2017_2018学年高中物理第5章核能与社会章末总结学案沪科版.docx

第5章 核能与社会章末总结一、对核反应方程及类型的理解1四类核反应方程的比较名称核反应方程时间其他衰变衰变UThHe1896年贝可勒尔衰变ThPae裂变UnSrXe10n1938年原子弹原理聚变HHHen17.6 MeV氢弹原理人工转变正电子AlHePnPSi01e1934年约里奥居里夫妇发现质子NHeOH1919年卢瑟福发现中子BeHeCn1932年查德威克2.解题时注意事项(1)熟记一些粒子的符号粒子(He)、质子(H)、中子(n)、电子(01e)、氘核(H)、氚核(H)(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()A.HeAlPn是原子核的人工转变B.HHHe是核聚变反应C.FHOHe是衰变D.UnSrXe10n是裂变反应答案ABD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_A.NHeOXB.AlHePXC.HHHeXD.UXSrXe10X答案BCDAB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：14417x，x1，其电荷数：728y，y1，即未知粒子是质子(H)；对B，未知粒子的质量数：27430x，x1，其电荷数：13215y，y0，所以X是中子(n)；对C，未知粒子的质量数为：234x，x1，电荷数为：112y，y0，X也是中子(n)；对D，未知粒子质量数为235x9013610x，x1，电荷数为：92y385410y，y0，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二、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Emc2或Emc2计算核能方程Emc2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1 u1.661027 kg，相当于931.5 MeV，即原子质量单位1 u对应的能量为931.5 MeV，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2已知氘核的平均结合能为1.1 MeV，氦核的平均结合能为7.1 MeV，则两个氘核结合成一个氦核时()A释放出4.9 MeV的能量B释放出6.0 MeV的能量C释放出24.0 MeV的能量D吸收4.9 MeV的能量答案C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HHHe，因氘核的平均结合能为1.1 MeV，氦核的平均结合能为7.1 MeV，故结合前氘核的能量为E121.1 MeV，结合后氦核的能量E247.1 MeV，可知吸收的能量为E2E1E224.0 MeV，式中负号表示释放核能，故选C.例3用中子轰击锂核(Li)发生核反应，生成氚核(H)和粒子，并放出4.8 MeV的能量已知1 u相当于931.5 MeV的能量(1)写出核反应方程；(2)求出质量亏损；(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？(4)在问题(3)的条件下，粒子的动能是多大？答案(1)LinHHe4.8 MeV(2)0.005 2 u(3)43(4)2.06 MeV解析(1)核反应方程为LinHHe4.8 MeV.(2)依据Emc2得，m u0.005 2 u.(3)根据题意有m1v1m2v2式中m1、v1、m2、v2分别为氚核和粒子的质量和速度，由上式及动能Ek，可得它们的动能之比为Ek1Ek2m2m143.(4)粒子的动能Ek2(Ek1Ek2)4.8 MeV2.06 MeV.1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)A.CNeB.PSeC.UThHeD.NHeOHE.UnXeSr2nF.HHHen答案CABEF2两个动能均为1 MeV的氘核发生正面碰撞，引起如下反应：HHHH.(已知H的质量m02.013 6 u，H的质量m13.015 6 u，H的质量m21.007 3 u,1 u相当于931.5 MeV的能量)(1)此核反应中放出的能量E为_(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(1)4.005 MeV(2)1.001 MeV解析(1)此核反应中的质量亏损和放出的能量分别为：m(22.013 63.015 61.007 3) u0.004 3 u，Emc20.004 3931.5 MeV4.005 MeV.(2)因碰前两氘核动能相同，相向正