1、初高中精品文檔第十九章原子核章末復(fù)習(xí)課【知識(shí)體系】主題1幾種重要的核反應(yīng)和核能的計(jì)算1幾種重要的核反應(yīng)類型歡迎使用下載！U23490Th42HeTh23491Pa01e反應(yīng)類型原子核的衰變衰變衰變2389223490核反應(yīng)方程初高中精品文檔能量情況釋放能量N42He178O11H質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)147原子核的人工轉(zhuǎn)變中子的發(fā)現(xiàn)94260Be4He12C1n放射性同位素的發(fā)現(xiàn)27132150Al4He30P1n重核的裂變2359223592038540U1n90Sr136Xe101n56U10n144Ba8936Kr310n釋放能量輕核的聚變21120H3H4He1n釋放能量2.核能的計(jì)算重核的裂變和

2、輕核的聚變，存在質(zhì)量虧損，根據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程Emc2，可以判斷兩種核反應(yīng)都會(huì)向外釋放能量，計(jì)算核能的方法如下：(1)質(zhì)能方程Emc2是計(jì)算釋放核能多少的主要方法，質(zhì)量虧損m的確定是計(jì)算核能的關(guān)鍵(2)核反應(yīng)中如無(wú)光子輻射，核反應(yīng)釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為新核的動(dòng)能和新粒子的動(dòng)能這種情況下的核能可由下列關(guān)系計(jì)算：反應(yīng)前總動(dòng)能反應(yīng)過(guò)程中釋放的核能反應(yīng)后總動(dòng)能3核反應(yīng)方程是該部分知識(shí)在高考中考查的重點(diǎn)之一，主要考查反應(yīng)方程的書(shū)寫(xiě)、配平及類型判斷等問(wèn)題書(shū)寫(xiě)及配平核反應(yīng)方程的依據(jù)是電荷數(shù)、質(zhì)量數(shù)守恒另外要熟記常201111見(jiàn)粒子的符號(hào)，如4He、1H、1n、0e、0e、2H、3H等2322【典例1】已知氘核

3、質(zhì)量為2.0136u，中子質(zhì)量為1.0087u，3He核的質(zhì)量為3.0150u兩個(gè)速率相等的氘核對(duì)心碰撞聚變成He并放出一個(gè)中子，釋放的核能也全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能(質(zhì)量虧損為1u時(shí)，釋放的能量為931.5MeV.除了計(jì)算質(zhì)量虧損外，3He的質(zhì)量可以認(rèn)為是中子的3倍)(1)寫(xiě)出該核反應(yīng)的方程式；(2)該核反應(yīng)釋放的核能是多少？120(3)若測(cè)得反應(yīng)后生成中子的動(dòng)能是3.12MeV，則反應(yīng)前每個(gè)氘核的動(dòng)能是多少M(fèi)eV?解析：(1)核反應(yīng)方程為22H3He1n.(2)質(zhì)量虧損為m2.0136u23.0150u1.0087u0.0035u.則釋放的核能為歡迎使用下載！v2m112222E23112根據(jù)Em

4、v得，2E11初高中精品文檔Emc20.0035931.5MeV3.26MeV.2(3)設(shè)中子和3He核的質(zhì)量分別為m1、m2，速度分別為v1、v2，反應(yīng)前每個(gè)氘核的動(dòng)能為E0，反應(yīng)后中子和32He核的動(dòng)能分別為E1、E2.根據(jù)動(dòng)量守恒得：m1v1m2v20，vm3所以12.1mv2113312m1v2E11即E2333.12MeV1.04MeV.由能量轉(zhuǎn)化和守恒定律得E1E22E0E.代入數(shù)據(jù)得E00.45MeV.120答案：(1)22H3He1n(2)3.26MeV(3)0.45MeV名師點(diǎn)評(píng)核能計(jì)算常見(jiàn)的方法(1)利用質(zhì)能方程Emc2計(jì)算核能(2)利用比結(jié)合能計(jì)算核能原子核的結(jié)合能比結(jié)合

5、能核子數(shù)核反應(yīng)前系統(tǒng)內(nèi)所有原子核的總結(jié)合能與反應(yīng)后生成的所有新原子核的總結(jié)合能之差，等于該次反應(yīng)所釋放(或吸收)的核能(3)據(jù)能量守恒和動(dòng)量守恒定律計(jì)算核能(4)應(yīng)用阿伏加德羅常數(shù)計(jì)算核能其若要計(jì)算具有宏觀質(zhì)量的物質(zhì)中所有原子核都發(fā)生核反應(yīng)所放出的總能量，解題的基本思路為：m根據(jù)物體的質(zhì)量m和摩爾質(zhì)量M，由nM求出物質(zhì)的量，并求出原子核的個(gè)數(shù)NNAnmNAM.由題設(shè)條件求出一個(gè)原子核與另一個(gè)原子核反應(yīng)放出或吸收的能量E0(或直接從題目中找出E0)再根據(jù)ENE0求出總能量針對(duì)訓(xùn)練61三個(gè)粒子結(jié)合成一個(gè)碳12C，已知碳原子的質(zhì)量為12.0000u，氦原子質(zhì)量為4.0026u.歡迎使用下載！初高中精

6、品文檔(1)寫(xiě)出核反應(yīng)方程(2)這個(gè)核反應(yīng)放出的能量是多少焦？(3)這個(gè)能量合多少M(fèi)eV?26解析：(1)34He12CE.(2)m34.0026u12.0000u0.0078u，m0.00781.661027kg12.9481030kg，Emc21.1651012J.26(3)E1.1651012/(1.61019)eV7.28106eV7.28MeV.答案：(1)34He12CE(2)1.1651012J(3)7.28MeV主題2原子核的兩種衰變和三種射線1原子核的兩種衰變(1)原子核的衰變是指原子核放出粒子或粒子變成新的原子核衰變是原子核放出兩個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子的結(jié)合體，衰變是原子核內(nèi)的一

7、個(gè)中子變成一個(gè)質(zhì)子時(shí)發(fā)生的，射線是在發(fā)生衰變和衰變時(shí)，產(chǎn)生的新核由較高能量狀態(tài)向較低能量狀態(tài)躍遷時(shí)發(fā)生的(2)不論發(fā)生哪種衰變，衰變前后的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)是守恒的2三種放射性射線三種射線是指射線、射線和射線，三種射線的實(shí)質(zhì)和特性如下表所示射線類型粒子特性穿透本領(lǐng)小(空氣中射程只有幾厘米)，電離本領(lǐng)強(qiáng)，射線4He(正電)2速度為c10e(負(fù)電)9c弱，速度為射線01穿透本領(lǐng)大(能穿透幾毫米厚的鋁板)，電離作用較10射線高能光子(中性)穿透本領(lǐng)很大(能穿透幾厘米厚的鉛板)，電離作用很小t113.半衰期放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變需要的時(shí)間nn或mm0計(jì)算公式：NN022，其中n，為半衰期典例20

8、17年1月9日，大亞灣反應(yīng)堆中微子實(shí)驗(yàn)工程獲得國(guó)家自然科學(xué)一等獎(jiǎng).大多數(shù)原子核發(fā)生核反應(yīng)的過(guò)程中都伴著中微子的產(chǎn)生，例如核裂變、核聚變、衰變等.歡迎使用下載！初高中精品文檔下列關(guān)于核反應(yīng)的說(shuō)法正確的是（）A.23490Th衰變?yōu)?2286Rn，經(jīng)過(guò)3次衰變，2次衰變11201B.2H3H4He1n是衰變方程，23490Th23491Pa0e是衰變方程0360C.23590U1n14456Ba89Kr31n是核裂變方程，也是氫彈的核反應(yīng)方程42D.高速運(yùn)動(dòng)的粒子轟擊氮核可從氮核中打出中子，其核反應(yīng)方程為He147N178O1n1120解析：23490Th衰變?yōu)?2286Rn，經(jīng)過(guò)3次衰變，2次衰

9、變，故A正確；2H3H4He11036n是核聚變方程，23490Th23491Pa0e是衰變方程，故B錯(cuò)誤；23592U1n14456Ba89Kr0231n是核裂變方程，不是氫彈的核反應(yīng)方程，故C錯(cuò)誤；高速運(yùn)動(dòng)的粒子轟擊氮核可從氮核中打出質(zhì)子，其核反應(yīng)方程為4He147N178O1H，故D錯(cuò)誤.故A正確，BCD錯(cuò)誤.答案：A名師點(diǎn)評(píng)確定衰變次數(shù)的方法ZZ20(1)AXAYn4Hem1e.根據(jù)質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒得AA4n，ZZ2nm.二式聯(lián)立求解得衰變次數(shù)n和衰變次數(shù)m.(2)根據(jù)衰變和衰變實(shí)質(zhì)(衰變質(zhì)量數(shù)不變)直接求解針對(duì)訓(xùn)練2.在核電站泄漏的污染物中含有131I和137Cs兩種放射性元素，它

10、們通過(guò)一系列衰變產(chǎn)生對(duì)人體有危害的輻射.在下列四個(gè)式子中，有兩個(gè)能分別反映131I和137Cs的衰變過(guò)程，它們分別是和（填入正確選項(xiàng)前的序號(hào)）.131I和137Cs原子核中的中子數(shù)分別是和.560560X1137Ba1nX3137Ba1e54054X2131Xe1eX4131Xe1H5355解析：根據(jù)衰變過(guò)程中電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒，可知X2為131I，X3為137Cs，中子數(shù)等于質(zhì)量數(shù)減去核電荷數(shù)，分別為1315378和1375582.答案：7882統(tǒng)攬考情本章內(nèi)容是介紹原子核物理學(xué)中最基礎(chǔ)的知識(shí)和研究方法，它是進(jìn)入微觀領(lǐng)域的“金鑰歡迎使用下載！初高中精品文檔匙”，它對(duì)近代物理及其他技術(shù)有極

11、其深遠(yuǎn)的影響它是高考選考的?？純?nèi)容，考查內(nèi)容主要集中在原子核的結(jié)構(gòu)、原子核的衰變及質(zhì)能聯(lián)系方程等知識(shí)，并以選擇題為主真題例析9290（2017全國(guó)卷）一靜止的鈾核放出一個(gè)粒子衰變成釷核，衰變方程為238U234Th24He.下列說(shuō)法正確的是（）A.衰變后釷核的動(dòng)能等于粒子的動(dòng)能B.衰變后釷核的動(dòng)量大小等于粒子的動(dòng)量大小C.鈾核的半衰期等于其放出一個(gè)粒子所經(jīng)歷的時(shí)間D.衰變后粒子與釷核的質(zhì)量之和等于衰變前鈾核的質(zhì)量解析：根據(jù)動(dòng)量守恒定律可知衰變后釷核的動(dòng)量大小等于粒子的動(dòng)量大小，B正確；p2根據(jù)Ek2m可知衰變后釷核的動(dòng)能小于粒子的動(dòng)能，A錯(cuò)誤；半衰期是指放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需時(shí)間

12、，C項(xiàng)錯(cuò)誤，衰變后質(zhì)量虧損，因此粒子與釷核的質(zhì)量之和小于衰變前鈾核的質(zhì)量，D項(xiàng)錯(cuò)誤.答案：B針對(duì)訓(xùn)練112012（2017全國(guó)卷）大科學(xué)工程“人造太陽(yáng)”主要是將氘核聚變反應(yīng)釋放的能量用來(lái)發(fā)電.氘核聚變反應(yīng)方程是：2H2H3He1n.已知2H的質(zhì)量為2.0136u，3He的質(zhì)量為3.01500u，1n的質(zhì)量為1.0087u，1u931MeV/c2.氘核聚變反應(yīng)中釋放的核能約為（）A.3.7MeVC.2.7MeVB.3.3MeVD.0.93MeV解析：氘核聚變反應(yīng)的質(zhì)量虧損m2m氘m氦mn0.0035u，則該反應(yīng)釋放的核能為Em931MeV3.2585MeV3.3MeV.答案：B1.（2017天津

13、卷）我國(guó)自主研究制造的國(guó)際熱核聚變核心部件在國(guó)際上率先通過(guò)權(quán)威機(jī)構(gòu)認(rèn)證，這是我國(guó)對(duì)國(guó)際熱核聚變項(xiàng)目的重大貢獻(xiàn).下列核反應(yīng)方程中屬于聚變反應(yīng)的是（）1120A.2H3H4He1n2213150B.147N4He178O1HC.4He27Al30P1n歡迎使用下載！初高中精品文檔0360D.23592U1n14456Ba89Kr31n112022131500360解析：因?yàn)?H3H4He1n是一個(gè)氘核與一個(gè)氚核結(jié)合成一個(gè)氦核，同時(shí)放出一個(gè)中子，屬于聚變反應(yīng)，因此A正確；147N4He178O1H是盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)，他用粒子轟擊氮原子核，產(chǎn)生氧的同位素氧17和一個(gè)質(zhì)子，是人類第一次實(shí)現(xiàn)的原子核

14、的人工轉(zhuǎn)變，屬于人工核反應(yīng)，故B錯(cuò)誤；4He27Al30P1n是小居里夫婦用粒子轟擊鋁箔時(shí)發(fā)現(xiàn)了放射性磷30，屬于人工核反應(yīng)，故C錯(cuò)誤；23592U1n14456Ba89Kr31n是一種典型的鈾核裂變，屬于裂變反應(yīng)，故D錯(cuò)誤.答案：A2.（2017江蘇卷）多選）原子核的比結(jié)合能曲線如圖所示.根據(jù)該曲線，下列判斷正確的有（）223A.4He核的結(jié)合能約為14MeVB.4He核比6Li核更穩(wěn)定12C.兩個(gè)2H核結(jié)合成4He核時(shí)釋放能量36D.23592U核中核子的平均結(jié)合能比89Kr核中的大21236解析：4He核里面有四個(gè)核子，所以結(jié)合能約為28MeV，A項(xiàng)錯(cuò)誤；比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定，所以

15、B項(xiàng)正確；兩個(gè)2H核結(jié)合成4He核時(shí)發(fā)生聚變反應(yīng)，比結(jié)合能變大，有質(zhì)量虧損，所以釋放能量，C項(xiàng)正確；23592U核中核子的平均結(jié)合能比80Kr核中的小，D項(xiàng)錯(cuò)誤.答案：BC3(2016全國(guó)卷)在下列描述核過(guò)程的方程中，屬于衰變的是_(填正確答案的字母標(biāo)號(hào)，下同)，屬于衰變的是_，屬于裂變的是_，屬于聚變的是_671A.14C14N0e92902C.238U234Th4He15161B.32P32S0e728D.14N4He17O1H920543801120E.235U1n140Xe94Sr21nF.3H2H4He1n2解析：天然放射性元素自發(fā)地放出粒子(即氦核4He)的衰變屬于衰變；放出粒子的

16、衰變屬于衰變；重核分裂成幾個(gè)中等質(zhì)量原子核的現(xiàn)象為核裂變；輕原子核聚合成較重原子核的反應(yīng)為核聚變答案：CABEF歡迎使用下載！qv1Bm1，T，解得：TRv1qBT2m聯(lián)立以上方程可解得：m.答案：（1）AZXAZ24Y42He（2）（3）初高中精品文檔24.（2017北京卷）在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一個(gè)靜止的放射性原子核發(fā)生了一次衰變。放射出的粒子（4He）在與磁場(chǎng)垂直的平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，其軌道半徑為R.以m、q分別表示粒子的質(zhì)量和電荷量.Z（1）放射性原子核用AX表示，新核的元素符號(hào)用Y表示，寫(xiě)出該衰變的核反應(yīng)方程；（2）粒子的圓周運(yùn)動(dòng)可以等效成一個(gè)環(huán)形電流，求圓周運(yùn)動(dòng)的周期和環(huán)形電流大?。唬?