原子核基礎知識一、原子的核式結構模型1、湯姆生的“棗糕”模型（1）1897年湯姆生發現了電子，使人們認識到_____有復雜結構，揭開了研究原子的序幕．(2)“棗糕”模型：原子是一個球體，_____均勻分布在整個球內，電子像棗糕里的棗子一樣鑲嵌在原子里．2、盧瑟福的核式結構模型1909～1911年，英國物理學家盧琴福和他的助手們進行了α粒子散射實驗(1)α粒子散射實驗結果：絕大多數α粒子穿過金箔后基本上仍沿原來的方向前進，但有少數α粒子發生了較大的偏轉，_____偏轉角超過900，有的甚至被彈回，偏轉角幾乎達到1800．(2)現象解釋：核式結構模型：在原子的中心有一個很小的核，叫做原子核，原子的全部正電荷和幾乎全部質量都集中在原子核里，帶負電的電子在核外空間里繞著核旋轉．原子核所帶的單位正電荷數等于核外的電子數，所以整個原子是呈電中性的．電子繞著核旋轉所需的向心力就是核對它的___________．從粒子散射的實驗數據，估計原子核半徑的數量級為10-14m～10-15m，而原子半徑的數量級是二、天然放射性現象1．放射性現象：________發現天然放射現象，使人們認識到原子核也有復雜結構，揭開了人類研究原子核結構的序幕．通過對天然放射現象的研究，人們發現原子序數大于_____的所有天然存在的元素都有放射性，原子序數小于____的天然存在的元素有些也具有放射性，它們放射出來的射線共有三種：___射線、___射線、____射線．2、三種射線的本質和特性比較種類本質質量（u）電荷（e）速度（c）電離性貫穿性α射線氦核4β射線電子1/1840γ射線光子0三種射線在勻強磁場、勻強電場填空：____________________________⑴⑵3、原子核的衰變定義：放射性元素的原子核由于_____某種粒子而轉變為新核的變化稱為衰變.衰變規律：_______和_____數都守恒.(1)α衰變的一般方程：→＋______·(2)β衰變的一般方程：→＋____．(3)γ射線是伴隨α衰變或β衰變同時產生的、γ射線不改變原子核的電荷數和質量數．(4)半衰期定義：放射性元素的原子核有半數發生衰變需要的時間，叫這種元素的半衰期.（用希臘字母τ表示公式：___________________________(1)半衰期由放射性元素的原子核內部本身的因素決定的,跟原子所處的物理狀態(如壓強、溫度等)或化學狀態(如單質或化合物)無關.(2)半衰期只對大量原子核衰變才有意義，因為放射性元素的衰變規律是統計規律，對少數原子核衰變不再起作用.三.原子核的人工轉變核能1．原子核的組成：質子和中子組成______。質子和中子統稱為______。質子質量=1．007277u＝1．6725×10－27kg;中子質量=1．008665u＝1．6748×10--具有相同的質子數、不同的中子數的原子核互稱為_______.2．原子核的人工轉變及其三大發現原子核的人工轉變：用人工方法使一種原子核變成另一種原子核的變化.用高能粒子轟擊靶核，產生另一種新核的反應過程，①1919盧瑟福發現質子：N+He→O+___②1932年查德威克發現中子：Be+He→_____+n③1934年約里奧居里夫婦發現放射性同位素和正電子Al+He→____+nP→Si+___(其中，P是放射性同位素，e為正電子．)3.放射性同位素的應用_________________________________________________________四.核力與核能1．核力：原子核的半徑很小，其中的質子之間的庫侖力很大，受到這么大的庫侖斥力卻能是穩定狀態，一定還有另外一種力把各核子緊緊地拉在一起．這種力叫做核力①核力是很強的力②核力作用范圍小只在_______短距離內起作用③每個核子只跟它______的核子間才有核力作用2．核能（1）結合能：___________________時放出一定的能量，原子核分解成核子時吸收一定能量，這種能量叫結合能．（3）愛因斯坦質能方程：愛因斯坦的相對論指出：物體的能量和質量之間存在著密切的聯系，它們的關系是：E=____，這就是愛因斯坦的質能方程。質能方程的另一個表達形式是：ΔE=Δmc2。（4）核能計算：①應用公式ΔE=Δmc2時應選用國際單位，即ΔE的單位為J，Δm的單位為kg，C的單位為m/s．②1u相當于931．5MeV，其中u為原子質量單位：1u=1．660566×10－27kg，lMev=l06ev，leV＝1．6×10－19五.重核的裂變與輕核的聚變1．重核的裂變（原子彈、核電站的原理）①所謂重核即為質量數很大的原子核．裂變方程式例舉：②重核俘獲_____后分裂為兩個或幾個中等質量數的原子核的反應過程叫重核的裂變。在裂變的同時，還會放出幾個中子和大量能量．鈾235核能夠發生接式反應的鈾塊的最小體積叫做它的臨界體積．鏈式反應條件：①純鈾235；②達到臨界體積2．輕核的聚變（原子彈的原理）優點：產能效率高，燃料的儲量豐富，安全清潔，廢料少易處理。①所謂輕核是指質量數很小的原子核，如氫核、氘核等．②某些輕核結合成質量數較大的原子核的反應過程叫做輕核的聚變，同時放出大量的能量．方程：H＋H→_____＋n輕核聚變條件：只能發生在超高溫(需要幾百萬度高溫)條件下，故輕核聚變也叫做________．(在太陽內部、原子彈的爆炸、激光聚焦才能達到這樣的高溫)。受控熱核反應：是人類對聚變能的利用，使得巨大的熱核反應能量不以爆炸的形式釋放。規律方法1。掌握典型的反應方程1．四種核反應類型(衰變,人工核轉變,重核裂變,輕核驟變)⑴衰變：α衰變：(實質：核內)α衰變形成外切(同方向旋)，β衰變：(實質：核內的中子轉變成了質子和中子)判斷哪個是α衰變核能的計算方法：(1)根據愛因斯坦的質能虧損，用核子結合成原子核時的質量虧損(Δm)的千克數乘以真空中光速的平方(c=3×108m/s)即ΔE=Δmc(2)根據1原子質量單位(u)相當于931.5(MeV)能量,用核子結合成原子核時質量虧損的原子質量單位乘以931.5MeV即ΔE=Δm×931.5MeV注意：①式Δm的單位是千克(kg)，ΔE的單位是焦耳(J)；試題集錦：1、（北京卷理綜）14.一個質子和一個中子聚變結合成一個氘核，同時輻射一個光子。已知質子、中子、氘核的質量分別為m1、m2、m3,普朗克常量為h,真空中的光速為c。下列說法正確的是（）核反應方程是H+nH+聚變反應中的質量虧損1+m2-m1輻射出的光子的能量E=(m3-m1-m2)cD.光子的波長2、(全國I理科綜合)18.三個原子核X、Y、Z，X核放出一個正電子后變為Y核，Y核與質子發生核反應后生成Z核并放出一個個氦（42He）,則下面說法正確的是（）A.X核比Z核多一個原子B.X核比Z核少一個中子C.X核的質量數比Z核質量數大3D.X核與Z核的總電荷是Y核電荷的2倍3.（四川卷理綜）下列說法正確的是（）A．γ射線在電場和磁場中都不會發生偏轉B．β射線比α射線更容易使氣體電離C．太陽輻射的能量主要來源于重核裂變D．核反應堆產生的能量來自輕核聚變4、.（上海卷物理）在下列4個核反應方程中，x表示質子的是（）A BC D5.（天津卷理綜）15.一個氡核衰變成釙核并放出一個粒子，其半衰期為3.8天。1g氡經過7.6天衰變掉氡的質量，以及衰變成的過程放出的粒子是（）

A.0.25g，α粒子B.0.75gC.0.25g，β粒子D.0.6、（00天津、江西卷）2．最近幾年，原子核科學在超重元素島的探測方面取得重大進展，1996年科學家們在研究某兩個重離子結合成超重元素的反應時，發現生成的超重元素的核經過6次衰變后的產物是，由此，可以判定生成的超重元素的原子序數和質量數分別是（）A124、259B124、265C112、265D112、2777、01北京、內蒙古、安徽卷）7.下列現象中，與原子核內部變化有關的是（） A粒子散射B光電效應C天然放射現象D原子發光現象8、01（上海卷）9．盧瑟福原子核式結構理論的主要內容有（）A原子的中心有個核，叫做原子核B原子的正電荷均勻分布在整個原子中C原子的全部正電荷和幾乎全部質量都集中在原子核里D帶負電的電子在校外繞著核旋轉9、04廣西23．中子n、質子p、氘核D的質量分別為現用光子能量為E的γ射線照射靜止氘核使之分解，反應的方程為若分解后中子、質子的動能可視為相等，則中子的動能是（） A B． C． D．10、04江蘇27．下列說法正確的是（） A.α射線與γ射線都是電磁波D.β射線為原子的核外電子電離后形成的電子流 C.用加溫、加壓或改變其化學狀態的方法都不能改變原子核衰變的半衰期 D.原子核經過衰變生成新核，則新核的質量總等于原核的質量11、05（江蘇卷）37.下列四個方程中，表示重核裂變的是（）A．B．C．D．12、06（重慶卷）58.14C是一種半衰期為5730年的放射性同位素。若考古工作者探測到某古木中14C的含量為原來的，則該古樹死亡時間距今大約A.22920年B.11460C.5730年13、（湖北省武漢市部分學校新高三起點調研）太陽內部的熱核反應方程為:下列說法正確的是（）A．和是兩種不同元素的原子核 B．和是氫的兩種同位素的原子核C．這個反應既是核反應，也是化學反應 D．這個反應過程中有質量虧損14、（湖北省八校第二次聯考）據最新報道，放射性同位素鈥，可有效治療癌癥，該同位素原子核內中子數與核外電子數之差是（）A．32 B．67 C．99 D．15、（湖北省部分重點4月聯考）據新化社報道，由我國自行設計，研制的世界第一套全超導核聚變實驗裝置（又稱“人造太陽”）已完成了首次一程調試。下列關于“人造太陽”的說法中正確的是（）A.“人造太陽”的核反應方程是B.“人造太陽”的核反應方程是C.根據公式△E=△mc2可知，核燃料的質量相同，聚變反應釋放的能量比裂變反應大得多D.根據公式E=mc2可知，核燃料的質量相同時，聚變反應釋放的能量與裂變反應釋放的能量相同221H→32He+10n+3.26MeV16、(安徽省皖南八校高三第一次聯考試卷)某放射性元素經過6次α衰變和8次β衰變，生成了新核．則新核和原來的原子核相比（）A．質子數減少了12B．質子數減少了20C．中子數減少了14D．核子數減少了2417、（天門市高考第二輪模擬）一個靜止的放射性原子核處于垂直紙面向里的勻強磁場中，由于發生了衰變而形成如下圖所示的兩個圓形徑跡，兩個圓的關徑之比為1:16，則（）A．該原子核發生了α衰變 B．反沖核沿小圓做逆時針方向運動 C．原來靜止的原子核的原子序數為15D．沿大圓和沿小圓運動的粒子的周期相等18、（武漢市高中畢業生二月調考）利用氦-3（）和氘進行的聚變安全無污染，容易控制。月球上有大量的氦-3，每個航天大國都將獲取氦-3作為開發月球的重要目標之一。“嫦娥一號”探月衛星執行的一項重要任務就是評估月壤中氦-3的分布和儲量。已知兩個氘核聚變生成一個氦-3和一個中子的核反應方程是：2H→He＋n＋3.26MeV若有2g氘全部發生聚變，則釋放的能量是（NA為阿伏加德羅常數）（）A、0.5×3.26MeVB、3.26MeVC、0.5NA×3.26MeVD、NA×3.26MeV19、（湖北省名師預測卷）下列說法正確的是（） A．太陽輻射的能量主要來自太陽內部的核裂變反應B．當放射性元素的原子外層電子具有較高能量時，將發生衰變C．放射性元素的原子核內的核子有半數發生變化所需的時間就是半衰期D．核反應方程+n→中的X是中子20、（黃岡市重點中學模擬）下列敘述中符合物理學史實的有（）A．托馬斯楊通過對光的干涉的研究，證實了光具有波粒二象性B．麥克斯韋不僅在理論上預言了電磁波的存在，而且他還通過實驗得到了證實C．盧瑟福通過α粒子散射實驗，提出了原子的核式結構模型D．湯姆生通過對X射線的研究，發現了電子，從而認識到原子是可分的21、（武漢市五月模擬）下列說法正確的是（） A．用粒子轟擊鈹核，鈹核變為碳核，同時放出射線 B．射線是由原子核外電子受到激發而產生的 C．射線是波長很短的電磁波，它的貫穿能力很強 D．利用射線的電離作用，可檢查金屬內部有無砂眼和裂紋22、（武漢市四月調研）一個鈹原子核（Be）從最靠近核的K層電子軌道上俘獲一個電子后發生衰變，生成一個鋰核（），并放出一個不帶電的質量接近零的中微子（質量不計），人們把這種衰變叫鈹核的EC衰變。核反應方程為：Be已知一個鈹原子質量為m1，一個鋰原子質量為m2，一個電子質量為me，光速為c，則一個鈹原子核發生上述核反應釋放的能量為（）A、（m1—m2）c2