高考物理一轮复习 第16章第2讲 放射性元素的衰变 核能课件 鲁科.ppt

2021/8/11 星期三11天然放射现象(1)天然放射现象：发现天然放射现象揭开了人类研究原子核结构的序幕通过对无数放射现象的研究，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有放射性，它们放射出来的射线共有3种贝可勒尔贝可勒尔2021/8/11 星期三2(2)3种射线：射线：速度为光速1/10的，贯穿作用 ，电离作用射线：速度约为光速99%的，贯穿作用 ，电离作用射线：速度为光速的(波长极短的电磁波)，贯穿作用，电离作用氦核流氦核流弱弱很强很强电子流电子流很强很强较弱较弱光子流光子流最强最强很弱很弱2021/8/11 星期三3子核反应遵守和 守恒3原子核的衰变(1)原子核自发地放出某种粒子而转变为新核的变化有衰变、衰变和衰变质量数质量数电荷数电荷数2021/8/11 星期三4(2)半衰期：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间半衰期由放射性元素的原子核内部本身的因素决定，跟原子所处的或无关4核能(1)核力：核子之间的作用力(2)核能：由于原子核中的核子间存在强大的核力，使得原子核成为一个坚固的集合体要把原子核中的核子拆散，就得克服核力而做巨大的功反之，要把核子集合成一个原子核，就要放出巨大的能量单个核子结合成原子核或原子核分裂成单个核子，放出或吸收的能量叫做原子核的物理状态物理状态化学状态化学状态相邻相邻结合能结合能2021/8/11 星期三5(3)质能方程：质量亏损：组成原子核的核子的质量和与原子核的质量之差叫质量亏损质能方程：一定的能量和一定的质量相联系，物体的能量和它的质量成正比，即(4)核能的计算：根据1原子质量单位(u)相当于 能量，用核子结合成原子核时质量亏损的原子质量单位数乘以931.5 MeV，即Em931.5 MeV.注意：该式中m的单位是u，E的单位是MeV.Emc2931.5 MeV2021/8/11 星期三6(5)核能的利用途径：重核裂变：重核俘获一个中子后分裂成为两个(或多个)核的反应过程重核裂变的同时放出几个中子，并释放出大量核能为了使铀235裂变时发生链式反应，铀块的体积应大于它的临界体积，如轻核聚变：某些轻核结合成的核，同时释放出大量核能的反应过程要想使氘核和氘核结合成氦核，必须达到几百万度以上的高温因此，聚变反应又叫热核反应，如：中等质量中等质量质量较大质量较大2021/8/11 星期三7考点一核反应的4种类型2021/8/11 星期三82021/8/11 星期三9【技巧提示】书写原子核的衰变方程时应注意：(1)核反应过程一般都不是可逆的，所以核反应方程只能用单向箭头表示反应方向，不能用等号连接(2)核反应的生成物一定要以实验为基础，不能只依据两个守恒规律凭空杜撰出生成物来写核反应方程(3)核反应遵循质量数守恒而不是质量守恒，核反应过程中反应前后的总质量一般会发生变化(质量亏损)且释放出核能(4)核反应遵循电荷数守恒(5)当放射性物质发生连续衰变时，原子核中有的发生衰变，有的不发生衰变，同时伴随着辐射2021/8/11 星期三102021/8/11 星期三11(1)B项 反 应 中 X的 质 量 数 和 中 子 数 分 别 为_A13590B13886C14086 D14290(2)以上五个核反应的反应类型分别为_A聚变裂变人工转变衰变衰变B裂变裂变衰变衰变人工转变C人工转变聚变衰变衰变聚变D聚变裂变衰变衰变人工转变2021/8/11 星期三12【解析】根据核反应方程遵循的基本规律，正确书写方程，还要注意衰变、人工转变、裂变、聚变的区别(1)由电荷数守恒和质量数守恒，可以判定X质量数为140，电荷数为54.所以，中子数为：1405486.故选C.(2)衰变是原子核自发地放出粒子或粒子的反应，C是衰变，D是衰变，E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的反应，B是裂变；聚变是几个轻核结合成较大质量的核的反应，A是聚变故选D.【答案】(1)C(2)D2021/8/11 星期三132021/8/11 星期三14【解析】衰变是放射出氦核的天然放射现象，A正确；衰变是放射出电子的天然放射现象，而B项是发现质子的原子核人工转变，故B错；C项是轻核的聚变，D项是衰变现象，故C对，D错【答案】A、C2021/8/11 星期三152021/8/11 星期三162021/8/11 星期三17【案例2】(2010福建理综)14C测年法是利用14C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14C的质量，m0为t0时14C的质量下面四幅图中能正确反映14C衰变规律的是_(填选项前的字母)2021/8/11 星期三18【解析】本题意在考查衰变规律、半衰期等知识点，意在考查学生的图象表达能力.14C衰变过程中每经过一个半衰期，质量减少为原来的一半，故其质量减少得越来越慢，且衰变是时刻都在发生的，故C项正确【答案】C2021/8/11 星期三192021/8/11 星期三20【即时巩固2】某放射性元素原为8 g，经6天时间已有6 g发生了衰变，此后再衰变1 g还需要_天A1天 B2天C3天 D6天2021/8/11 星期三212021/8/11 星期三22考点三 核能1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Emc2.方程的含义是：物体具有的能量与它的质量存在简单的正比关系：物体的能量增大，质量也增大；物体的能量减少，质量也减小(1)核子在结合成原子核时出现质量亏损m，其能量也要相应减少，即Emc2.(2)原子核分解成核子时要吸收一定的能量，相应的质量增加m，吸收的能量为Emc2.2021/8/11 星期三232获得方式核能的重核裂变和轻核聚变聚变反应比裂变反应平均每个核子放出的能量要大34倍2021/8/11 星期三242021/8/11 星期三252021/8/11 星期三262021/8/11 星期三27【解析】核反应遵循的是质量数守恒而不是质量守恒，A、B错；由Emc2和mm1m2m3m4可知C对；热核实验反应是聚变反应，而核电站所使用核装置是利用核裂变，D错故选C.【答案】C2021/8/11 星期三282021/8/11 星期三292021/8/11 星期三30