2018高中物理人教选修3-5课件：第十九章 章末总结

第十九章,章末总结,内容索引,知识网络,题型探究,达标检测,知识网络,原子核,天然放射现象：3种射线(射线、射线、射线)的本质和性质,原子核的组成,质子( ),中子( ),原子核的衰变,意义：原子核 放出某种粒子而转变为新核,衰变法则,衰变： X He,衰变： X e,规律：衰变过程遵守 守恒、 守恒、 动量守恒；释放的能量以放出粒子和反冲核的动 能及光子能量(伴随衰变时)的形式表现出来,半衰期：大量原子核有 发生衰变需要的时间， 它由核 决定，与原子所处的物理、化学 状态_,自发地,质量数,电荷数,半数,本身性质,无关,原子核,探测射线的方法：威耳逊云室、气泡室、盖革米勒计数器,人工转变,核反应与核能,核能,核力：短程力，只与 核子发生作用,结合能：原子核是核子凭借核力结合在一起构 成的，要把它们 所需要的能量,比结合能(平均结合能)：比结合能越 ，表示 原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定,爱因斯坦质能方程：Emc2或E_,邻近,分开,大,mc2,原子核,核反应与核能,核反应,粒子和宇宙,夸克模型,宇宙、恒星的演化,题型探究,一、对核反应方程及类型的理解 1.四类核反应方程的比较,解析,答案,解析我们要对人工转变、聚变、裂变、衰变的定义作深入认识，根据各种定义可知：A是原子核的人工转变的反应方程式； B是聚变的核反应方程式； C并不是衰变，而是人工转变，衰变是自发进行的，不受外界因素的影响； D是裂变的核反应方程式.故A、B、D正确.,解析,BCD,AB,答案,解析在核反应中，不管是什么类型的核反应，都遵守电荷数守恒和质量数守恒，据此，可以判断未知粒子属于什么粒子，对A，未知粒子的质量数：14417x，x1，其电荷数：728y，y1，即未知粒子是质子( H)； 对B，未知粒子的质量数：27430 x，x1，其电荷数：13215y，y0，所以X是中子( n)； 对C，未知粒子的质量数为：234x，x1，电荷数为：112y，y0，X也是中子( n)； 对D，未知粒子质量数为235x9013610 x，x1，电荷数为：92y385410y，y0，X也是中子( n)，故方程中X是中子的核反应为B、C、D，其中A、B为原子核的人工转变.,二、半衰期及衰变次数的计算 1.半衰期：大量放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间. 计算公式：N余N原( 1 2 )n或m余m原( 1 2 )n， 其中n t ，为半衰期.,2.确定衰变次数的方法 根据质量数、电荷数守恒得 AA4n ZZ2nm 两式联立求解得衰变次数n和衰变次数m. (2)根据衰变和衰变(衰变质量数不变)直接求解.,例2(多选)关于原子核的有关知识，下列说法正确的是 A.天然放射性射线中射线实际就是电子流，它来自原子核内 B.放射性原子经过、衰变致使新的原子核处于较高能级，因此不稳定 从而产生射线 C.氡222经过衰变变成钋218的半衰期为3.8天，一个氡222原子核四天后 一定衰变为钋218 D.比结合能越大，原子越容易发生衰变,解析,答案,解析因为半衰期是统计规律，对单个原子核没有意义，所以C项错； 比结合能描述原子核的稳定性，比结合能越大，原子核越稳定，越不容易发生衰变，所以D项错.,解析,答案,图1,三、核能的计算 1.利用质能方程来计算核能 (1)根据核反应方程，计算核反应前与核反应后的质量亏损m. (2)根据爱因斯坦质能方程Emc2或Emc2计算核能.方程Emc2中若m的单位用“kg”、c的单位用“m/s”，则E的单位为“J”；若m的单位用“u”，可直接用质量与能量的关系式推算E，此时E的单位为“兆电子伏(MeV)”，即1 u1.661027 kg，相当于931.5 MeV，即原子质量单位1 u对应的能量为931.5 MeV，这个结论可在计算中直接应用.,2.利用平均结合能来计算核能 原子核的结合能核子的平均结合能核子数.核反应中反应前系统内所有原子核的总结合能与反应后生成的所有新核的总结合能之差，就是该次核反应所释放(或吸收)的核能.,例3已知氘核的平均结合能为1.1 MeV，氦核的平均结合能为7.1 MeV，则两个氘核结合成一个氦核时 A.释放出4.9 MeV的能量B.释放出6.0 MeV的能量 C.释放出24.0 MeV的能量D.吸收4.9 MeV的能量,答案,解析依据题意可写出两个氘核结合成一个氦核的核反应方程为 H H He，因氘核的平均结合能为1.1 MeV，氦核的平均结合能为7.1 MeV，故结合前氘核的能量为E121.1 MeV，结合后氦核的能量E247.1 MeV，可知吸收的能量为E2E1E224.0 MeV，式中负号表示释放核能，故选C.,解析,例4用中子轰击锂核( Li)发生核反应，生成氚核( H)和粒子，并放出4.8 MeV的能量.已知1 u相当于931.5 MeV的能量. (1)写出核反应方程；,答案,解析,(2)求出质量亏损；,答案0.005 2 u,(3)若中子和锂核是以等大反向的动量相碰，且核反应释放的能量全部转化为新生核的动能，则氚核和粒子的动能比是多少？,答案,解析,答案43,(4)在问题(3)的条件下，粒子的动能是多大？,答案,解析,答案2.06 MeV,达标检测,1.氪90( Kr)是不稳定的，它经过一系列衰变最终成为稳定的锆90( Zr)，这些衰变是 A.1次衰变，6次衰变B.4次衰变 C.2次衰变D.2次衰变，2次衰变,1,2,3,解析,答案,4,解析解法一推理计算法 根据衰变规律，衰变不影响核的质量数，发生一次衰变，核电荷数增加1；发生一次衰变，质量数减少4，核电荷数减少2， Kr衰变为 Zr，质量数不变，故未发生衰变；核电荷数增加4，一定是发生了4次衰变.,1,2,3,4,由质量数守恒得90904x 由电荷数守恒得36402xy 解得x0，y4，即只经过了4次衰变，选项B正确.,2.恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应，当温度达到108 K时，可以发生“氦燃烧”. (1)完成“氦燃烧”的核反应方程： He_ Be.,1,2,3,4,(2) Be是一种不稳定的粒子，其半衰期为2.61016 s.一定质量的 Be， 经7.81016 s后所剩下的 Be占开始时的_.,答案,解析,3.在下列描述核反应过程的方程中，属于衰变的是_，属于衰变的是_，属于裂变的是_，属于聚变的是_.(填正确答案标号),1,2,3,答案,4,C,AB,E,F,1,2,3,解析,4,(1)此核反应中放出的能量E为_.,4.005 MeV,解析此核反应中的质量亏损和放出的能量分别为： m(22.013 63.015 61.007 3) u0.004 3 u， Emc20.004 3931.5 MeV4.005 MeV.,答案,1,2,3,解析,4,(2)若放出的能量全部变为新生核的动能，则新生的氚核具有的动能是_.,1.001 MeV,答案,解析因碰前两氘核动能相同，相向正碰，故碰前的总动量为零.因核反应中的动量守恒，故碰后氚核和质子的总动量也为零.设其动量分别为p1、p2，必有p1p2. 设碰后氚核和质子的动能分别为Ek1和Ek2，,1,2,3,4,