2019-2020学年高中物理 第3章 章末复习课课件 教科版选修3-5

第三章原子核章末复习课巩固知识整层合[体系构建][核心速填]1．原子核的组成原子核由____和____组成，质子与中子统称____．原子序数相同而中子数不同的原子核称为______．2．核力在核子之间相距约为10－15m范围内强烈吸引的力，称为____．质子中子核子同位素核力3．衰变天然放射性元素自发地蜕变为另一种元素，同时放出射线的现象称为__________．这些放射性元素放射______，有些放射______，有些在放射α或β射线的同时，还放出______．放射性衰变α射线β射线γ射线4．半衰期放射性衰变遵从一定的________．放射性元素经衰变数目减少至原有的一半所用的时间称为______，半衰期是放射性物质的固有性质．统计规律半衰期5．结合能由分散的核子结合成原子核的过程中所释放出来的能量称为原子核的______．结合能除以核子数，得到原子核的________．比结合能曲线表明：比结合能越大的核越稳定；中等质量原子核的比结合能____，因此中等质量核最稳定；质量较大的重核和质量较小的轻核比结合能都较小．结合能比结合能最大6．核裂变一个重核分裂为几个中等质量原子核的现象称为______．裂变一旦开始，就能不断进行下去，并释放出越来越多的核能的过程，称为________．链式反应需要—定的条件.核裂变链式反应7．核聚变两个轻核结合成较重的核时会释放能量，这个过程称为______．核聚变能是核污染很小的能源．太阳能来自于太阳内氢核的________．8．基本粒子基本粒子可分为3类：第—类是传递4种相互作用的粒子，共13种；第二类是不参与__________的轻子，共12种；第三类是参与__________的强子，有几百种．强子是由____组成的．核聚变聚变反应强相互作用强相互作用夸克9．加速器用人工的方法产生高速粒子的设备称为加速器，加速器大致可分为__________和__________两类．近几十年来发展起来的高能粒子加速设备，大多用于实现两束相对运动的粒子的对撞，称为对撞机．直线加速器回旋加速器提升能力强层化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．【例1】(多选)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ABC[聚变是两个轻核结合成质量较大的核，A正确；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．]1．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[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”：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．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.【例2】如图所示，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，电子电荷量e＝1.6×10－19C)[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[一语通关]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．2．(多选)如图所示，国际原子能机构2007年2月15日公布核辐射警示新标志，新标志为黑框红底三角，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()A．甲核放出的是α粒子，乙核放出的是β粒子B．a为α粒子的径迹C．b为α粒子的径迹D．c为β粒子的径迹ACD[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A、C、D项．]