高中物理 第十九章 原子核章末总结课件 新人教版选修35.ppt

第十九章 章末总结 原子核 内容索引 知识网络 题型探究 达标检测 知识网络 原子核 天然放射现象 3种射线 射线 射线 射线 的本质和性质 原子核的组成 质子 中子 原子核的衰变 意义 原子核放出某种粒子而转变为新核 衰变法则 衰变 x he 衰变 x e 规律 衰变过程遵守守恒 守恒 动量守恒 释放的能量以放出粒子和反冲核的动能及 光子能量 伴随 衰变时 的形式表现出来 半衰期 大量原子核有发生衰变需要的时间 它由核决定 与原子所处的物理 化学状态 自发地 质量数 电荷数 半数 本身性质 无关 原子核 探测射线的方法 威耳逊云室 气泡室 盖革 米勒计数器 人工转变 核反应与核能 核能 核力 短程力 只与核子发生作用 结合能 原子核是核子凭借核力结合在一起构成的 要把它们所需要的能量 比结合能 平均结合能 比结合能越 表示原子核中核子结合得越牢固 原子核越稳定 爱因斯坦质能方程 e mc2或 e 邻近 分开 大 mc2 原子核 核反应与核能 核反应 粒子和宇宙 夸克模型 宇宙 恒星的演化 题型探究 一 对核反应方程及类型的理解1 四类核反应方程的比较 解析 答案 解析我们要对人工转变 聚变 裂变 衰变的定义作深入认识 根据各种定义可知 a是原子核的人工转变的反应方程式 b是聚变的核反应方程式 c并不是 衰变 而是人工转变 衰变是自发进行的 不受外界因素的影响 d是裂变的核反应方程式 故a b d正确 解析 bcd ab 答案 解析在核反应中 不管是什么类型的核反应 都遵守电荷数守恒和质量数守恒 据此 可以判断未知粒子属于什么粒子 对a 未知粒子的质量数 14 4 17 x x 1 其电荷数 7 2 8 y y 1 即未知粒子是质子 h 对b 未知粒子的质量数 27 4 30 x x 1 其电荷数 13 2 15 y y 0 所以x是中子 n 对c 未知粒子的质量数为 2 3 4 x x 1 电荷数为 1 1 2 y y 0 x也是中子 n 对d 未知粒子质量数为235 x 90 136 10 x x 1 电荷数为 92 y 38 54 10y y 0 x也是中子 n 故方程中x是中子的核反应为b c d 其中a b为原子核的人工转变 2 确定衰变次数的方法根据质量数 电荷数守恒得a a 4nz z 2n m两式联立求解得 衰变次数n和 衰变次数m 2 根据 衰变和 衰变 衰变质量数不变 直接求解 例2 多选 关于原子核的有关知识 下列说法正确的是a 天然放射性射线中 射线实际就是电子流 它来自原子核内b 放射性原子经过 衰变致使新的原子核处于较高能级 因此不稳定从而产生 射线c 氡222经过衰变变成钋218的半衰期为3 8天 一个氡222原子核四天后一定衰变为钋218d 比结合能越大 原子越容易发生衰变 解析 答案 解析因为半衰期是统计规律 对单个原子核没有意义 所以c项错 比结合能描述原子核的稳定性 比结合能越大 原子核越稳定 越不容易发生衰变 所以d项错 解析 答案 图1 三 核能的计算1 利用质能方程来计算核能 1 根据核反应方程 计算核反应前与核反应后的质量亏损 m 2 根据爱因斯坦质能方程e mc2或 e mc2计算核能 方程 e mc2中若 m的单位用 kg c的单位用 m s 则 e的单位为 j 若 m的单位用 u 可直接用质量与能量的关系式推算 e 此时 e的单位为 兆电子伏 mev 即1u 1 66 10 27kg 相当于931 5mev 即原子质量单位1u对应的能量为931 5mev 这个结论可在计算中直接应用 2 利用平均结合能来计算核能原子核的结合能 核子的平均结合能 核子数 核反应中反应前系统内所有原子核的总结合能与反应后生成的所有新核的总结合能之差 就是该次核反应所释放 或吸收 的核能 例3已知氘核的平均结合能为1 1mev 氦核的平均结合能为7 1mev 则两个氘核结合成一个氦核时a 释放出4 9mev的能量b 释放出6 0mev的能量c 释放出24 0mev的能量d 吸收4 9mev的能量 答案 解析依据题意可写出两个氘核结合成一个氦核的核反应方程为h h he 因氘核的平均结合能为1 1mev 氦核的平均结合能为7 1mev 故结合前氘核的能量为e1 2 1 1mev 结合后氦核的能量e2 4 7 1mev 可知吸收的能量为 e 2e1 e2 24 0mev 式中负号表示释放核能 故选c 解析 例4用中子轰击锂核 li 发生核反应 生成氚核 h 和 粒子 并放出4 8mev的能量 已知1u相当于931 5mev的能量 1 写出核反应方程 答案 解析 2 求出质量亏损 答案0 0052u 3 若中子和锂核是以等大反向的动量相碰 且核反应释放的能量全部转化为新生核的动能 则氚核和 粒子的动能比是多少 答案 解析 答案4 3 4 在问题 3 的条件下 粒子的动能是多大 答案 解析 答案2 06mev 达标检测 1 氪90 kr 是不稳定的 它经过一系列衰变最终成为稳定的锆90 zr 这些衰变是a 1次 衰变 6次 衰变b 4次 衰变c 2次 衰变d 2次 衰变 2次 衰变 1 2 3 解析 答案 4 解析解法一推理计算法根据衰变规律 衰变不影响核的质量数 发生一次 衰变 核电荷数增加1 发生一次 衰变 质量数减少4 核电荷数减少2 kr衰变为zr 质量数不变 故未发生 衰变 核电荷数增加4 一定是发生了4次 衰变 1 2 3 4 由质量数守恒得90 90 4x由电荷数守恒得36 40 2x y解得x 0 y 4 即只经过了4次 衰变 选项b正确 2 恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应 当温度达到108k时 可以发生 氦燃烧 1 完成 氦燃烧 的核反应方程 he be 1 2 3 4 2 be是一种不稳定的粒子 其半衰期为2 6 10 16s 一定质量的be 经7 8 10 16s后所剩下的be占开始时的 答案 解析 3 在下列描述核反应过程的方程中 属于 衰变的是 属于 衰变的是 属于裂变的是 属于聚变的是 填正确答案标号 1 2 3 答案 4 c ab e f 1 2 3 解析 4 1 此核反应中放出的能量 e为 4 005mev 解析此核反应中的质量亏损和放出的能量分别为 m 2 2 0136 3 0156 1 0073 u 0 0043u e mc2 0 0043 931 5mev 4 005mev 答案 1 2 3 解析 4 2 若放出的能量