《高考物理一輪復習課件 第15單元原子物理課件 新人教版 （浙江專版）》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《高考物理一輪復習課件 第15單元原子物理課件 新人教版 （浙江專版）（75頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、本課件為基于精確校對的本課件為基于精確校對的wordword書稿制作的書稿制作的“逐字編輯逐字編輯”課件，使用時欲修改課件，請雙擊對應內容，進入可編輯狀態(tài)。課件，使用時欲修改課件，請雙擊對應內容，進入可編輯狀態(tài)。如果有的公式雙擊后無法進入可編輯狀態(tài)，請單擊選中此如果有的公式雙擊后無法進入可編輯狀態(tài)，請單擊選中此公式，點擊右鍵、公式，點擊右鍵、“切換域代碼切換域代碼”，即可進入編輯狀態(tài)。修改，即可進入編輯狀態(tài)。修改后再點擊右鍵、后再點擊右鍵、“切換域代碼切換域代碼”，即可退出編輯狀態(tài)。，即可退出編輯狀態(tài)。第第5858講光電效應原子的躍遷講光電效應原子的躍遷 第第5959講核反應核能講核反應核能

2、第十五單元第十五單元原子物理原子物理新課標新課標人教版人教版浙江省專用浙江省專用第十五單元第十五單元原子物理原子物理第十五單元第十五單元 知識系統(tǒng)總覽知識系統(tǒng)總覽知識系統(tǒng)總覽第十五單元第十五單元 課標考綱展示課標考綱展示課標考綱展示新課程標準考試大綱要求(1)了解人類探索原子結構的歷史以及有關經典實驗(2)通過對氫原子光譜的分析，了解原子的能級結構(3)知道原子核的組成知道放射性和原子核的衰變會用半衰期描述衰變速度，知道半衰期的統(tǒng)計意義(4)了解放射性同位素的應用知道射線的危害和防護光電效應愛因斯坦光電效應方程氫原子光譜氫原子的能級結構、能級公式原子核的組成、放射性、原子核的衰變、半衰期第十五

3、單元第十五單元 課標考綱展示課標考綱展示新課程標準考試大綱要求(5)知道核力的性質能簡單解釋輕核與重核內中子數(shù)、質子數(shù)具有不同比例的原因會根據(jù)質量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒寫出核反應方程(6)認識原子核的結合能知道裂變反應和聚變反應關注受控聚變反應研究的進展(7)知道鏈式反應的發(fā)生條件了解裂變反應堆的工作原理了解常用裂變反應堆的類型知道核電站的工作模式(8)通過核能的利用，思考科學技術與社會的關系(9)初步了解恒星的演化初步了解粒子物理學的基礎知識.放射性同位素核力、核反應方程結合能、質量虧損裂變反應和聚變反應、裂變反應堆射線的危害和防護第十五單元第十五單元 復習策略指南復習策略指南復習策略指南本單元

4、內容是高考命題的選考內容，命題有以下特點：本單元內容是高考命題的選考內容，命題有以下特點：1 1主要考查對光電效應、波粒二象性、原子能級結構、主要考查對光電效應、波粒二象性、原子能級結構、能級公式、放射性現(xiàn)象、核反應方程、核能、裂變和聚變等基能級公式、放射性現(xiàn)象、核反應方程、核能、裂變和聚變等基本概念的理解以及帶電粒子在磁場中的運動、核反應和動量的本概念的理解以及帶電粒子在磁場中的運動、核反應和動量的綜合應用等選擇題一般是與光電效應、原子的能級、核反應、綜合應用等選擇題一般是與光電效應、原子的能級、核反應、核能等結合命題，計算題則常將核反應、核能的計算、帶電粒核能等結合命題，計算題則常將核反應

5、、核能的計算、帶電粒子在磁場中的運動、動量守恒等綜合到一起子在磁場中的運動、動量守恒等綜合到一起2 2聯(lián)系實際、科技信息是高考命題的趨勢，如核能發(fā)電、聯(lián)系實際、科技信息是高考命題的趨勢，如核能發(fā)電、第十五單元第十五單元 復習策略指南復習策略指南帶電粒子加速器、放射性的應用及防護等，考查運用知識帶電粒子加速器、放射性的應用及防護等，考查運用知識的能力、建立物理模型的能力和解決實際問題的能力的能力、建立物理模型的能力和解決實際問題的能力本單元復習時應注重基本概念與規(guī)律的理解與掌握、注重本單元復習時應注重基本概念與規(guī)律的理解與掌握、注重用物理方法處理核反應和動量的綜合計算問題，建議復習時突用物理方法

6、處理核反應和動量的綜合計算問題，建議復習時突破以下重點或難點：破以下重點或難點：1 1透徹理解基本概念，準確地掌握透徹理解基本概念，準確地掌握、射線的區(qū)射線的區(qū)別與聯(lián)系以及原子核的衰變、人工轉變、裂變、聚變的區(qū)別與別與聯(lián)系以及原子核的衰變、人工轉變、裂變、聚變的區(qū)別與聯(lián)系，并熟練地應用概念分析核反應的種類聯(lián)系，并熟練地應用概念分析核反應的種類2 2掌握處理問題的方法，處理光電效應的規(guī)律、原子躍掌握處理問題的方法，處理光電效應的規(guī)律、原子躍遷規(guī)律、質能方程的應用、核反應與帶電粒子在磁場中的圓周遷規(guī)律、質能方程的應用、核反應與帶電粒子在磁場中的圓周運動及動量守恒的結合問題運動及動量守恒的結合問題第

7、十五單元第十五單元 高考縱覽高考縱覽高考縱覽考點200920102011光電效應廣東卷4，寧夏卷36，上海卷6全國卷35，廣東卷18 原子的躍遷四川卷18，全國卷18，全國卷16課標全國卷34，重慶卷19，山東卷38全國卷18，上海卷2，江蘇卷12.C第十五單元第十五單元 高考縱覽高考縱覽考點200920102011原子核海南卷19，重慶卷16，天津卷6，江蘇卷12.C，廣東卷2，上海卷1全國卷14，全國卷14，上海卷4、8，浙江卷13，廣東卷18海南卷19，山東卷38，北京卷13，江蘇卷12.C第十五單元第十五單元 使用建議使用建議使用建議1 1本單元概念、公式多，在復習單元知識時應注意：本

8、單元概念、公式多，在復習單元知識時應注意：(1)(1)辨析概念：通過對比，使學生真正理解各物理量之間辨析概念：通過對比，使學生真正理解各物理量之間的區(qū)別與聯(lián)系的區(qū)別與聯(lián)系(2)(2)總結方法：在復習本單元知識時要提醒學生注意，宏總結方法：在復習本單元知識時要提醒學生注意，宏觀領域中的經驗和規(guī)律在微觀領域都遇到嚴重的阻礙，微觀領觀領域中的經驗和規(guī)律在微觀領域都遇到嚴重的阻礙，微觀領域的研究方法應是：從實驗事實出發(fā)經過分析總結，提出假設，域的研究方法應是：從實驗事實出發(fā)經過分析總結，提出假設，建立模型，再經過實驗的驗證，并發(fā)現(xiàn)新的問題，從而對假設建立模型，再經過實驗的驗證，并發(fā)現(xiàn)新的問題，從而對假

9、設進行修正進行修正第十五單元第十五單元 使用建議使用建議(3)(3)降低難度：復習過程中要注意控制難度，降低學生對降低難度：復習過程中要注意控制難度，降低學生對光子說、玻爾理論的掌握難度，降低本單元知識與動量守恒定光子說、玻爾理論的掌握難度，降低本單元知識與動量守恒定律等綜合的相關問題的難度律等綜合的相關問題的難度2 2課時安排：課時安排：本單元建議安排本單元建議安排5 5課時：第課時：第5858講、第講、第5959講各講各2 2課時，單元訓課時，單元訓練練1 1課時課時第第5858講講 光電效應光電效應 原子的躍遷原子的躍遷 第十五單元第十五單元 編讀互動編讀互動編讀互動1 1光電效應、玻爾

10、理論以及玻爾理論對氫原子光譜的解釋光電效應、玻爾理論以及玻爾理論對氫原子光譜的解釋是本講的高考熱點問題。在復習本講時重點放在對玻爾理論的理是本講的高考熱點問題。在復習本講時重點放在對玻爾理論的理解以及玻爾理論與光子的綜合解以及玻爾理論與光子的綜合2 2本講教學可以按下面的思路安排：本講教學可以按下面的思路安排：(1)(1)通過例通過例1 1及變式題復習光電效應現(xiàn)象，理解光子的概念；及變式題復習光電效應現(xiàn)象，理解光子的概念；(2)(2)通過例通過例2 2及變式題復習波粒二象性；及變式題復習波粒二象性；(3)(3)通過例通過例3 3及變式題復習玻爾理論、原子的躍遷和能級的計及變式題復習玻爾理論、原

11、子的躍遷和能級的計算算3 3本講建議安排本講建議安排2 2課時課時第第5858講講 考點自主梳理考點自主梳理 考點自主梳理 知識點一光電效應知識點一光電效應1 1現(xiàn)象：在光現(xiàn)象：在光( (含不可見光含不可見光) )的照射下從物體表面發(fā)射出的照射下從物體表面發(fā)射出_的現(xiàn)象叫做光電效應的現(xiàn)象叫做光電效應2 2規(guī)律規(guī)律(1)(1)各種金屬都存在一個極限頻率各種金屬都存在一個極限頻率0 0，只有入射光的頻率，只有入射光的頻率_0 0時才能發(fā)生光電效應；時才能發(fā)生光電效應；(2)(2)瞬時性：光照射到金屬，光電子的產生是瞬時性：光照射到金屬，光電子的產生是_，光電子的產生時間不超過光電子的產生時間不超過

12、10109 9 s s；電子電子 大于或等于大于或等于 瞬時的瞬時的 第第5858講講 考向互動探究考向互動探究 (3)(3)光電子的最大初動能跟入射光的強度無關，隨著入射光電子的最大初動能跟入射光的強度無關，隨著入射光的頻率增大而光的頻率增大而_；(4)(4)當入射光的頻率大于極限頻率時，光電流的強度與入當入射光的頻率大于極限頻率時，光電流的強度與入射光的強度成射光的強度成_比；比；3 3解釋依據(jù)解釋依據(jù)(1)(1)光子說：光是不連續(xù)的，而是一份一份的，每一份叫光子說：光是不連續(xù)的，而是一份一份的，每一份叫做一個做一個_，光子的能量，光子的能量E E跟光的頻率跟光的頻率成正比，即成正比，即E

13、 E_；(2)(2)愛因斯坦光電效應方程：愛因斯坦光電效應方程：E Ek k_，E Ek k是光電子的是光電子的最大初動能，最大初動能，W W是金屬的是金屬的_增大增大 正正 光子光子 hh hhW W 逸出功逸出功 第第5858講講 考向互動探究考向互動探究 知識點二光的波粒二象性知識點二光的波粒二象性1 1個別光子的作用效果往往表現(xiàn)為個別光子的作用效果往往表現(xiàn)為_；大量光子；大量光子的作用效果往往表現(xiàn)為的作用效果往往表現(xiàn)為_2 2頻率越低頻率越低_越顯著，越容易看到光的干涉和衍越顯著，越容易看到光的干涉和衍射現(xiàn)象；頻率越高射現(xiàn)象；頻率越高_越顯著，越不容易看到光的干涉和越顯著，越不容易看到

14、光的干涉和衍射現(xiàn)象，貫穿本領越強衍射現(xiàn)象，貫穿本領越強3 3光在傳播過程中往往表現(xiàn)出光在傳播過程中往往表現(xiàn)出_；在與物質發(fā)生；在與物質發(fā)生作用時往往表現(xiàn)為作用時往往表現(xiàn)為_粒子性粒子性 波動性波動性 波動性波動性 粒子性粒子性 波動性波動性 粒子性粒子性 第第5858講講 考向互動探究考向互動探究 知識點三玻爾理論知識點三玻爾理論 1 1三條假說三條假說(1)(1)定態(tài)：原子只能處于一系列定態(tài)：原子只能處于一系列_的能量狀態(tài)中，的能量狀態(tài)中，在這些狀態(tài)中原子是穩(wěn)定的，電子雖然繞核運動，但不向外輻在這些狀態(tài)中原子是穩(wěn)定的，電子雖然繞核運動，但不向外輻射能量，這些狀態(tài)叫做射能量，這些狀態(tài)叫做_；(

15、2)(2)躍遷：原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)時，它輻射躍遷：原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)時，它輻射( (或吸收或吸收) )一定的能量，即：一定的能量，即：E E_；(3)(3)軌道量子化：原子的不同能量狀態(tài)跟電子沿軌道量子化：原子的不同能量狀態(tài)跟電子沿_繞核運動相對應原子的定態(tài)是不連續(xù)的，因此電子的可能軌繞核運動相對應原子的定態(tài)是不連續(xù)的，因此電子的可能軌道也是道也是_的的不連續(xù)不連續(xù) 定態(tài)定態(tài) E初初E終終(或或E終終E初初) 不同軌道不同軌道 不連續(xù)不連續(xù) 第第5858講講 考向互動探究考向互動探究 2 2氫原子模型氫原子模型(1)(1)軌道量子化：軌道量子化：r rn n_，r r0

16、 00.530.53101010 m10 m，( (n n0,1,2,30,1,2,3，) )(2)(2)能量量子化：能量量子化：E En n_，E E1 113.6 13.6 eVeV，( (n n0,1,2,30,1,2,3，) )(3)(3)躍遷量子化：原子在兩個能級之間躍遷時輻射或吸收躍遷量子化：原子在兩個能級之間躍遷時輻射或吸收光子的能量滿足：光子的能量滿足：hh_._.3 3氫原子能級分布氫原子能級分布( (如圖如圖58581 1所示所示) )(1)(1)吸收光子的條件：電子從吸收光子的條件：電子從_能級向能級向_能能級躍遷級躍遷( (如從基態(tài)向激發(fā)態(tài)躍遷如從基態(tài)向激發(fā)態(tài)躍遷) )

17、n2r0 EmEn 低低 高高 第第5858講講 考向互動探究考向互動探究 (2)(2)釋放光子的條件：電子從釋放光子的條件：電子從_能級向能級向_能能級躍遷級躍遷( (如從激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷如從激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷) )(3)(3)原子發(fā)生電離的條件：吸收大于或等于逸出功的能原子發(fā)生電離的條件：吸收大于或等于逸出功的能量量低低 高高 第第5858講講 考向互動探究考向互動探究 考向互動探究 探究考向一對光電效應的理解探究考向一對光電效應的理解1 1光電效應是金屬中的自由電子吸收了光子的能量后，光電效應是金屬中的自由電子吸收了光子的能量后，其動能足以克服金屬離子對其的引力而逃逸出金屬表面，成為其動能

18、足以克服金屬離子對其的引力而逃逸出金屬表面，成為光電子的現(xiàn)象光電子的現(xiàn)象2 2每個電子只能吸收一個光子的能量每個電子只能吸收一個光子的能量3 3光子說成功地解釋了光電效應現(xiàn)象，光電效應現(xiàn)象表光子說成功地解釋了光電效應現(xiàn)象，光電效應現(xiàn)象表明光具有粒子性明光具有粒子性4 4逸出功逸出功W W與極限頻率與極限頻率0 0的關系為：的關系為：W Whh0 0. .第第5858講講 考向互動探究考向互動探究 例例1 120112011福建卷福建卷 愛因斯坦提出了光量子概念并成功愛因斯坦提出了光量子概念并成功地解釋光電效應的規(guī)律而獲得地解釋光電效應的規(guī)律而獲得19211921年的諾貝爾物理學獎某種年的諾貝爾

19、物理學獎某種金屬逸出光電子的最大初動能金屬逸出光電子的最大初動能E Ekmkm與入射光頻率與入射光頻率的關系如圖的關系如圖5858 2 2 所 示 ， 其 中所 示 ， 其 中0 0為 極 限 頻 率 從 圖 中 可 以 確 定 的 是為 極 限 頻 率 從 圖 中 可 以 確 定 的 是_( (填選項前的字母填選項前的字母) )D D 圖圖58582 2第第5858講講 考向互動探究考向互動探究 A A逸出功與逸出功與有關有關B BE Ekmkm與入射光強度成正比與入射光強度成正比C C當當 0 0時，會逸出光電子時，會逸出光電子D D圖中直線的斜率與普朗克常量有關圖中直線的斜率與普朗克常量

20、有關第第5858講講 考向互動探究考向互動探究 解析解析 由愛因斯坦光電方程由愛因斯坦光電方程E Ek khhW W和和W Whh0 0( (W W為金為金屬的逸出功屬的逸出功) )可得，可得，E Ek khhhh0 0，可見圖象的斜率表示普朗，可見圖象的斜率表示普朗克常量，克常量，D D正確；只有正確；只有0 0時才會發(fā)生光電效應，時才會發(fā)生光電效應，C C錯誤；金錯誤；金屬的逸出功只和金屬的極限頻率有關，與入射光的頻率無關，屬的逸出功只和金屬的極限頻率有關，與入射光的頻率無關，A A錯誤；最大初動能取決于入射光的頻率，而與入射光的強度錯誤；最大初動能取決于入射光的頻率，而與入射光的強度無關

21、，無關，B B錯誤錯誤第第5858講講 考向互動探究考向互動探究 點評點評 根據(jù)光電效應方程和逸出功的表達式推導出光電根據(jù)光電效應方程和逸出功的表達式推導出光電子的最大初動能與入射光頻率的關系，結合圖象進行分析判子的最大初動能與入射光頻率的關系，結合圖象進行分析判斷斷第第5858講講 考向互動探究考向互動探究 變式題變式題20112011課標全國卷課標全國卷 在光電效應實驗中，某金在光電效應實驗中，某金屬 的 截 止 頻 率 相 應 的 波 長 為屬 的 截 止 頻 率 相 應 的 波 長 為0 0， 該 金 屬 的 逸 出 功 為， 該 金 屬 的 逸 出 功 為_若用波長為若用波長為( (

22、 E Em m，即輻射光子的能量為，即輻射光子的能量為hh2 2hh1 1，選項，選項D D正確正確第第5858講講 考向互動探究考向互動探究 變變式題式題20112011溫州模擬溫州模擬 如圖如圖58583 3所所示為氫原子的能級示意圖，一群氫原子處于示為氫原子的能級示意圖，一群氫原子處于n n3 3的的激發(fā)態(tài)，在向較低能級躍遷的過程中向外發(fā)出光子，激發(fā)態(tài)，在向較低能級躍遷的過程中向外發(fā)出光子，用這些光子照射逸出功為用這些光子照射逸出功為2.49 2.49 eVeV的金屬鈉，下列的金屬鈉，下列說法中正確的是說法中正確的是( () )圖圖58583 3D D 第第5858講講 考向互動探究考向

23、互動探究 A.這群氫原子能輻射出三種頻率不同的光，其中從這群氫原子能輻射出三種頻率不同的光，其中從n3躍躍遷到遷到n2所發(fā)出的光波長最短所發(fā)出的光波長最短B這群氫原子在輻射光子的過程中電子繞核運動的動能這群氫原子在輻射光子的過程中電子繞核運動的動能減小，電勢能增大減小，電勢能增大C金屬鈉表面所發(fā)出的光電子的最大初動能為金屬鈉表面所發(fā)出的光電子的最大初動能為11.11 eVD金屬鈉表面所發(fā)出的光電子的最大初動能為金屬鈉表面所發(fā)出的光電子的最大初動能為9.60 eV第第5858講講 考向互動探究考向互動探究 解析解析 從從n3躍遷到躍遷到n2所發(fā)出的光頻率最小，波長最大，所發(fā)出的光頻率最小，波長最

24、大，選項選項A錯誤；氫原子在輻射光子的過程中，軌道半徑減小，動錯誤；氫原子在輻射光子的過程中，軌道半徑減小，動能增大，電勢能減小，總能量減小，選項能增大，電勢能減小，總能量減小，選項B錯誤；輻射光子的錯誤；輻射光子的最大能量為：最大能量為：1.51 eV(13.6 eV)12.09 eV，所以金屬鈉，所以金屬鈉表面所發(fā)出的光電子的最大初動能為：表面所發(fā)出的光電子的最大初動能為：Ekm(12.092.49) eV9.60 eV，選項，選項C錯誤，選項錯誤，選項D正確正確 第第5959講講 核反應核能核反應核能第十五單元第十五單元 編讀互動編讀互動編讀互動1 1本講的重點是原子核反應、核能的計算，

25、衰變與動量本講的重點是原子核反應、核能的計算，衰變與動量守恒結合的綜合問題是課標高考的熱點問題守恒結合的綜合問題是課標高考的熱點問題2 2本講要求學生能夠寫出核反應方程，會計算核反應中本講要求學生能夠寫出核反應方程，會計算核反應中釋放的核能，能分析求解核反應與動量結合的問題釋放的核能，能分析求解核反應與動量結合的問題(1)(1)通過例通過例1 1及變式題復習核反應遵循的規(guī)律及變式題復習核反應遵循的規(guī)律(2)(2)通過例通過例2 2及變式題復習原子核的衰變和放射線的特性及變式題復習原子核的衰變和放射線的特性(3)(3)通過例通過例3 3及變式題復習質量虧損及核能的計算及變式題復習質量虧損及核能的

26、計算(4)(4)通過例通過例4 4及變式題復習核反應、核能計算與動量守恒問及變式題復習核反應、核能計算與動量守恒問題的綜合題的綜合第第5959講講 考點自主梳理考點自主梳理 考點自主梳理 知識點一三種射線知識點一三種射線 1 1射線：射線：射線是高速粒子流，射線是高速粒子流，粒子就是粒子就是_；粒子的速度可以達到光速的十分之一；粒子的速度可以達到光速的十分之一；射線穿透能力弱，射線穿透能力弱，電離能力電離能力_2 2射線：射線：射線是高速射線是高速_，速度可達光速的，速度可達光速的99%99%；它的電離作用它的電離作用_，穿透能力較強，穿透能力較強3 3射線：射線：射線是能量很高的射線是能量很

27、高的_，波長很短，波長很短，在在101010 m10 m以下；它的電離作用更小，穿透能力以下；它的電離作用更小，穿透能力_氦原子核氦原子核 強強 電子流電子流 較弱較弱 電磁波電磁波 更強更強 第第5959講講 考向互動探究考向互動探究 知識點二原子核的組成知識點二原子核的組成1 1原子核是由原子核是由_和和_組成，質子和中子統(tǒng)組成，質子和中子統(tǒng)稱為核子；稱為核子；2 2電荷數(shù)：原子核所帶的電荷總是質子電荷的電荷數(shù)：原子核所帶的電荷總是質子電荷的_，這個整數(shù)叫做原子核的電荷數(shù)；這個整數(shù)叫做原子核的電荷數(shù)；3 3質量數(shù)：原子核的質量幾乎等于單個核子質量的質量數(shù)：原子核的質量幾乎等于單個核子質量的

28、_，這個倍數(shù)叫做原子核的質量數(shù)，這個倍數(shù)叫做原子核的質量數(shù)質子質子 中子中子 整數(shù)倍整數(shù)倍 整數(shù)倍整數(shù)倍 第第5959講講 考向互動探究考向互動探究 知識點三放射性元素的衰變知識點三放射性元素的衰變1 1衰變：原子核放出衰變：原子核放出_的衰變稱為的衰變稱為衰變，典衰變，典型的衰變方程為：型的衰變方程為：_._.2 2衰變：原子核放出衰變：原子核放出_的衰變稱為的衰變稱為衰變，典衰變，典型的衰變方程為：型的衰變方程為：_._.3 3半衰期：放射性元素的原子核有半衰期：放射性元素的原子核有半數(shù)半數(shù)發(fā)生衰變所需的發(fā)生衰變所需的時間半衰期由時間半衰期由_因素決定，跟原子所處的物理、因素決定，跟原子所

29、處的物理、_狀態(tài)無關剩余的原子核數(shù)為：狀態(tài)無關剩余的原子核數(shù)為：_4 4應用：利用其射線、作為應用：利用其射線、作為_、進行考古研究、進行考古研究粒子粒子 粒子粒子 核內部本身的核內部本身的 化學化學 示蹤原子示蹤原子 第第5959講講 考向互動探究考向互動探究 知識點四核反應知識點四核反應1 1規(guī)律：質量數(shù)守恒和規(guī)律：質量數(shù)守恒和_2 2核反應類型：核反應有核反應類型：核反應有_、衰變、衰變、_、輕核的聚變輕核的聚變電荷數(shù)守恒電荷數(shù)守恒 人工轉變人工轉變 重核的裂變重核的裂變 第第5959講講 考向互動探究考向互動探究 知識點五核能知識點五核能 1 1核能：核子結合成原子核需要放出能量，叫原

30、子的核能：核子結合成原子核需要放出能量，叫原子的_，稱為核能，稱為核能2 2質量虧損：組成原子核的核子的質量與原子核的質量虧損：組成原子核的核子的質量與原子核的_(_(或者參加核反應的原子核總質量與生成新原子核的或者參加核反應的原子核總質量與生成新原子核的總質量之差總質量之差) )叫質量虧損叫質量虧損3 3愛因斯坦質能方程：凡具有質量的物體都具有能量，愛因斯坦質能方程：凡具有質量的物體都具有能量，物體的質量和能量間的關系為：物體的質量和能量間的關系為：_._.若原子核質量虧損若原子核質量虧損m m，則釋放的能量為，則釋放的能量為E E_._.結合能結合能 質量之差質量之差 Emc2 mcmc2

31、 2第第5959講講 考向互動探究考向互動探究 考向互動探究 探究考向一核反應方程探究考向一核反應方程1 1典型的核反應方程比較典型的核反應方程比較第第5959講講 考向互動探究考向互動探究 第第5959講講 考向互動探究考向互動探究 第第5959講講 考向互動探究考向互動探究 2.2.核反應方程式的寫法核反應方程式的寫法(1)(1)首先根據(jù)電荷數(shù)守恒確定原子核或粒子的電荷數(shù)，從首先根據(jù)電荷數(shù)守恒確定原子核或粒子的電荷數(shù)，從而確定原子核或粒子的符號；而確定原子核或粒子的符號；(2)(2)根據(jù)質量數(shù)守恒確定原子核或粒子的質量數(shù)；根據(jù)質量數(shù)守恒確定原子核或粒子的質量數(shù)；(3)(3)根據(jù)核反應方程確

32、定核反應種類根據(jù)核反應方程確定核反應種類第第5959講講 考向互動探究考向互動探究 A A 第第5959講講 考向互動探究考向互動探究 解析解析 根據(jù)核反應滿足的條件，電荷數(shù)、質量數(shù)守恒，根據(jù)核反應滿足的條件，電荷數(shù)、質量數(shù)守恒，可得可得A A選項中的選項中的“X”X”電荷數(shù)為電荷數(shù)為0 0，質量數(shù)為，質量數(shù)為1 1，是中子；，是中子；B B選項選項中的中的“X”X”電荷數(shù)為電荷數(shù)為1 1，質量數(shù)為，質量數(shù)為0 0，是電子；，是電子；C C選項中的選項中的“X”X”電荷數(shù)為電荷數(shù)為1 1，質量數(shù)為，質量數(shù)為1 1，是質子；，是質子；D D選項中的選項中的“X”X”電荷數(shù)為電荷數(shù)為2 2，質量數(shù)

33、為質量數(shù)為4 4，是氦核選項，是氦核選項A A正確正確第第5959講講 考向互動探究考向互動探究 點評點評 核反應滿足電荷數(shù)守恒和質量數(shù)守恒，在判斷產核反應滿足電荷數(shù)守恒和質量數(shù)守恒，在判斷產生的粒子時首先根據(jù)電荷數(shù)守恒確定粒子的電荷數(shù)，然后根據(jù)生的粒子時首先根據(jù)電荷數(shù)守恒確定粒子的電荷數(shù)，然后根據(jù)質量數(shù)守恒確定粒子的質量數(shù)，從而確定是什么粒子質量數(shù)守恒確定粒子的質量數(shù)，從而確定是什么粒子第第5959講講 考向互動探究考向互動探究 B B 第第5959講講 考向互動探究考向互動探究 解析解析 根據(jù)質量數(shù)守恒可得根據(jù)質量數(shù)守恒可得a a1717，根據(jù)電荷數(shù)守恒可，根據(jù)電荷數(shù)守恒可得得b b1 1

34、，則，則X X代表正電子，選項代表正電子，選項B B正確正確第第5959講講 考向互動探究考向互動探究 探究考向二對天然放射現(xiàn)象的理解探究考向二對天然放射現(xiàn)象的理解1 1兩種衰變兩種衰變第第5959講講 考向互動探究考向互動探究 2.2.三種放射線的比較三種放射線的比較第第5959講講 考向互動探究考向互動探究 A A 第第5959講講 考向互動探究考向互動探究 點評點評 原子核的衰變有兩種，分別是原子核的衰變有兩種，分別是衰變和衰變和衰變，衰變，經過一次經過一次衰變電荷數(shù)減少衰變電荷數(shù)減少2 2，質量數(shù)減少，質量數(shù)減少4 4；經過一次；經過一次衰變衰變電荷數(shù)增加電荷數(shù)增加1 1，質量數(shù)不變在

35、判斷是何種衰變時，可以根據(jù)，質量數(shù)不變在判斷是何種衰變時，可以根據(jù)電荷數(shù)和質量數(shù)的變化進行解決電荷數(shù)和質量數(shù)的變化進行解決第第5959講講 考向互動探究考向互動探究 B B 第第5959講講 考向互動探究考向互動探究 第第5959講講 考向互動探究考向互動探究 探究考向三核能的計算探究考向三核能的計算1 1對質能方程的理解對質能方程的理解質能方程質能方程E Emcmc2 2給出了物體的能量和質量之間的關系，質給出了物體的能量和質量之間的關系，質量為量為m m的物體具有的總能量為的物體具有的總能量為mcmc2 2，質量和能量不能互相轉化，質量和能量不能互相轉化“質量與能量間存在著簡單的正比關系質

36、量與能量間存在著簡單的正比關系”，即物體的質量，即物體的質量( (這里指動質量這里指動質量) )越多，能量越大，反之物體質量減小，能量也越多，能量越大，反之物體質量減小，能量也越少，當物體放出能量時，滿足：越少，當物體放出能量時，滿足：E Emcmc2 2. .2 2核能計算的方法核能計算的方法(1)(1)根據(jù)愛因斯坦質能方程求核能根據(jù)愛因斯坦質能方程求核能第第5959講講 考向互動探究考向互動探究 用核子結合原子核時質量虧損用核子結合原子核時質量虧損( (m m) )的千克數(shù)乘以真空光的千克數(shù)乘以真空光速速(3(310108 8 m/sm/s) )的平方，即的平方，即E Emcmc2 2.

37、.根據(jù)根據(jù)1 1原子質量單位原子質量單位(u)(u)相當于相當于931.5 931.5 MeVMeV的能量，用核子的能量，用核子結合成原子核時質量虧損的原子質量單位數(shù)乘以結合成原子核時質量虧損的原子質量單位數(shù)乘以931.5 931.5 MeVMeV，即：即：E E質量虧損的原子質量單位數(shù)質量虧損的原子質量單位數(shù)931.5 931.5 MeVMeV. .請注意：式中請注意：式中m m的單位是的單位是“kg”kg”，核能的單位是，核能的單位是“J”J”式中質量虧損式中質量虧損m m的單位是的單位是“u”u”，m m的單位是的單位是“MeVMeV”(2)(2)利用阿伏加德羅常數(shù)計算核能利用阿伏加德羅

38、常數(shù)計算核能第第5959講講 考向互動探究考向互動探究 (3)(3)由動量守恒和能量守恒計算核能由動量守恒和能量守恒計算核能2 2質量虧損和質量守恒是否矛盾質量虧損和質量守恒是否矛盾質量虧損總是發(fā)生在系統(tǒng)向外輻射能量的情況下，系統(tǒng)的質量虧損總是發(fā)生在系統(tǒng)向外輻射能量的情況下，系統(tǒng)的能量減少了，質量也減少了由于系統(tǒng)向外輻射能量，有對應能量減少了，質量也減少了由于系統(tǒng)向外輻射能量，有對應的質量輻射出去所謂質量虧損是指系統(tǒng)內的質量減少了，而的質量輻射出去所謂質量虧損是指系統(tǒng)內的質量減少了，而總質量是不變的總質量是不變的第第5959講講 考向互動探究考向互動探究 例例3 320102010北京卷北京卷

39、 太陽因核聚變釋放出巨大的能量，太陽因核聚變釋放出巨大的能量，同時其質量不斷減少太陽每秒鐘輻射出的能量約為同時其質量不斷減少太陽每秒鐘輻射出的能量約為4 410102626 J J，根據(jù)愛因斯坦質能方程，太陽每秒鐘減少的質量最接近根據(jù)愛因斯坦質能方程，太陽每秒鐘減少的質量最接近( () )A A10103636 kg B kg B10101818 kg kgC C10101313 kg D kg D10109 9 kg kgD D 第第5959講講 考向互動探究考向互動探究 解析解析 由質能方程知由質能方程知E Emcmc2 2，代入數(shù)據(jù)，代入數(shù)據(jù)m m4.44.410109 9 kg kg，

40、D D正確正確a a 點評點評 太陽在放出能量的同時，質量不斷減小減小的太陽在放出能量的同時，質量不斷減小減小的質量與放出的能量之間的關系滿足：質量與放出的能量之間的關系滿足：E Emcmc2 2，根據(jù)此關系，根據(jù)此關系式可以求出減小的質量式可以求出減小的質量第第5959講講 考向互動探究考向互動探究 變式題變式題20112011?？谡{研?？谡{研 一個鈾核裂變時平均會釋放一個鈾核裂變時平均會釋放出出200 200 MeVMeV的核能一個發(fā)電能力為的核能一個發(fā)電能力為1 110106 6 kW kW的核電站用鈾的核電站用鈾235235做核燃料，則該核電站一天要消耗多少千克純鈾做核燃料，則該核電站

41、一天要消耗多少千克純鈾235?235?答案：答案：1.054 kg1.054 kg第第5959講講 考向互動探究考向互動探究 第第5959講講 考向互動探究考向互動探究 探究探究考向四考向四核反應與核反應與動量的綜動量的綜合合 【方法概述】【方法概述】1 1在核反應過程中動量守恒，即反應前原子核的總動量在核反應過程中動量守恒，即反應前原子核的總動量等于反應后原子核的總動量一般認為核反應放出的能量與反等于反應后原子核的總動量一般認為核反應放出的能量與反應前原子核的動能之和等于反應后原子核總動能應前原子核的動能之和等于反應后原子核總動能2 2解決此類問題首先應用質能方程求出核反應釋放出的解決此類問

42、題首先應用質能方程求出核反應釋放出的核能；其次根據(jù)動量守恒定律和能量守恒定律列出相應的方程；核能；其次根據(jù)動量守恒定律和能量守恒定律列出相應的方程；最后聯(lián)立求解最后聯(lián)立求解第第5959講講 考向互動探究考向互動探究 例例4 420112011長沙模擬長沙模擬 海水中含有豐富的氘，完全可充海水中含有豐富的氘，完全可充當未來的主要能源兩個氘核的核反應為：當未來的主要能源兩個氘核的核反應為：H HHHeHHen n，其，其中氘核的質量為中氘核的質量為2.0136 u2.0136 u，氦核的質量為，氦核的質量為3.0150 u3.0150 u，中子的質，中子的質量為量為1.0087 u1.0087 u

43、求：求：(1)(1)核反應中釋放的核能；核反應中釋放的核能；(2)(2)在兩個氘核以相等的動能在兩個氘核以相等的動能0.35 0.35 MeVMeV進行對心碰撞，并進行對心碰撞，并且核能全部轉化為機械能的情況下，求反應中產生的中子和氦且核能全部轉化為機械能的情況下，求反應中產生的中子和氦核的動能核的動能 答案：答案： (1)3.26 (1)3.26 MeVMeV(2)2.97 (2)2.97 MeVMeV0.99 0.99 MeVMeV第第5959講講 考向互動探究考向互動探究 【方法點撥方法點撥】 元素在發(fā)生聚變時動量守恒，即聚變前元元素在發(fā)生聚變時動量守恒，即聚變前元素的總動量與聚變后生成

44、核的總動量素的總動量與聚變后生成核的總動量( (動量的矢量和動量的矢量和) )相等；元相等；元素在發(fā)生聚變時放出能量，放出的能量要根據(jù)質量虧損結合質素在發(fā)生聚變時放出能量，放出的能量要根據(jù)質量虧損結合質能方程進行求解能方程進行求解第第5959講講 考向互動探究考向互動探究 第第5959講講 考向互動探究考向互動探究 變式題變式題20112011新沂模擬新沂模擬 靜止的靜止的LiLi核俘獲一個速度核俘獲一個速度v v1 17.77.710104 4 m/sm/s的中子而發(fā)生核反應，生成兩個新核其中的中子而發(fā)生核反應，生成兩個新核其中HeHe的速度大小為的速度大小為v v2 22.02.010104 4 m/sm/s，其方向與反應前中子速度方，其方向與反應前中子速度方向相同向相同(1)(1)寫出上述核反應方程寫出上述核反應方程_(2)(2)另一新核的速度大小為另一新核的速度大小為_1103 m/s 第第5959講講 考向互動探究考向互動探究