《高中物理 第十九章 原子核章末復習課學案 新人教版選修35》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中物理 第十九章 原子核章末復習課學案 新人教版選修35（8頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3

2、3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 第十九章第十九章 原子核原子核 章末復習課 【知識體系】 主題 1 幾種重要的核反應(yīng)和核能的計算 1幾種重要的核反應(yīng)類型 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1

3、 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 反應(yīng)類型 核反應(yīng)方程 能量 情況 原子核的衰變 衰變 238 92U234 90Th42He 釋放能量 衰變 234 90Th234 91Pa

4、01e 原子核的人工轉(zhuǎn)變 質(zhì)子的發(fā)現(xiàn) 14 7N42He17 8O11H 中子的發(fā)現(xiàn) 94Be42He12 6C10n 放射性同位素的發(fā)現(xiàn) 2713Al42He3015P10n 重核的裂變 235 92U10n9038Sr136 54Xe1010n 釋放能量 235 92U10n144 56Ba8936Kr310n 輕核的聚變 21H31H42He10n 釋放能量 2.核能的計算 重核的裂變和輕核的聚變，存在質(zhì)量虧損，根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程Emc2，可以判斷兩種核反應(yīng)都會向外釋放能量，計算核能的方法如下： (1)質(zhì)能方程Emc2是計算釋放核能多少的主要方法，質(zhì)量虧損m的確定是計算核能的關(guān)鍵 (2

5、)核反應(yīng)中如無光子輻射，核反應(yīng)釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為新核的動能和新粒子的動能 這種情況下的核能可由下列關(guān)系計算： 反應(yīng)前總動能反應(yīng)過程中釋放的核能反應(yīng)后總動能 3核反應(yīng)方程是該部分知識在高考中考查的重點之一，主要考查反應(yīng)方程的書寫、配平及類型判斷等問題書寫及配平核反應(yīng)方程的依據(jù)是電荷數(shù)、質(zhì)量數(shù)守恒另外要熟記常見粒子的符號，如42He、11H、10n、 01e、01e、21H、31H 等 【典例 1】 已知氘核質(zhì)量為 2.013 6 u，中子質(zhì)量為 1.008 7u，32He 核的質(zhì)量為 3.015 0 u兩個速率相等的氘核對心碰撞聚變成32He 并放出一個中子，釋放的核能也全部轉(zhuǎn)化為機械能(質(zhì)量

6、虧損為 1 u 時，釋放的能量為 931.5 MeV.除了計算質(zhì)量虧損外，32He 的質(zhì)量可以認為是中子的 3 倍) (1)寫出該核反應(yīng)的方程式； (2)該核反應(yīng)釋放的核能是多少？ (3)若測得反應(yīng)后生成中子的動能是 3.12 MeV，則反應(yīng)前每個氘核的動能是多少 MeV? 解析：(1)核反應(yīng)方程為 221H32He10n. (2)質(zhì)量虧損為 m2.013 6 u23.015 0 u1.008 7 u0.003 5 u. 則釋放的核能為 Emc20.003 5931.5 MeV3.26 MeV. 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4

7、 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D

8、 D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 (3)設(shè)中子和32He 核的質(zhì)量分別為m1、m2，速度分別為v1、v2，反應(yīng)前每個氘核的動能為E0，反應(yīng)后中子和32He 核的動能分別為E1、E2. 根據(jù)動量守恒得：m1v1m2v20， 所以v1v2m2m131. 根據(jù)E12mv2得E2E112m2v2212m1v213113213， 即E2E13133.12 MeV1.04 MeV. 由能量轉(zhuǎn)化和守恒定律得E1E22E0E. 代入數(shù)據(jù)得E00.45 MeV. 答案：(1)221H32He10n (2)3.26 MeV (3)0.45 MeV 名師點評 核能計算常見的方法

9、(1)利用質(zhì)能方程Emc2計算核能 (2)利用比結(jié)合能計算核能 原子核的結(jié)合能比結(jié)合能核子數(shù) 核反應(yīng)前系統(tǒng)內(nèi)所有原子核的總結(jié)合能與反應(yīng)后生成的所有新原子核的總結(jié)合能之差，等于該次反應(yīng)所釋放(或吸收)的核能 (3)據(jù)能量守恒和動量守恒定律計算核能 (4)應(yīng)用阿伏加德羅常數(shù)計算核能 若要計算具有宏觀質(zhì)量的物質(zhì)中所有原子核都發(fā)生核反應(yīng)所放出的總能量， 其解題的基本思路為： 根據(jù)物體的質(zhì)量m和摩爾質(zhì)量M， 由nmM求出物質(zhì)的量， 并求出原子核的個數(shù)NNAnNAmM. 由題設(shè)條件求出一個原子核與另一個原子核反應(yīng)放出或吸收的能量E0(或直接從題目中找出E0) 再根據(jù)ENE0求出總能量 針對訓練 1 三個

10、粒子結(jié)合成一個碳12 6C， 已知碳原子的質(zhì)量為 12.000 0 u， 氦原子質(zhì)量為 4.002 6 u. (1)寫出核反應(yīng)方程 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F

11、3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 (2)這個核反應(yīng)放出的能量是多少焦？ (3)這個能量合多少 MeV? 解析：(1)342He12 6CE. (2)m34.002 6 u12.000 0 u0.007 8 u， m0.007 81.661027 kg12.9481030 kg， Emc21.1651012 J. (3)E1.1651

12、012/(1.61019) eV7.28106 eV7.28 MeV. 答案：(1)342He12 6CE (2)1.1651012 J (3)7.28 MeV 主題 2 原子核的兩種衰變和三種射線 1原子核的兩種衰變 (1)原子核的衰變是指原子核放出 粒子或 粒子變成新的原子核 衰變是原子核放出兩個質(zhì)子和兩個中子的結(jié)合體， 衰變是原子核內(nèi)的一個中子變成一個質(zhì)子時發(fā)生的， 射線是在發(fā)生 衰變和 衰變時，產(chǎn)生的新核由較高能量狀態(tài)向較低能量狀態(tài)躍遷時發(fā)生的 (2)不論發(fā)生哪種衰變，衰變前后的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)是守恒的 2三種放射性射線 三種射線是指 射線、 射線和 射線，三種射線的實質(zhì)和特性如下表所示

13、 射線類型 粒子 特性 射線 42He(正電) 穿透本領(lǐng)小(空氣中射程只有幾厘米)， 電離本領(lǐng)強，速度為c10 射線 01e(負電) 穿透本領(lǐng)大(能穿透幾毫米厚的鋁板)，電離作用較弱，速度為9c10 射線 高能光子(中性) 穿透本領(lǐng)很大(能穿透幾厘米厚的鉛板)，電離作用很小 3.半衰期 放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變需要的時間 計算公式：NN012n或mm012n，其中nt，為半衰期 典例 2017 年 1 月 9 日， 大亞灣反應(yīng)堆中微子實驗工程獲得國家自然科學一等獎.大多數(shù)原子核發(fā)生核反應(yīng)的過程中都伴著中微子的產(chǎn)生，例如核裂變、核聚變、衰變等.下列關(guān)于核反應(yīng)的說法正確的是（ ） 6 E

14、D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D

15、4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 A.234 90Th 衰變?yōu)?22 86Rn，經(jīng)過 3 次衰變，2 次衰變 B.21H31H42He10n 是衰變方程，234 90Th234 91Pa 01e 是衰變方程 C.235 90U10n144 56Ba8936Kr310n 是核裂變方程，也是氫彈的核反應(yīng)方程 D.高速運動的粒子轟擊氮核可從氮核中打出中子，其核反應(yīng)方程為42He14 7N17 8O11n 解析：234 90Th 衰變?yōu)?22 86Rn，經(jīng)過 3 次衰變，2 次

16、衰變，故 A 正確；21H31H42He10n 是核聚變方程，234 90Th234 91Pa 01e 是衰變方程，故 B 錯誤；235 92U10n144 56Ba8936Kr310n 是核裂變方程，不是氫彈的核反應(yīng)方程，故 C 錯誤；高速運動的粒子轟擊氮核可從氮核中打出質(zhì)子，其核反應(yīng)方程為42He14 7N17 8O11H，故 D 錯誤.故 A 正確，BCD 錯誤. 答案：A 名師點評 確定衰變次數(shù)的方法 (1)AZXAZYn42Hem01e. 根據(jù)質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒得 AA4n， ZZ2nm. 二式聯(lián)立求解得 衰變次數(shù)n和 衰變次數(shù)m. (2)根據(jù) 衰變和 衰變實質(zhì)( 衰變質(zhì)量數(shù)不變)直

17、接求解 針對訓練 2.在核電站泄漏的污染物中含有131I 和137Cs 兩種放射性元素，它們通過一系列衰變產(chǎn)生對人體有危害的輻射.在下列四個式子中，有兩個能分別反映131I 和137Cs 的衰變過程，它們分別是 和 （填入正確選項前的序號）.131I 和137Cs 原子核中的中子數(shù)分別是 和 . X1137 56Ba10n X2131 54Xe01e X3137 56Ba01e X4131 54Xe11H 解析：根據(jù)衰變過程中電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒，可知 X2為131 53I，X3為137 55Cs，中子數(shù)等于質(zhì)量數(shù)減去核電荷數(shù)，分別為 1315378 和 1375582. 答案： 78 82

18、 統(tǒng)攬考情 本章內(nèi)容是介紹原子核物理學中最基礎(chǔ)的知識和研究方法， 它是進入微觀領(lǐng)域的“金鑰匙”，它對近代物理及其他技術(shù)有極其深遠的影響它是高考選考的?？純?nèi)容，考查內(nèi)容主6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3

19、5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 要集中在原子核的結(jié)構(gòu)、原子核的衰變及質(zhì)能聯(lián)系方程等知識，并以選擇題為主 真題例析 （2017全國卷）一靜止的鈾核放出一個粒子衰變成釷核，衰變方程為238 92U234 90Th42He.下列說法正確的是（ ） A.衰變后釷核的動能等于粒子的動能 B.衰變后釷核的動

20、量大小等于粒子的動量大小 C.鈾核的半衰期等于其放出一個粒子所經(jīng)歷的時間 D.衰變后粒子與釷核的質(zhì)量之和等于衰變前鈾核的質(zhì)量 解析：根據(jù)動量守恒定律可知衰變后釷核的動量大小等于粒子的動量大小，B 正確；根據(jù)Ekp22m可知衰變后釷核的動能小于粒子的動能，A 錯誤；半衰期是指放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需時間，C 項錯誤，衰變后質(zhì)量虧損，因此粒子與釷核的質(zhì)量之和小于衰變前鈾核的質(zhì)量，D 項錯誤. 答案：B 針對訓練 （2017全國卷）大科學工程“人造太陽”主要是將氘核聚變反應(yīng)釋放的能量用來發(fā)電.氘核聚變反應(yīng)方程是：21H21H32He10n.已知21H 的質(zhì)量為 2.013 6 u，32H

21、e 的質(zhì)量為 3.015 0 u，10n 的質(zhì)量為 1.008 7 u，1 u931 MeV/c2.氘核聚變反應(yīng)中釋放的核能約為（ ） A.3.7 MeV B.3.3 MeV C.2.7 MeV D.0.93 MeV 解析：氘核聚變反應(yīng)的質(zhì)量虧損m2m氘m氦mn0.003 5 u，則該反應(yīng)釋放的核能為Em931 MeV3.258 5 MeV3.3 MeV. 答案：B 1. （2017天津卷） 我國自主研究制造的國際熱核聚變核心部件在國際上率先通過權(quán)威機構(gòu)認證，這是我國對國際熱核聚變項目的重大貢獻.下列核反應(yīng)方程中屬于聚變反應(yīng)的是（ ） A.21H31H42He10n B.14 7N42He17

22、 8O11H C.42He2713Al3015P10n D.235 92U10n144 56Ba8936Kr310n 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4

23、 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 解析： 因為21H31H42He10n 是一個氘核與一個氚核結(jié)合成一個氦核， 同時放出一個中子，屬于聚變反應(yīng)，因此 A 正確；14 7N42He17 8O11H 是盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)，他用粒子轟擊氮原子核，產(chǎn)生氧的同位素氧 17 和一個質(zhì)子，是人類第一次實現(xiàn)的原子核的人工轉(zhuǎn)變，屬于人工核反應(yīng)，故 B 錯誤；4

24、2He2713Al3015P10n 是小居里夫婦用粒子轟擊鋁箔時發(fā)現(xiàn)了放射性磷 30，屬于人工核反應(yīng)，故 C 錯誤；235 92U10n144 56Ba8936Kr310n 是一種典型的鈾核裂變，屬于裂變反應(yīng)，故 D 錯誤. 答案：A 2.（2017江蘇卷） （多選）原子核的比結(jié)合能曲線如圖所示.根據(jù)該曲線，下列判斷正確的有（ ） A.42He 核的結(jié)合能約為 14 MeV B.42He 核比63Li 核更穩(wěn)定 C.兩個21H 核結(jié)合成42He 核時釋放能量 D.235 92U 核中核子的平均結(jié)合能比8936Kr 核中的大 解析：42He 核里面有四個核子，所以結(jié)合能約為 28 MeV，A 項

25、錯誤；比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定，所以 B 項正確；兩個21H 核結(jié)合成42He 核時發(fā)生聚變反應(yīng)，比結(jié)合能變大，有質(zhì)量虧損，所以釋放能量，C 項正確；235 92U 核中核子的平均結(jié)合能比8036Kr 核中的小， D 項錯誤. 答案：BC 3 (2016全國卷)在下列描述核過程的方程中， 屬于衰變的是_(填正確答案的字母標號，下同)，屬于衰變的是_，屬于裂變的是_，屬于聚變的是_ A.14 6C14 7N 01e B.3215P3216S 01e C.238 92U234 90Th42He D.14 7N42He17 8O11H E.235 92U10n140 54Xe9438Sr210n

26、F.31H21H42He10n 解析：天然放射性元素自發(fā)地放出粒子(即氦核42He)的衰變屬于衰變；放出粒子的衰變屬于衰變； 重核分裂成幾個中等質(zhì)量原子核的現(xiàn)象為核裂變； 輕原子核聚合成較重原子核的反應(yīng)為核聚變 答案：C AB E F 4.（2017北京卷）在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，一個靜止的放射性原子核發(fā)生了6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1

27、9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 一次衰變。放射出的粒子（42He）在與磁場垂直的平面內(nèi)做圓周運動，其軌道半徑為R.以m、q分別表示粒子的質(zhì)量和電荷量

28、. （1）放射性原子核用AZX 表示，新核的元素符號用 Y 表示，寫出該衰變的核反應(yīng)方程； （2） 粒子的圓周運動可以等效成一個環(huán)形電流， 求圓周運動的周期和環(huán)形電流大??； （3）設(shè)該衰變過程釋放的核能都轉(zhuǎn)化為粒子和新核的動能，新核的質(zhì)量為M，求衰變過程的質(zhì)量虧損m. 解析： （1）衰變的核反應(yīng)方程為AZXA4Z2Y42He. （2）粒子在磁場中做圓周運動，洛倫茲力提供向心力 qv1Bmv21R，T2Rv1，解得：T2mqB. 由電流的定義式可得： IqTq2B2m. （3）衰變過程中由動量守恒定律可得： mv1Mv2， 由能量守恒可知，釋放的核能為： E12mv2112Mv22， 由質(zhì)能方程可得： Emc2. 聯(lián)立以上方程可解得： mq2B2R2（Mm）2Mmc2. 答案： （1）AZXA4Z2Y42He （2）2mqB q2B2m （3）q2B2R2（Mm）2Mmc2