高中物理 第四章 原子核 本章优化总结学案 粤教版选修3-5-粤教版高二选修3-5物理学案VIP免费

本章优化总结几个重要的核反应原子核的变化叫做核反应，常见的核反应有：衰变、人工转变、裂变和聚变等几种类型．不论是哪种类型的核反应，都遵守质量数守恒和电荷数守恒，这是写核反应方程的重要依据．但是，写核反应方程时，应以实验事实为依据，而不能仅仅根据这两条守恒定律随意去写实际上不存在的核反应．下面我们进行列表比较．衰变人工转变重核裂变轻核聚变概念原子核自发地放出某种粒子而转变为新核的过程，也叫天然放射现象人工用高速粒子轰击原子核，产生另一种新核的过程重核分裂成质量较小的原子核，释放出能量的过程轻核结合成质量较大的原子核，释放出能量的过程发现者或重要贡献者贝克勒尔卢瑟福、查德威克、居里夫妇等典型反应方程U→Th＋HeTh→Pa＋eN＋He→O＋HBe＋He→C＋nU＋n→Ba＋Kr＋3nH＋H→He＋n产生条件所有原子序数大于83的元素及个别小于等于83的元素自发进行需要人工用高速粒子进行诱发需要中子的轰击和一定的临界体积需要极高的温度，原子核才能获得足够的动能克服库仑斥力意义揭开了人类研究原子核结构的序幕通过原子核的人工转变发现了质子、中子、正电子等基本粒子和一些人工放射性同位素人类获得新能源的一种重要途径人类获得新能源的一种重要途径应用举例利用放射性元素的半衰期进行文物年代鉴定等得到人工放射性同位素、作示踪原子核电站、核潜艇、原子弹等氢弹、热核反应说明衰变与其他核反应最主要的区别为前者自发进行，不需要其他粒子诱发，生成α、β或γ粒子；后三种都是原子核的人工转变，重核裂变和轻核聚变与其他人工转变不同的是有巨大能量释放，裂变最显著的特征是重核分成中等质量的核，聚变则为轻核结合成质量较大的原子核(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，表述正确的有()A．H＋H→He＋n是核聚变反应B．H＋H→He＋n是β衰变C．U＋n→Ba＋Kr＋3n是核裂变反应D．U＋n→Xe＋Sr＋2n是α衰变[解析]A、B所列反应是核聚变，不是β衰变，β衰变要放出电子，故A对B错；C、D两种反应都是核裂变，故C对D错．[答案]AC核反应中的守恒量在各种核反应中，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“五个守恒”：(1)质量数守恒；(2)电荷数守恒；(3)质能守恒(“亏损质量”与释放或吸收的“核能”相当)；(4)能量守恒；(5)动量守恒．用速度几乎为零的慢中子轰击静止的硼核(B)，产生锂核(Li)和α粒子．已知中子质量mn＝1.008665u，硼核质量mB＝10.01677u，锂核质量mLi＝7.01822u，α粒子质量mα＝4.001509u．涉及动量问题时，质量亏损不计．(1)写出该反应的核反应方程；(2)求出该反应放出的能量ΔE；(3)若该反应中放出的能量全部变成生成物的动能，则锂核和α粒子的动能各是多少？(1u相当于931.5MeV能量)[思路点拨]根据质量数和电荷数守恒写出核反应方程，由质量亏损及爱因斯坦质能方程求出核能，再由动量守恒和能量守恒求出锂核和α粒子的动能．[解析](1)核反应方程为B＋n→Li＋He.(2)核反应过程中的质量亏损为Δm＝(mB＋mn)－(mLi＋mα)＝(10.01677u＋1.008665u)－(7.01822u＋4.001509u)＝0.005706u释放出的能量为ΔE＝0.005706×931.5MeV≈5.32MeV.(3)根据衰变前后系统动量守恒，有mLivLi＝mαvα由动能定理知EkLi＝mLiv，Ekα＝mαv联立得＝＝.根据能量守恒有EkLi＋Ekα＝ΔE＝5.32MeV.解得生成物的动能分别为EkLi≈1.93MeVEkα≈3.39MeV.[答案](1)B＋n→Li＋He(2)5.32MeV(3)1.93MeV3.39MeV原子核知识与力学、电磁学的综合带电粒子在电场中受电场力作用会发生偏转，运动的带电粒子在磁场中受磁场力作用也会发生偏转，若原子核反应处在某一电场或磁场中，反应后的带电粒子必然在电场或磁场中发生偏转，这样就把电、磁场知识与原子知识有机地结合了起来．原来静止的铀238和钍234同时在同一匀强磁场中，由于衰变而开始做匀速圆周运动．铀238发生了一次α衰变，钍234发生了一次β衰变．(1)试画出铀238发生一次α衰变时所产生的新核及α粒子在磁场中的运动轨迹的示意图．(2)试画出钍234发生一次β衰变时所产生的新核及...