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1、第四章 原子核 一、知识点总结1、放射线的现象：1896年贝克勒尔发现放射性，在他的建议下，玛丽居里和皮埃尔居里经过研究发现了新元素钋和镭。贝克勒耳发现天然放射现象，使人们认识到原子核也有复杂结构，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有放射性，原子序数小于83的天然存在的元素有些也具有放射性，它们放射出来的射线共有三种：射线、射线、射线。放射性的发现揭示了原子核结构的复杂性。放射线：物质放射出射线的性质放射线元素：具有放射性的元素天然放射性元素：能自发地放出射线的元素2、原子核的组成（1）.1919年卢瑟福用粒子轰击氮原子核发
2、现质子即氢原子核。核反应方程_ 。 （2）.卢瑟福预想到原子内存在质量跟质子差不多的不带电的中性粒子，即中子。查德威克经过研究，证明：用天射线轰击铍时，会产生一种看不见的、能量较高的、贯穿能力很强（10-20厘米的铅板）的不带电粒子，用其轰击石蜡时，竟能从石蜡中打出质子，此贯穿能力极强的射线即为设想中的中子。核反应方程_ _。（3）.质子和中子统称核子，原子核的电荷数(Z)等于其质子数，原子核的质量数(A)等于其质子数与中子数(A-Z)的和。具有相同质子数的原子属于同一种元素；具有相同的质子数和不同的中子数的原子互称同位素。原子核的电荷数=质子数=核外电子数=原子序数，原子核的质量数=核子数=
3、质子数+中子数。3、放射性物体放出的射线常见的有三种：射线、射线和射线。 射线：带正电，是氦核(He)流，速度约为光速的十分之一，具有很高的动能，贯穿本领小，电离作用强；射线：带负电，是高速的电子流，速度可达光速99，穿透本领较强，能穿透几毫米的铝板，电离作用较弱；射线：不带电，是高能光子流，波长极短的电磁波，贯穿本领最强，能穿透几厘米铅板，电离作用最小。4、原子核的衰变 半衰期（1）.我们把一种元素经过放射过程变成另一种元素的现象，称为原子核的衰变。在衰变时电荷数和质量数都是守恒的。（注意：质量并不守恒。）射线是伴随射线或射线产生的，没有单独的衰变。（衰变：衰变或衰变后产生的新核往往处于高能
4、级，这时候它要向低能级跃迁，并辐射光子。）衰变举例 ；衰变举例 。（2）.半衰期T1/2：放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间。不同的放射线元素都有一定的半衰期，不同的放射性元素半衰期不同，甚至差别非常大。放射性元素衰变的快慢（即半衰期）是由核内部本身的因素决定，与原子所处的物理状态或化学状态无关，它是对大量原子的统计规律。半衰期越大，放射线元素衰变得越慢。m= 。（3）平均寿命5、放射性的应用与防护 放射性同位素（1）同位素：具有相同质子数而中子数不同的原子，在元素周期表中处于同一位置，因而互称同位素。同位素原子序数相同，质量数不同。（2）放射性同位素：具有放射性的同位素，叫做放射性同
5、位素。（3）放射性同位素的应用：a、利用它的射线（探伤、和射线的电离作用、物理和化学效应）；b、做示踪原子；c、半衰期的应用（地质、考古）（4）放射性同位素的防护：过量的射线对人体组织有破坏作用，这些破坏往往是对细胞核的破坏，因此，在使用放射性同位素时，必须注意人身安全，同时要放射性物质对空气、水源等的破坏。辐射防护的基本方法有时间防护，距离防护，屏蔽防护。射线（一张厚纸）、射线（一定厚度的有机玻璃）、射线（铅板）可以用实物挡住。5、核力与结合能（1）核力：组成原子核的核子之间有很强的相互作用力，使核子能够克服库仑斥力而紧密地结合在一起，这种力称为核力。核力变现为核子之间的引力，特点：核力与核
6、子是否带电无关短程力，其作用范围为，只有相邻的核子间才发生作用。（2）重核与轻核：排在元素周期表比较靠后的元素对应的原子核叫重核，排在比较靠前的叫轻核。轻核一般中子数和质子数相同，重核的中子数大于质子数。重核的中子数大于质子数的原因：中子有核吸引力，没有电排斥力，从而缓和质子之间排斥力的影响。质子越多，就需要更多中子来保持原子核的稳定。（3）结合能：由于核子间存在着强大的核力，所以核子结合成原子核（例_）或原子核分解为核子（例_ _）时，都伴随着巨大的能量变化。核子结合为原子核时释放的能量或原子核分解为核子时吸收的能量叫原子核的结合能，亦称核能。（4）平均结合能：原子核的结合能与核子数之比称为
7、该原子核的平均结合能。它反映一个原子核结合的紧密程度，平均结合能越大，核越稳定。中等质量的原子核（A=56，Fe元素）平均结合能最大。6、质量亏损 爱因斯坦质能方程质量亏损：核子结合生成原子核，所生成的原子核的质量比生成它的核子的总质量要小些，这种现象叫做质量亏损。爱因斯坦在相对论中得出物体的质量和能量间的关系式_，就是著名的质能联系方程，简称质能方程。1u=_kg相当于_MeV（此结论在计算中可直接应用）。7、原子核的人工转变原子核在其他粒子的轰击下产生新核的过程，称为核反应（原子核的人工转变）。在核反应中电荷数和质量数都是守恒的。 举例：（1）如粒子轰击氮原子核发现质子，核反应方程： （2
8、）1934年，约里奥居里和伊丽芙居里夫妇在用粒子轰击铝箔时，除探测到预料中的中子外，还探测到了正电子。核反应方程_ _这是第一次用人工方法得到放射性同位素。8、重核的裂变 轻核的聚变（1）凡是释放核能的核反应都有质量亏损。核子组成不同的原子核时，平均每个核子的质量亏损是不同的，所以各种原子核中核子的平均质量不同。核子平均质量小的原子核，每个核子平均释放的核能多。核子结合成铁原子核释放的平均结合能最多，每个核子亏损的质量最大，铁原子中核子的平均质量最小，所以铁原子核最稳定。凡是由平均质量大的核，生成平均质量小的核的核反应都是释放核能的。（2）1938年德国化学家哈恩和斯特拉斯曼发现重核裂变，即一
9、个重核在俘获一个中子后，分裂成几个中等质量的核的反应过程,这发现为核能的利用开辟了道路。铀核裂变的核反应方程_ _。（3）由于中子的增殖使裂变反应能持续地进行的过程称为链式反应。为使其容易发生，最好使用纯铀235。因为原子核非常小，如果铀块的体积不够大，中子从铀块中通过时，可能还没有碰到铀核就跑到铀块外面去了，因此存在能够发生链式反应的铀块的最小体积，即临界体积。发生链式反应的条件是裂变物的体积大于临界体积，并有中子进入。应用有原子弹、核反应堆。（4）、轻核结合成质量较大的核叫聚变。（例： _）发生聚变的条件是：超高温（几百万度以上），因此聚变又叫热核反应。 太阳的能量产生于热核反应。可以用原
10、子弹来引起热核反应。应用有氢弹、可控热核反应。二、巩固练习1、（2011海南） 2011年3月11日，日本发生九级大地震，造成福岛核电站的核泄漏事故。在泄露的污染物中含有131I和137Cs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，有两个能分别反映131I和137Cs衰变过程，它们分别是_和_（填入正确选项前的字母）。131I和137Cs原子核中的中子数分别是_和_。 B C 78 82A.X1 B.X2 C.X3 D.X42、（2011天津） 下列能揭示原子具有核式结构的实验是 CA光电效应实验 B伦琴射线的发现C粒子散射实验D氢原子光谱的发现3、（2011
11、山东） 碘131核不稳定，会发生衰变，其半衰变期为8天。碘131核的衰变方程： （衰变后的元素用X表示）。经过_天 75%的碘131核发生了衰变。4、（2011上海） 天然放射性元素放出的三种射线的穿透能力实验结果如图所示，由此可推知A 来自于原子核外的电子B 的电离作用最强，是一种电磁波C 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5、（2011北京） 表示放射性元素碘131（）衰变的方程是 BA B C D6、（2010全国卷14） 原子核经放射性衰变变为原子核，继而经放射性衰变变为原子核，再经放射性衰变变为原子核。放射性衰变、和依次为 AA衰变、衰变和衰变 B
12、衰变、衰变和衰变C衰变、衰变和衰变 D衰变、衰变和衰变7、（2010天津2） 下列关于原子和原子核的说法正确的是 BA衰变现象说明电子是原子核的组成部分 B波尔理论的假设之一是原子能量的量子化C放射性元素的半衰期随温度的升高而变短 D比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固8、（2010全国卷14） 原子核与氘核反应生成一个粒子和一个质子。由此可知 DAA=2，Z=1 B. A=2，Z=2 C. A=3，Z=3 D. A=3，Z=29、2010北京15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41026 J，根据爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟减少的质量最接近
13、DA.1036 kgB.1018 kgC.1013 kgD.109 kg10、2010上海物理4现已建成的核电站的能量来自于 C（A）天然放射性元素衰变放出的能量 （B）人工放射性同位素放出的的能量（C）重核裂变放出的能量 （D）化学反应放出的能量11、2010上海物理4某放射性元素经过11.4天有的原子核发生了衰变，该元素的半衰期为 D（A）11.4天 （B）7.6天 （C）5. 7天 （D）3.8天12、2010福建29（1）测年法是利用衰变规律对古生物进行年代测定的方法。若以横坐标t表示时间，纵坐标m表示任意时刻的质量，为t0时的质量。下面四幅图中能正确反映衰变规律的是 。（填选项前的字
14、母）13、（09北京14）下列现象中，与原子核内部变化有关的是 （ ） BA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14、（09上海物理1）放射性元素衰变时放出三种射线，按穿透能力由强到弱的排列顺序是（ ）Aa射线，b射线，g射线Bg射线，b射线，a射线，Cg射线，a射线，b射线Db射线，a射线，g射线15、09广东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 B16、（09
15、天津6）下列说法正确的是 （ ） BDA. 是衰变方程 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 17、（09浙江15）氮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、库伦力和核力，则3种力从大到小的排列顺序是 （ ） DA核力、万有引力、库伦力 B万有引力、库伦力、核力C库伦力、核力、万有引力 D核力、库伦力、万有引力18、（09山东物理38） 历史上第一次利用加速器实现的核反应，是用加速后动能为0.5MeV的质子H轰击静止的X，生成两个动能均为8.9MeV的He.（1MeV=1.6-13J）上述核反应方程为_。 质量亏损为_kg。19、（08广东)铝箔被粒子轰击后发生了以下核反应：.下列判断正确的是 BDA是质子 B是中子CX是的同位素 DX是的同位素20、（05辽宁）如图，放射源放在铅块上的细孔中，铅块上方有匀强磁场，磁场方向度垂直于纸面向外。已知放射源放出的射线有、三种。下列判断正确的是（ ） BA甲是射线，乙是射线，丙是射线B甲是射线，乙是射线，丙是射线C甲是射线，乙是射线，丙是射线D甲是射线，乙是射线，丙是射线4