第5章 原子核 章末整合提升 体系构建 素养提升-【优学精讲】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册教用课件（人教版）

该高中物理课件系统梳理了原子核物理的核心知识，包括原子核的组成、核力与结合能、核衰变及核反应等内容，通过体系构建分模块建立知识网络，清晰呈现核子数关系、衰变类型、核反应规律等内在逻辑。 其亮点在于结合“规律总结+典例分析”提升核心素养，如通过核反应类型对比表格培养科学推理能力，利用半衰期公式推导强化物理观念中的能量观念，典例设计涵盖基础到综合题，助力分层复习，帮助学生巩固知识，也为教师提供系统复习方案。

章末整合提升　体系构建　 素养提升 01 PART 体系构建 物理·选择性必修第三册 物理·选择性必修第三册 02 PART 素养提升 一、核反应方程式书写 1. 核反应方程式书写规则 质量数守恒——反应前后核子的总数（上标）不变。 电荷数守恒——反应前后质子数（下标）总和相等。 2. 熟记常见粒子符号 质子H）、中子n）、α粒子He）、β粒子e）、正电子 e）、氘核H）、氚核H） 3. 核反应方程遵守的规律 核反应过程质量数和电荷数守恒；在解有关力学综合问题时，还有动量守 恒和能量守恒。 物理·选择性必修第三册 类型 可控性 核反应方程典例 识别 衰 变 α衰变 自发 UThHe 释放α粒子，质量 数减4，电荷数减2 β衰变 自发 ThPae 质量数不变，电荷 数＋1 4. 常见核反应类型识别 物理·选择性必修第三册 类型 可控性 核反应方程典例 识别 人工 转变 人工 控制 NHeOH（卢瑟福发现质 子） 用粒子轰击靶核生 成新核 HeBeCn（查德威克发现 中子） AlHe→P n 约里奥—居里 夫妇发现放射 性同位素，同 时发现正电子 PSi＋e 物理·选择性必修第三册 类型 可控性 核反应方程典例 识别 重核 裂变 容易控 制 UnBa＋Kr＋n 重核分裂为中等质 量核和中子 UnXe＋Sr＋1n 轻核 聚变 现阶段 很难控 制 HHHen 轻核结合成较重 核，释放能量 物理·选择性必修第三册 UnXeSr＋n FHeNeH HHHen 【典例1】　（2025·河南鹤壁期末）目前我们学习过的核反应有4种类型， 下列核反应方程的类型说法正确的是（　　） NaMge A. ①人工核转变、②核裂变、③核聚变、④衰变 B. ①衰变、②核裂变、③核聚变、④人工核转变 C. ①人工核转变、②核聚变、③衰变、④核裂变 D. ①衰变、②核裂变、③人工核转变、④核聚变 √ 物理·选择性必修第三册 解析：①是放射性元素放射出粒子而转变为另一种元素的过程，属于原子 核的衰变；②是重核分裂成两个中等质量的原子核，属于核裂变；③是高 能粒子轰击原子核使之转变为另一种原子核的过程，属于原子核的人工转 变；④是轻核结合成较重的原子核，属于核聚变。所以以上反应类型依次 属于衰变、核裂变、人工转变、核聚变。故选D。 物理·选择性必修第三册 二、半衰期的计算 1. 半衰期是大量原子核衰变时的统计规律，对个别或少量原子核而言半衰 期无实际意义。 2. 公式：N余＝N原，m余＝m原。式中m原表示衰变前的放射性元素 的质量，m余表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的质量，t表示衰变时 间，τ表示半衰期。 3. 影响因素：放射性元素衰变的快慢是由原子核内部自身因素决定 的，跟原子所处的物理状态（如温度、压强）或化学状态（如单质、 化合物）无关。 物理·选择性必修第三册 【典例2】　14C发生放射性衰变成为14N，半衰期约5 700年。已知植物存 活期间，其体内14N与12C的比例不变；生命活动结束后，14C的比例持续减 少。现通过测量得知，某古木样品中14C的比例正好是现代植物所制样品的 二分之一。下列说法正确的是（　　） A. 该古木的年代距今约11 400年 B. 12C、13C、14C具有相同的中子数 C. 14C衰变为14N的过程中放出β射线 D. 增加样品测量环境的压强将加速14C的衰变 √ 物理·选择性必修第三册 解析：某古木样品中14C的比例正好是现代植物所制样品的二分之一，表明 该古木恰好经历1.0个半衰期，所以该古木的年代距今约5 700年，A错 误；12C的中子数最少，14C的中子数最多，B错误；根据核反应方程 CNe，14C衰变为14N的过程中放出β射线，C正确；增加样品测 量环境的压强不能改变14C的半衰期，D错误。 物理·选择性必修第三册 三、核能的计算 核能的计算方法 1. 利用质能方程计算核能 ①ΔE＝Δmc2中，若Δm的单位用“kg”，c的单位用“m/s”，则ΔE的单位 为“J”。 ②ΔE＝Δmc2中，若Δm的单位用“u”，则可直接利用ΔE＝Δm×931.5 MeV/u计算，此时ΔE的单位为“MeV”，即1 u＝1.660 6×10－27 kg，相当 于931.5 MeV，这个结论可在计算中直接应用。 物理·选择性必修第三册 2. 利用比结合能计算核能 原子核的结合能与核子数之比，也叫平均结合能。原子核的结合能＝核子 的比结合能×核子数。比结合能越大，表示原子核、核子结合得越牢固， 原子核越稳定。核反应前系统内所有原子核的总结合能与反应后所有原子 核的总结合能之差，即该核反应所释放（或吸收）的能量。 物理·选择性必修第三册 【典例3】　大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量 用来发电，氘核聚变反应方程是： HHHen，已知H的质量为m1He的质量为m2n的质量为 m3，则氘核聚变反应中释放的核能约为（　　） A. （m1＋m2＋m3）c2 B. （2m1－m2－m3）c2 C. （2m1＋m2＋m3）c2 D. （m2＋m3－2m1）c2 解析：由质能方程可得E＝Δmc2＝（2m1－m2－m3）·c2 ，故选B。 √ 物理·选择性必修第三册 $