2018_2019高中物理第十九章原子核章末小结学案新人教版

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1、第十九章原子核章末小结一、核反应及其规律1．核反应原子核的变化叫做核反应。2．规律在各种核反应中，存在着一些“守恒量”，这些“守恒量”为我们提供了解决核反应中电荷、质量、能量、动量变化问题的方法和依据。概括为：(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()；②剩余质量：m＝m0()。3．原子核衰变规律衰变类型α衰变β衰变衰变方程X―→Y＋HeX―→

2、Y＋e衰变实质2个质子和2个中子结合成一个整体射出中子转化为质子和电子2H＋2n―→Hen―→H＋e衰变规律电荷数守恒、质量数守恒4．核反应的四种类型类型可控性核反应方程典例衰变α衰变自发U→Th＋Heβ衰变自发Th→Pa＋e人工转变人工控制N＋He→O＋H(卢瑟福发现质子)He＋Be→C＋n(查德威克发现中子)Al＋He→P＋n(约里奥·居里夫妇发现放射性同位素，同时发现正电子)P→Si＋e重核裂变比较容易进行人工控制U＋n→Ba＋Kr＋3nU＋n→Xe＋Sr＋10n轻核聚变除氢弹外无法控制H＋H→He＋n典例1　(多选)(1)关于核衰变和核反

3、应的类型，下列表述正确的有(　AC　)A．U→Th＋He　是α衰变B．N＋He→O＋H　是β衰变C．H＋H→He＋n　是轻核聚变D．Se→Kr＋2e　是重核裂变(2)现有四个核反应：A．H＋H―→He＋nB．U＋n―→X＋Kr＋3nC．Na―→Mg＋eD．He＋Be―→C＋n①__D__是发现中子的核反应方程，__B__是研究原子弹的基本核反应方程，__A__是研究氢弹的基本核反应方程。②求B中X的质量数和中子数。解题指导：(1)明确核反应的四种类型(2)要牢记几个重要的核反应方程(3)掌握核反应方程的书写规律解析：(1)衰变是原子核自发地放出α

4、或β粒子的核反应，衰变方程的特点是箭头的左边只有一个原子核，箭头的右边出现α或β粒子；聚变反应的特点是箭头的左边是两个轻核，箭头的右边是较大质量的原子核；裂变方程的特点是箭头的左边是重核与中子反应，箭头右边是中等质量的原子核。综上所述中，A、C正确。(2)①人工转变方程的特点是箭头的左边是氦核与常见元素的原子核。箭头的右边也是常见元素的原子核。D是查德威克发现中子的核反应方程，B是裂变反应，是研究原子弹的核反应方程。A是聚变反应，是研究氢弹的核反应方程。②由电荷数守恒和质量数守恒可以判定，X质量数为144，电荷数为56，所以中子数为144－56＝

5、88。二、核反应方程及核能计算1．核反应方程的书写方法(1)熟记常见基本粒子的符号是正确书写核反应方程的基础。如质子(H)、中子(n)、α粒子(He)、β粒子(e)、正电子(e)、氘核(H)、氚核(H)等。(2)掌握核反应方程遵守的规律是正确书写核反应方程或判断某个核反应方程是否正确的依据，所以要理解并应用好质量数守恒和电荷数守恒的规律。(3)熟悉核反应的四种基本类型，可以帮助我们理清思路，很快写出正确的核反应方程。2．核能计算的几种方法(1)根据ΔE＝Δmc2计算，Δm的单位是“kg”，c的单位是“m/s”，ΔE的单位是“J”。(2)根据ΔE＝

6、Δm×931.5MeV计算，因1原子质量单位(u)相当于931.5MeV的能量，所以计算时Δm的单位是“u”，ΔE的单位是“MeV”。(3)根据平均结合能来计算核能：原子核的结合能＝平均结合能×核子数。(4)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。常见的反应类型的能量计算：反应前总动能＋反应过程中释放的核能＝反应后总动能。典例2　如图所示，有界匀强磁场的磁感应强度为B，区域足够大，方向垂直于xOy平面，y轴为磁场的

7、左边界，A为固定在x轴上的一个内装镭核(Ra)的放射源，放射源垂直于磁场方向释放一个α粒子后镭核衰变成氡(Rn)核。α粒子偏转后从y轴上的N点沿x轴负方向飞离磁场，已知N点到O点的距离为L，OA间的距离为，α粒子的质量为m，电荷量为q，氡核的质量为m0。(1)写出镭核的衰变方程。(2)如果镭核衰变时释放的能量全部转化为α粒子和氡核的动能，求一个原来静止的镭核衰变时放出的能量。解题指导：动量守恒定律结合带电粒子在匀强磁场中的运动规律求解。解析：(1)镭核的衰变方程为Ra→Rn＋He。(2)α粒子在磁场中做匀速圆周运动，轨迹如图所示，由几何关系得(L

8、－R)2＋2＝R2，得R＝L①由牛顿运动定律得qvB＝m②α粒子的动能为E1＝mv2③由以上①②③式得E1＝。衰变过程中动量守恒，设衰变