高中物理 第四章 原子核章末总结同步备课课件 粤教版选修35.ppt

第四章 章末总结 内容索引 知识网络 题型探究 达标检测 知识网络 原子核 原子核的组成 核子 衰变 核反应类型 质子 中子 三种射线 射线 射线 射线 两种衰变 衰变 衰变 半衰期 人工转变 质子的发现 中子的发现 正电子的发现 重核裂变 轻核聚变 核能 爱因斯坦质能方程 或 核能的利用 核电站 核武器 e mc2 e mc2 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 2 解题时注意事项 1 熟记一些粒子的符号 2 注意在核反应方程中 质量数和电荷数是守恒的 在解有关力学综合问题时 还有动量守恒和能量守恒 例1 多选 能源是社会发展的基础 发展核能是解决能源问题的途径之一 下列释放核能的反应方程中 表述正确的是 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 针对训练1在下列四个核反应方程式中 x表示中子的是 属于原子核的人工转变的是 解析 答案 bcd ab 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 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 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 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 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 二 半衰期及衰变次数的计算 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 平均结合能越大 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 平均结合能描述原子核的稳定性 平均结合能越大 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 解析 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 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 例4用中子轰击锂核 发生核反应 生成氚核 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 解析 答案 2 求出质量亏损 解析 答案 答案0 0052u 解析 答案 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4 3 解析 答案 4 在问题 3 的条件下 粒子的动能是多大 答案2 06mev 达标检测 1 氪90 是不稳定的 它经过一系列衰变最终成为稳定的锆90 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 解析 答案 1 2 3 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 衰变为 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 答案 1 2 3 4 答案 解析 1 2 3 4 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 答案 1 2 3 4 f c ab e 1 此核反应中放出的能量 e为 答案 解析 1 2 3 4 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 4 005mev 2 若放出的能量全部变为新生核的动能 则新生的氚核具有的动能是 答案 解析 1 2 3