高中物理 第四章 原子核章末复习课检测 粤教版选修3-5.doc

章末复习课【知识体系】答案填写质子射线XYHeXYe质量数电荷数核本身性质重核裂变主题1对核反应方程及类型的理解1核反应常见核反应分为衰变、人工转变、裂变、聚变等几种类型(1)衰变衰变：UThHe(核内2H2nHe)衰变：ThPae(核内nHe)衰变：原子核处于较高能级，辐射光子后跃迁到低能级衰变反应的特点：衰变是原子核自发地转变成另一种原子核，反应物只有一个放射性核，生成物中除有一个新核外，还有粒子或粒子(2)人工转变NHeOH(发现质子的核反应)BeHeCn(发现中子的核反应)人工转变特点：以高能微观粒子轰击原子核为标志，反应物中除有一个原子核外，还有一个入射粒子，如粒子、质子、中子等(3)裂变UnBaKr3n.裂变特点：质量较大的重核捕获中子分裂成两个以上中等质量的核，并放出几个中子(4)聚变HHHen聚变特点：反应物中为n个质量较小的轻核，生成物包含一个质量较大的核2核反应方程的书写(1)必须遵守电荷数守恒、质量数守恒规律，有些核反应方程还要考虑到能量守恒规律(2)核反应方程中的箭头()表示核反应进行的方向，不能把箭头写成等号(3)写核反应方程必须要有实验依据，决不能毫无根据地编造(4)在写核反应方程时，应先将已知原子核和已知粒子的符号填入核反应方程一般形式的适当位置上；然后根据质量数守恒和电荷数守恒规律计算出未知核(或未知粒子)的电荷数和质量数；最后根据未知核(或未知粒子)的电荷数确定它们是哪种元素(或哪种粒子)，并在核反应方程一般形式中的适当位置填写上它们的符号【典例1】(2015江苏卷)核电站利用原子核链式反应放出的巨大能量进行发电，92U是核电站常用的核燃料.92U受一个中子轰击后裂变成Ba和Kr两部分，并产生_个中子要使链式反应发生，裂变物质的体积要_(选填“大于”或“小于”)它的临界体积解析：由质量数守恒和电荷数守恒可知：UnBaKr3n，可见产生了3个中子，链式反应的一个条件是铀燃料的体积必须大于或等于临界体积答案：3大于针对训练1(2015北京卷)实验观察到，静止在匀强磁场中A点的原子核发生衰变，衰变产生的新核与电子恰在纸面内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹示意如图，则()A轨迹1是电子的，磁场方向垂直纸面向外B轨迹2是电子的，磁场方向垂直纸面向外C轨迹1是新核的，磁场方向垂直纸面向里D轨迹2是新核的，磁场方向垂直纸面向里解析：静止的核发生衰变(XAZ1Ye)由内力作用，满足动量守恒，则新核Y和电子的动量等大反向，垂直射入匀强磁场后均做匀速圆周运动，由qvBm可知r，则两个新核的运动半径与电量成反比，即，则新核为小圆，电子为大圆；而新核带正电，电子带负电，由左手定则可知磁场方向垂直纸面向里，选项D正确答案：D主题2核能的计算核能的计算是原子核物理中的热点问题，在重核的裂变、轻核的聚变、放射性衰变以及某些人工转变的核反应中，都伴随着巨大的核能释放，根据不同的题设条件和不同的核反应特征，归纳以下几种计算方法：(1)根据质量亏损计算(Emc2或Emc2)根据核反应方程，计算核反应前和核反应后的质量亏损m.根据爱因斯坦质能方程Emc2或Emc2计算核能计算过程中m的单位是千克，E的单位是焦耳(2)利用原子单位u和电子伏特计算(Em931.5 MeV)明确原子单位u和电子伏特间的关系因1 u1.66061027 kg，则Emc21.660 61027(3.0108)2 J1.4941010 J.又1 eV1.61019 J，则E1.4941010 J931.5 MeV.根据1原子质量单位(u)相当于931.5 MeV能量，用核子结合成原子核时质量亏损的原子质量单位数乘以931.5 MeV，即Em931.5 MeV.上式中，m单位是u，E的单位是MeV.(3)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(4)根据能量守恒和动量守恒来计算核能参与核反应的粒子所组成的系统，在核反应过程中的动量和能量是守恒的，因此，在题给条件中没有涉及质量亏损，或者核反应所释放的核能全部转化为生成的新粒子的动能而无光子辐射的情况下，从动量和能量守恒可以计算出核能的变化(5)应用阿伏加德罗常数计算核能若要计算具有宏观质量的物质中所有原子核都发生核反应所放出的总能量，应用阿伏加德罗常数计算核能更为简便根据物体的质量m和摩尔质量M，由n求出摩尔数，并求出原子核的个数NNAnNA.由题设条件求出一个原子核与另一个原子核反应放出或吸收的能量E0(或直接从题目中找出E0)再根据ENE0求出总能量【典例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，故核反应过程释放能量E47.1 MeV221.1 MeV24.0 MeV，故选C.答案：C针对训练2试计算用粒子轰击铍(Be)核发现中子的核反应中所释放的能量(已知铍核、碳核、粒子和中子的质量分别为mBe9.012 19 u，mC12.000 0 u，m4.002 6 u，mn1.008 665 u1 u1.660 5661027 kg)解析：核反应方程为BeHe 6CnE，核反应中的质量亏损为mmBemmCmn(9.012 194.002 612.000 01.008 665)u0.006 125 u，Emc20.006 125931.5 MeV5.705 MeV或E0.006 1251.660 5661027(3108)2 J9.151013 J.答案：5.705 MeV(或9.151013 J)统揽考情半衰期、质能方程的应用、计算和核反应方程的书写是高考的热点问题，试题一般以基础知识为主，较简单真题例析(2014课标全国卷)(多选)关于天然放射性，下列说法正确的是_A所有元素都可能发生衰变B放射性元素的半衰期与外界的温度无关C放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D、和三种射线中，射线的穿透能力最强E一个原子核在一次衰变中可同时放出、和三种射线解析：并不是所有的元素都能发生衰变，只有原子序号超过83的元素才都能发生衰变，选项A错放射性元素的半衰期由原子核内部的结构决定，与外界温度无关，选项B对放射性元素其放射性来自于原子核内部，与其他元素形成化合物并没有改变其内部原子核结构，所以仍具有放射性，选项C对、和三种射线中，射线能量最高，穿透能力最强，选项D对一个原子核在一次衰变中，要么是衰变要么是衰变，同时伴随着能量的释放，选项E错答案：BCD针对训练(2014课标全国卷)(多选)在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用下列说法符合历史事实的是_A密立根通过油滴实验测得了基本电荷的数值B贝克勒尔通过对天然放射性现象的研究，发现了原子中存在原子核C居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋(P0)和镭(Ra)两种新元素D卢瑟福通过粒子散射实验，证实了在原子核内存在质子E汤姆孙通过阴极射线在电场和在磁场中的偏转实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成，并测出了该粒子的比荷解析：密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值为1.601019 C，A 对；贝克勒尔通过对天然放射性的研究，证明了原子核有复杂结构，B错；居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋(Po)和镭(Ra)两种新元素，C 对；卢瑟福通过粒子散射实验，得出了原子的核式结构理论，D 错；汤姆孙通过对阴极射线在电场及在磁场中偏转的实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成，并测定了粒子的比荷，E对答案：ACE1(2015重庆卷)下图中曲线a、b、c、d为气泡室中某放射物质发生衰变放出的部分粒子的径迹，气泡室中磁感应强度方向垂直纸面向里以下判断可能正确的是()Aa、b为粒子的径迹Ba、b为粒子的径迹Cc、d为粒子的径迹Dc、d为粒子的径迹解析：射线是不带电的光子流，在磁场中不偏转，故选项B错误粒子为氦核带正电，由左手定则知受到向上的洛伦兹力向上偏转，故选项A、C错误；粒子是带负电的电子流，应向下偏转，选项D正确答案：D2(2015北京卷)下列核反应方程中，属于衰变的是()A.NHeOH B.UThHeC.HHHen D.ThPae解析：用人工方法He核轰击N产生质子，选项A错误；衰变是原子核自发放射粒子的核反应，选项B正确；两个轻核结合成中核的反应为轻核聚变反应，选项C错误；D为衰变答案：B3(2015山东卷)(多选)14C发生放射性衰变为14N，半衰期约为5 700年已知植物存活其间，其体内14C与12C的比例不变；生命活动结束后，14C的比例持续减少现通过测量得知，某古木样品中14C的比例正好是现代植物所制样品的二分之一下列说法正确的是()A该古木的年代距今约为5 700年B12C、13C、14C具有相同的中子数C14C衰变为14N的过程中放出射线D增加样品测量环境的压强将加速14C的衰变解析：因古木样品中14C的比例正好是现代植物所制样品的二分之一，则可知经过的时间为一个半衰期，即该古木的年代距今约为5 700年，选项A正确；12C、13C、14C具有相同的质子数，由于质量数不同，故中子数不同，选项B错误；根据核反应方程可知，14C衰变为14N的过程中放出电子，即发出射线，选项C正确；外界环境不影响放射性元素的半衰期，选项D错误答案：AC4(2015福建卷)下列是有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是()A射线是高速运动的电子流B氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能增大C太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变D.Bi的半衰期是5天，100克Bi经过10天后还剩下50克解析：射线是光子流，所以A错误；氢原子辐射光子后，从高轨道跃迁到低轨道，其绕核运动的电子速度增大，动能增大，所以B正确；太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的轻核聚变，所以C错误；半衰期是大量的统计规律，少数原子核不适应，100克Bi经过10天后还剩25克，所以D错误答案：B5(2015广东卷)(多选)科学家使用核反应获取氚，再利用氘和氚核反应获得能量，核反应方程分别为：XYHeH4.9 MeV和HHHeX17.6 MeV，下列表述正确的有()AX是中子BY的质子数是3，中子数是6C两个核反应都没有质量亏损D氘和氚的