高中物理第3章原子核与放射性章末整合提升学案鲁科版选修3_5.doc

第3章 原子核与放射性一、对核反应方程及类型的理解1核反应方程的比较名称核反应方程时间其他衰变衰变UThHe1896年贝克勒尔衰变ThPae人工转变正电子AlHePnPSie1934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或p)、中子(n)、电子(e)、正电子(e)、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】在下列四个核反应中，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，在A中，未知粒子的质量数为：14417x，x1，其电荷数为：728y，y1，即未知粒子是质子(H)；对B，未知粒子的质量数：27430x，x1，其电荷数为：13215y，y0，所以是中子(n)；对C，未知粒子的质量数为：234x，x1，电荷数为：112y，y0，也是中子(n)；对D，未知粒子质量数为235x9013610x，x1，电荷数为：92y385410y，y0，也是中子(n)故方程中X是中子的核反应为B、C、D.属于原子核的人工转变的是A、B.针对训练完成下列核反应方程A.7NHe8O_B.PSi_C. UnSr54Xe_D.HH_n其中属于衰变的是_，属于人工转变的是_答案He10nHeBA解析根据电荷数守恒和质量数守恒可完成核反应方程，然后由核反应的类型即可判断出反应的类型二、半衰期及衰变次数的计算1半衰期：放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间计算公式：nNn或mMn，其中n，T1/2为半衰期2确定衰变次数的方法(1)XYnHeme根据质量数、电荷数守恒得AA4n，ZZ2nm二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】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. (2)Be是一种不稳定的粒子，其半衰期为2.61016s.一定质量的Be，经7.81016s后所剩下的Be占开始时的_答案(1)He或(2)或12.5%解析(1)由质量数和电荷数守恒可得答案为He或；(2)由题意可知经过了3个半衰期，故剩余的Be的质量mm03m0，故应填或12.5%.【例3】放射性元素U衰变有多种可能途径，其中一种途径是先变成Bi，而Bi可以经一次衰变变成X(X代表某种元素)，也可以经一次衰变变成Tl，X和Tl最后都变成Pb，衰变路径如图1所示则()图1Aa82，b211B.BiX是衰变，BiTl是衰变C.BiX是衰变，BiTl是衰变D.Tl经过一次衰变变成Pb答案B解析由BiX，质量数不变，说明发生的是衰变，同时知a84.由BiTl是核电荷数减2，说明发生的是衰变，同时知b206，由TlPb发生了一次衰变故选B.三、衰变和衰变在磁场中的运动轨迹分析衰变和衰变在磁场中的运动轨迹，一般思路为：1衰变过程中，质量数守恒、电荷数守恒2衰变过程中动量守恒3带电粒子垂直于磁场方向做匀速圆周运动时洛伦兹力提供向心力4静止的原子核发生衰变和衰变的规律以及它们在磁场中运动的轨迹特点如下表：衰变两圆外切，粒子半径大衰变两圆内切，粒子半径大【例4】一个静止的氮核N俘获了一个速度为2.3107 m/s的中子生成一个复核A，A又衰变成B、C两个新核，设B、C的速度方向与中子方向相同，B的质量是中子的11倍，速度是106 m/s，B、C在同一磁场中做圆周运动的半径之比RBRC1130，轨迹如图2所示，求：图2(1)C核的速度大小(2)根据计算判断C核是什么？(3)写出核反应方程答案(1)3106 m/s(2)氦原子核(3)NnBHe解析氦核吸收了一个中子变成复核不稳定，发生衰变，整个过程中，中子、氮核以及两个新核组成的系统过程前后都不受外界的干扰，所以整个系统在俘获与衰变过程中动量均守恒，利用这一点，可求出C核的速度，然后根据粒子在磁场中的运动情况就可以判断出新核的种类，写出核反应方程氮核俘获中子到衰变成B、C两个新核的过程中动量守恒mnvnmBvBmCvC，根据衰变规律，可知