第五章 原子核 章末素养提升 课件-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

章末素养提升 第 五 章 素养再现 物理 观念 天然放射现象： 三种射线 α射线：氦核流，穿透能力 ，电离作用_____ β射线：高速电子流，穿透能力 ，电离作用____ γ射线：是一种电磁波，伴随α衰变和β衰变而产生，穿透能力 ，电离作用_____ 原子核的衰变 意义：放射性元素的原子核自发放出某种粒子后变成新的原子核的变化 ①α衰变：X→Y+He ②β衰变：X→Y+e 很弱 很强 较强 较弱 更强 最弱 物理 观念 核反应 与核能 核力：短程力，只与 核子发生作用 结合能：原子核是核子凭借核力结合在一起构成的，要把它们 所需要的能量就是原子核的结合能 比结合能(平均结合能)：比结合能越 ，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定 爱因斯坦质能方程：E=mc2 重核的裂变：U+n→Ba+Kr+_____ 轻核的聚变：H+H→_____+n 基本粒子 粒子的分类：强子、轻子、规范玻色子、希格斯玻色子 夸克模型 邻近 分开 大 3n He 科学 思维 核反应的规律 质量数和电荷数守恒 半衰期的 统计意义 大量原子核有半数发生衰变需要的时间，它由原子核 决定，与原子所处的物理、化学状态_____ 科学 态度 与责任 1.通过学习近代研究微观世界的科学历史，学习科学家的探究精神 2.体会人类对物质结构的探索是不断深入的，科学的探索没有止境 3.主动关注核技术应用对人类生活和社会发展带来的影响 本身性质 无关 提能训练 (多选)1934年，约里奥—居里夫妇用α粒子轰击铝箔，首次产生了人工放射性同位素X，反应方程为：He+Al→X+n。X会衰变成原子核Y，衰变方程为X→Y+e，则 A.X的质量数与Y的质量数相等 B.X的电荷数比Y的电荷数少1 C.X的电荷数比Al的电荷数多2 D.X的质量数与Al的质量数相等 例1 √ √ 设X和Y的电荷数分别为n1和n2，质量数分别为m1和m2，则反应方程为He+Al→X+n，X→Y+e，根据反应方程电荷数和质量数守恒，解得2+13=n1，n1=n2+1，4+27=m1+1，m1=m2+0，解得n1=15，n2=14，m1=30，m2=30，X的质量数(m1=30)与Y的质量数(m2=30)相等，比Al的质量数多3，故A正确，D错误； X的电荷数(n1=15)比Y的电荷数(n2=14)多1，比Al的电荷数多2，故B错误，C正确。 1.衰变方程的左边只有一个原子核，右边出现α或β粒子，分别为α衰变或β衰变，衰变过程是自发进行的。 2.人工转变方程的左边一般是氦原子核与常见元素的原子核，右边也是常见元素的原子核。 3.聚变方程的左边是轻核，右边有稍重的原子核。 4.裂变方程的左边是重核与中子，右边是中等质量的原子核和中子。 5.无论哪种核反应方程都满足质量数、电荷数守恒。 总结提升 (2025·北京市海淀区检测)地球的年龄到底有多大，科学家利用天然放射性元素的衰变规律，通过对目前发现的最古老的岩石中铀和铅含量的测定，推算出该岩石中含有的铀是岩石形成初期时(岩石形成初期时不含铅)的一半。铀238衰变后形成铅206，铀238的含量随时间变化规律如图所示，图中N为铀238的原子数，N0为铀和铅的总原子数。由此可以判断出 A.铀238的半衰期为90亿年 B.地球的年龄大致为90亿年 C.被测定的古老岩石样品在90亿年时的铀、 铅原子数之比约为1∶4 D.被测定的古老岩石样品在90亿年时的铀、 铅原子数之比约为1∶3 例2 √ 由于测定出该岩石中含有的铀是岩石形成初期时的一半，由图像可知对应的时间是45亿年，即地球年龄大约为45亿年，铀238的半衰期为45亿年，故A、B错误； 由图像可知，90亿年对应的=， 设铅原子的数目为N'，则有=， 解得=， 即90亿年时的铀、铅原子数之比为1∶3，故C错误，D正确。 (2026·昆明市检测)如图所示为原子核的比结合能与质量数对应的关系图线，由图可知，下列说法正确的是 A.Li核比He核更稳定 B.把He核分成两个质子和两个中子要 吸收能量 C.O核的结合能比Li核的结合能小 D.U核的平均质量比Ba的核子平 均质量小 例3 √ 比结合能越大，原子核越稳定，He核的比结合能比Li核的大，所以He核比Li核更稳定，故A错误； He核分成两个质子和两个中子要吸收能量，故B正确； 由图可知O核的比结合能比Li核的比结合能大，且O核的核子数大于Li核的核子数，所以O核的结合能比Li核的结合能大，故C错误； U的比结合能比Ba的比结合能小，U的核子平均质量比Ba的核子平均质量大，故D错误。 比结合能是原子核稳定程度的量度。不同原子核的比结合能不同。比结合能越大，核子平均质量就越小，原子核就越稳定。中等质量的原子核，比结合能较大，相应的核子平均质量较小。 总结提升 太阳中含有大量的氘核，因氘核不断发生核反应释放大量的核能，以光和热的形式向外辐射。若已知两个氘核H聚变产生一个中子n和一个氦核He。已知氘核质量为2.013 6 u，氦核质量为3.015 0 u，中子质量为1.008 7 u，1 u相当于931.5 MeV的能量。则： (1)写出核反应方程； 例4 答案　H+H→He+n 根据质量数和电荷数守恒可知，该核反应方程为H+H→He+n (2)求核反应中释放的核能； 答案　3.26 MeV 核反应过程中质量亏损了Δm=2×2.013 6 u-1.008 7 u-3.015 0 u=0.003 5 u 由爱因斯坦质能方程可知，释放的核能为ΔE=Δmc2=0.003 5×931.5 MeV ≈3.26 MeV (3)在两氘核以相等的动能0.35 MeV进行对心碰撞，并且核能全部转化为机械能的情况下，求反应中产生的中子和氦核的动能(以 MeV为单位)。 答案　2.97 MeV　0.99 MeV 设n和He的动量分别为p1和p2，根据动量守恒定律p1+p2=0 可得p1和p2大小相等，方向相反。 根据p=mv，Ek=mv2 联立得Ek= 其中mHe=3mn 故有Ekn=3EkHe 由能量守恒定律得Ekn+EkHe=ΔE+2Ek 代入数据解得反应中产生的中子和氦核的动能分别为Ekn=2.97 MeV，EkHe=0.99 MeV。 本课结束 第 五 章 $