒的繁殖，则 14C 的用途是( )
15、A示踪原子 B电离作用C催化作用 D贯穿作用解析：选 A.用 14C 标记 C60来查明元素的行踪，发现可以通过断裂 DNA 抑制艾滋病病毒的繁殖，因此 14C 的作用是作示踪原子，故 A 正确2近几年，我国北京、上海、山东、洛阳、广州各地引进了十多台 刀，治疗患者 5000 余例，效果极好，成为治疗脑肿瘤的最佳仪器，令人感叹的是，用 刀治疗时不用麻醉，病人清醒，时间短，半小时内完成手术，无需住院，因而 刀被誉为“神刀” 据报道，我国自己研制的旋式 刀性能更好，即将进入各大医院为患者服务问： 刀治疗脑肿瘤主要是利用( )A 射线具有很强的贯穿本领B 射线具有很强的电离作用C 射线具有很高的能量
16、D 射线能很容易地绕过阻碍物达到目的地6解析：选 AC. 射线是一种波长很短的电磁波，具有较高的能量，它的贯穿本领很强，甚至可以穿透几厘米厚的铅板，但它的电离作用很小 刀治疗肿瘤是应用了其贯穿本领和很高的能量，故 A、C 正确3贫铀是从金属中提炼铀 235 以后的副产品，其主要成分为铀 238，贫铀炸弹贯穿力是常规炸弹的 9 倍，杀伤力极大，而且残留物可长期危害环境下列关于其残留物长期危害环境的理由正确的是( )A由于爆炸后的弹片存在放射性，对环境产生长期危害B爆炸后的弹片不会对人体产生危害C铀 238 的衰变速率很快D铀的半衰期很长解析：选 AD.天然放射现象周期很长，会对环境和生物造成长期
17、的影响，故 A、D 两项正确，B、C 两项错4用高能 Kr(氪)离子轰击 Pb(铅)，释放出一个中子后，生成了一个新863 20882核关于新核的推断正确的是( )A其质子数为 122 B其质量数为 294C其原子序数为 118 D其中子数为 90解析：选 C.核反应方程为 Pb Kr n X20882 863 10 293118新核质量数为 293，质子数为 118，中子数为 293118175.故正确选项为 C.5写出下列原子核人工转变的核反应方程(1) Na(钠核)俘获 1 个 粒子后放出 1 个质子；2311(2) Al(铝核)俘获 1 个 粒子后放出 1 个中子；2713(3) O(
18、氧核)俘获 1 个中子后放出 1 个质子；168(4) Si(硅核)俘获 1 个质子后放出 1 个中子3014答案：(1) Na He Mg H；2311 42 2612 1(2) Al He P n；2713 42 3015 10(3) O n N H；168 10 167 1(4) Si H P n.3014 1 3015 106关于放射性同位素的作用，下面说法正确的是( )A利用射线的穿透性检查金属制品，测量物体的密度和厚度B利用射线的电离本领消除有害的静电积累C利用射线的生理效应来消毒、杀菌和治疗肿瘤D利用放射性同位素作示踪原子解析：选 BD.放射线的应用主要表现在利用放射线的穿透能力
19、、电离能力和物理、化学能力以及利用放射线同位素作为示踪原子，所以选项 D 正确；利用射线能够检测金属制品的厚度，但不能测量密度，所以选项 A 错误；利用射线的电离作用可以消除静电，所以选项 B 正确；治疗肿瘤是利用了射线的贯穿能力和高能量，所以选项 C 错误7下列有关放射性同位素 P 的说法中正确的是( )3015A. P 与 X 互为同位素3015 3014B. P 与其同位素有相同的化学性质3015C用 P 制成化合物后它的半衰期变长3015D含有 P 的磷肥释放正电子，可用作示踪原子，观察磷肥对植物的影响3015解析：选 BD.同位素具有相同的质子数，所以选项 A 错误；同位素有相同的化
20、学性质，所以选项 B 正确；半衰期与元素属于化合物还是单质没有关系，所以用 P 制成化3015合物后它的半衰期不变，即选项 C 错误；含有 P 的磷肥由于衰变，可记录磷的踪迹，30157所以选项 D 正确8关于放射性同位素的应用，下列说法正确的是( )A放射线改变了布料的性质使其不再因摩擦而生电，因此达到了消除有害静电的目的B利用 射线的贯穿性可以为金属探伤，也能进行人体的透视C用放射线照射作物种子能使其 DNA 发生变异，其结果一定是成为更优秀的品种D用 射线治疗肿瘤时一定要严格控制剂量，以免对人体正常组织造成太大的危害解析：选 D.利用放射线消除有害静电是利用放射线的电离性，使空气分子电离
21、成为导体，将静电导走，故 A 错； 射线对人体细胞伤害太大，不能用来进行人体透视，故B 错；作物种子发生的 DNA 突变不一定都是有益的，还要经过筛选才能培育出优秀品种，故 C 错；用 射线治疗肿瘤对人体有副作用，因此要严格控制剂量，故 D 正确9以下几个核反应方程中，粒子 X 代表中子的方程是( )A. N He OX147 42 178B. Be He CX94 42 126C. P SiX3015 3014D. C NX146 147解析：选 B.由核反应过程中质量数和电荷数守恒可以判断出 B 正确10三个原子核 X、Y、Z，X 核放出一个正电子后变为 Y 核，Y 核与质子发生核反应生成
22、 Z 核并放出一个氦核( He)则下面说法正确的是( )42AX 核比 Z 核多一个质子BX 核比 Z 核少一个中子CX 核的质量数比 Z 核质量数大 3DX 核与 Z 核的总电荷是 Y 核电荷的 2 倍解析：选 CD.设原子核 X 的符号为 X，则原子核 Y 为 Y， X e Y，ab ab 1 ab 0 1 ab 1H Y He Z，故原子核 Z 为 Z.1 ab 1 42 a 3b 2 a 3b 211铝箔被 粒子轰击后发生了以下核反应： Al He X n.下列判断正2713 42 10确的是( )A. n 是质子 B. n 是中子10 10CX 是 Si 的同位素 DX 是 P 的同
23、位素2814 3115解析：选 BD.由核反应过程中质量数守恒、电荷数守恒知，X 是 P，故选项 C 错误，3015选项 D 正确； n 为中子，故选项 A 错误，选项 B 正确1012用中子轰击氧原子核的核反应方程式 O n N X，对式中 X、 a、 b 的判168 10 a7 0b断正确的是( )AX 代表中子， a17， b1BX 代表电子， a17， b1CX 代表正电子， a17， b1DX 代表质子， a17， b1解析：选 C.根据质量数、电荷数守恒可知 a17， b8071，因此 X 可表示为 e，为正电子，故 C 项正确，A、B、D 三项错0113用中子轰击铝 27，产生钠
24、 24 和 X 粒子，钠 24 具有放射性，它衰变后变成镁24，则 X 粒子和钠的衰变过程分别是( )A质子、 衰变 B电子、 衰变C 粒子、 衰变 D正电子、 衰变解析：选 C.利用一些射线轰击某些原子核，能实现原子核的人工转变，并可以得到8一些元素的放射性同位素，它们和天然存在的放射性元素一样不断地衰变，也有半衰期，且核反应前后质量数和电荷数守恒，中子轰击铝 27 的核反应方程为：Al n Na He2713 10 2411 42钠 24 衰变后成镁 24 的核反应方程为：Na Mg e2411 2412 0 1故 X 粒子是 粒子，即 He，钠 24 衰变放出电子，发生的是 衰变，所以上
25、述选42项 C 正确14.图 1932如图 1932 所示，带电粒子在“云室”中运动时，可呈现运动径迹，将“云室”放在匀强电场中，通过观察带电粒子的径迹，可以研究原子核发生衰变的规律现将一静止的放射性 14C 放入上述装置中，当它发生衰变时，可能放出 粒子或电子或正电子所放射的粒子与反冲核经过相等的时间所形成的径迹如图所示(发生衰变后瞬间放射出的粒子和反冲核的速度方向与电场强度 E 垂直， a、 b 均表示长度)则(1)14C 发生衰变时所放射出的粒子是_(2)14C 发生衰变时所放射出的粒子的运动轨迹是_(填“”或“”)(3)14C 的衰变方程是_(4)简要推导发生衰变后的瞬间放出的粒子与反
26、冲核的动能之比解析：(1)由轨迹可以看出，反冲核与放出的射线的受力方向均与电场强度方向一致，所以放出的粒子为 粒子(2)由动量守恒得， 粒子的动量和反冲核的动量相同， 粒子的质量小，速度必然大，在垂直于电场方向上的位移大，即轨道为 粒子(3)根据电荷数与质量数守恒可得 C Be He.146 104 42(4)由动量守恒可得： v2v1 m1m2 104 52又 Ek mv2 pv12 12所以 .Ek2Ek1 v2v1 52答案：(1) 粒子 (2) (3) C Be He146 104 42(4)52151930 年科学家发现钋放出的射线贯穿能力极强，它甚至能穿透几厘米厚的铅板，1932
27、年，英国年轻物理学家查德威克用这种未知射线分别轰击氢原子和氮原子，结果打出一些氢核和氮核若未知射线均与静止的氢核和氮核正碰，测出被打出的氢核最大速度为 vH3.510 7 m/s，被打出的氮核的最大速度 vN4.710 6 m/s，假定正碰时无机械能损失，设未知射线中粒子质量为 m，初速度为 v，质子的质量为 m.9(1)推导被打出的氢核和氮核的速度表达式；(2)根据上述数据，推算出未知射线中粒子的质量 m 与质子的质量 m之比(已知氮核质量为氢核质量的 14 倍)解析：(1)碰撞满足动量守恒和机械能守恒，与氢核碰撞时有mv mv1 mHvH， mv2 mv mHv12 12 21 12 2H
28、解之得 vH v，同理可得 vN v.2mm mH 2mm mN(2)由上面可得 ，代入数据得 1.0165.vHvN m mNm mH mm mmH答案：(1) vH v， vN v2mm mH 2mm mN(2)1.0165【作业布置】理解课文、做好问题与练习【课后反思】195 核力和结合能【学习目标】1.知道核力是只存在于相邻核子间的短程强相互作用力2会根据质量数守恒和电荷数守恒写出核反应方程3认识原子核的结合能，并能根据质量亏损利用质能方程计算结合能【重点难点】：1.对爱因斯坦质能方程的理解2原子核的结合能的计算【易错问题】：误认为在核反应中质量与能量发生了相互转化【自主学习】一、核力
29、与四种基本相互作用1核力：原子核里的_间存在着相互作用的核力，_把核子紧紧地束缚在核内，形成稳定的原子核2核力特点：(1)核力是_相互作用的一种表现，在它的作用范围内，核力比库仑力大得多(2)核力是_，作用范围在_之内(3)每个核子只跟_的核子发生核力作用，这也称为核力的_3基本相互作用：(1)长程力：一种是_，另一种是_(2)短程力：一种是_，另一种是_弱力是引起 衰变的原因二、原子核中质子与中子的比例自然界中较轻的原子核，质子数与中子数_，但对于较重的原子核，中子数_质子数，越重的元素，两者相差_三、结合能原子核是核子结合在一起构成的，要把它们分开，也需要能量，这就是原子核的结合10能结合
30、能并不是由于核子结合成原子核而具有的能量，而是为把核子分开而需要的能量四、质量亏损1爱因斯坦质能方程_.(1)物体具有的能量与它的质量成正比，物体的能量增大了，质量也_；能量减小，质量也_(2)任何质量为 m 的物体都具有大小相当于 _的能量(3)在国际单位制中 E、m、c 的单位分别取_、_、_(4)由 Emc2 得 E_，E 对应着 m 质量的能量2质量亏损：原子核的质量_组成它的核子的质量之和的现象【基础达标】1(2009 年高考浙江卷)氦原子核由两个质子与两个中子组成，这两个质子之间存在着万有引力、库仑力和核力，则 3 种力从大到小的排列顺序是( )A核力、万有引力、库仑力B万有引力、
31、库仑力、核力C库仑力、核力、万有引力D核力、库仑力、万有引力解析：选 D.核力是强相互作用力，氦原子核内的 2 个质子是靠核力结合在一起的，可见核力远大于库仑力；微观粒子的质量非常小，万有引力小于库仑力故 D 选项正确2核子结合成原子核或原子核分解为核子时，都伴随着巨大的能量变化，这是因为( )A原子核带正电，电子带负电，电荷间存在很大的库仑力B核子具有质量且相距很近，存在很大的万有引力C核子间存在着强大的核力D核子间存在着复杂的电磁力解析：选 C.核力是短程力，由于核力很强大，所以将核子拆开需要大量的能量克服核力做功相反，若核子结合成原子核，则放出大量的能量，所以选项 C 正确3对公式 E
32、mc2，下列说法中正确的是( )A能量可以转化为质量B质量可以转化为能量C能量的转化与质量的转化是成比例的D在核反应中，能量与质量都不守恒解析：选 C.方程 E mc2中只说明质量亏损与释放核能这两种现象间的数值关系，并不能说明质量和能量可以相互转化，故 A、B 错，C 正确，在核反应中遵循质量和能量守恒定律，故 D 错4用质子轰击锂核( Li)生成两个 粒子，以此进行有名的验证爱因斯坦质能方73程的实验已知质子的初动能是 0.6 MeV，质子、 粒子和锂核的质量分别是 1.0073 u、4.0015 u 和 7.0160 u已知 1 u 相当于 931.5 MeV，则下列叙述中正确的是( )
33、A此反应过程质量减少 0.0103 uB生成的两个 粒子的动能之和是 18.3 MeV，与实验相符C核反应中释放的能量是 18.9 MeV，与实验相符11D若生成的两个 粒子的动能之和是 19.5 MeV，与实验相符解析：选 CD.可先求得质量亏损，再由质能方程计算出核反应所释放出的能量，并进行逐项判定5一个锂核( Li)受到一个质子的轰击，变成两个 粒子已知一个氢原子核的73质量是 1.67361027 kg，一个锂核的质量是 11.65051027 kg，一个氦核的质量是6.64661027 kg.(1)试写出这一过程的核反应方程；(2)计算这一过程中的质量亏损；(3)计算这一过程中所释放
34、的核能解析：(1)这一过程的核反应方程为：Li H2 He73 1 42(2)质量亏损 m mLi mH2 m11.650510 27 kg1.673610 27 kg26.646610 27 kg3.0910 29 kg(3)释放核能 E mc23.0910 29 (3108)2J2.78110 12 J.答案：见解析【能力提升】1关于结合能，下列说法中正确的有( )A核子结合成原子核时，需吸收的能量B核子结合成原子核时，能放出的能量C不同的核子结合成原子核时，所需吸收的能量相同D使一个氘核分解成一个中子和一个质子时，吸收的能量是一个恒定值答案：BD2关于爱因斯坦质能方程的下列看法中正确的是
35、( )A E mc2中的 E 是物体以光速运动的动能B E mc2是物体的核能C E mc2反映了一定的质量与一定的能量有相当的关系D E mc2表示发生的质量亏损 m 变为能量放出去答案：CD3某核反应方程为 H H HeX.已知 H 的质量为 2.0136 u， H 的质量为21 31 42 21 313.0180 u， He 的质量为 4.0026 u，X 的质量为 1.0087 u则下列说法中正确的是( )42AX 是质子，该反应释放能量BX 是中子，该反应释放能量CX 是质子，该反应吸收能量DX 是中子，该反应吸收能量解析：选 B.设 X 的质量数为 a，核电荷数为 b，则由质量数守
36、恒和电荷数守恒知：234 a,112 b.所以 a1， b0，故 X 为中子核反应方程的质量亏损为 m(2.0136 u3.0180 u)(4.0026 u1.0087 u) 0.0203 u，由此可知，该反应释放能量4质子的质量为 mp，中子的质量为 mn，它们结合成质量为 m 的氘核，放出的能量应为( )A( mp mn m)c2B( mp mn)c2C mc2D( m mp)c2解析：选 A.质量亏损为 m mp mn m，由质能方程得： E mc2( mp mn m)12c2，故 A 正确5下列说法中正确的是( )A爱因斯坦质能方程反映了物体质量就是能量，它们之间可以互相转化B由 E
37、mc2可知，能量与质量之间存在着正比关系，可以用物体的质量作为它所蕴含能量的量度C核反应中发现的“质量亏损”是消失的质量转化成的D因在核反应中产生能量，有质量的转化，所以系统只有质量数守恒，系统的总能量和总质量并不守恒解析：选 B.E mc2说明能量与质量之间存在着联系，即能量与质量之间存在着正比关系，并不是说明了能量与质量之间存在相互转化的关系，故 A 项错误，而 B 项正确核反应中的“质量亏损”并不是质量消失，实验上是从静止的质量变成运动的质量，并不是质量转变为能量，故 C 项错误在核反应中，质量守恒，能量也守恒，在核反应前后只是能量的存在方式不同，总能量不变，在核反应前后只是物质由静质量
38、变为动质量，故 D 错误6(2010 年北京西城区抽样)为了直接验证爱因斯坦狭义相对论中著名的质能方程E mc2，科学家用中子轰击硫原子，分别测出原子捕获中子前后质量的变化以及核反应过程中放出的能量，然后进行比较，精确验证了质能方程的正确性设捕获中子前的原子质量为 m1，捕获中子后的原子质量为 m2，被捕获的中子质量为 m3，核反应过程放出的能量为 E，则这一实验需验证的关系式是( )A E( m1 m2 m3)c2B E( m1 m3 m2)c2C E( m2 m1 m3)c2D E( m2 m1 m3)c2解析：选 B.反应前的质量总和为 m1 m3，质量亏损 m m1 m3 m2，核反应
39、释放的能量 E( m1 m3 m2)c2，选项 B 正确7中子 n、质子 p、氘核 D 的质量分别为 mn、 mp、 mD.现用光子能量为 E 的 射线照射静止氘核使之分解，反应方程为Dpn.若分解后的中子、质子的动能可视为相等，则中子的动能是( )A. (mD mp mn)c2 E12B. (mp mn mD)c2 E12C. (mD mp mn)c2 E12D. (mp mn mD)c2 E12解析：选 C.核反应因质量亏损释放的的核能 E( mD mp mn)c2，再加上原光子的能量也转化成动能，又两个粒子动能相等，所以有： Ek ，选项 C 正确 E E28中子和质子结合成氘核时，质量
40、亏损为 m，相应的能量 E mc22.2 MeV是氘核的结合能下列说法正确的是( )A用能量小于 2.2 MeV 的光子照射静止氘核时，氘核不能分解为一个质子和一个中子B用能量等于 2.2 MeV 的光子照射静止氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和为零13C用能量大于 2.2 MeV 的光子照射静止氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和为零D用能量大于 2.2 MeV 的光子照射静止氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和不为零解析：选 AD.根据核的结合能概念，核子结合成核所释放的核能与逆过程所需要的能量相等，A、D 正确根据动量守恒定律
41、，用光子照射静止氘核时总动量不为零， Ek，故照射后总动能不为零，B、C 错p22m9氘核和氚核聚变时的核反应方程为 H H He n.已知 H 的平均结合能是21 31 42 10 312.78 MeV， H 的平均结合能是 1.09 MeV， He 的平均结合能是 7.03 MeV，试计算核反21 42应时释放的能量解析：聚变反应前氘核和氚核的总结合能E1(1.0922.783) MeV10.52 MeV，反应后生成的氦核的结合能E27.034 MeV28.12 MeV.由于单个核子无结合能，所以聚变过程释放出的能量 E E2 E1(28.1210.52) MeV17.6 MeV.答案：1
42、7.6 MeV10已知 Po 原子核质量为 209.98287u， Pb 原子核的质量为 205.97446 21084 20682u， He 原子核的质量为 4.00260u，静止的 Po 核在 衰变中放出 粒子后变成42 21084Pb，求：20682(1)在衰变过程中释放的能量；(2) 粒子从 Po 核中射出时的动能；(3)反冲核的动能(已知 1 u931.5 MeV，且核反应释放的能量只转化为动能)解析：(1)衰变方程为 Po Pb He.21084 20682 42衰变过程中质量亏损为 m(209.98287205.974464.00260)u0.00581u.反应后释放的能量为 E
43、0.00581931.5 MeV5.412 MeV.(2)因衰变前、后动量守恒，则衰变后 粒子和铅核的动量大小相等、方向相反，而 p mv ，2mEk则 ，2m Ek 2mPbEkPb即 m Ek mPbEkPb，则 4Ek 206 EkPb，又因核反应释放的能量只转化为两者的动能，故Ek EkPb E5.412 MeV.由上式得 粒子从钋核中射出的动能Ek 5.31 MeV.(3)反冲核即铅核的动能 EkPb0.102 MeV.答案：(1)5.412 MeV (2)5.31 MeV (3)0.102 MeV【作业布置】理解课文、做好问题与练习【课后反思】14196 重核的裂变195 核力和结
44、合能195 核力和结合能【学习目标】1.知道什么是裂变、什么是聚变，了解裂变和聚变的特点2知道链式反应，并能计算裂变释放的核能3会写出聚变反应方程并能计算聚变释放的核能4了解基本粒子、夸克模型及宇宙的演化【重点难点】：裂变、聚变释放的核能的计算【易错问题】：对聚变比裂变反应释放的能量的大的说法认识不清【自主学习】一、核裂变1定义：重核分裂成质量较小的核，释放出核能的反应2链式反应：当一个_引起一个铀核裂变后，裂变中放出的中子再引起其他铀核裂变，且能不断继续下去，这种反应叫核裂变的链式反应典型反应方程：23 2U n 14 6Ba 8 6Kr3 n.59 10 45 93 103链式反应的条件：
45、发生裂变物质的体积大于等于_或裂变物质的质量大于等于临界质量二、核电站1工作原理现以压水式反应堆核电站为例，讨论电站的工作原理，压水式反应堆核电站包括：压水堆本体，由蒸汽发生器、称压器、主泵构成的一回路系统，二回路系统，汽轮发电机组以及为支持系统正常运行并保证反应堆安全而设置的辅助系统，回路系统是蒸汽供应系统，将反应堆释放的内能，由冷却剂带到蒸汽发生器中，产生蒸汽；二回路系统是蒸汽驱动汽轮发电机组进行发电的系统，与常规火电厂汽轮发电系统基本相同2核燃料：目前核电站反应堆以_为燃料3_是核电站的心脏，它是一种用人工控制链式反应的装置，可以使核能较平缓地释放出来，裂变反应堆的结构和工作原理。三、核聚变1定义：轻核结合成质量_的核的
