2019年高考物理一轮复习第十二章近代物理初步第2讲原子核和核能学案.doc
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1、【 精品教育资源文库 】 第 2 讲 原子核和核能 微知识 1 天然放射现象 1天然放射现象:某些元素 自发地 放射某些射线的现象称为天然放射现象,这些元素称为放射性元素 。 2三种射线的本质: 射线是 氦核流 , 射线是 电子流 , 射线是 电磁波 。 微知识 2 原子核的衰变 1定义 原子核自发地放出某种粒子而转变为 新核 的变化叫原子核的 衰变 。 2分类 (1) 衰变: AZX A 4Z 2Y 42He,同时放出 射线。 (2) 衰变: AZX AZ 1Y 0 1e,同时放出 射线。 3半衰期 (1)定义:放射性元素的原子核 有半数 发生衰变需要的时间。 (2)半衰期的大小由放射性元
2、素的原子核内部本身的因素决定,跟原子所处的 物理状态 (如压强、温度等 )或 化学状态 (如单质或化合物 )无关。 微知识 3 放射性同位素及应用 1同位素 有些原子的原子核电荷数 相同 ,但质量数 不同 ,这样一些具有相同核电荷数和不同质量数的原子互称为同位素。 2放射性同位素的应用 (1)放射性同位素放出的射线应用于工业探伤 、农业、医疗等。 (2)做示踪原子。 微知识 4 核反应 用高能粒子轰击靶核,产生另一种新核的反应过程。 典型核反应: (1)卢瑟福发现质子的核反应方程。 147N42He 178O11H。 (2)查德威克发现中子的核反应方程。 94Be42He 126C10n。 (
3、3)约里奥居里夫妇 发现放射性同位素和正电子的核反应方程。 2713Al42He 3015P10n, 3015P 3014Si01e。 常见的核反应有: 衰变 、 人工转变 、 裂变 和 聚变 。 【 精品教育资源文库 】 微知识 5 核能 1核能 由于原子核中的核子间存在强大的核力,使得原子核成为一个坚固的集合体,要把原子核中的核子拆散,就得克服核力而做巨大的功,反之,要把核子 集合成一个原子核,就要放出巨大的能量。 2质能方程 (1)质能方程: E mc2, m 是物体的质量, c 是真空中的光速。 上述表明:物体的质量和能量间有一定联系,即物体具有的能量与其质量成正比,当物体的能量增加
4、或减小 E,它的质量也会相应地增加或减少 m, E 与 m 的关系是 E m c2。 (2)质量亏损:核子结合成原子核时要释放能量,按上述关系,原子核的质量要 小于 组成原子核的核子总质量,这个质量差也叫质量亏损。 3获得核能的途径 (1)重核裂变:重核俘获一个中子后分裂成为两个 (或多个 )中等质量核的反应过程 。重核裂变的同时放出几个 中子 ,并释放出大量核能。铀 235 裂变时发生链式反应。 (2)轻核聚变:某些轻核结合成质量较大的核的反应过程,同时释放出大量的核能,要想使氘和氚核合成氦核,必须达到几百万摄氏度以上的高温,因此聚变反应又叫 热核反应 。 一、思维辨析 (判断正误,正确的画
5、 “” ,错误的画 “” 。 ) 1原子核是由质子和中子组成的。 () 2 射线中的电子是原子核外的电子。 () 3半衰期是一个统计规律,对少数原子核不适用。 () 4核力是弱相互作用。 () 5质能方程表明在一定条件下,质量可以转变 为能量。 () 6所有的核反应都是释放能量的反应。 () 二、对点微练 1 (三种射线的性质 )放射性元素衰变时放出的三种射线,按穿透能力由强到弱的排列顺序是 ( ) A 射线, 射线, 射线 B 射线, 射线, 射线 C 射线, 射线, 射线 D 射线, 射线, 射线 解析 贯穿能力最强的是 射线, 射线次之, 射线最弱,故正确答案为 B 项。 答案 B 2
6、(核反应方程 )原子核 238 92U 经放射性衰变 变为原子核 234 90Th,继而经放射 性衰变 变为原子核 234 91Pa,再经放射性衰变 变为原子核 234 92U。放射性衰变 和 依次为 ( ) A 衰变、 衰变和 衰变 B 衰变、 衰变和 衰变 C 衰变、 衰变和 衰变 D 衰变、 衰变和 衰变 解析 本题考查核反应特点、 衰变和 衰变特点,意在考查考生理解和识记 衰变和【 精品教育资源文库 】 衰变特点的能力,以及分析判断能力。根据核反应过程中的质量数守恒和电荷数守恒特点, 238 92U 核与 234 90Th 核比较可知,核反应的另一产物为 42He,所以衰变 为 衰变
7、, BC 项排除; 234 90Th 与 234 91Pa, 234 91Pa 核与 234 92U 核比较可知,核反应的另一产物为 0 1e,所以衰变 为 衰变, A 项正确。 答案 A 3 (核能的计算 )以下是物理学史上 3 个著名的核反应方程 x 73Li2y y 14 7Nx 17 8O y 94Bez 12 6C x、 y 和 z 是 3 种不同的粒子,其中 z 是 ( ) A 粒子 B质子 C中子 D电子 解析 根据质量数和电荷数守恒,三个核反应方程为 11H 73Li2 42He, 42He 14 7N 11H 17 8O, 42He 94Be 10n 12 6C, z 为中子
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