高中物理电磁感应选修3-5第2章第3讲核反应 核能.ppt

第3讲核反应核能 本节目录 基础再现对点自测 知能演练轻巧夺冠 考点探究讲练互动 技法提炼思维升华 要点透析直击高考 知识清单 质子 中子 核子 电荷数 质子数 中子数 二 天然放射现象1 天然放射现象 某些元素自发放射某些射线的现象称为天然放射现象 这些元素称为放射性元素 2 三种射线的本质 射线是 射线是 射线是 三 原子核的衰变1 衰变 原子核自发地放出某种粒子而转变成新核的变化 可分为 并伴随着 射线放出 2 半衰期 放射性元素的原子核有 发生衰变所需要的时间 氦核 电子 光子 衰变 衰变 半数 四 放射性同位素的应用1 利用射线 放射性同位素放出的射线应用于工业 探伤 农业 医疗等 2 作示踪原子 五 核反应 核力与核能1 核反应规律 在核反应中 守恒 守恒 2 核力 1 概念 组成原子核的 之间存在的作用力 2 核力特点 核力是 强力 的一种表现 在它的作用范围内 核力比库仑力大得多 核力是 力 作用范围在1 5 10 15m之内 质量数 电荷数 核子 强相互作用 短程 每个核子只跟 的核子发生核力作用 这种性质称为核力的饱和性 3 质量亏损 1 爱因斯坦质能方程 2 质量亏损 原子核的质量 组成它的核子的质量之和的现象 4 结合能 克服核力束缚 使原子核分解为单个 时需要的能量 或若干个核子在核力作用下结合成 时需要的能量 六 核裂变和核聚变1 重核裂变 1 定义 使重核分裂成几个 的原子核的核反应 相邻 E mc2 小于 核子 原子核 质量较小 大于 大于 较重 热身体验 3 关于放射性元素的半衰期 下列说法正确的有 A 是原子核质量减少一半所需的时间B 是原子核有半数发生衰变所需的时间C 把放射性元素放在密封的容器中 可以减慢放射性元素的半衰期D 可以用来测定地质年代 生物年代等 4 2013 嘉兴模拟 如图 a 是 三种射线穿透能力的示意图 图 b 是工业上利用射线的穿透性来检查金属内部的伤痕的示意图 请问图 b 中的检查是利用了哪种射线 A 射线B 射线C 射线D 三种射线都可以 5 氦原子核由两个质子与两个中子组成 这两个质子之间存在着万有引力 库仑力和核力 则3种力从大到小的排列顺序是 A 核力 万有引力 库仑力B 万有引力 库仑力 核力C 库仑力 核力 万有引力D 核力 库仑力 万有引力 热身体验答案与解析 3 解析 选D 原子核衰变成新核 新核与未衰变的核在一起 故半衰期并不是原子核的数量 质量减少一半 A错 两个半衰期会有四分之三的原子核发生衰变 B错 衰变快慢由原子核内部因素决定 与原子所处的物理状态或化学状态无关 常用其测定地质年代 生物年代等 故C错D对 4 解析 选C 射线电离能力最强 穿透能力最弱 射线与其相反 电离作用最弱 穿透能力最强 要想穿透钢板 只能利用 射线 本题答案为C 5 解析 选D 核力是核子之间的一种强相互作用 其相互作用力巨大 两核子之间的万有引力极其微小 所以我们在平时的计算时不考虑 6 解析 选A 人造太阳 是全超导核聚变实验装置 核反应是轻核聚变 而不是重核裂变 故A项对 B项错 人造太阳 是利用海水中的H和H轻核聚变而产生大量的能量 放出的能量是用质量亏损计算的 释放核能大小的计算依据是爱因斯坦质能方程 C D项错 一 三种射线的比较 即时应用1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所示 由此可推知 A 来自于原子核外的电子B 的电离作用最强 是一种电磁波C 的电离作用较强 是一种电磁波D 的电离作用最弱 属于原子核内释放的光子解析 选D 由题图可知 是 射线 是 射线 是 射线 故D正确 二 原子核的衰变1 原子核衰变规律 特别提醒 半衰期是大量原子核衰变时的统计规律 对个别或少数原子核 无半衰期可言 三 核反应的四种类型 2 核能的计算方法 1 根据爱因斯坦质能方程列式计算 即 E mc2 m的单位 kg 2 根据1原子质量单位 u 相当于931 5兆电子伏能量 则 E m 931 5MeV m的单位 u 1u 1 6606 10 27kg 3 核反应遵守动量守恒定律和能量守恒定律 因此我们可以结合动量守恒定律和能量守恒定律来计算核能 特别提醒 1 质量数与质量是两个不同的概念 核反应中质量数 电荷数都守恒 但核反应中依然有质量亏损 2 核反应中的质量亏损 并不是这部分质量消失或质量转化为能量 质量亏损也不是核子个数的减少 核反应中核子的个数是不变的 即时应用4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 1026J 根据爱因斯坦质能方程 太阳每秒钟减少的质量最接近 A 1036kgB 1018kgC 1013kgD 109kg 解析 设 衰变次数为x 衰变次数为y 由质量数守恒和电荷数守恒得232 208 4x90 82 2x y解得x 6 y 4 C错D对 铅核 钍核的质子数分别为82 90 故A对 铅核 钍核的中子数分别为126 142 故B对 答案 C 答案 1 B 2 DBA 质量数144 中子数88 易错辨析对衰变规律理解不准确造成错误 错因剖析错解1 不明确射线的本质 误认为射线即电磁波 错选A 错解2 不理解半衰期是统计规律 只有对大量原子核才成立 因而错选B 错解3 不清楚 衰变产生的本质原因 以为释放的电