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2018年高二物理人教版选修3-5课件:第十九章 原子核 章末总结 .ppt

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资源描述

1、章末总结 知识网络 典例精析 达标检测 第十九章 原子核知识网络 原子核原子核的组成答案 质子中子衰变法则衰变:衰变:天然放射现象:3种射线(射线、射线、射线)的本质和性质(11H)(10n)原子核的衰变意义:原子核自发地放出某种粒子而转变为新核AZX42HeA4Z2YAZX01eAZ1Y答案 原子核原子核的衰变规律:衰变过程遵守守恒、守恒、动量守恒;释放的能量以放出粒子和反冲核的动量及,光子能量(伴随衰变时)的形式表现出来半衰期:大量原子核有发生衰变需要的时间,它由核决定,一般与物理、化学性质探测射线的方法:威耳逊云室、气泡室、盖革米勒计数器人工转变质子的发现:中子的发现:正电子的发现:27

2、13Al42He10n3015P3014Si 0+1e147N42He11H94Be42He10n178 O126C3015P质量数电荷数半数本身性质无关返回 答案 原子核核反应与核能原子核结合核力:短程力,只与核子发生作用比结合能(平均结合能):比结合能越,表示原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定爱因斯坦质能方程:Emc2或E核反应重核的裂变:轻核的聚变:粒子和宇宙夸克模型宇宙、恒星的演化23592 U10n14456 Ba8936 Kr+310n21H31H42He10n邻近大mc2一、对核反应方程及类型的理解 典例精析 1.四类核反应方程的比较 名称 核反应方程 时间 其它 衰 变 衰

3、变 1896年 贝可勒尔 衰变 裂变 1938年 原子弹原理 聚变 氢弹原理 23892U23490Th42He23490Th23491Pa 0+1e23592 U10n9038Sr13654 Xe1010n21H31H42He10n17.6 MeV人 工 转 变 正电子 1934年 约里奥 居里夫妇 发现 质子 1919年 卢瑟福 发现 中子 1932年 查德威克 2713Al42He3015P10n3015P3014Si 0+1e147N42He178 O11H94Be42He126C10n2.解题时注意事项(1)熟记一些粒子的符号(2)注意在核反应方程中,质量数和电荷数是守恒的;在解有关

4、力学综合问题时,还有动量守恒和能量守恒.粒子(42He)、质子(11H)、中子(10n)、电子(0-1 e)、氘核(21H)、氚核(31H)例1(多选)能源是社会发展的基础,发展核能是解决能源问题的途径之一.下列释放核能的反应方程中,表述正确的是()解析答案 A.42He2713Al3015P10n 是原子核的人工转变B.31H11H42He 是核聚变反应C.199F11H168O42He 是 衰变D.23592U10n9038Sr13654Xe1010n 是裂变反应1.半衰期:大量放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间.计算公式:2.确定衰变次数的方法 根据质量数、电荷数守恒得 AA4

5、n ZZ2nm 二式联立求解得衰变次数n和衰变次数m.(2)根据衰变和衰变(衰变质量数不变)直接求解.二、半衰期及衰变次数的计算 N 余N 原(12)n 或 m 余m 原(12)n,其中 nt,为半衰期.(1)AZXAZYn42Hem 01e例2 放射性元素衰变有多种可能途径,其中一种途径是先变成,而可以经一次衰变变成(X代表某种元素),也可以经一次衰变变成和最后都变成,衰变路径如图1所示.则()解析答案 图1 A.a82,b211B.21083Bi210 aX 是 衰变,21083Bi b81Tl 是 衰变C.21083Bi210 aX 是 衰变,21083Bi b81Tl 是 衰变D.b8

6、1Tl 经过一次 衰变变成20682Pb23892U21083Bi21083Bi210 aXb81Tl,210 aXb81Tl20682Pb三、核能的计算 1.利用质能方程来计算核能(1)根据核反应方程,计算核反应前与核反应后的质量亏损m.(2)根据爱因斯坦质能方程Emc2或Emc2计算核能.方程Emc2中若m的单位用“kg”、c的单位用“m/s”,则E的单位为“J”;若m的单位用“u”,可直接用质量与能量的关系式推算E,此时E的单位为“兆电子伏(MeV)”,即1 u1.661027 kg,相当于931.5MeV,即原子质量单位1 u对应的能量为931.5 MeV,这个结论可在计算中直接应用.

7、2.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.例3 已知氘核的平均结合能为1.1 MeV,氦核的平均结合能为7.1MeV,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 解析答案 四、核反应与动量、能量相结合的综合问题 1.核反应过程中满足四个守恒:质量数守恒、电荷数守恒、动量守恒、能量守恒.2.核反应过程若在匀强磁场中发生,粒子在磁场中做匀速圆周运

8、动,衰变后的新核和放出的粒子(粒子、粒子)形成外切圆或内切圆.例4 用中子轰击锂核()发生核反应,生成氚核()和粒子,并放出4.8 MeV的能量.已知1 u相当于931.5 MeV的能量(1)写出核反应方程.解析答案 63Li31H解析 核反应方程为答案 63Li10n31H42He4.8 MeV63Li10n31H42He4.8 MeV(2)求出质量亏损.解析答案 解析 依据Emc2得,mu0.005 2 u 答案0.005 2 u 4.8931.5(3)若中子和锂核是以等大反向的动量相碰,则氚核和粒子的动能比是多少?解析答案 解析 根据题意有m1v1m2v2 式中m1、v1、m2、v2分别

9、为氚核和粒子的质量和速度,由上式及动能Ek,可得它们的动能之比为Ek1Ek2 m2m143.答案43 p22mp22m1 p22m2 12m1 12m2(4)粒子的动能是多大?解析 粒子的动能 答案2.06 MeV 解析答案 返回 Ek237(Ek1Ek2)374.8 MeV2.06 MeV.1.氪90()是不稳定的,它经过一系列衰变最终成为稳定的锆90(),这些衰变是()A.1次衰变,6次衰变 B.4次衰变 C.2次衰变 D.2次衰变,2次衰变 达标检测 1 23解析答案 49036Kr9040Zr2.恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应,当温度达到108 K时,可以发生“氦燃烧

10、”.(1)完成“氦燃烧”的核反应方程:1 23442He_84Be.42He答案 解析答案 解析 由题意可知经过了3个半衰期,故剩余的的质量1 234(2)84Be 是一种不稳定的粒子,其半衰期为 2.61016 s.一定质量的84Be,经 7.81016 s 后所剩下的84Be 占开始时的_.84Bem 余m 原(12)318m 原.18(或 12.5%)3.(1)在核反应过程中,X是未知核.由核反应知识可以确定X核为_.若的静止质量分别为m1、mX、m3和m4,则E的值为_.解析答案 1 23410nX31H42HeE10n、X 核、31H 和42He解析 由质量数和电荷数守恒可知:X核是

11、.由爱因斯坦质能方程Emc2可得E(m1mX)(m3m4)c2.63Li63Li(m1mX)(m3m4)c2(2)核能、风能等新能源是近来能源发展的重点方向之一.与煤、石油等传统能源相比较,核能具有哪些优点和缺点?1 234答案 优点:核裂变产生的能源比使用煤和石油更加清洁;产能更多.缺点:核裂变反应造成的核废料具有放射性,难处理;建造成本高.答案(3)有一座城市,经常受到大风和风沙的侵扰.为了合理使用新能源,计划建造风能发电站或太阳能发电站.请用物理学知识,指出建造哪种类型的发电站更合适,并说明理由.答案 建风能发电站比较合理 理由:在使用风能发电时,根据能量守恒知,一方面将风能转化为电能,

12、另一方面可以减弱风速,减小对城市的破坏.4.两个动能均为1 MeV的氘核发生正面碰撞,引起如下反应:已知的质量m02.013 6 u,的质量m13.0156 u,的质量m21.007 3 u,1 u相当于931.5 MeV的能量)(1)此核反应中放出的能量E为_.1 234解析答案 21H21H31H11H.21H31H11H解析 此核反应中的质量亏损和放出的能量分别为:m(22.013 63.015 61.007 3)u0.004 3 u,Emc20.004 3931.5 MeV4.005 MeV.4.005 MeV(2)若放出的能量全部变为新生核的动能,则新生的氚核具有的动能是_.1 234解析答案 返回 本课结束 更多精彩内容请登录:

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