原子核物理的学习要点.doc

原子核物理的学习要点原子核物理是研究原子核内部结构和运动规律的科学，在这里我们可以接触最鲜活的科学前沿，通过这部分内容的学习，有助于形成良好的科学素养，理解探索创新的真谛。那么，怎样才能学好这部分的内容呢？一、抓住核心内容四种核反应，四个守恒定律原子核物理的概念繁多，内容新鲜，与其它知识联系密切。所以要首先掌握统领全局的核心知识四种核反应，四个守恒定律。四种核反应是指衰变、人工核反应、裂变和聚变。四个守恒定律是指在核反应过程中遵循质量数守恒、电荷守恒、能量守恒和动量守恒。近几年的高考题几乎都考到了原子核物理部分，考查的知识点主要集中在四种核反应和四个守恒定律的应用上。 例1(06年全国卷2第14题）：现有三个核反应：下列说法正确的是A是裂变，是衰变，是聚变B是聚变，是裂变，是衰变C衰变，裂变，聚变D是衰变，是聚变，是裂变解析：衰变是原子核放出微粒（如、等）而变成新的核的过程；聚变指轻核合并成较大的核的反应；而重核分裂成质量较小的两个核或多个核则是裂变。选C。点评：应注意辨别相近的概念。记住典型的核反应方程，对解信息题等非常重要。例2（05全国1第15题）：已知+介子、介子都是由一个夸克（夸克u或夸克d）和一个反夸克（反夸克或反夸克）组成的，它们的带电量如下表所示，表中e为元电荷。+ud带电量+e-e+ 下列说法正确的是（ ）A+由u和组成B+由d和组成C由u和组成D由d和组成解析：根据在核变化和粒子变化中电荷守恒，可得正确答案是AD。例3：（04广东第5题）：中子n、质子p、氘核D的质量分别为现用光子能量为E的射线照射静止氘核使之分解，反应的方程为 若分解后中子、质子的动能可视为相等，则中子的动能是（ ）A BC D解析：由爱因斯坦质能方程，质量的亏损伴随着能量的变化，释放的核能是，释放的核能与光子的能量在反应后全部转化为反应物的动能，总动能是，选C。点评：高考题使用的素材往往是“新”的，但万变不离其宗，通常离不开四个守恒定律。例如写核反应产生的新粒子的符号、计算衰减次数等问题，要利用质量数守恒和电荷量守恒；核的反冲运动、相互碰撞等用动量守怛；核反应的能量计算问题有时要用到能量守恒定律。二、拓展知识，突破学习难点。 在学习中，同学们突出的问题是计算能力差，提取信息的能力差。可查阅一些资料，开展相关的研究性学习活动，拓展知识面。如“放射性在医学和农业中的应用”，“首饰材料中的放射性”，“核电站”，“恒星的演变”等等。目前，重要考试中，出现了一些新素材，新情境的应用题,并且有效地增加了开放性和灵活性，以考查学生通过阅读,获取信息,经筛选处理,提取有用信息的能力。例4：“轨道电子俘获”是放射性同位素衰变的一种形式，它是指原子核（称为母核）俘获一个核外电子，使其内部的一个质子变为中子，并放出一个中微子，从而变成一个新核（称为子核）的过程。中微子的质量远小于质子的质量，且不带电，很难被探测到，人们最早就是通过核的反冲而间接证明中微子的存在的，一个静止的原子核发生“轨道电子俘获”，衰变为子核并放出中微子，下面说法正确的是A母核的质量数等于子核的质量数 B母核的电荷数大于子核的电荷数C子核的动量与中微子的动量相同 D子核的动能大于中微子的动能解析：由于中微子的质量远小于质子的质量，所以母核的质量数等于子核的质量数，A正确。由于中微子不带电，由电荷守恒，B不正确。由动量守恒定律，一个静止的原子核发生“轨道电子俘获”，衰变为子核并放出中微子，它们的动量分别是P子核、P中微子，满足P子核+P中微子=0，动量是矢量，P子核和P中微子方向相反，C不正确。动能，子核与中微子的动量大小相等，中微子的质量小，所以D不正确。点评：题目给出“轨道电子俘获”的有关知识，学生必需提取出知识要点，特别是中微子的性质，并用质量数守恒、电荷守恒和动量守恒解题。例5：2006年5月20日，由中科院等离子体物理研究所设计、研制的世界上第一个全超导托卡马克（Experimental Advanced Superconducting Tokamak, EAST）核聚变实验装置（俗称“人造小太阳”）调试成功，等离子体稳定运行的时间可达16分钟，是迄今为止世界上能让等离子体运行时间最长的“人造太阳”实验装置。这种EAST核聚变实验装置之所以称作“人造太阳”，是因为这个装置产生能量的原理和太阳产生能量的原理一样。其核反应方程是A BC D解析：太阳内部发生的是聚变反应，应选A。点评：本题取材于生活，有真实感，实用性强。说明高尖新的科学技术，离不开最基本的物理知识，掌握核心知识是基础，加强阅读是关键。例题6：裂变反应是目前核能利用中常用的反应以原子核为燃料的反应堆中，当俘获一个慢中子后发生的裂变反应可以有多种方式，其中一种可表示为235.0439 1.0087 138.9178 93.9154反应方程下方的数字是中子及有关原子的静止质量(以原子质量单位u为单位)已知1 u的质量对应的能量为9.3102MeV,此裂变反应释放出的能量是 MeV.评析：由爱因斯坦质能方程：E=（235.0439+1.0087-138.9178-93.9154-1.0087）=1.8(MeV)点评：只有应用规律列式、数值运算、有效数字都正确的情况下，才能得到正确的计算结果，提倡多动笔在纸上进行运算。三、作思维导图，连贯全局。原子核物理涉及的内容广，概念多，与其它知识联系广泛，没有一个学习材料能包罗万象，没有一节课能面面俱到，所以我们学习这段知识总是丢三拉四，前面学了，后面忘记；概念模糊，信心不足。每年都必考原子核物理，大多数题目并不难，却失了分，非常可惜。有没有一种有效的方法，让我们全面地记忆、理解、掌握好这部分内容？这里我推荐大家作思维导图。思维导图，就是按原子核物理各知识点之间的逻辑关系、思维过程、前后顺序、主次关系等等，一切成为“线索”的元素，用图、文字，符号把学习内容表示出来。作图的过程，就是一个学习的过程，是一个知识的构建过程。随着我们知识量的增加，理解的深化，这个图日臻完美，学习就越深入、越到位。下面是一个思维导图图，没有作过思维导图的同学可以作为参考，作一个自己的思维导图，灵活、生动、实用、高效才是作图目的噢！从图中我们发现一些知识的盲点、与其它知识的结合点，还集中了全部的考点。思维导图既能总览全局，确保思维的连贯性；又能针对一个个的“结点”（这里是用方框表示），各个击破，现在就来试试她的效果吧。例题7：氢原子从n=4的激发态直接跃迁到n=2激发态时，发出的是蓝色光，则氢原子从n=5激发态直接跃迁到n=2的激发态时，发出光是（ ）A红外线B紫光C红光D射线解析：由于氢原子从n=5激发态直接跃迁到n=2的激发态时，发出的光子的能量大于氢原子从n=4的激发态直接跃迁到n=2激发态时发出光子能量，频率也就大，可见不可能是A、C，射线由于原子核受激发产生的，频率一般高于原子受激发产生的频率，D不正确。选B。点评：由思维导图可以看出，原子模型也是一个重要知识点。玻尔模型能完美地解释氢原子光谱等物理现象，其它的如汤姆生枣糕模型、卢瑟福核式结构模型都在人类认识原子的过程中起过重要作用，不仅要熟练地使用这些理论来解决问题，在学习中还要注意感悟科学家的探索历程，学会探究，崇尚创新。例题8：英国物理学家卢瑟福用粒子轰击金箔，发现了 粒子的散射现象下图中， O 表示金原子核的位置，则能正确表示该实验中经过金原子核附近的 粒子的运动轨迹的图是解析：由 粒子的散射实验，经过原子核附近的少数 粒子有大角度偏转，而极个别的正对着原子核的能有一百八十度的偏转。较远的偏转小或不偏转，故选BD。也可以由核对 粒子的电场力来推出结论。点评： 粒子的散射实验的现象是推理的基础；反之，推理严密，“观察”到的现象就更清楚。例题9：在垂直于纸面的匀强磁场中，有一原来静止的原子核衰变后，放出的带电粒子和反冲核的运动轨迹分别如图中a、b所示，由此可以判定A该核发生的是衰变B该核发生的是衰变C磁场方向一定是垂直纸面向里D磁场方向向里还是向外不能