高三物理原子核2.ppt

,原子核（下）吕叔湘中学庞留根,五、核能例1例2例3例41994年全国2000年高考试题2002年广东高考六、裂变和聚变1992年三南例5例6例7例8例903年江苏高考12002年全国高考中子的发现04年广东504年全国理综14,1、质量亏损：组成核的核子总质量和原子核的质量之差m,2、质能方程：Emc2Emc2,3、1u=931.5MeV,4.核子在结合成原子核时，质量有亏损，要放出能量。反之，原子核分解成核子时要吸收能量。,五、核能,例1、由核子结合成原子核时()核的质量总是小于组成它的核子的质量和B.原子核的质量应该等于组成它的核子的质量和C.核子结合成原子核时要放出能量D.核子结合成原子核时要吸收能量。,AC,一个质子和一个中子结合氘核时,产生光子,由此可见()A.氘核的质量等于质子和中子的质量之和B.氘核的质量小于质子和中子的质量之和C.核子结合成原子核时会释放核能D.原子核分解成核子时会释放核能,BC,例2、,例3、关于质能方程E=mc2,下述错误的是（）,A.质能方程是爱因斯坦最先得出的该方程表明物体的质量和能量可以相互转化C.该方程表明物体的能量跟它的质量成正比D.该方程既适用于微观粒子,也适合宏观物体,B,两个中子和两个质子可以结合成一个氦核,已知中子的质量是1.008665u,质子的质量是1.007276u,氦核的质量是4.0026u,求此核反应的质量亏损和结合能,(1u=1.6610-27千克,c=3108米秒),解：m0.029282u,Emc2=931.50.029282=27.3MeV,或Emc20.0292821.6610-27(3108)24.371012J27.3MeV,例4、,1994年全国,13.一个铀核衰变为钍核时释放出一个粒子，已知铀核的质量为3.85313110-25kg，钍核质量为3.78656710-25kg，粒子的质量为6.6467210-27kg，在这个衰变过程中释放出来的能量等于J（保留两位二位数字）,8.710-13,12.中子质量为1.0087u，质子质量为1.0073u，氘核的质量为2.0136u，中子和质子结合为氘核时释放的能量为J。（1989年全国）,3.710-13,2000年高考试题,解：m=0.1933u,E=931.50.1933=1.8102MeV,1.8102,2002年广东高考,16.（12分）如下一系列核反应是在恒星内部发生的，,其中p为质子，为粒子，e+为正电子，为一种中微子。已知质子的质量为mp=1.67264810-27kg，粒子的质量为m=6.64492910-27kg，正电子的质量为me=9.1110-31kg，中微子的质量可忽略不计。真空中的光速c=3108m/s。试计算该系列核反应完成后释放的能量。,解：,将六个方程式相加，得到,代入数字，经计算得到,E=3.9510-12J,1、重核的裂变：重核俘获一个中子后分裂为几个中等质量的核的反应过程.在裂变的同时要放出几个中子和大量的核能。,反应堆示意图,2、轻核的聚变：某些轻核结合成质量较大的核的核反应过程，同时放出大量的核能。,六、裂变和聚变,反应堆示意图,1992年三南,太阳辐射能量主要来自太阳内部的A.化学反应B.放射性衰变C.裂变反应D.热核反应,D,11、正、负电子相遇时湮灭,同时产生一对光子,反应方程式为_,若正负电子质量都为m,普朗克常数为h,则所产生的光子频率为_。,填写下列核反应方程式,例5、,【例6】地球绕太阳公转的轨道半径约为1.51011m，地球的半径约为6.4106m，若太阳每秒钟质量减少4.2109kg，地球上一天接受到太阳能约为多少J？,【解答】每秒钟太阳能放出的能量约为：,E=mc2=4.2109(3108)2=3.781026J,设地球上每秒钟接受到太阳能为E，地球剖面的最大面积为S，设半径为1.51011m的球壳面积为S，则,故地球上一天接受到的太阳能为,E总=1.71017243600=1.51022J,【分析】算出核反应中的质量亏损，利用爱因斯坦质能方程即可求出反应释放的核能。,解答：（1）,（2）由题给条件可求得质量亏损为：,m=2.01362(3.0150+1.0087)=0.0035u,释放的核能为,E=mc2=931.50.0035=3.26MeV,静止在匀强磁场中的原子核，俘获一个速度为7.7104m/s的中子而发生核反应放出粒子后变成一个新原子核，已知中子速度方向与磁场方向垂直，测得粒子速度为：2104m/s，方向与中子速度方向相同，求：（1）生成的新核是什么？写出核反应方程式。（2）生成的新核的速度大小和方向。（3）若粒子与新核间相互作用不计，则二者在磁场中运动轨道半径之比及周期之比各为多少？,解：,（1）写出核反应方程式,生成的新核是氚核,例8、,（2）由动量守恒定律mnvn=mv+mHvH,vn=7.7104m/sv=2104m/s,VH=(mnvn-mv)/mH,=(17.7104-42104)3,=-1.0103m/s,方向与中子方向相反,（3）由r=mv/qBmv/q,r:rH=mv/q：mHvH/qH=（422）:（30.1）=40:3,T=2m/qBm/q,T:TH=4/2:3/1=2:3,0=mUvU-mv(1),由带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式得,RU=mUvU/qUB,R=mv/qB（2）,由(1)(2)得RU/R=q/qU=2/92=1/46,例9.,（2）核反应中释放的核能为,E=mc2=(238.999655-234.99347-4.001509)931.5=4.356MeV,由能的转化和守恒定律知,EkU+Ek=E-0.09=4.266MeV,pU=p,由EK=1/2mv2=p2/2m,EKU/EK=m/mU=4/235,粒子的动能为,EK=(EkU+Ek)mU(m+mU)=4.266235239=4.195(MeV),1下列说法中正确的是（）A质子与中子的质量不等，但质量数相等B两个质子间，不管距离如何，核力总是大于库仑力C同一种元素的原子核有相同的质量数，但中子数可以不同D除万有引力外，两个中子之间不存在其它相互作用力,A,03年江苏高考1,下列论断可能正确的是()A.质子由1个u夸克和1个d夸克组成,中子由1个u夸克和2个d夸克组成B.质子由2个u夸克和1个d夸克组成,中子由1个u夸克和2个d夸克组成C.质子由1个u夸克和2个d夸克组成,中子由2个u夸克和1个d夸克组成D.质子由2个u夸克和1个d夸克组成,中子由1个u夸克和1个d夸克组成,目前普遍认为,质子和中子都是由被称为u夸克和d夸克的两类夸克组成。u夸克带电量为,d夸克带电量为,e为基元电荷。,2002年全国高考15,B,例15：1930年发现，在真空条件下用射线轰击铍9时，会产生一种看不见的、贯穿能力极强的不知名射线和另一种粒子，经过研究发现，这种不知名射线具有如下特点：在任意方向的磁场中均不发生偏转；这种射线的速度不到光速的十分之一，用它轰击含有氢核的物质，可以把氢核打出来，用它轰击含有氮核的物质，可以把氮核打出来。并且被打出的氢核和氮核的最大速度之比vH:vN近似等于15：2,若该射线中的粒子均具有相同的能量，与氢核和氮核碰前氢核和氮核可认为静止，碰撞过程没有机械能损失，已知氢核和氮核的质量之比等于1:14，写出射线轰击铍核的反应方程。试根据上面所述的各种情况，通过具体分析说明该射线是不带电的，但它不是射线，而是由中子组成。,中子的发现,解:核反应方程为,在任意方向的磁场中均不发生偏转,则它不带电;射线是电磁波,速度为光速c