2013屆高考物理第一輪考點(diǎn)總復(fù)習(xí)課件-原子核與放射性、核能、波與粒子

2013屆高考物理(wùlǐ)第一輪考點(diǎn)總復(fù)習(xí)課件——原子核與放射性、核能、波與粒子第一頁(yè)，共27頁(yè)。一、天然放射現(xiàn)象1.天然放射現(xiàn)象：某些元素(yuánsù)放射某些射線的現(xiàn)象稱為天然放射現(xiàn)象，這些元素(yuánsù)稱.2.三種射線的本質(zhì)：α射線是，β射線是，γ射線是.自發(fā)(zìfā)地放射性元素氦核流電子流光子(guāngzǐ)流第二頁(yè)，共27頁(yè)。二、原子核的衰變1.定義：原子核自發(fā)地放出某種粒子而轉(zhuǎn)變?yōu)榈淖兓性雍说?2.分類(fēnlèi)(1)α衰變：同時(shí)放出γ射線.(2)β衰變：同時(shí)放出γ射線.新核衰變(shuāibiàn)第三頁(yè)，共27頁(yè)。3.半衰期(1)定義：放射性元素的原子核有發(fā)生衰變需要(xūyào)的時(shí)間.(2)半衰期的大小由放射性元素的原子核內(nèi)部本身的因素決定，跟原子所處的.(如壓強(qiáng)、溫度等)或(如單質(zhì)或化合物)無(wú)關(guān).4.放射性同位素有些原子的原子核電荷數(shù)，但質(zhì)量數(shù)，這樣一些具有相同核電荷數(shù)和不同中子數(shù)的原子互稱為同位素.半數(shù)(bànshù)物理(wùlǐ)狀態(tài)化學(xué)狀態(tài)相同不同第四頁(yè)，共27頁(yè)。三、核能1.核力：間的相互作用力叫做核力，它是短程力.2.質(zhì)量虧損：原子核在核反響前后的.3.質(zhì)能方程(1)方程：.(2)物理意義：物體的質(zhì)量和能量間有一定(yīdìng)聯(lián)系，即物體具有的能量與其質(zhì)量成正比.當(dāng)物體的能量增加或減小ΔE,它的質(zhì)量也會(huì)相應(yīng)地減少或增加Δm，ΔE與Δm的關(guān)系是ΔE=Δmc2.核子(hézǐ)質(zhì)量(zhìliàng)之差E=mc2第五頁(yè)，共27頁(yè)。4.獲得核能的方式(1)重核裂變：重核俘獲一個(gè)中子后分裂成兩個(gè)(或多個(gè))中等質(zhì)量核的反響過(guò)程.重核裂變的同時(shí)放出(fànɡchū)幾個(gè)中子，并釋放出(fànɡchū)大量核能.如：.應(yīng)用：原子彈、原子核反響堆第六頁(yè)，共27頁(yè)。(2)輕核聚變：某些輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核的反響過(guò)程，同時(shí)釋放出大量的核能.要想使氘核和氚核結(jié)合成氦核，必須到達(dá)(dàodá)幾百萬(wàn)度以上的高溫，因此裂變反響又叫反響.如：.應(yīng)用：氫彈熱核第七頁(yè)，共27頁(yè)。四、光電效應(yīng)1.金屬在光(包括不可見(jiàn)光)的照射下，發(fā)射出的現(xiàn)象叫光電效應(yīng).發(fā)射出來(lái)的電子叫光電子.2.光電效應(yīng)規(guī)律(guīlǜ)(1)任何一種金屬都有一個(gè)極限頻率ν0，只有入射光的頻率νν0時(shí)，才能產(chǎn)生光電效應(yīng).電子(diànzǐ)大于第八頁(yè)，共27頁(yè)。(2)光電子的最大初動(dòng)能(dòngnéng)與入射光的強(qiáng)度，只隨著入射光的頻率增大而.(3)入射光照到金屬上時(shí)，光電子的發(fā)射幾乎是瞬時(shí)的，一般不超過(guò)10-9s.(4)在發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，光電流的強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度成正比.無(wú)關(guān)(wúguān)增大(zēnɡdà)第九頁(yè)，共27頁(yè)。五、康普頓效應(yīng)X射線散射時(shí)，局部散射光的波長(zhǎng)變長(zhǎng)，波長(zhǎng)改變的多少(duōshǎo)與散射角有關(guān)，這種現(xiàn)象稱為康普頓效應(yīng).六、波粒二象性光具有波粒二象性，光子既有粒子的特征，又有波的特征.實(shí)物粒子(原子、質(zhì)子、中子、電子等)也具有波粒二象性.粒子能量E=hν.粒子動(dòng)量p=.第十頁(yè)，共27頁(yè)。應(yīng)用質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，進(jìn)行核反響方程和核反響類型(lèixíng)的判斷在原子核的核反響過(guò)程中遵循質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，在很多情況下，可以作為判斷反響方程是否正確的依據(jù).第十一頁(yè)，共27頁(yè)。在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一個(gè)原來(lái)靜止的放射性同位素，它所放射的粒子與反沖核的徑跡在磁場(chǎng)中是兩個(gè)內(nèi)切圓，圓的半徑之比是7∶1，如圖15-2-1所示，那么(nàme)的衰變方程是()A.B.C.D.圖15-2-1第十二頁(yè)，共27頁(yè)。原來(lái)靜止的放射性同位素，發(fā)生放射性衰變時(shí)所放射出的粒子與反沖核的徑跡在磁場(chǎng)(cíchǎng)中是兩個(gè)內(nèi)切圓，說(shuō)明放射出的粒子與反沖核是異性的帶電粒子，由此可以判斷所發(fā)生的衰變是放出負(fù)粒子的衰變，軌道圓的半徑為r=，而靜止的原子核衰變的過(guò)程中兩個(gè)粒子的動(dòng)量大小相等，半徑與帶電量成反比，由此可以確定，此題的正確答案為C.第十三頁(yè)，共27頁(yè)。此題中根據(jù)兩個(gè)內(nèi)切圓來(lái)判斷粒子的種類，要用到動(dòng)量守恒定律和判斷洛倫茲力方向的左手定那么(nàme)，所以，在核反響中，有時(shí)也要綜合利用其他局部的物理知識(shí)進(jìn)行求解.

第十四頁(yè)，共27頁(yè)。變式訓(xùn)練1：原子序數(shù)大于83的所有元素，都能自發(fā)地放出射線，這些射線共有三種：α射線、β射線和γ射線.以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()A.原子核每放出一個(gè)(yīɡè)α粒子，原子序數(shù)減少4B.原子核每放出一個(gè)(yīɡè)α粒子，原子序數(shù)增加4C.原子核每放出一個(gè)(yīɡè)β粒子，原子序數(shù)減少1D.原子核每放出一個(gè)(yīɡè)β粒子，原子序數(shù)增加1第十五頁(yè)，共27頁(yè)。解析：由于a粒子是氦的原子核，內(nèi)部有2個(gè)質(zhì)子和2個(gè)中子，原子序數(shù)為2，核子數(shù)為4.而b粒子是電子，質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)為0，原子序數(shù)為0，所以，原子核每放出一個(gè)a粒子，被a粒子帶走2個(gè)質(zhì)子，原子序數(shù)減少(jiǎnshǎo)2,而原子核每放出一個(gè)b粒子，原子核內(nèi)將有一個(gè)中子轉(zhuǎn)化為一個(gè)質(zhì)子并產(chǎn)生一個(gè)電子，產(chǎn)生的電子放出了，但原子核內(nèi)增加了一個(gè)質(zhì)子，原子序數(shù)增加1，正確答案為D.第十六頁(yè)，共27頁(yè)。近年來(lái)科學(xué)家在超重元素的探測(cè)方面取得了重大進(jìn)展.科學(xué)家們?cè)谟^察某兩個(gè)重離子結(jié)合成超重元素的反響(fǎnxiǎng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)所生成的超重元素的核經(jīng)過(guò)6次α衰變后成為，由此可以判定該超重元素的原子序數(shù)和質(zhì)量數(shù)依次是()，259，265，265，277第十七頁(yè)，共27頁(yè)。直接利用核衰變過(guò)程中質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒來(lái)進(jìn)行計(jì)算.核衰變方程為Z=100+12=112，A=253+24=277，答案D正確.這是一個(gè)屢次衰變的問(wèn)題，反響物只能根據(jù)最后的產(chǎn)物和兩個(gè)守恒定律來(lái)確定，注意(zhùyì)：屢次衰變問(wèn)題可以在一個(gè)核反響方程中表達(dá)出來(lái).第十八頁(yè)，共27頁(yè)。變式訓(xùn)練2：(2010.全國(guó)卷Ⅰ)原子核經(jīng)放射性衰變①變?yōu)樵雍?，繼而(jìér)經(jīng)放射性衰變②變?yōu)樵雍?，再?jīng)放射性衰變③變?yōu)樵雍?放射性衰變①、②和③依次為()A．a(chǎn)衰變、b衰變和b衰變B．b衰變、b衰變和a衰變C．b衰變、a衰變和b衰變D．a(chǎn)衰變、b衰變和a衰變第十九頁(yè)，共27頁(yè)。答案(dáàn)：A第二十頁(yè)，共27頁(yè)。利用質(zhì)能方程和質(zhì)量虧損，計(jì)算核反響(fǎnxiǎng)過(guò)程中釋放核能的大小.根據(jù)不同的題設(shè)條件和不同的核反響(fǎnxiǎng)特征，歸納幾種計(jì)算方法.(1)根據(jù)愛(ài)因斯坦的質(zhì)能方程，用核子結(jié)合成原子核時(shí)質(zhì)量虧損(Δm)的千克數(shù)乘以真空中光速的平方(c=3×108m/s),即ΔE=Δmc2.(2)根據(jù)1原子質(zhì)量單位(u)相當(dāng)于兆電子伏(MeV)能量，用核子結(jié)合成原子核時(shí)質(zhì)量虧損的原子質(zhì)量單位乘以931.5MeV.(3)能的轉(zhuǎn)化和守恒定律.第二十一頁(yè)，共27頁(yè)。第二十二頁(yè)，共27頁(yè)。B、C、78、82.第二十三頁(yè)，共27頁(yè)。變式訓(xùn)練3：一個(gè)鈾核衰變?yōu)殁Q核時(shí)釋放出一個(gè)α粒子，鈾核的質(zhì)量(zhìliàng)為3.853131×10-25kg,釷核的質(zhì)量(zhìliàng)為3.786567×10-25kg,α粒子的質(zhì)量(zhìliàng)為6.64672×10-27kg,在這個(gè)衰變過(guò)程中釋放的能量等于J(保存兩位有效數(shù)字).第二十四