高中物理 第四章 原子核章末复习课检测[粤教版]选修3-5

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1、章末复习课【知识体系】[答案填写]　①质子　②γ射线　③X→Y＋He　④X→Y＋e　⑤质量数　⑥电荷数　⑦核本身性质　⑧重核裂变主题1　对核反应方程及类型的理解1．核反应．常见核反应分为衰变、人工转变、裂变、聚变等几种类型．(1)衰变．α衰变：U→Th＋He(核内2H＋2n→He)．β衰变：Th→Pa＋e(核内n→H＋e)．γ衰变：原子核处于较高能级，辐射光子后跃迁到低能级．衰变反应的特点：衰变是原子核自发地转变成另一种原子核，反应物只有一个放射性核，生成物中除有一个新核外，还有α粒子或β粒子．(2)人工

2、转变．7N＋He→O＋H(发现质子的核反应)．Be＋He→C＋n(发现中子的核反应)．人工转变特点：以高能微观粒子轰击原子核为标志，反应物中除有一个原子核外，还有一个入射粒子，如α粒子、质子、中子等．(3)裂变．U＋n→Ba＋Kr＋3n.裂变特点：质量较大的重核捕获中子分裂成两个以上中等质量的核，并放出几个中子．(4)聚变．H＋H→He＋n聚变特点：反应物中为n个质量较小的轻核，生成物包含一个质量较大的核．2．核反应方程的书写．(1)必须遵守电荷数守恒、质量数守恒规律，有些核反应方程还要考虑到能量守恒规律

3、．(2)核反应方程中的箭头(→)表示核反应进行的方向，不能把箭头写成等号．(3)写核反应方程必须要有实验依据，决不能毫无根据地编造．(4)在写核反应方程时，应先将已知原子核和已知粒子的符号填入核反应方程一般形式的适当位置上；然后根据质量数守恒和电荷数守恒规律计算出未知核(或未知粒子)的电荷数和质量数；最后根据未知核(或未知粒子)的电荷数确定它们是哪种元素(或哪种粒子)，并在核反应方程一般形式中的适当位置填写上它们的符号．【典例1】　(2015·江苏卷)核电站利用原子核链式反应放出的巨大能量进行发电，92U

4、是核电站常用的核燃料.92U受一个中子轰击后裂变成Ba和Kr两部分，并产生________个中子．要使链式反应发生，裂变物质的体积要________(选填“大于”或“小于”)它的临界体积．解析：由质量数守恒和电荷数守恒可知：U＋n→Ba＋Kr＋3n，可见产生了3个中子，链式反应的一个条件是铀燃料的体积必须大于或等于临界体积．答案：3　大于针对训练1．(2015·北京卷)实验观察到，静止在匀强磁场中A点的原子核发生衰变，衰变产生的新核与电子恰在纸面内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹示意如图，则(　　)7A．轨

5、迹1是电子的，磁场方向垂直纸面向外B．轨迹2是电子的，磁场方向垂直纸面向外C．轨迹1是新核的，磁场方向垂直纸面向里D．轨迹2是新核的，磁场方向垂直纸面向里解析：静止的核发生β衰变(X→　AZ＋1Y＋e)由内力作用，满足动量守恒，则新核Y和电子的动量等大反向，垂直射入匀强磁场后均做匀速圆周运动，由qvB＝m可知r＝，则两个新核的运动半径与电量成反比，即，则新核为小圆，电子为大圆；而新核带正电，电子带负电，由左手定则可知磁场方向垂直纸面向里，选项D正确．答案：D主题2　核能的计算核能的计算是原子核物理中的热点

6、问题，在重核的裂变、轻核的聚变、放射性衰变以及某些人工转变的核反应中，都伴随着巨大的核能释放，根据不同的题设条件和不同的核反应特征，归纳以下几种计算方法：(1)根据质量亏损计算(E＝mc2或ΔE＝Δmc2)．①根据核反应方程，计算核反应前和核反应后的质量亏损Δm.②根据爱因斯坦质能方程E＝mc2或ΔE＝Δmc2计算核能．③计算过程中Δm的单位是千克，ΔE的单位是焦耳．(2)利用原子单位u和电子伏特计算(ΔE＝Δm×931.5MeV)．①明确原子单位u和电子伏特间的关系．因1u＝1.6606×10－27kg

7、，则E＝mc2＝1.6606×10－27×(3.0×108)2J＝1.494×10－10J.又1eV＝1.6×10－19J，则E＝1.494×10－10J＝931.5MeV.②根据1原子质量单位(u)相当于931.5MeV能量，用核子结合成原子核时质量亏损的原子质量单位数乘以931.5MeV，即ΔE＝Δm×931.5MeV.③上式中，Δm单位是u，ΔE的单位是MeV.(3)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

8、结合能之差，就是该次核反应所释放(或吸收)的核能．(4)根据能量守恒和动量守恒来计算核能．参与核反应的粒子所组成的系统，在核反应过程中的动量和能量是守恒的，因此，7在题给条件中没有涉及质量亏损，或者核反应所释放的核能全部转化为生成的新粒子的动能而无光子辐射的情况下，从动量和能量守恒可以计算出核能的变化．(5)应用阿伏加德罗常数计算核能．若要计算具有宏观质量的物质中所有原子核都发生核反应所放出的总能量，应用阿伏加德罗常数计算核能