2012届高考物理大一轮复习-13.3核反应与核能课件-新人教版选修3-5VIP专享VIP免费

第三节核反应与核能1.三种射线的比较2.衰变次数计算(1)衰变方程α衰变：AZX→A－4Z－2Y＋42Heβ衰变：AZX→AZ＋1Y＋0－1e(2)衰变实质α衰变：211H＋210n→42Heβ衰变：10n→11H＋0－1e(3)衰变规律：电荷数守恒、质量数守恒．(4)衰变次数的计算若：AZX→A′Z′Y＋n42He＋m0－1e则：A＝A′＋4nZ＝Z′＋2n－m解以上两式即可求出m和n.3．对半衰期的理解(1)根据半衰期的概念，可总结出公式N余＝N原(12)t/τ，m余＝m原(12)t/τ式中N原、m原表示衰变前的放射性元素的原子核数和质量，N余、m余表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子核数和质量，t表示衰变时间，τ表示半衰期．(2)影响因素：放射性元素衰变的快慢是由原子核内部因素决定的，跟原子所处的物理状态(如温度、压强)或化学状态(如单质、化合物)无关．(2011·铜陵检测)(1)(钍)经过一系列α衰变和β衰变，变成(铅)．以下说法正确的是A．铅核比钍核少8个质子B．铅核比钍核少16个中子C．共经过4次α衰变和6次β衰变D．共经过6次α衰变和4次β衰变(2)约里奥—居里夫妇因发现人工放射性元素而获得了1935年的诺贝尔化学奖，他们发现的放射性元素3015P衰变成3014Si的同时放出另一种粒子，这种粒子是__________.3215P是3015P的同位素，被广泛应用于生物示踪技术，1mg3215P随时间衰变的关系如图14－2－1所示，请估算4mg的3215P经多少天的衰变后还剩0.25mg?【答案】(1)ABD(2)56天【应用提示】(1)核反应过程一般都是不可逆的，所以核反应方程只能用单向箭头表示反应方向，不能用等号连接．(2)核反应的生成物一定要以实验为基础，不能凭空只依据两个守恒规律杜撰出生成物来写核反应方程．(3)核反应遵循质量数守恒而不是质量守恒；遵循电荷数守恒．【自主解答】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；C项是轻核的聚变，D项是β衰变现象，故C对，D错．【答案】AC1.核力(1)含义：原子核里的核子间存在互相作用的核力，核力把核子紧紧地束缚在核内，形成稳定的原子核．(2)特点①核力是强相互作用的一种表现；②核力是短程力，作用范围在1.5×10－15m之内．因此每个核子只跟它的相邻核子间才有核力作用．2．核能(1)质量亏损：组成原子核的核子质量与原子核的质量之差．(2)质能方程：一定的能量和一定的质量相联系，物体的总能量和它的质量成正比，即E＝mc2.方程的含义是：物体具有的能量与它的质量之间存在简单的正比关系，物体的能量增大，质量也增大；物体的能量减少，质量也减少．①核子在结合成原子核时出现质量亏损Δm，其能量也要相应减少，即ΔE＝Δmc2；②原子核分解成核子时要吸收一定的能量，相应的质量增加Δm，吸收的能量为ΔE＝Δmc2.【应用提示】根据ΔE＝Δmc2计算核能时，若Δm以千克为单位，“c”代入3×108m/s，ΔE的单位为“J”；若Δm以“u”为单位，则由1uc2＝931.5MeV得ΔE＝Δm×931.5MeV.(2009·海南高考)钚的放射性同位素23994Pu静止时衰变为铀核激发态23592U*和α粒子，而铀核激发态23592U*立即衰变为铀核23592U，并放出能量为0.097MeV的γ光子．已知：23994Pu、23592U和α粒子的质量分别为mPu＝239.0521u、mU＝235.0439u和mα＝4.0026u，1u＝931.5MeV/c2.(1)写出衰变方程；(2)已知衰变放出的光子的动量可忽略，求α粒子的动能．【标准解答】(1)衰变方程为23994Pu→23592U*＋42He23592U*→23592U＋γ或合起来有23994Pu→23592U＋42He＋γ(2)上述衰变过程的质量亏损为Δm＝mPu－mU－mα由质能方程，得ΔE＝Δmc2由能量守恒，得ΔE＝EU＋Eα＋Eγ设衰变后的铀核和α粒子的速度分别为vU和vα，则由动量守恒定律，得mUvU＝mαvα又由动能的定义知EU＝12mUv2U，Eα＝12mαv2α联立解得Eα＝mUmU＋mα[(mPu－mU－mα)c2－Eγ]代入题给数据得Eα＝5.034MeV(2010·北京高考)太阳因核聚变释放出巨大的能量，同时其质量不断减少．太阳每秒钟辐射出的能量约为4×1026J，根据爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟减少的质量最接近()A．1036kgB．1018kgC．1013kgD．109kg【解析】根据爱因斯坦质能方程ΔE＝Δmc2，得Δm＝ΔEc2＝4×10263×1082kg≈10...