2012高考物理高考知识点巡查专题27原子核 核能

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1、专题二十七原子核核能雷区扫描本部分常见的失分点有：1.核反应过程中质量数守恒，电荷数守恒应用不灵活.2.α、β、γ射线特点掌握不准确.3.爱因斯坦质能方程理解不清及运算不准确.造成失误的根本原因：一是记忆性的知识记得不牢；二是E=mc2的含义不明白；三是运算能力差.排雷示例例1.(1998年全国）天然放射属于元素Th（钍）经过一系列α衰变和β衰变之后，变成Pb(铅）.下列论断中正确的是A.铅核比钍核少24个中子B.铅核比钍核少8个质子C.衰变过程中共有4次α衰变和8次β衰变D.衰变过程中共有6次α衰变和4次β衰变雷区探

2、测本题考查衰变过程中质量数、电荷数守恒及原子核的组成.雷区诊断设发生α衰变x次，β衰变y次，则质量数守恒，得：232-4x=208所以x=6.β衰变是中子转变成电子和质子，由电荷数守恒，得：90-2x+y=82所以y=4.因此，选项D正确.发生6次α衰变，钍核中子数减少2×6=12个，发生4次β衰变，钍核中子数又减少4个，中子数共减少16个，选项A错误.由核电荷数可直接判定钍核质子数减少90-82=8个，选项B正确.正确解答BD例2.（2000年上海）关于α、β、γ三种射线，下列说法中正确的是A.α射线是原子核自发放射

3、出的氦核，它的穿透能力最强B.β射线是原子核外电子电离形成的电子流，它具有中等的穿透能力C.γ射线一般伴随着α或β射线产生，它的穿透能力最强D.γ射线是电磁波，它的穿透能力最弱雷区探测本题考查三种射线的本质及特点.雷区诊断α射线是原子核发生α衰变放出的氦核流，它的电离能力强，但穿透能力弱；β射线也是原子核发生β衰变放出的电子流，具有较强的电离能力和穿透能力；γ射线是一种电磁波，一般伴随着α或β射线产生，它的穿透能力强，电离能力弱.正确解答C例3.（1999年全国）下列说法中正确的是A.当氢原子从n=2的状态跃迁到n=6

4、的状态时，发射出光子B.放射性元素的半衰期是指大量该元素的原子核中有半数发生衰变需要的时间C.同一元素的两种同位素具有相同的质子数D.中子与质子结合成氘核时吸收能量雷区探测本题考查氢原子能级和半衰期、同位素、轻核聚变等基础知识.雷区诊断A选项中，氢原子低能级的总能量要比高能级的总能量小，从低能级向高能级跃迁需要吸收光子，A错.选项B为半衰期的概念，B正确.同位素的特征为具有相同的质子数，不同的中子数.C正确.D选项中子与质子结合成氘核时质量减小，要释放能量，该能量称之为结合能.D不正确.正确解答BC例4.（2000年全

5、国）裂变反应是目前核能利用中常用的反应.以原子核U为燃料的反应堆中，当U俘获一个慢中子后发生的裂变反应可以有多种方式，其中一种可表示为：U+n→Xe+Sr+3n235.04391.0087138.917893.9154反应方程下方的数字是中子及有关原子的静止质量（以原子质量单位u为单位）.已知1u的质量对应的能量为9.3×103MeV，此裂变反应释放出的能量是____MeV.雷区探测本题考查爱因斯坦质能方程，同时考查质量亏损以及学生的运算能力.雷区诊断由题可计算核反应前后的质量亏损：Δm=235.0439+1.0087

6、-138.9178-93.9154-3×1.0087=0.1933（u）ΔE=Δmc2=0.1933×9.3×102=1.8×102（MeV）正确解答1.8×102例5.（2000年春季高考北京）云室处在磁感应强度为B的匀强磁场中，一静止的质量为M的原子核在云室中发生一次α衰变，α粒子的质量为m，电量为q，其运动轨迹在与磁场垂直的平面内.现测得α粒子运动的轨道半径R，试求在衰变过程中的质量亏损.（注：涉及动量问题时，亏损的质量可忽略不计.）雷区探测这是一道综合题，考查动量守恒定律、牛顿第二定律、洛伦兹力、圆周运动公式及

7、爱因斯坦质能方程等知识的应用.雷区诊断要求质量亏损，需求反应释放总能量，已知α粒子在磁场中的半径，则应先求α粒子速度，再由动量守恒求衰变后新核速度，从而求得总能量.正确解答令v表示α粒子的速度，由洛伦兹力和牛顿定律可得qvB=m令v′表示衰变后剩余核的速度，在考虑衰变过程中系统的动量守恒时，因为亏损质量很小，可不予考虑，由动量守恒可知（M-m)v′=mv在衰变过程中，α粒子和剩余核的动能来自于亏损质量.即Δm·c2=(M-m)v′2+mv2解得Δm=例6.（2001年全国理综）太阳现在处于主序星演化阶段.它主要是由电子

8、和H、He等原子核组成.维持太阳辐射的是它内部的聚变反应，核反应方程是2-1e+4H→He+释放的核能，这些核能最后转化为辐射能.根据目前关于恒星演化的理论，若由于聚变反应而使太阳中的H核数目从现有数减少10%，太阳将离开主序星阶段而转入红巨星的演化阶段.为了简化，假定目前太阳全部由电子和H核组成.（1）为了研究太阳演化进程，需知