知識點一 原子核的組成1.質(zhì)子的發(fā)現(xiàn).(如圖所示)
2.中子的發(fā)現(xiàn).(如圖所示)
3.原子核的組成.由質(zhì)子和中子組成,它們統(tǒng)稱為核子.4.原子核的符號.
知識點二 核反應(yīng)方程1.定義:原子核在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生新的原子核的過程.2.原子核的人工轉(zhuǎn)變.1919年盧瑟福用α粒子轟擊氮原子核,產(chǎn)生了氧的一種同位素,同時產(chǎn)生一個質(zhì)子.
知識點三 核力及四種基本相互作用1.核力.原子核內(nèi)核子之間的相互作用力.2.核力的特點.(1)核力是強相互作用的一種表現(xiàn),在原子核內(nèi),核力比庫侖力大得多.(2)核力是短程力,作用范圍在2×10-15 m之內(nèi).3.四種基本相互作用.
知識點四 結(jié)合能1.結(jié)合能.原子核是核子憑借核力結(jié)合在一起構(gòu)成的,要把它們分開,也需要能量,這就是原子核的結(jié)合能.2.比結(jié)合能.原子核的結(jié)合能與核子數(shù)之比,稱作比結(jié)合能,也叫平均結(jié)合能.比結(jié)合能越大,表示原子核中核子結(jié)合得越牢固,原子核越穩(wěn)定.中等大小的核的比結(jié)合能最大、最穩(wěn)定.3.質(zhì)能方程.物體的能量與它們質(zhì)量的關(guān)系是:E=Δmc2.4.質(zhì)量虧損.原子核的質(zhì)量小于組成它的核子的質(zhì)量之和的現(xiàn)象.
3.(多選)下列關(guān)于結(jié)合能和比結(jié)合能的說法中,正確的有 (  )A.核子結(jié)合成原子核時放出能量B.原子核拆解成核子時要吸收能量C.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D.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
AB 解析:核子結(jié)合成原子核是放出能量,原子核拆解成核子是吸收能量,A、B正確;比結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定,但比結(jié)合能越大的原子核,其結(jié)合能不一定大,例如中等質(zhì)量原子核的比結(jié)合能比重核大,但由于核子數(shù)比重核少,其結(jié)合能比重核反而小,選項C、D錯誤.
2.基本關(guān)系.核電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)(Z)=元素的原子序數(shù)=核外電子數(shù),質(zhì)量數(shù)(A)=核子數(shù)=質(zhì)子數(shù)+中子數(shù).3.同位素:原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)決定了核外電子的數(shù)目,進而也決定了元素的化學(xué)性質(zhì).同種元素的原子,質(zhì)子數(shù)相同,核外電子數(shù)也相同,所以有相同的化學(xué)性質(zhì),但它們的中子數(shù)可能不同,所以它們的物理性質(zhì)不同.
解析:原子序數(shù)與核內(nèi)質(zhì)子數(shù)、核電荷數(shù)、中性原子的核外電子數(shù)都是相等的.原子核的質(zhì)量數(shù)等于核內(nèi)質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)之和.(1)鐳核中的質(zhì)子數(shù)等于原子序數(shù),故質(zhì)子數(shù)為88,中子數(shù)N等于原子核的質(zhì)量數(shù)A與質(zhì)子數(shù)Z之差.即N=A-Z=226-88=138.
原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)叫核電荷數(shù),而這些質(zhì)子所帶電荷量的總和才是原子核的電荷量.本題容易把核電荷數(shù)誤認(rèn)為是原子核的電荷量而造成錯解.
探究二 原子核的人工反應(yīng)及核反應(yīng)方程1.核反應(yīng)的條件.用α粒子、質(zhì)子、中子,甚至用γ光子轟擊原子核使原子核發(fā)生轉(zhuǎn)變.2.核反應(yīng)的實質(zhì).用粒子轟擊原子核并不是粒子與核碰撞將原子核打開,而是粒子打入原子核內(nèi)部使核發(fā)生了轉(zhuǎn)變.3.原子核人工轉(zhuǎn)變的三個典型核反應(yīng).(1)1919年盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng):
寫核反應(yīng)方程時應(yīng)注意以下三點(1)核反應(yīng)過程一般都是不可逆的,核反應(yīng)方程不能用等號連接,只能用單箭頭表示反應(yīng)方向.(2)核反應(yīng)方程應(yīng)以實驗事實為基礎(chǔ),不能憑空杜撰.(3)核反應(yīng)過程和衰變現(xiàn)象都遵循電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒.質(zhì)量數(shù)守恒不是質(zhì)量守恒,核反應(yīng)過程中一般會發(fā)生質(zhì)量的變化.
2.用中子轟擊鋁27,產(chǎn)生鈉24和X粒子,鈉24具有放射性,它衰變后變成鎂24,則X粒子和鈉的衰變過程分別是 (  )A.質(zhì)子、α衰變 B.電子、α衰變C.α粒子、β衰變 D.正電子、β衰變
3.如圖所示是原子核人工轉(zhuǎn)變實驗裝置示意圖,A是α粒子源,F(xiàn)是鋁箔,S是熒光屏,在容器中充入氮氣后,屏S上出現(xiàn)閃光,該閃光產(chǎn)生的原因是(  )
A.α粒子射到屏S上產(chǎn)生的B.粒子源中放出的γ射線射到屏上產(chǎn)生的C.α粒子轟擊鋁箔F上打出的某種粒子射到屏上產(chǎn)生的D.α粒子轟擊氮核后產(chǎn)生的某種粒子射到屏上產(chǎn)生的
D 解析:充入氮氣后,α粒子轟擊氮核產(chǎn)生質(zhì)子,質(zhì)子穿過鋁箔后射到熒光屏上,使熒光屏上出現(xiàn)閃光,故D正確.
探究三 對核力的理解1.核力的性質(zhì).(1)核力是四種基本相互作用中的強相互作用的一種表現(xiàn).(2)核力是短程力,約在10-15 m數(shù)量級時起作用.(3)核力具有飽和性.核子只對相鄰的少數(shù)核子產(chǎn)生較強的引力,而不是與核內(nèi)所有核子發(fā)生作用.(4)核力具有電荷無關(guān)性.核力與核子電荷無關(guān).2.原子核中質(zhì)子與中子的比例關(guān)系.(1)較輕的原子核質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)大致相等,但對于較重的原子核中子數(shù)大于質(zhì)子數(shù),越重的原子核,兩者相差越多.
(2)形成原因.①若質(zhì)子與中子成對地人工構(gòu)建原子核,隨原子核的增大,核子間的距離增大,核力和電磁力都會減小,但核力減小得更快.所以當(dāng)原子核增大到一定程度時,相距較遠(yuǎn)的質(zhì)子間的核力不足以平衡它們之間的庫侖力,這個原子核就不穩(wěn)定了.②若只增加中子,因為中子與其他核子沒有庫侖斥力,但有相互吸引的核力,所以有助于維系原子核的穩(wěn)定,所以穩(wěn)定的重原子核中子數(shù)要比質(zhì)子數(shù)多. ③由于核力的作用范圍是有限的,以及核力的飽和性,若再增大原子核,一些核子間的距離會大到其間根本沒有核力的作用,這時候再增加中子,形成的核也一定是不穩(wěn)定的.
【典例3】 關(guān)于原子核中質(zhì)子和中子的說法,正確的是(  )A.原子核中質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)一定相等B.穩(wěn)定的重原子核里,質(zhì)子數(shù)比中子數(shù)多C.原子核都是非常穩(wěn)定的D.由于核力的作用范圍是有限的,核力具有飽和性,不可能無節(jié)制地增大原子核而仍穩(wěn)定存在
D 解析:原子核中原子數(shù)和中子數(shù)不一定相等,質(zhì)量越大的原子核內(nèi)中子數(shù)比質(zhì)子數(shù)多得越多,故A、B錯誤;原子核可以發(fā)生衰變,故C錯誤;由核力作用特點可知,核子數(shù)越多的原子核越不穩(wěn)定,故D正確.
記憶核力特點技巧(1)核子包括質(zhì)子和中子,而中子不帶電,所以核力與電荷無關(guān).(2)原子核非常小,所以核力屬于短程力.(3)質(zhì)子間的核力比庫侖力大得多,屬于強相互作用力.
5.氦原子核由兩個質(zhì)子與兩個中子組成,兩個質(zhì)子之間存在著萬有引力、庫侖力和核力,則這三種力從大到小的排列順序是(  )A.核力、萬有引力、庫侖力B.萬有引力、庫侖力、核力C.庫侖力、核力、萬有引力D.核力、庫侖力、萬有引力
D 解析:由三種力的性質(zhì)和特點可知,核力>庫侖力>萬有引力,故D項正確.
6.對原子核的組成,下列說法正確的是 (  )A.核力可使一些中子組成原子核B.核力可使非常多的質(zhì)子組成原子核C.不存在只有質(zhì)子的原子核D.質(zhì)量較大的原子核內(nèi)一定有中子
7.(多選)對核力的認(rèn)識,下列說法正確的是 (  )A.任何核子之間均存在核力B.每個核子只跟鄰近的核子發(fā)生核力作用C.核力只存在于質(zhì)子之間D.核力是短程力
BD 解析:由核力的特點知道,只有相距1.5×10-15 m內(nèi)的核子之間存在核力,核力發(fā)生在相鄰核子之間.
探究四 對比結(jié)合能的理解1.比結(jié)合能曲線.不同原子核的比結(jié)合能隨質(zhì)量數(shù)的變化圖線如圖所示.
從圖中可看出,中等質(zhì)量原子核的比結(jié)合能最大,輕核和重核的比結(jié)合能都比中等質(zhì)量的原子核要?。?br/>2.比結(jié)合能與原子核穩(wěn)定性的關(guān)系.(1)比結(jié)合能的大小能夠反映原子核的穩(wěn)定程度,比結(jié)合能越大,原子核就越難拆開,表示該核越穩(wěn)定.(2)核子數(shù)較小的輕核與核子數(shù)較大的重核,比結(jié)合能都比較小,表示原子核不太穩(wěn)定;中等質(zhì)量大小的核比結(jié)合能較大,表示原子核較穩(wěn)定.(3)當(dāng)比結(jié)合能較小的原子核轉(zhuǎn)化成比結(jié)合能較大的原子核時,就可釋放核能.例如,一個核子數(shù)較大的重核分裂成兩個核子數(shù)小一些的核,或者兩個核子數(shù)很小的輕核結(jié)合成一個核子數(shù)大一些的核,都能釋放出巨大的核能.
【典例4】 如圖所示是描述原子核核子的平均質(zhì)量m與原子序數(shù)Z的關(guān)系曲線,由圖可知下列說法正確的是(  )
A.將原子核A分解為原子核B、C可能吸收能量B.將原子核D、E結(jié)合成原子核F可能吸收能量C.將原子核A分解為原子核B、F一定釋放能量D.將原子核F、C結(jié)合成原子核B一定釋放能量
C 解析:因B、C核子平均質(zhì)量小于A的核子平均質(zhì)量,故A分解為B、C時,出現(xiàn)質(zhì)量虧損,故放出核能,故A錯誤;同理可得B、D錯誤,C正確.
結(jié)合能的應(yīng)用技巧(1)組成原子核的核子越多,結(jié)合能越大.(2)結(jié)合能與核子個數(shù)之比稱為比結(jié)合能,比結(jié)合能越大原子核越穩(wěn)定.(3)結(jié)合能通常只用在原子核中.
8.(多選)對結(jié)合能、比結(jié)合能的認(rèn)識,下列說法正確的是(  )A.核子結(jié)合為原子核時,一定釋放能量B.核子結(jié)合為原子核時,可能吸收能量C.結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定D.比結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定
AD 解析:由自由核子結(jié)合成原子核的過程中,核力做正功,釋放出能量,反之,將原子核分開變?yōu)樽杂珊俗?,它需要吸收相?yīng)的能量,該能量即為結(jié)合能,故A正確,B錯誤;組成原子核的核子越多,它的結(jié)合能越大,但它的比結(jié)合能不一定大,比結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定,故C錯誤,D正確.
9.下列關(guān)于結(jié)合能和平均結(jié)合能的說法正確的是 (  )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.平均結(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)合能和平均結(jié)合能都大D.中等質(zhì)量原子核的結(jié)合能和平均結(jié)合能均比輕核的要大
D 解析:核子結(jié)合成原子核放出的能量或原子核拆解成核子吸收的能量稱為結(jié)合能,故A錯誤;平均結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定,它的結(jié)合能還和核子的數(shù)量有關(guān),故B錯誤;重核與中等質(zhì)量原子核相比較,重核的結(jié)合能大,重核的平均結(jié)合能比中等核的小,故C錯誤;中等質(zhì)量原子核的平均結(jié)合能和結(jié)合能比輕核的都大,故D正確.
10.一個中子與某原子核發(fā)生核反應(yīng),生成一個氘核,其核反應(yīng)方程式為______________________.該反應(yīng)放出的能量為Q,則氘核的比結(jié)合能為________.
探究五 能量與質(zhì)量的關(guān)系1.質(zhì)量虧損.所謂質(zhì)量虧損,并不是質(zhì)量消失,減少的質(zhì)量在核子結(jié)合成原子核的過程中以能量的形式輻射出去了.反過來,把原子核分裂成核子,總質(zhì)量要增加,總能量也要增加,增加的能量要由外部供給.總之,物體的能量和質(zhì)量之間存在著密切的聯(lián)系,它們之間的關(guān)系就是E=mc2.
2.能量與質(zhì)量的關(guān)系——質(zhì)能方程E=mc2.(1)質(zhì)能方程說明,一定的質(zhì)量總是跟一定的能量相聯(lián)系的.具體地說,一定質(zhì)量的物體所具有的總能量是一定的,等于光速的平方與其質(zhì)量之積,這里所說的總能量,不是單指物體的動能、核能或其他哪一種能量,而是物體所具有的各種能量的總和.(2)根據(jù)質(zhì)能方程,物體的總能量與其質(zhì)量成正比.物體質(zhì)量增加,則總能量隨之增加;質(zhì)量減少,總能量也隨之減少.這時質(zhì)能方程也寫作ΔE=Δmc2.(3)質(zhì)能方程的本質(zhì):①質(zhì)量或能量是物質(zhì)的屬性之一,決不能把物質(zhì)和它們的某一屬性(質(zhì)量和能量)等同起來;
②質(zhì)能方程揭示了質(zhì)量和能量的不可分割性,方程建立了這兩個屬性在數(shù)值上的關(guān)系,這兩個量分別遵守質(zhì)量守恒和能量守恒,質(zhì)量和能量在數(shù)值上的聯(lián)系決不等于這兩個量可以相互轉(zhuǎn)化;③質(zhì)量虧損不是否定了質(zhì)量守恒定律,根據(jù)愛因斯坦的相對論,輻射出的γ光子靜質(zhì)量雖然為零,但它有動質(zhì)量,而且這個動質(zhì)量剛好等于虧損的質(zhì)量,所以質(zhì)量守恒、能量守恒仍成立.3.核能的計算方法.根據(jù)質(zhì)量虧損計算:(1)根據(jù)核反應(yīng)方程,計算核反應(yīng)前和核反應(yīng)后的質(zhì)量虧損Δm.(2)根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程ΔE=Δmc2計算核能.其中Δm的單位是千克,ΔE的單位是焦耳.
4.判斷核反應(yīng)過程是釋放能量還是吸收能量的方法.(1)根據(jù)反應(yīng)前后質(zhì)量的變化情況進行判斷.若質(zhì)量減少即發(fā)生了質(zhì)量虧損,則釋放能量;若質(zhì)量增加,則吸收能量.(2)根據(jù)動能變化判斷,若不吸收光子而動能增加則放出能量.
核能的兩種單位換算技巧(1)若以kg為質(zhì)量虧損Δm的單位,則計算時應(yīng)用公式ΔE=Δmc2.(2)若以原子質(zhì)量單位“u”為質(zhì)量虧損單位,則ΔE=Δm×931.5 MeV.(3)兩種方法計算的核能的單位分別為“J”和“MeV”,1 MeV=1×106×1.6×10-19 J=1.6×10-13 J.
11.下列說法中正確的是(  )A.愛因斯坦質(zhì)能方程反映了物體的質(zhì)量就是能量,它們之間可以相互轉(zhuǎn)化B.由E=mc2可知,能量與質(zhì)量之間存在著正比關(guān)系C.核反應(yīng)中發(fā)現(xiàn)的“質(zhì)量虧損”是消失的質(zhì)量轉(zhuǎn)變成為能量D.因在核反應(yīng)中能產(chǎn)生能量,且有質(zhì)量的轉(zhuǎn)化,所以系統(tǒng)只有質(zhì)量數(shù)守恒,系統(tǒng)的總能量和總質(zhì)量并不守恒
B 解析:E=mc2說明能量和質(zhì)量之間存在著聯(lián)系,即能量與質(zhì)量之間存在著正比關(guān)系,并不是說明能量和質(zhì)量之間存在相互轉(zhuǎn)化的關(guān)系,A錯誤,B正確;核反應(yīng)中的“質(zhì)量虧損”并不是質(zhì)量消失,實際上是由靜止的質(zhì)量變成運動的質(zhì)量,并不是質(zhì)量轉(zhuǎn)變成能量,C錯誤;在核反應(yīng)中,質(zhì)量守恒,能量也守恒,在核反應(yīng)前后只是能量的存在方式不同,總能量不變,在核反應(yīng)前后只是物質(zhì)的質(zhì)量由靜質(zhì)量變成動質(zhì)量,D錯誤.
12.取質(zhì)子的質(zhì)量mp=1.672 6×10-27 kg,中子的質(zhì)量mn=1.674 9×10-27 kg,α粒子的質(zhì)量mα=6.646 7×10-27 kg,光速c=3.0×108 m/s.請計算α粒子的結(jié)合能.(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
解析:組成α粒子的核子與α粒子的質(zhì)量差Δm=(2mp+2mn)-mα,又結(jié)合能ΔE=Δmc2,代入數(shù)據(jù)得ΔE=4.3×10-12 J.
答案:4.3×10-12 J

相關(guān)課件

粵教版 (2019)選擇性必修 第三冊第三節(jié) 核力與核反應(yīng)方程授課ppt課件:

這是一份粵教版 (2019)選擇性必修 第三冊第三節(jié) 核力與核反應(yīng)方程授課ppt課件,共60頁。PPT課件主要包含了課前·自主預(yù)習(xí),原子核的組成,盧瑟福,不帶電,質(zhì)量數(shù),質(zhì)子數(shù),中子數(shù),微思考,答案B,核反應(yīng)方程等內(nèi)容,歡迎下載使用。

物理粵教版 (2019)第五章 原子與原子核第三節(jié) 核力與核反應(yīng)方程多媒體教學(xué)課件ppt:

這是一份物理粵教版 (2019)第五章 原子與原子核第三節(jié) 核力與核反應(yīng)方程多媒體教學(xué)課件ppt,共60頁。PPT課件主要包含了課前?自主預(yù)習(xí),盧瑟福,不帶電,質(zhì)量數(shù),質(zhì)子數(shù),中子數(shù),微思考,答案B,強相互作用,5×10-15等內(nèi)容,歡迎下載使用。

粵教版 (2019)選擇性必修 第三冊第三節(jié) 核力與核反應(yīng)方程一等獎?wù)n件ppt:

這是一份粵教版 (2019)選擇性必修 第三冊第三節(jié) 核力與核反應(yīng)方程一等獎?wù)n件ppt,共32頁。PPT課件主要包含了學(xué)習(xí)目標(biāo),湯姆孫棗糕模型,盧瑟福核式結(jié)構(gòu)模型,玻爾氫原子模型,一原子核的組成,質(zhì)子的發(fā)現(xiàn),中子的發(fā)現(xiàn),原子核的組成,核反應(yīng)方程,原子核衰變的本質(zhì)等內(nèi)容,歡迎下載使用。

英語朗讀寶

相關(guān)課件 更多

高中物理第五章 原子與原子核第三節(jié) 核力與核反應(yīng)方程優(yōu)質(zhì)課ppt課件

高中物理第五章 原子與原子核第三節(jié) 核力與核反應(yīng)方程優(yōu)質(zhì)課ppt課件

物理選擇性必修 第三冊第五章 原子與原子核第三節(jié) 核力與核反應(yīng)方程優(yōu)質(zhì)ppt課件

物理選擇性必修 第三冊第五章 原子與原子核第三節(jié) 核力與核反應(yīng)方程優(yōu)質(zhì)ppt課件

高中物理粵教版 (2019)選擇性必修 第三冊第三節(jié) 核力與核反應(yīng)方程示范課ppt課件

高中物理粵教版 (2019)選擇性必修 第三冊第三節(jié) 核力與核反應(yīng)方程示范課ppt課件

高中物理粵教版 (2019)選擇性必修 第三冊第三節(jié) 核力與核反應(yīng)方程多媒體教學(xué)ppt課件

高中物理粵教版 (2019)選擇性必修 第三冊第三節(jié) 核力與核反應(yīng)方程多媒體教學(xué)ppt課件

資料下載及使用幫助
版權(quán)申訴
版權(quán)申訴
若您為此資料的原創(chuàng)作者,認(rèn)為該資料內(nèi)容侵犯了您的知識產(chǎn)權(quán),請掃碼添加我們的相關(guān)工作人員,我們盡可能的保護您的合法權(quán)益。
入駐教習(xí)網(wǎng),可獲得資源免費推廣曝光,還可獲得多重現(xiàn)金獎勵,申請 精品資源制作, 工作室入駐。
版權(quán)申訴二維碼
高中物理粵教版 (2019)選擇性必修 第三冊電子課本

第三節(jié) 核力與核反應(yīng)方程

版本: 粵教版 (2019)

年級: 選擇性必修 第三冊

切換課文
  • 課件
  • 教案
  • 試卷
  • 學(xué)案
  • 更多
所有DOC左下方推薦
歡迎來到教習(xí)網(wǎng)
  • 900萬優(yōu)選資源,讓備課更輕松
  • 600萬優(yōu)選試題,支持自由組卷
  • 高質(zhì)量可編輯,日均更新2000+
  • 百萬教師選擇,專業(yè)更值得信賴
微信掃碼注冊
qrcode
二維碼已過期
刷新

微信掃碼,快速注冊

手機號注冊
手機號碼

手機號格式錯誤

手機驗證碼 獲取驗證碼

手機驗證碼已經(jīng)成功發(fā)送,5分鐘內(nèi)有效

設(shè)置密碼

6-20個字符,數(shù)字、字母或符號

注冊即視為同意教習(xí)網(wǎng)「注冊協(xié)議」「隱私條款」
QQ注冊
手機號注冊
微信注冊

注冊成功

返回
頂部