发布时间 : 星期二 文章高考物理一轮复习第12章第2节核反应和核能教学案新人教版更新完毕开始阅读38be36a2b42acfc789eb172ded630b1c58ee9b4d
匀强磁场 中轨迹形 状 衰变规律 电荷数守恒、质量数守恒 (2)γ射线：γ射线经常是伴随着α衰变或β衰变同时产生的。 其实质是放射性原子核在发生α衰变或β衰变的过程中，产生的新核由于具有过多的能量(原子核处于激发态)而辐射出光子。 考法2 半衰期的理解与计算 4．若元素A的半衰期为4天，元素B的半衰期为5天，则相同质量的A和B，经过20天后，剩下的质量之比mA∶mB为( ) A．30∶31 C．1∶2 B．31∶30 D．2∶1 t2020?1?τ?1?4?1?5C [由m＝m0??有mA＝??m0，mB＝??m0，得mA∶mB＝1∶2。C正确。] ?2??2??2?5．(多选)(20xx·南通模拟)钍 90Th234具有放射性，它能放出一个新的粒子而变为镤234 91Pa，同时伴随有γ射线产生，其方程为 90234Th→234 91Pa＋X，钍的半衰期为24天。则下列说法中正确的是( ) A．X为质子 B．X是钍核中的一个中子转化成一个质子时产生的 C．γ射线是镤原子核放出的 D．1 g钍234 90Th经过120天后还剩0.312 5 g BC [根据电荷数和质量数守恒知，钍核衰变过程中放出了一个电子，即X为电子，故A错误；发生β衰变时释放的电子是由核内一个中子转化成一个质子时产生的，故B正确；γ射线是镤原子核放出的，故C正确；钍的半衰期为24天，1 g钍 90Th234经过120天即经过5个半衰期，故经过120天后还剩0.031 25 g，故D错误。] 考法3 衰变中的动量守恒 6．(多选)静止的铝原子核13Al27俘获一速度为2.8×10 m/s的质子p后，变为处于激发态的硅原子核14Si28。下列说法正确的是( ) A．核反应过程中系统动量守恒 B．俘获前质子的动能等于俘获后硅原子核的动能 C．硅原子核的速度为1.0×10 m/s D．硅原子核处于静止状态 67 5 / 10 AC [质子与铝原子核碰撞满足动量守恒，由动量守恒有27m×0＋m×2.8×10＝28mv，得碰后硅原子核速度v＝1.0×10 m/s，碰撞是一个完全非弹性碰撞，机械能不守恒，A、C正确，B、D错误。] 7.实验观察到静止在匀强磁场中A点的原子核238 92U发生α衰变，衰变方程为238 92U→234 90Th＋42He，两个新核的运动轨迹如图所示。则下列说法正确的是( ) 67 A．钍核与α粒子半径之比是1∶45 B．钍核与α粒子半径之比是45∶1 C．钍核与α粒子半径之比是1∶46 D．两原子核的运动轨迹应是两圆内切 mvpA [上述核反应满足动量守恒，即p1＝p2＝p，由半径公式：R＝＝知，钍核与α粒qBqB子半径之比等于其电量的倒数比，即R1∶R2＝2∶90＝1∶45，同种电荷轨迹为外切，故A对，B、C、D错。] 知识点三| 核反应与核能 1．核力 (1)定义：原子核内部核子间特有的相互作用力。 (2)核力的特点 ①是强相互作用的一种表现； ②是短程力，作用范围在1.5×10－15 m之内； ③每个核子只能与其相邻的核子发生核力作用。 2．结合能 核子结合为原子核时释放的能量或原子核分解为核子时吸收的能量，叫作原子核的结合能，也称核能。 3．比结合能 (1)定义：原子核的结合能与核子数之比，称作比结合能，也叫平均结合能。 (2)特点：不同原子核的比结合能不同，原子核的比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定。 4．质能方程、质量亏损 爱因斯坦质能方程E＝mc，原子核的质量必然比组成它的核子的质量和要小Δm，这就2 6 / 10 是质量亏损。由质量亏损可求出释放的核能ΔE＝Δmc。 5．核反应 在核物理学中，原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程。在核反应中，质量数守恒，电荷数守恒。 6．重核裂变 (1)定义：质量数较大的原子核受到高能粒子的轰击而分裂成几个质量数较小的原子核的过程。 (2)典型的裂变反应方程： 92U＋12350n→8936Kr＋144 56Ba＋310n (3)链式反应：由重核裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程。 (4)临界体积和临界质量：裂变物质能够发生链式反应的最小体积及其相应的质量。 (5)裂变的应用：原子弹、核反应堆。 (6)反应堆构造：核燃料、慢化剂、镉棒、防护层。 7．轻核聚变 (1)定义：两轻核结合成质量较大的核的反应过程。轻核聚变反应必须在高温下进行，因此又叫热核反应。 (2)典型的聚变反应方程： 1H＋321H→42He＋10n＋17.6 MeV [判断正误] (1)重核裂变和轻核聚变都能释放核能。 (√) (2)核反应中质量数守恒，故没有质量亏损。 (3)质能方程表明在一定条件下，质量可以转化为能量。 考法1 四类核反应 1．(多选)关于核衰变和核反应的类型，下列表述正确的有( ) A． 92238U→234 90Th＋42He是α衰变 B． 7N14＋42He→17 8O＋1H是β衰变 C.21H＋31H→42He＋10n是轻核聚变 D.8234Se→36Kr82＋2 －1e0是重核裂变 AC [α衰变是放射出氦核的天然放射现象，A正确；β衰变是放射出电子的天然放射现象，而B项是发现质子的原子核人工转变，故B错误；C项是轻核的聚变，D项是β衰变现象，故C正确，D错误。] 2.(20xx·全国卷Ⅲ)1934年，约里奥·居里夫妇用α粒子轰击铝核13Al27，产生了第一(×) (×) 2 7 / 10 个人工放射性核素X：α＋1327Al→n＋X。X的原子序数和质量数分别为( ) A．15和28 C．16和30 B．15和30 D．17和31 B [据α粒子和中子的质量数和电荷数写出核反应方程：42He＋1327Al→10n＋AZX，结合质量数守恒和电荷数守恒得，A＝4＋27－1＝30，Z＝2＋13－0＝15，原子序数等于核电荷数，故B正确。] [考法指导] 核反应的四种类型 类型 衰 变 α衰变 β衰变 可控性 自发 自发 核反应方程典例 92U→234238 90Th＋42He 90Th→ 91Pa234234＋－ 1e 0 7N14＋42He→17 8O＋1H (卢瑟福发现质子) 人工控制 2He＋944Be→12 6C＋10n (查德威克发现中子) 13Al27＋42He→15P30＋10n 1530P→3014Si＋0＋1e 比较容重核裂变 易进行人工控制 轻核聚变 考法2 结合能与比结合能的理解 3.(多选)原子核的比结合能曲线如图所示。根据该曲线，下列判断正确的有( ) 很难控制 1H＋321H→42He＋10n 92U＋12350n→136 54Xe＋9038Sr＋1010n 人工转变 (约里奥·居里夫妇发现放射性同位素，同时发现正电子) 92U＋12350n→144 56Ba＋8936Kr＋310n A．42He核的结合能约为14 MeV B．42He核比63Li核更稳定 8 / 10