(共17张PPT)
第七节
小粒子与大宇宙
知识点 1 粒子分类
1．强子：强子是参与___________的粒子，质子是最早发现
的强子，中子、介子和超子也是强子．
2．轻子：轻子是_________________的粒子，最早发现的轻
子是电子．后来发现了电子中微子、μ子和μ子中微子、τ子和τ
子中微子．
强相互作用
不参与强相互作用
而微观粒子中寿命最短的只有 10
(2)物质世界的时间尺度：约从 10
3．媒介子：媒介子是__________________的粒子，如光子、
中间玻色子、胶子．光子是传递电磁相互作用的粒子，中间玻
色子是传递弱相互作用的粒子，胶子是传递强相互作用的粒子，
核子之间的作用力属于强相互作用．
知识点 2 从粒子寿命到宇宙年龄——时间跨度
1．时间跨度
(1)物质世界中年龄最长的是宇宙的年龄，其数量级约1018 s，
－25
s.
－25
s 到 1018 s，跨越了将
近 43 个数量级．
传递各种相互作用
2．统一场论(微观粒子与宏观宇宙的统一)
物理学向微观和宏观两个领域的研究今天得到了初步统
一，物理学完整、对称的和谐美在这里得到充分体现．“物理
学中研究最大对象和最小对象的两个分支——宇宙学和粒子物
理学就奇妙地衔接在一起，犹如一条巨蟒咬住了自己的尾巴．”
知识点 3 宇宙演化
1．对于宇宙的时空结构、运动状态和物体演化的理论描述，
称为宇宙模型．在各种宇宙模型中，大爆炸宇宙模型是一种被
普遍接受的模型，也得到了不少观测事实的支持．
2．大爆炸宇宙模型认为，宇宙起源于大约 150 亿年前的一
次大爆炸．在宇宙大爆炸的开始，有的只是极高温的热辐射和
其中隐现的高能粒子．其后逐渐诞生出星球、星系、脉冲星、
超新星、黑洞以及被称为类星体的遥远发光体等，宇宙还在不
停地向外扩张．
答案：1.8×1047J
1．在天体演变的过程中，超红巨星发生“超新星爆炸”后，
会有气体尘埃以云雾的形式向四面八方喷出，而爆炸之后剩余
的星体核心部分，可以形成中子星，中子星是通过中子之间的
万有引力作用结合而成的球状星体，结构极其复杂，具有极高
的密度．
(1)中子星中存在着一定量的质子和电子，这是因为自由状
态的中子很不稳定，容易发生衰变生成一个质子和一个电子．
请写出该核反应方程式，并计算在该核反应中释放的能量为多
少焦耳？
题型 1
对基本粒子的认识
【例题】(双选)下列说法正确的是(
)
A．目前已经发现媒介子、轻子和夸克三类粒子的内部结构
B．自然界存在的能量守恒定律、动量守恒定律及电荷守恒
定律，对基本粒子不适用
C．反粒子与其对应的粒子相遇时，会发生湮灭现象
D．强子是参与强相互作用的粒子，质子是最早发现的强子
解析：目前还未发现媒介子、轻子和夸克三类粒子的内部
结构，故 A 错；自然界存在的能量守恒定律、动量守恒定律及
电荷守恒定律，对基本粒子也适用，故 B 错；反粒子带等量异
种电荷，反粒子与其对应的粒子相遇时，会发生湮灭现象，故
C 对；强子是参与强相互作用的粒子，质子是最早发现的强子，
故 D 正确．
答案：CD
规律总结：现在已发现的基本粒子达几百种，按照粒子与
各相互关系，可以将粒子分为三大类：媒介子、轻子和强子，
轻子无内部结构，质子是最早发现的强子，媒介子是传递各种
相互作用的粒子，如光子.
1．(双选)下列关于基本粒子的说法正确的是(
)
BD
A．现在已发现的基本粒子达几百种，它们都有各自的复
杂的内部结构
B．质子是最早发现的强子，它有一定的内部结构
C．电子、电子中微子、μ子、光子都是轻子
D．每种粒子都有相应的反粒子，表明物质世界存在一种
正、反对称性
解析：轻子无内部结构，光子不是轻子．
题型 2
宇宙大爆炸模型
【例题】根据宇宙大爆炸理论，在宇宙形成之初是“粒子
家族”尽显风采的时期，那么在大爆炸之后最早产生的粒子是
(
)
A
A．夸克、轻子、胶子等粒子
B．质子和中子等强子
C．光子、中微子和电子等轻子
D．氦核、氘核等轻核
解析：最早产生的粒子应该是最小微粒，不可再分的．
2．(双选)下列说法正确的(
)
AC
A．黑洞是一个封闭的视界，是广义相对论预言的一种特
殊天体
B．可以通过望远镜来看黑洞
C．黑洞是含有巨大能量和质量的宇宙实体
D．黑洞是不存在的，是人们想象的
解析：黑洞是一个封闭的视界，是广义相对论预言的一种
特殊天体．它本身不发光，任何强大的望远镜都看不见黑洞．
黑洞是含有巨大能量和质量的宇宙实体．(共10张PPT)
第四章
原子核
第一节
走进原子核
知识点 1 放射性的发现
1．1903 年诺贝尔物理学奖一半授予法国物理学家亨利·贝
克勒尔(Antoine Henri Becquerel,1852—1908)，以表彰他发现了
自发放射性；另一半授予法国物理学家皮埃尔·居里(pierre Curie,
1859—1906) 和玛丽· 斯可罗多夫斯卡· 居里(Marie Sklodowska
Curie,1867—1934)，以表彰他们对贝克勒尔发现的辐射现象所
作的卓越贡献．
2．物体________的性质称为放射性，具有放射性的元素称
为放射性元素．放射性元素自发的放出射线的现象，叫做天然
放射现象．原子序数大于 83 的都有放射性，原子序数小于 83
的元素有些也有放射性．
3．发现天然放射现象具有重要意义
(1)原子核具有复杂的结构．
(2)原子核是可以再分的．
实际上，人们研究原子结构就是从天然放射性开始的．
放出射线
知识点 2 原子核的组成
1．卢瑟福发现质子
2．查德威克发现中子
由于原子核的质量与质子质量的比不等于原子核的电荷量的比，
卢瑟福预言在原子核内部一定还存在一个质量与质子质量相等但不
带电的粒子，叫做中子．查德威克用实验发现中子，并且精确测定了
它的质量，与质子质量非常接近．
3．原子核的组成
原子核由__________组成的．质子和中子统称核子，原子核所带
电荷都是质子电荷的整数倍，用 Z 表示，叫做原子核的质子数，或叫
核电荷数．原子核的质量是核内质子和中子质量总和，由于质子和中
子质量几乎相等，所以原子核的质量近似等于单个核子质量的整数
倍，用这个整数代表原子核的质量，叫做原子核的质量数，用 A 表
示．
质子和中子
【例题】已知镭的原子序数是 88，原子核质量数是 226，
试问：
(1)镭中有几个质子？几个中子？
(2)镭核带的电荷量是多少？
解析：(1)镭核中的质子数等于原子序数，故质子数为 88，
中子数 N 等于原子核的质量数 A 与质子数 Z 之差，即 N=A－
Z＝138.
(2)镭核所带电量 Q＝Ze＝88×1.6×10-19 C＝1.41×10-17 C.
答案：见解析
A．92 143 235 143
B
B．92 143 235 92
C．92 92 235 143
D．92 143 143 92
解析：原子序数即为电荷数，中子数加电荷数等于质量数．
题型 1
天然放射现象
【例题】(双选)天然放射现象表示(
)
A．原子核都是不稳定的
C．原子核还可再分
B．原子结构是复杂的
D．原子核由质子与中子组成
解析：天然放射现象揭示了原子核内部有更复杂的结构．
答案：BC
规律总结：天然放射现象是从原子核内部产生射线，说明
了原子核具有一定的内部结构.
1．下列说法正确的是(
)
C
A．任何元素都具有放射性
B．同一元素，单质具有放射性，化合物可能不具有发射性
C．原子序数大于 83 的所有元素都具有放射性
D．元素的放射性将随着温度的变化而变化
解析：放射性与元素所处的物理、化学状态无关，原子序
数大于 83 的所有元素都具有放射性，而原子序数小于或等于
83 的元素，有的也具有放射性．(共16张PPT)
第四节
核力与结合能
知识点 1 核力及其性质
1．核力的定义：组成原子核的________________________
____，使核子能够克服库仑斥力而紧密地结合在一起，这种力称
为核力．
2．核力有着完全不同于静电力和万有引力的一些性质．
(1)核力是一种_____，在它的作用范围内，核力比库仑力大
得多．
核子之间有很强的相互作用
力
强力
核力与电荷无关
短程力
饱和性
知识点 2 重核与轻核
1．重核：排在元素周期表比较靠后的元素对应的原子核叫
重核．
2．轻核：排在元素周期表比较靠前的元素对应的原子核叫
轻核．
3．轻核的质子数和中子数一般相等，比较稳定．但大多数
重核中子数多于质子数，并且不稳定．排在 83 号以后的原子核
都不稳定，它们能自动分解或衰变成更轻的原子核．
知识点 3 结合能
1．结合能：由于核子之间存在着强大的核力，要把原子核
拆成核子，需要克服核力做功，也就是说需要提供一定的能量．
反过来，根据能量守恒，核子结合成原子核时，也会放出一定
能量，我们把这个能量叫做结合能．结合能越大，将原子核拆
散需要的能量越多，说明原子核越稳定．
2．平均结合能：____________________________，称为平
均结合能．
原子核的结合能与其核子数之比
知识点 4 平均结合能 质量亏损
1．平均结合能与原子核的稳定性
结合能并不是由于核子结合成原子核具有的能量，而是把
核子分开所需要的能量．
(1)平均结合能的大小能够反映核的稳定程度，平均结合能
越大，原子核越难拆开，表示该核越稳定．
(2)核子数较小的轻核与核子数较大的重核，平均结合能比
较小，中等核子数的原子核，平均结合能较大．
(3)当平均结合能较小的原子核转化成平均结合能比较大
的原子核时，就释放核能．
2．质量亏损
(1)组成原子核的_____________________________叫质量
亏损．
(2)质能方程：_________.
(3)原子核发生核反应过程出现质量亏损时会释放出能量：
____________.
ΔE＝Δmc2
核子的质量与原子核的质量之差
E＝mc2
(1)写出该热核反应方程．
(2)一次这样的热核反应过程中释放出多少兆电子伏的能
量？(结果保留四位有效数字)
答案：见解析
题型 1
核力的理解
)
【例题】(双选)以下关于核力的说法正确的是(
A．核力存在于任何核子之间
B．核力只存在于相邻的核子之间
C．核力与万有引力性质相同
D．核力是一种短程的强作用力
答案：BD
规律总结：核力是不同于库仑力和万有引力的另一种相互
作用，应该从一个新的角度认识这个力.
1．关于核力的说法正确的是(
)
C
A．核力同万有引力没有区别，都是物体间相互作用
B．核力是电磁力
C．核力是短程力，作用范围在 0.5×10-15m～2.0×10-15 m
之内
D．核力与电荷有关
题型 2
质能方程的理解
)
【例题】(双选)关于质能方程下列看法中正确的是(
A．E＝mc2 中的 E 是物体以光速 c 运动的动能
BD
B．E＝mc2 是物体各种形式能的总和
C．ΔE＝Δmc2在核反应中，亏损的质量 m 转化成能量 E
放出
D．由ΔE＝Δmc2 表明在核反应中亏损的静质量转为动质
量，被放出的能量带走
解析：质能方程 E＝mc2，是指物体各种形式能的总和．故
BD 正确．
2．质子、中子和氘核的质量分别是 m1、m2 和 m3，真空中
)
C
光速为 c，当质子和中子结合成氘核时放出的能量是(
A．m3c2
B．(m1＋m2)c2
C．(m1＋m2－m3)c2
D．(m3－m1－m2)c2(共20张PPT)
专题一 天然放射现象及三种放射线的比较
1．天然放射现象
(1)物体放出射线的性质称为放射性，具有放射性的元素称
为放射性元素，放射性元素自发的放出射线的现象，叫做天然
放射现象．
(2)发现天然放射现象具有重要意义
①原子核具有复杂的结构；
②原子核是可以再分的．
实际上，人们研究原子结构就是从天然放射性开始的．
2．放射性元素放出的射线有α射线、β射线、γ射线．
(1)α粒子是氦原子核，α射线是高速α粒子流，相比之下α粒
子的速度较小，约为光速的十分之一，因而贯穿本领很小，一
薄纸就可以把它挡住，电离能力很强；
(2)β射线是高速电子流，它是从原子核内放射出来的，而
不是原子核外电子电离形成的，电离能力较弱，穿透能力较强；
(3)γ射线是电磁波，一般伴随α射线或β射线产生，其速度等
于光速，因而穿透能力很强，电离能力很弱．
【例题】 如图 4－1 所示，x 为一未知放射源，P 为薄铝箔，
当 x 放射源稳定时，计数器的计数率(单位时间内接受射线的次
数)稳定．现在将磁场移开，发现计数器的计数率没有什么变化，
)
然后抽走 P，则计数器的计数率大幅上升，说明 x 为(
图 4－1
A．纯β粒子放射源
B．纯γ粒子放射源
C．α粒子和β粒子的混合放射源
D．α粒子和γ粒子的混合放射源
解析：薄铝箔完全可以阻挡α粒子，所以能进入计数器的一
定没有α粒子；β粒子和γ粒子都可以穿透薄铝箔，但由于β粒子
是电子，在磁场的作用下会发生偏转，将磁场移开，发现计数
器的计数率没有什么变化，说明一定没有β粒子；抽走 P，则计
数器的计数率大幅上升，说明一定有其他的粒子进入了计数器，
而这种粒子一定不是β粒子，只能是α粒子，所以 D 正确．
答案：D
专题二 α、β衰变规律和原子核的半衰期
1.衰变是指放射性元素的原子核放出某种粒子后变成新的
原子核的变化．衰变现象说明原子核有复杂的内部结构．
2．衰变的实质：因为原子核是由质子和中子组成的，它们
会相互作用，就会产生作用力，就会有与势能，某些原子核中
的粒子就有可能处于较高的能量状态，它就不稳定，就要向低
能量状态变化，该原子核就会变成其他原子的原子核了．这就
发生了衰变．
3．衰变的规律
4．对一个特定的放射性核素，其衰变的精确时间是无法预
测的，但对足够多的放射性核素的集合，其衰变规律是确定的，
并服从量子力学的统计规律．一个原子核在单位时间内发生衰
变的几率与外界条件(温度、压力、磁场等)几乎无关．
【例题】若元素 A 的半衰期为 4 天，元素 B 的半衰期为 5
天，则相同质量的 A 和 B，经过 20 天后，剩下两元素的质量之
)
C
比 mA∶mB 为(
A．30∶31
C．1∶2
B．31∶20
D．2∶1
专题三 原子核的人工转变与核反应方程
在核物理中，原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的
过程称为核反应．原子核的人工转变、衰变、聚变、裂变，核
反应过程都遵循质量数和电荷数的守恒．
A
A．α粒子和电子
C．电子和α粒子
B．α粒子和正电子
D．质子和正电
专题四 核力与核能
1．核力：组成原子核的核子之间有很强的相互作用力，使
核子能够克服库仑斥力而紧密地结合在一起，这种力称为核力．
核力有着完全不同于静电力和万有引力的一些性质．
2．结合能：由于核子之间存在着强大的核力，要把原子核
拆成核子，需要克服核力做功，也就是说需要提供一定的能量．
反过来，根据能量守恒，核子结合成原子核时，也会放出一定
能量．我们把这个能量叫做结合能．结合能越大，将原子核拆
散需要的能量越多，说明原子核稳定．核反应过程中往往伴随
着能量关系．
1．(2011 年重庆卷)核电站核泄漏的污染物中含有碘 131 和
铯 137.碘 131 的半衰期约为 8 天，会释放β射线；铯 137 是铯
133 的同位素，半衰期约为 30 年，发生衰变时会辐射γ射线．
下列说法正确的是(
)
D
A．碘 131 释放的β射线由氦核组成
B．铯 137 衰变时辐射出的γ光子能量小于可见光光子能量
C．与铯 137 相比，碘 131 衰变更慢
D．铯 133 和铯 137 含有相同的质子数
2．(2011 年上海卷)天然放射性元素放出的三种射线的穿透
能力实验结果如图 4－2 所示，由此可推知(
)
D
图 4－2
A．②来自于原子核外的电子
B．①的电离作用最强，是一种电磁波
C．③的电离作用较强，是一种电磁波
D．③的电离作用最弱，属于原子核内释放的光子
3．(双选，2010 年广东卷)关于核衰变和核反应的类型，下
列表述正确的有(
)
AC
解析：B 为人工核转变，D 为衰变，选项 AC 正确．
D
A．A＝2，Z＝1
B．A＝2，Z＝2
C．A＝3，Z＝3
D．A＝3，Z＝2
5．(2010 年北京卷)太阳因核聚变释放出巨大的能量，同时
其质量不断减少．太阳每秒钟辐射出的能量约为 4×1026 J，根
据爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟减少的质量最接近(
)
A．1036 kg
C．1013 kg
B．1018 kg
D．109 kg
D
6．(2010 年上海卷)某放射性元素经过 11.4 天有 7/8 的原子
核发生了衰变，该元素的半衰期为(
)
D
B．7.6 天
D．3.8 天
A．11.4 天
C．5.7 天
7．(2010 年上海卷)现已建成的核电站发电的能量来自于
(
)
C
A．天然放射性元素衰变放出的能量
B．人工放射性同位素放出的能量
C．重核裂变放出的能量
D．化学反应放出的能量(共14张PPT)
第二节
放射性元素的衰变
知识点 1 原子核的衰变
1．衰变：一种元素经放射过程变成__________的现象．衰
变现象说明原子核有复杂的内部结构．
2．衰变规律：原子核衰变时，________________________
____．
另一种元素
前后的电荷数和质量数总守
恒
3．衰变方程
4．衰变的实质：因为原子核是由质子和中子组成的，它们
会相互作用，就会产生作用力，就会有势能，某些原子核中的
粒子就有可能处于较高的能量状态，它就不稳定，就要向低能
量状态变化，该原子核就会变成其他原子的原子核了．这就发
生了衰变．
知识点 2 半衰期
1．半衰期：放射性元素的原子核数目因衰变减少到______
______所经过的时间．
2．放射性元素衰变的速率是由核内部本身的因素决定的，
而跟原子所处的物理状态或化学状态无关．
3．经过时间 t 剩余质量 m 与衰变前质量 m0的关系：
原来的
一半
种类 α射线 β射线 γ射线
组成 高速氦核流 高速电子流 光子流
带电荷量 2e －e 0
质量 4mp mp/1840 静止质量为 0
速度 0.1c 0.99c c
在电场或
磁场中 偏转 与α射线
反向偏转 不偏转
知识点 3 三种射线的比较
种类 α射线 β射线 γ射线
贯穿本领 最弱，用纸
能挡住 较强，穿透几
毫米的铝板 最强，穿透几
厘米的铅板
对空气的
电离作用 很强 较弱 很弱
在空气中
的径迹 粗、短、直 细、较长、
曲折 最长
通过胶片 感光 感光 感光
【例题】关于α、β 、γ三种射线，下列说法正确的是(
)
A．α射线是原子核自发放射出氦核，它的穿透能力强
B．β射线是原子核外电子电离形成的电子流，它具有中等
的穿透能力
C．γ射线一般伴随着α或β射线产生，它的穿透能力最强
D．γ射线是电磁波，它的穿透能力最弱
解析：α射线放出的是氦原子核，相比之下 粒子的速度较
小，约为光速的十分之一，因而贯穿本领很小，一薄纸就可以
把它挡住，故 A 错；β射线是高速电子流，它是从原子核内放
射出来的，而不是原子核外电子电离形成的，故 B 错；γ射线是
电磁波，一般伴随α射线或β射线产生，其速度等于光速，因而
穿透能力很强，C 对 D 错．
答案：C
)
C
1．在金属探伤中主要利用的是哪种射线(
A．α射线
B．β射线
C．γ射线
D．任意一种都行
解析：γ射线穿透能力强，通过γ射线的强弱变化可了解金
属的厚度变化．
题型 1
半衰期的概念及其计算
【例题】 铋的半衰期是 5 天，10 克的铋 210 与 100 个铋
)
210 经过 10 天后各剩下(
A．2.5 克，不确定
C．2.5 克，25 个
B．不确定， 2.5 克
D．都无法确定
解析：对一个特定的放射性核素，其衰变的精确时间是无
法预测的；但对足够多的放射性核素的集合，其衰变规律是确
定的，并服从量子力学的统计规律．一个原子核在单位时间内
发生衰变的几率与外界条件(温度、压力、磁场等)几乎无关．
A
规律总结：半衰期是一个统计规律，对少量原子核衰变数
量变化并不适用.
1．放射性同位素 Na 的样品经过 8 小时后还剩下 1/16 没有
衰变，求它的半衰期．
题型 2
衰变次数的计算
D
解析：由质量数和电荷数守恒可知：4x＋220＝232 且 2x
－y＋86＝90
解得：x＝3，y＝2.
规律总结：对于衰变方程中的系数或元素的判断，依照的
是反映前后电荷数和质量数的守恒.
A(共16张PPT)
第五节 裂变和聚变
第六节 核能利用
知识点 1 核裂变
1．铀核裂变的发现：1939 年 12 月，德国物理学家哈恩和
他的助手发现中子轰击铀核时，发现了铀核的裂变，向核能的
利用迈进了一步．
2．裂变的多样性：如钡、氪、锑、铌、锶等．
核力迅速减弱
核子间距离增大
知识点 2 链式反应
1．链式反应：一般来说，铀核裂变时总要释放 2～3 个中
子，这些中子又引起其他的铀核裂变，这样，裂变便一直进行
下去，直到所有的铀核全部裂变为止，这样的反应叫做链式反
应．
2．发生链式反应的条件
(1)要有足够浓度的铀 235；
(2)要有足够数量的慢中子；
(3)铀块的体积要大于临界体积．
3．临界体积：要发生核反应，就必须使中子击中铀核，而
核的体积很小，那么在铀块不太大的情况下，中子通过铀块时，
没有碰到铀核而跑到铀块外面，于是中子数量越来越少，不能
使链式反应继续下去．因此，要发生链式反应，铀块体积必须
大于某一值，能发生链式反应的铀块的_________叫做它的临界
体积．
知识点 3 核电站
核电站利用核能发电，它的核心设施是核反应堆，核反应
堆的类型多种多样．
最小体积
1．核反应堆的主要部分及作用
(1)核燃料：反应堆使用浓缩铀制成铀棒，作为核燃料，释
放核能．
(2)中子减速剂：铀 235 具有易俘获慢中子，不易俘获快中
子的特点．而核反应中释放的中子多数为快中子，应使用减速
剂使他们的速度降下来．常用作减速剂的物质有石墨、重水或
普通水．
(3)控制棒：为了控制能量释放的速度，就要想办法减少中
子数目，采用在反应堆中插入镉棒的方法，利用镉吸收中子能
力很强的特性，就可以控制链式反应的速度．
(4)保护法：反应堆外层是很厚的水泥墙，可防止射线辐射
出去．
(5)热交换器：靠水和液态金属钠在反应堆内外的循环流
动，把产生的热量传输出去．
2．核电站的优点：消耗“燃料”少，核燃料在地球上可采
储量大，对环境污染比发电站要小．
知识点 4 核聚变与受控热核反应
1．核聚变是轻核结合成质量较大的核，释放出核能的反应．
当物质达到几百万摄氏度以上的高温时，可发生聚变，聚变反
应又叫热核反应．
解析：核力发生作用的范围是 10
【例题】(双选)关于聚变反应下列说法正确的是(
)
A． 要使核发生聚变，必须使他们接近到 10-10m，也就
是近到核力能够发生作用的范围
BD
B． 要使聚变反应发生，通常要进行加热，使物质达到几
百万摄氏度的高温
C． 任何原子核都可能发生聚变反应
－15
m，要使核发生聚变，
必须使核间距离接近这个值，为克服强大的排斥力，要使核具
有很大的动能，采取给物质加热，使其达到几百万摄氏度．
)
AB
1．(双选)下列说法正确的是(
解析：各种核反应的特征不同．
题型 1
铀核的裂变
【例题】(双选)关于铀核裂变，下列说法正确的是(
)
A．铀核裂变的产物是多种多样的，但只能裂变成两种不
同的核
B．铀核裂变时，还能同时释放 2～3 个中子
C．为了使裂变的链式反应容易进行，最好用纯铀 235
D．铀块体积对产生链式反应无影响
解析：当中子进入铀 235 后，便形成了处于激发态的复核，复
核中由于核子激烈运动，使核变成不规则形状，核子间距离增大，因
而核力迅速减弱，使得核由于质子间的斥力作用而不能恢复原状，这
样就会裂成几块，同时放出 2～3 个中子．这些中子又引起其他的铀
核裂变，这样，裂变便一直进行下去，直到所有的铀核全部裂变为止，
即链式反应．发生链式反应的条件：①要有足够浓度的铀 235；②要
有足够数量的慢中子；③铀块的体积要大于临界体积．
答案：BC
规律总结：铀核裂变时产生中子又会轰击其他铀核而形成链式反
应，中子数越多，释放能量越大，控制中子数量是控制反应速度的关
键.同时反应的发生是有条件的.
1．(双选)当一个重核裂变时，它能产生的两个核(
)
A．一定是稳定的
BD
B．含有的中子数较裂变前重核的中子数少
C．裂变时释放的能量等于俘获中子时得到的能量
D．可以是多种形式的两个核的组合
解析：裂变过程释放产生中子同时释放能量．
题型 2
核电站
【例题】在核反应中，控制铀 235 核裂变反应速度的方法
是(
)
C
A．使用浓缩铀
B．改变铀块的临界体积
C．通过自动控制装置改变镉棒插入的深度
D．利用石墨与中子的碰撞，来改变中子的速度
解析：控制核反应堆中核反应速度是靠调节中子数来实现
的．
2．如何防止铀核裂变产物放出的各种射线对人体的危害和
对环境的污染？
答案：为了防止铀核裂变产物放出的各种射线对人体的危
害和对环境的污染，要在反应堆外面修建很厚的水泥防护层，
用来屏蔽射线，不让它们透射出来；对放射性的废料，也要装
入特制的容器，埋入深地层进行处理．(共19张PPT)
第三节
放射性同位素
知识点 1 核反应
1．核反应：在核物理中，原子核在其他粒子的轰击下____
_________的过程称为核反应．核反应过程遵循______________
的守恒．
2．两个重要的核反应
(1)卢瑟福用α粒子轰击氮核产生质子的核反应方程：
产生
新原子核
质量数和电荷数
(2)查徳威克用氦核轰击铍核产生中子的核反应方程：
知识点 2 放射性同位素
1．同位素：_____________________但___________的几种
元素称为同位素．
2．放射性同位素：具有放射性的同位素．用人工的方法可
以得到放射性同位素，放射性同位素在地质、冶金、农业、医
学等领域内得到了广泛的应用．
电荷数相等即质子数相等
中子数不等
知识点 3 放射线的危害及防护
1．放射线、放射性物质对人体的危害
(1)人体受到放射线的照射，随着射线作用剂量的增大，有可
能随机地出现某些有害效应．例如它可能诱发白血病、甲状腺癌、
骨肿癌等恶性肿瘤；也可能引起人体遗传物质发生基因突变和染
色体畸变，造成先天性畸形、流产、死胎、不育等疾病．
(2)当人体短时间受到大于 1 戈瑞剂量的射线照射后，就会
产生急性放射病，危及生命；机体在较长时间内受到超剂量限
值的射线作用后可能导致慢性放射病，造成以造血组织损伤为
主的全身慢性放射损伤．
2．防护三原则
(1)放射实验的正当化；
(2)放射防护的最优化；
(3)个人剂量限量．
知识点 4 放射性同位素的应用
有些元素的同位素具有放射性，叫做放射性同位素．
(1)射线的应用主要是应用射线的穿透能力、电离能力和物
理、化学、生物作用．
①利用放出的γ射线检查金属部件是否存在砂眼裂痕等，即
利用γ进行探伤．
②利用射线的穿透本领与物质厚度有关，进行检测各种产
品的厚度和密封容器中液体的高度等，从而实现自动控制．
③利用射线照射植物，引起植物变异而培育良种，也可利
用它杀菌、治病等．
④利用射线使空气电离而把空气变成导电气体，以消除化
纤、纺织品上的静电．
⑤利用射线化学效应，可以促进高分子化合物的聚合反应，
以制造各种塑料的性能．此外利用射线使石油裂解，增加汽油
产量．
(2)示踪原子的应用：由于放射性核素不断发出辐射，不论
运动到哪里，都很容易用探测器知道它的下落，用于追踪的放
射性同位素称为示踪原子．
①在工业上可用示踪原子检查地下输油管的输油情况．
②在农业生产中，可用示踪原子确定植物的生长过程中所
需要的肥料和合适的施肥时间．
③在医学上要用示踪原子帮助研究肿瘤的部位和范围．
④在生物研究方面，放射性同位素的示踪法在生物化学与
分子生物学领域应用广泛，它为揭示体内和细胞内理化过程的
秘密，阐明生命活动的物质基础起了极其重要的作用．
我国科学家首先用人工方法合成牛胰岛素，利用放射性碳
14 作为示踪原子证明人工合成牛胰岛素与天然牛胰岛素能完全
融为一体，是同一物质．
(3)半衰期的应用．
【例题】如图 4－3－1 所示是工厂里用放射线自动控制铝
板厚度的装置示意图．
图 4－3－1
(1)请简述自动控制的原理．
(2)如果工厂生产厚度为 1 mm 的铝板，在α、β和γ三种射线
中，哪一种对铝板厚度的控制起主要作用，为什么？
解析：(1)放射线具有穿透本领，如果向前移动的铝板的厚
度发生变化，将这种变化变为电信号输入到计算机，使之自动
控制图中两轮间距离，达到自动控制铝板厚度的目的．
(2)β射线起主要作用．因α射线的贯穿本领很弱，一张白纸
就能把它挡住，更穿不过 1 mm 厚的铝板， γ射线的穿透本领
很强，能穿透几毫米厚的铝板，当铝板厚度发生变化时，β射线
的强度发生变化明显，而穿过铝板的γ射线强度几乎不变，故对
控制铝板厚度起主要作用的是β射线．
答案：见解析
1．在放射性同位素的应用中下列说法正确的是(
)
A．应该用α射线探测物体的厚度
B．应该用γ粒子放射源制成“烟雾报警器”
C．医院在利用放射线诊断疾病时应该用半衰期长的同位
素
D．放射育种是利用α射线照射种子使遗传基因发生变异
解析：由于α射线穿透能力很弱，无法用其探测物体的厚度，
故 A 错误；烟雾报警器是利用射线的电离作用，而γ粒子的电
离作用很弱，故 B 错误；由于人体长期接触放射性元素会影响
健康，因此诊断疾病时应用半衰期短的同位素，故 C 错误；放
射育种是利用α射线照射改变遗传基因，故 D 正确．
答案：D
题型 1
放射性同位素的应用
【例题】(双选)下列哪些应用把放射性同位素作为示踪原
子的有(
)
A．γ射线探伤仪
B．检查输油管是否漏油
C．消毒灭菌
D．把含有放射性的肥料施给农作物，用以检测确定农作
物吸收养分规律
解析：由于放射性核素不断发出辐射，不论运动到哪里，
都很容易用探测器知道它的下落，用于追踪的放射性同位素称
为示踪原子．
答案：BD
1．(双选)下列哪些是利用放射性元素的射线(
)
A．γ射线探伤仪
AC
B．检查输油管是否漏油
C．消毒灭菌
D．把含有放射性的肥料施给农作物，用以检测确定农作
物吸收养分规律
解析：射线的应用主要是应用射线的穿透能力、电离能力
和物理、化学、生物作用．
题型 2
核反应
解析：根据质量数和电荷数守恒逐个进行分析．
C
2．(双选)下列核反应正确的是(
)
BC
解析：依照电荷数和质量数守恒，逐一检查．
