高中物理思维导图---第十五章 原子结构与原子核
适用于新高考新教材 高考物理一轮总复习第15章近代物理第3节原子核及核反应课件
(2)根据ΔE=Δm×931.5 MeV/u计算。因1原子质量单位(1 u)相当于931.5
MeV,所以计算时Δm的单位是“u”,ΔE的单位是“MeV”。
(3)根据核子比结合能来计算核能
原子核的结合能=核子比结合能×核子数。
4.对质能方程的理解
(1)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
增素能 精准突破
考点一
原子核的衰变及半衰期[自主探究]
1.α衰变、β衰变的比较
衰变类型
衰变方程
α 衰变
A
Z
X
β 衰变
Y+42 He
A
X
Z
Y+0-1 e
2 个质子和 2 个中子结合成一个 1 个中子转化为 1 个质子和 1
衰变实质
整体射出
211 H+210 n
衰变规律
个电子
He
1
n
0
电荷数守恒、质量数守恒、动量守恒
第十五章
第3节 原子核及核反应
强基础 增分策略
一、原子核的组成
1.原子核由质子和中子组成,质子和中子统称为 核子 。质子带正电,中子
不带电。
2.基本关系
(1)核电荷数=质子数(Z)=元素的原子序数。
(2)质量数(A)= 核子数
=质子数+中子数。
3.X元素的原子核的符号为 X ,其中A表示 质量数
1
N 余=N 原(2)
1
,m 余=m 原(2)
。式中N原、
m原表示衰变前的放射性元素的原子数和质量,N余、m余表示衰变后尚未发
生衰变的放射性元素的原子数和质量,t表示衰变时间,τ表示半衰期。
新课标2023年高考物理第15章第3节原子核
课堂互动讲练
C. 92238U→ 90234Th＋24He是核裂变 反应方程
D．24He＋1327Al→1530P＋01n是原 子核的人工转变方程
课堂互动讲练
解析：选BD.核反应类型分四种，核反 应的方程特点各有不同，衰变方程的左边只
有一个原子核，右边出现α或β粒子．聚 变方程的左边是两个轻核反应，右边是中等 原子核．裂变方程的左边是重核与中子反应， 右边是中等原子核．人工核转变方程的左边 是氦核与常见元素的原子核反应，右边也是 常见元素的原子核，由此可知B、D两选项正 确．
基础知识梳理
一、原子核的组成 1．原子核由质子 和 中子 组成， 两者统称为 核子． 2．原子核常用ZAX表示，X为元素 符号，上角标A表示核的质量数，下角 标Z表示核的电荷数 (原子序数)．
基础知识梳理
3．同位素是具有相同的质子数 而 中子数 不同的原子核，在元素周期表中处 于同一位置．
二、天然放射现象 1．天然放射现象：元素自发地放出 射线的现象，首先由贝克勒尔 发 现．天然 放射现象的发现，说明 原子核还具有复杂 的结构．
课堂互动讲练
三、核能的产生和计算 1．获得核能的途径 (1)重核裂变：某些重核分裂成中 等质量的核的反应过程，同时释放大 量的核能．要使铀235发生链式反应以 持续地输出能量，铀块的体积应大于 它的临界体积． 重核的裂变：如 92235U＋ 01n→3890Sr＋ 54136Xe＋1001n 应用：原子弹、核反应堆
基础知识梳理
3.质量亏损 (1)爱因斯坦质能方程： E＝mc2 . (2)质量亏损：原子核的质量小于 组 成它的核子的质量之和的现象．
基础知识梳理
五、核裂变和核聚变 1．重核裂变 (1)定义：使重核分裂成 质量较小的 原子核的核反应． (2)铀核裂变：用中子轰击铀核时， 铀核发生裂变，一种典型的反应是生成钡 和氪，同时放出三个中子，核反应方程为 92235U＋01n―→ 56144Ba＋3689Kr＋301n.
高中物理知识点思维导图
高中物理知识点思维导图高中物理的学习需要有一个知识点框架图来对整体的思路进行梳理，一个好的思维导图对于物理的学习也是非常帮助的。
高中物理知识点思维导图高中物理知识点思维导图高中物理知识点思维导图高中物理知识点思维导图高中物理知识点思维导图高中物理知识点思维导图拓展一、振动和波公式1.简谐振动F=-kx{F:回复力，k:比例系数，x:位移，负号表示F的方向与x始终反向}2.单摆周期T=2π(l/g)1/2{l:摆长(m)，g:当地重力加速度值，成立条件:摆角θ<100;l>>r｝3.受迫振动频率特点：f=f驱动力4.发生共振条件:f驱动力=f固，A=max，共振的防止和应用5.机械波、横波、纵波6.波速v=s/t=λf=λ/T{波传播过程中，一个周期向前传播一个波长;波速大小由介质本身所决定}7.声波的波速(在空气中)0℃：332m/s;20℃:344m/s;30℃:349m/s;(声波是纵波)8.波发生明显衍射(波绕过障碍物或孔继续传播)条件：障碍物或孔的尺寸比波长小，或者相差不大9.波的干涉条件：两列波频率相同(相差恒定、振幅相近、振动方向相同)10.多普勒效应:由于波源与观测者间的相互运动，导致波源发射频率与接收频率不同{相互接近，接收频率增大，反之，减小二、冲量与动量公式1.动量：p=mv{p:动量(kg/s)，m:质量(kg)，v:速度(m/s)，方向与速度方向相同｝2.冲量：I=Ft{I:冲量(Ns)，F:恒力(N)，t:力的作用时间(s)，方向由F决定｝3.动量定理：I=Δp或Ft=mvt–mvo{Δp:动量变化Δp=mvt–mvo，是矢量式}4.动量守恒定律：p前总=p后总或p=p’′也可以是m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′5.弹性碰撞：Δp=0;ΔEk=0{即系统的动量和动能均守恒}6.非弹性碰撞Δp=0;0<ΔEK<ΔEKm{ΔEK：损失的动能，EKm：损失的最大动能}7.完全非弹性碰撞Δp=0;ΔEK=ΔEKm{碰后连在一起成一整体}8.物体m1以v1初速度与静止的物体m2发生弹性正碰:v1′=(m1-m2)v1/(m1+m2)v2′=2m1v1/(m1+m2)9.由8得的推论-----等质量弹性正碰时二者交换速度(动能守恒、动量守恒)10.子弹m水平速度vo射入静止置于水平光滑地面的长木块M，并嵌入其中一起运动时的机械能损失E损=mvo2/2-(M+m)vt2/2=fs相对{vt:共同速度，f:阻力，s相对子弹相对长木块的位移}三、力的合成与分解公式1.同一直线上力的合成同向:F=F1+F2，反向：F=F1-F2(F1>F2)2.互成角度力的合成：F=(F12+F22+2F1F2cosα)1/2(余弦定理)F1⊥F2时:F=(F12+F22)1/23.合力大小范围：|F1-F2|≤F≤|F1+F2|4.力的正交分解：Fx=Fcosβ，Fy=Fsinβ(β为合力与x轴之间的夹角tgβ=Fy/Fx)四、运动和力公式1.牛顿第一运动定律(惯性定律)：物体具有惯性，总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止2.牛顿第二运动定律：F合=ma或a=F合/ma{由合外力决定,与合外力方向一致}3.牛顿第三运动定律：F=-F′{负号表示方向相反,F、F′各自作用在对方，平衡力与作用力反作用力区别，实际应用：反冲运动}4.共点力的平衡F合=0，推广{正交分解法、三力汇交原理｝5.超重：FN>G，失重：FN6.牛顿运动定律的适用条件：适用于解决低速运动问题，适用于宏观物体，不适用于处理高速问题，不适用于微观粒子五、匀速圆周运动公式1.线速度V=s/t=2πr/T2.角速度ω=Φ/t=2π/T=2πf3.向心加速度a=V2/r=ω2r=(2π/T)2r4.向心力F心=mV2/r=mω2r=mr(2π/T)2=mωv=F合5.周期与频率：T=1/f6.角速度与线速度的关系：V=ωr7.角速度与转速的关系ω=2πn(此处频率与转速意义相同)8.主要物理量及单位：弧长(s):米(m);角度(Φ)：弧度(rad);频率(f)：赫(Hz);周期(T)：秒(s);转速(n)：r/s;半径(r):米(m);线速度(V)：m/s;角速度(ω)：rad/s;向心加速度：m/s2。
高中物理力学思维导图(可打印)
力学知识结构图力的概念定义力是物体对物体的作用。
所以每一个实在的力都有施力物体和受力物体三要素大小、方向、作用点矢量性力的矢量性表现在它不仅有大小和方向，而且它的运算符合平行四边形定则。
效果力的作用效果表现在，使物体产生形变以及改变物体的运动状态两个方面。
力的合成与分解一个力的作用效果，如果与几个力的效果相同，则这个力叫那几个力的合力，那几个力叫这个力的分力。
由分力求合力的运算叫力的合成；由合力求分力的运算叫力的分解。
重力由地球对物体的吸引而产生。
方向：总是竖直向下。
大小G ＝mg 。
g 为重力加速度，由于物体到地心的距离变化和地球自转的影响，地球周围各地g 值不同。
在地球表面，南极与北极g 值较大，赤道g 值较小；通常取g=9.8米／秒2。
重心的位置与物体的几何形状、质量分布有关。
任何两个物体之间的吸引力叫万有引力，2RMm GF 。
通常取引力常量G ＝6.67×10-11牛·米2／千克2。
物体的重力可以认为是地球对物体的万有引力。
弹力弹力产生在直接接触并且发生了形变的物体之间。
支持面上作用的弹力垂直于支持面；绳上作用的弹力沿着绳的收缩方向。
胡克定律F=kx ，k 称弹簧劲度系数。
滑动摩擦力物体间发生相对滑动时，接触面间产生的阻碍相对滑动的力，其方向与接触面相切，与相对滑动的方向相反；其大小f=μN 。
N 为接触面间的压力。
μ为动摩擦因数，由两接触面的材料和粗糙程度决定。
静摩擦力相互接触的物体间产生相对运动趋势时，沿接触面产生与相对运动趋势方向相反的静摩擦力。
静摩擦力的大小随两物体相对运动的“趋势”强弱，在零和“最大静摩擦力”之间变化。
“最大静摩擦力”的具体值，因两物体的接触面材料情况和压力等因素而异。
摩擦力三种常见的力牛顿第一定律一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。
物体的这种性质叫做惯性。
惯性是物体的固有属性，衡量惯性的大小的物理量是质量。
高考物理思维导图之近代物理(光电效应、原子结构和原子核)
光电效应说明光具有粒子子性
光的波粒二二象性
光既有波动性，也具有粒子子性，称为光的波粒二二象性
光的干干涉现象是大大量量光子子的运动遵守波动规律律的表现 亮条纹是光子子到达概率大大的地方方，暗条纹是光子子到达概率小小的地方方，因此光波又又叫做概率波
概率波
任何一一个运动着的物体，无无论宏观还是微观都有一一种波与之对应
内容
由于原子子核很小小，绝大大部分α粒子子穿过金金金箔时都离 核很远，它们的运动几几乎不不受影响
只有少数的α粒子子从原子子核附近⻜飞过，受到很强的 斥力力力，发生生大大⻆角度散射
模型对实验的解释
卢瑟福 核式结构模型
原子子核的电荷数与核外电子子数相等 原子子核由质子子和中子子组成，核电荷数等于质子子数
υ₀＝W0/h
截止止频率υ₀
表达式 物理理意义
方方程
电子子一一次性吸收光子子的全部能量量，不不需要积累能量量 的时间，光电流几几乎是瞬时产生生的
光强较大大时包含光子子数多，照射金金金属时产生生的光电 子子多，因而而饱和光电流大大（与光强成正比比）
图像与υ轴的交点的横坐标υc
极限频率
瞬时性 饱和光电流
跃迁假设
原子子从一一种定态Em跃迁到另一一种定态En时，要辐射（或吸收）一一 定频率的光子子，光子子的能量量等于这两定态的能量量差hυ＝|Em－En|
特点 产生生
线状谱
由一一系列列的光谱带组成 由分子子辐射产生生
特点 产生生
带状谱
高高温物体发出的白白光经过某种物质后，某些波⻓长的光被物质吸收后形成的光谱
概念 分为 概念
发射光谱
分类
连续光谱的背景上出现一一些暗线
高考物理思维导图之近代物理(光电效应、原子结构和原子核)
公式
En＝E1/n2（ E1：基态能量量，值为－13.6eV ）
基态和激发态
原子子能量量最低的状态叫基态， 起其他能量量（相对于基态）较高高的状态叫激发态
量量子子数 轨道半径
现代物理理学认为原子子的可能状态是不不连续的，各状态 可用用正整数1,2,3,…表示，叫作量量子子数，一一般用用n 表示
rn＝n2r1
1. 质能方方程 2. 平均结合能
参与核反应的粒子子所组成的系统，在核反应中的动 量量和能量量是守恒的
在题设条件没有涉及到质量量亏损或者核反应释放的核能 完全转变为新生生成的粒子子的动能而而无无光子子辐射的情况 下，根据动量量守恒和能量量守恒可以计算出核能的变化
说明
电荷数守恒、质量量数守恒
用用箭头→表示核反应进行行行的方方向
Z：核电荷数（原子子序数）
原子子核的组成
两个等式
电荷数（Z）＝质子子数＝核电荷数＝核外电子子数 质量量数（A）＝质子子数＋中子子数
同位素
概念 放射性同位素
具有相同质子子数，不不同中子子数的原子子核，在元素周期表中处于同一一位置，因而而互称同 位素
分为天然放射性同位素和人人工工放射性同位素 放射性同位素的化学性质相同
规律律：电荷数守 恒，质量量数守恒
β衰变
分类
原子子核的衰变
反应
列列式
计算
结果
天然放射现象
放射性
概念
放射性元素 天然放射现象
应用用
应用用与防护
防护
物质发射射线的性质 具有放射性的元素 放射性元素自自发地发出射线的现象 消除静电、工工业探伤、做示踪原子子等 防止止放射性对人人体组织的伤害
天然放射现象的发现
核电荷数原?子序数两个等式电荷数z质?子数核电荷数核外电?子数质量?数a质?子数中?子数同位素概念具有相同质?子数不?同中?子数的原?子核在元素周期表中处于同?一位置因?而互称同位素放射性同位素分为天然放射性同位素和?人?工放射性同位素放射性同位素的化学性质相同原?子核的衰变定义原?子核放出粒?子或粒?子变成另?一种原?子核的变化称为原?子核的衰变分类衰变?方程实质举例?衰变?方程实质举例?计算反应列?式结果三种射线射线实质氦核流速率01c穿透能?力?最弱能?用纸挡住电离作?用很强射线实质?高速电?子流速率099c穿透能?力?较强能穿透?几毫?米厚的铝板电离作?用较弱射线实质光?子?高频电磁波光速穿透能?力?最强能穿透?几厘?米厚的铅板电离作?用很弱半衰期定义放射性元素有半数的原?子核发?生衰变需要的时间叫做这种元素的半衰期特点半衰期是由原?子核本身的因素决定的跟原?子所处的物理?状态或化学状态?无关半衰期只对?大量?原?子核衰变才有意义因为该规律?为统计规律?对少数或单个?无意义计算题设设有质量?为m0的某种放射性元素其个数为n0半衰期为t经过n个半衰期的时间tnt剩余未衰变的质量?剩余未衰变的个数2014年?福建卷核反应核?力?与结合能核?力?定义在原?子核内核?子间存在着?一种将核?子紧紧束缚在内的作?用?力?称为核?力?特点核?力?是短程?力?作?用范围在151015m之内核?力?是?一种强相互作?用每个核?子只跟它相邻的核?子间才有?力?的作?用结合能结合能核?子结合成原?子核时放出的能量?或原?子核分解成核?子时吸收的能量?都叫做原?子核的结合能?比结合能结合能与核?子数之?比叫?比结合能或平均结合能?比结合能越?大表示原?子核中核?子结合得越牢固原?子核越稳定?比结合能随质量?数变化的图像质量?亏损概念原?子核的质量??小于组成它的核?子的质量?之和这个现象叫质量?亏损质能?方程emc2或?e?mc2重核裂变定义重核分裂成两个中等质量?的核释放出核能的反应叫做核裂变铀核裂变链式反应定义铀核裂变时同时放出若?干个中?子如果这些中?子再引起其他铀核的裂变就可以使裂变反应不?断地进?行?下去这种反应叫链式反应条件铀块的体积临界体积临界体积是裂变物质能够发?生链式反应的最?小体积或者裂变时的质量?临界质量?有?足够数量?的慢中?子应?用原?子弹和原?子反应堆轻核聚变定义两轻核结合成质量?较?大的核的反应过程