【课堂新坐标】2016-2017学年高中物理人教版选修3-5(课件)第十九章 原子核 章末分层突破

上一页返回首页下一页巩固层·知识整合提升层·能力强化章末综合测评章末分层突破拓展层·考题链接上一页返回首页下一页上一页返回首页下一页上一页返回首页下一页上一页返回首页下一页[自我校对]①电离②穿透③有半数④核子⑤氮核⑥铍核⑦质量数⑧电荷数⑨mc2上一页返回首页下一页________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________上一页返回首页下一页四类核反应及其核反应方程1.书写原则：核反应遵循质量数和电荷数守恒．2．常见的核反应方程及相关内容核反应式与其相关的重要内容23892U→23490Th＋42Heα衰变实质211H＋210n→42He23490Th→23491Pa＋0－1eβ衰变实质10n→11H＋0－1e147N＋42He→178O＋11H质子的发现(1919年)卢瑟福上一页返回首页下一页94Be＋42He→126C＋10n中子的发现(1932年)查德威克2713Al＋42He→3015P＋10n人工放射性同位素的发现约里奥—居里夫妇3015P→3014Si＋01e正电子的发现(1934年)约里奥—居里夫妇23592U＋10n→9038Sr＋13654Xe＋1010n23592U＋10n→14456Ba＋8936Kr＋310n重核裂变21H＋31H→42He＋10n轻核聚变上一页返回首页下一页3.关于核反应的四点说明(1)核反应过程一般都是不可逆的，所以核反应方程只能用单向箭头表示反应方向，不能用等号连接．(2)核反应的生成物一定要以实验为基础，不能凭空只依据两个守恒规律杜撰出生成物来写核反应方程．(3)核反应遵循质量数守恒而不是质量守恒；遵循电荷数守恒．(4)四类核反应的判断技巧：衰变方程的箭头左侧只有一项且箭头右侧必有42He或0－1e；人工转变的箭头左侧都含有一个用来轰击的小粒子，多为质子、中子、α粒子或β粒子，且被轰击核多为中等质量核；重核裂变的箭头左侧多为铀235，且有中子；聚变方程的箭头左侧的原子序数都很小多为前4号元素．上一页返回首页下一页下列说法正确的是()A.21H＋31H→42He＋10n是聚变B.23592U＋10n→14054Xe＋9438Sr＋210n是裂变C.22698Ra→22296Rn＋42He是α衰变D.2411Na→2412Mg＋0－1e是裂变E.147N＋42He→178O＋11H是聚变【解析】聚变是两个轻核结合成质量较大的核，A正确E错误；裂变反应指的是质量较大的核分解成几块中等质量的核，B正确，D错误；放射性元素自发的放射出α粒子的现象是α衰变，C正确．【答案】ABC上一页返回首页下一页核反应中的“守恒规律”原子核物理中，常提及核反应的“守恒规律”与“核能的计算”问题．事实上，在核反应过程中，由于核力对核子做功，会引起“核反应系统”(以下简称“系统”)的能量变化．我们就把系统释放或吸收的这部分能量，叫做核能．从而，核反应即可分为质量亏损、释放核能和质量增加、吸收核能两大类型．其中，又以研究发生质量亏损、释放核能的一类核反应为学习的重点．欲解决核反应中有关“守恒规律”与“核能的计算”问题，可利用以下几条“依据”：上一页返回首页下一页1．五个守恒(1)质量数守恒．(2)质子数(电荷数)守恒．(3)质量守恒(“亏损质量”与释放的“核能”相当)．(4)能量守恒．(5)动量守恒．上一页返回首页下一页2．两个方程(1)质能方程：E＝mc2，m指物体的质量．(2)核能：ΔE＝Δmc2.3．一个半衰期(T)(1)剩余核数：N＝N012tT.(2)剩余质量：m＝m012tT.上一页返回首页下一页如图19­1所示，有界匀强磁场磁感应强度为B＝0.05T，磁场方向垂直于纸面向里，MN是磁场的左边界，在磁场中A处放一个放射源，内装22688Ra(镭)，22688Ra放出某种放射线后衰变成22286Rn(氡)．试写出22688Ra衰变的方程．若A距磁场的左边界MN的距离OA＝1.0m时，放在MN左侧的粒子接收器收到垂直于边界MN方向射出的质量较小的粒子，此时接收器距过OA的直线1.0m，则此时可以推断出一静止镭核22688Ra衰变时放出的能量是多少？(保留两位有效数字，取1u＝1.6×10－27kg，电子电量e＝1.6×10－19C)图19­1上一页返回首页下一页【解析】22688Ra→22286Rn＋42He.镭衰变放出α粒子和氡核，在磁场中做匀速圆周运动，α粒子垂直于MN边界射出被接收器接收，α粒子在磁场中的轨迹为1/4圆周，得圆半径为R＝1.0mα粒子的动量mαv＝qBR＝1.6×10－20kg·m/sα粒子的动能为E1＝12mαv2＝p22mα＝2.0×10－14J衰变过程中动量守恒，有mαv＝MRnv1氡核反冲的动能为E2＝12MRnv21＝mαE1MRn衰变过程释放出的能量为E1＋E2＝1＋mαMRnE1≈2.04×10－14J.【答案】22688Ra→22286Rn＋42He2.04×10－14J上一页返回首页下一页如果在核反应中无光子辐射，核反应释放的核能全部转化为新核的动能和新粒子的动能.在这种情况下计算核能的主要依据是：1核反应过程中只有内力作用，故动量守恒.2反应前后总能量守恒.常见的反应类型：反应前总动能＋反应过程中释放的核能＝反应后总动能.上一页返回首页下一页1．(2016·合肥一中检测)下列关于核裂变和核辐射的方程中正确的是()A.23592U＋10n―→14156Ba＋9236Kr＋1010nB.23994Pu―→23592U＋42HeC.13755Cs―→13756Ba＋0－1eD.13153I―→13154Xe＋0－1eE.3015P→3014Si＋0－1e【解析】选项A中，质量数不守恒，选项E中，电荷数不守恒，故A、E错误；核辐射是放出α、β、γ三种射线，选项B为α衰变，放出α射线，选项C、D为β衰变，放出β射线，故B、C、D正确．【答案】BCD上一页返回首页下一页2．(2016·长沙一中检测)下列说法正确的是()A．自由核子结合成原子核时，一定遵守质量守恒B．在发生核反应时，反应前物质的总质量一定等于反应后所生成物质的总质量C．发生核反应时，若反应前的总质量大于反应后的总质量，这个反应是放能反应D．发生核反应时，若反应前的总质量小于反应后的总质量，这个反应必定吸收能量E．不论哪种核反应，都遵守质量数守恒和电荷数守恒上一页返回首页下一页【解析】当自由核子结合成原子核时，一定存在质量亏损；核反应前后一般存在质量的变化，若质量减少则放出能量，反之吸收能量，由此知C、D正确，A、B错误．由核反应规律知E项正确．【答案】CDE上一页返回首页下一页3．(2016·济南一中检测)如图19­2所示，国际原子能机构2007年2月15日公布核辐射警示新标志，新标志为黑框经底三角，内有一个辐射波标记、一个骷髅头标记和一个逃跑的人形．核辐射会向外释放三种射线：α射线带正电，β射线带负电，γ射线不带电．现有甲、乙两个原子核原来都静止在同一匀强磁场中，其中一个核放出一个α粒子，另一个核放出一个β粒子，得出如图所示的四条径迹，则()图19­2上一页返回首页下一页A．磁场的方向一定垂直于纸面向里B．甲核放出的是α粒子，乙核放出的是β粒子C．a为α粒子的径迹D．b为α粒子的径迹E．c为β粒子的径迹【解析】衰变过程中满足动量守恒，释放粒子与新核的动量大小相等、方向相反，根据带电粒子在磁场中的运动不难分析：若轨迹为外切圆，则为α衰变；若轨迹为内切圆，则为β衰变．又因为R＝mv/qB知半径与电荷量成反比，可知答案为B、D、E项．【答案】BDE上一页返回首页下一页4．(2016·全国丙卷)一静止的铝原子核2713Al俘获一速度为1.0×107m/s的质子p后，变为处于激发态的硅原子核2814Si*.下列说法正确的是()A．核反应方程为p＋2713Al→2814Si*B．核反应过程中系统动量守恒C．核反应过程中系统能量不守恒D．核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和E．硅原子核速度的数量级为105m/s，方向与质子初速度的方向一致上一页返回首页下一页【解析】核反应过程中遵循质量数守恒和电荷数守恒，核反应方程为p＋2713Al→2814Si*，说法A正确．核反应过程中遵从动量守恒和能量守恒，说法B正确，说法C错误．核反应中发生质量亏损，生成物的质量小于反应物的质量之和，说法D错误．根据动量守恒定律有mpvp＝mSivSi，碰撞后硅原子核速度的数量级为105m/s，方向与质子初速度方向一致，说法E正确．【答案】ABE上一页返回首页下一页5．(2016·全国甲卷)在下列描述核过程的方程中，属于α衰变的是________，属于β衰变的是________，属于裂变的是________，属于聚变的是________．(填正确答案标号)A.146C→147N＋0-1eB.3215P→3216S＋0-1eC.23892U→23490Th＋42HeD.147N＋42He→178O＋11HE.23592U＋10n→14054Xe＋9438Sr＋210nF.31H＋21H→42He＋10n上一页返回首页下一页【解析】α衰变是一种元素衰变成另一种元素过程中释放出α粒子的现象，选项C为α衰变；β衰变为衰变过程中释放出β粒子的现象，选项A、B均为β衰变；重核裂变是质量较大的核变成质量较小的核的过程，选项E是常见的一种裂变；聚变是两个较轻的核聚合成质量较大的核的过程，选项F是典型的核聚变过程．【答案】CABEF上一页返回首页下一页章末综合测评点击图标进入…