【優(yōu)化方案】浙江省高考物理總復(fù)習(xí) 第13章第三節(jié) 核反應(yīng) 核能課件 大綱人教

第三節(jié)核反應(yīng)核能

課堂互動講練經(jīng)典題型探究知能優(yōu)化演練第三節(jié)核反應(yīng)核能基礎(chǔ)知識梳理基礎(chǔ)知識梳理一、原子核的組成1．原子核由______和_____組成，兩者統(tǒng)稱為______．2．原子核常用

表示，X為元素符號，上角標A表示核的質(zhì)量數(shù)，下角標Z表示核的__________

(原子序數(shù))．3．同位素是具有相同的_______而_______不同的原子核，在元素周期表中處于同一位置．二、天然放射現(xiàn)象1．天然放射現(xiàn)象：某些元素自發(fā)放射某些射線的現(xiàn)象稱為天然放射現(xiàn)象，這些元素稱放射性元素．質(zhì)子中子核子電荷數(shù)質(zhì)子數(shù)中子數(shù)2．三種射線的本質(zhì)：α射線是_______，β射線是______，γ射線是______．三、原子核的衰變1．衰變：原子核自發(fā)地放出某種粒子而轉(zhuǎn)變成新核的變化．可分為_______、______，并伴隨著γ射線放出．2．半衰期：放射性元素的原子核有_____發(fā)生衰變所需要的時間．四、核能1．核反應(yīng)規(guī)律：在核反應(yīng)中，_______守恒，______守恒．氦核電子光子α衰變β衰變質(zhì)量數(shù)半數(shù)動量2．核力(1)概念：組成原子核的______之間存在的作用力．(2)核力特點①核力是____________

(強力)的一種表現(xiàn)，在它的作用范圍內(nèi)，核力比庫侖力大得多．②核力是_____力，作用范圍在1.5×10－15m之內(nèi)．③每個核子只跟______的核子發(fā)生核力作用，這種性質(zhì)稱為核力的飽和性．核子強相互作用短程相鄰3．質(zhì)量虧損(1)愛因斯坦質(zhì)能方程：_________.(2)質(zhì)量虧損：原子核的質(zhì)量______組成它的核子的質(zhì)量之和的現(xiàn)象．4．結(jié)合能：克服核力束縛，使原子核分解為單個_____時需要的能量，或若干個核子在核力作用下結(jié)合成_______時需要的能量．五、核裂變和核聚變1．重核裂變(1)定義：使重核分裂成___________的原子核的核反應(yīng)．E＝mc2小于核子原子核質(zhì)量較小(2)鈾核裂變：用中子轟擊鈾核時，鈾核發(fā)生裂變，一種典型的反應(yīng)是生成鋇和氪，同時放出三個中子，核反應(yīng)方程為(3)鏈式反應(yīng)：由重核裂變產(chǎn)生中子使裂變反應(yīng)一代接一代繼續(xù)下去的過程叫做核裂變的鏈式反應(yīng)．(4)鏈式反應(yīng)的條件：①要有足夠濃度的235U；②鈾塊體積需______臨界體積，或鈾塊質(zhì)量_____臨界質(zhì)量．2．輕核聚變(1)定義：兩個輕核結(jié)合成_____的核，這樣的核反應(yīng)叫聚變．(2)聚變發(fā)生的條件：使物體達到幾百萬度的高溫．大于大于較重課堂互動講練一、三種射線的比較α射線β射線γ射線組成高速氦核流高速電子流高頻電磁波帶電荷量2e－e0質(zhì)量4mp(mp＝1.67×10－27kg)靜止質(zhì)量為零速度0.1c0.99cc(光速)在電磁場中偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)不偏轉(zhuǎn)貫穿本領(lǐng)最弱，用紙能擋住較強，穿透幾毫米的鋁板最強，穿透幾厘米的鉛板對空氣的電離作用很強較弱很弱在空氣中的徑跡粗、短、直細、較長、曲折最長即時應(yīng)用 (即時突破，小試牛刀)1.(2009年高考上海卷)放射性元素衰變時放出的三種射線，按穿透能力由強到弱的排列順序是(

)A．α射線，β射線，γ射線B．γ射線，β射線，α射線C．γ射線，α射線，β射線

D．β射線，α射線，γ射線解析：選B.由放射線的本質(zhì)和特性知，三種射線的穿透能力是γ射線最強，α射線最弱，由此可知，選項B正確．二、原子核的的衰變1．原子核衰變變規(guī)律式中N原、m原表示衰變前的的放射性元素素的原子數(shù)和和質(zhì)量，N余、m余表示衰變后尚尚未發(fā)生衰變變的放射性元元素的原子數(shù)數(shù)和質(zhì)量，t表示衰變時間間，τ表示半衰期．．(2)影響因素：放放射性元素衰衰變的快慢是是由原子核內(nèi)內(nèi)部因素決定定的，跟原子子所處的物理理狀態(tài)(如溫度、壓強強)或化學(xué)狀態(tài)(如單質(zhì)、化合合物)無關(guān)．特別提醒：(1)半衰期是大量量原子核衰變變時的統(tǒng)計規(guī)規(guī)律，對個別別或少數(shù)原子子核，無半衰衰期可言．(2)原子核衰變時時質(zhì)量數(shù)守恒恒，核反應(yīng)過過程前、后質(zhì)質(zhì)量發(fā)生變化化(質(zhì)量虧損)而釋放出核能能．即時應(yīng)用(即時突破，小小試牛刀)2.關(guān)于放射性元元素的半衰期期，下列說法法正確的有()A．是原子核質(zhì)質(zhì)量減少一半半所需的時間間B．是原子核有有半數(shù)發(fā)生衰衰變所需的時時間C．把放射性元元素放在密封封的容器中，，可以減慢放放射性元素的的半衰期D．可以用來測測定地質(zhì)年代代、生物年代代等解析：選BD.原子核衰變成成新核，新核核與未衰變的的核在一起，，故半衰期并并不是原子核核的數(shù)量、質(zhì)質(zhì)量減少一半半，A錯B對；衰變快慢慢由原子核內(nèi)內(nèi)部因素決定定，與原子所所處的物理狀狀態(tài)或化學(xué)狀狀態(tài)無關(guān)，常常用其測定地地質(zhì)年代、生生物年代等，，故C錯D對．三、核反應(yīng)的的四種類型特別提醒：(1)核反應(yīng)過程一一般都是不可可逆的，所以以核反應(yīng)方程程只能用單向向箭頭表示反反應(yīng)方向，不不能用等號連連接．(2)核反應(yīng)的生成成物一定要以以實驗為基礎(chǔ)礎(chǔ)，不能憑空空只依據(jù)兩個個守恒規(guī)律杜杜撰出生成物物來寫核反應(yīng)應(yīng)方程．解析：選AC.α衰變是放射出出氦核的天然然放射現(xiàn)象，，A正確；β衰變是放射出出電子的天然然放射現(xiàn)象，，而B項是發(fā)現(xiàn)質(zhì)子子的原子核人人工轉(zhuǎn)變，故故B錯；C項是輕核的聚聚變，D項是β衰變現(xiàn)象，故故C對D錯．四、核能的產(chǎn)產(chǎn)生和計算1．獲得核能的的途徑(1)重核裂變：某某些重核分裂裂成中等質(zhì)量量的核的反應(yīng)應(yīng)過程，同時時釋放大量的的核能．要使使鈾235發(fā)生鏈式反應(yīng)應(yīng)以持續(xù)地輸輸出能量，鈾鈾塊的體積應(yīng)應(yīng)大于它的臨臨界體積．重核的裂變：：如應(yīng)用：原子彈彈、核反應(yīng)堆堆(2)輕核聚變：某某些輕核結(jié)合合成質(zhì)量較大大的核的反應(yīng)應(yīng)過程，同時時釋放出大量量的核能，要要想使氘核和和氚核合成氦氦核，必須達達到幾百萬度度以上的高溫溫，因此聚變變反應(yīng)又叫熱熱核反應(yīng)．輕核的聚變：：如應(yīng)用：氫彈、、可控?zé)岷朔捶磻?yīng)．2．核能的計算算方法(1)根據(jù)愛因斯坦坦質(zhì)能方程列列式計算：即即ΔE＝Δmc2(Δm的單位：kg)．(2)根據(jù)1原子質(zhì)量單位位(u)相當(dāng)于931.5兆電子伏能量量，則ΔE＝Δm×931.5MeV(Δm的單位：u,1u＝1.6606×10－27kg)．(3)核反應(yīng)遵守動動量守恒定律律和能量守恒恒定律，因此此我們可以結(jié)結(jié)合動量守恒恒定律和能量量守恒定律來來計算核能．．特別提醒：(1)質(zhì)量數(shù)與質(zhì)量量是兩個不同同的概念．核核反應(yīng)中質(zhì)量量數(shù)、電荷數(shù)數(shù)都守恒，但但核反應(yīng)中依依然有質(zhì)量虧虧損．(2)愛因斯坦的質(zhì)質(zhì)能方程反映映了原子核質(zhì)質(zhì)量虧損和釋釋放出核能這這兩種現(xiàn)象之之間的聯(lián)系，，并不表示質(zhì)質(zhì)量和能量之之間的轉(zhuǎn)變關(guān)關(guān)系(即：核反反應(yīng)中的的質(zhì)量虧虧損，并并不是這這部分質(zhì)質(zhì)量消失失或質(zhì)量量轉(zhuǎn)化為為能量)．質(zhì)量虧虧損也不不是核子子個數(shù)的的減少，，核反應(yīng)應(yīng)中核子子的個數(shù)數(shù)是不變變的．(3)質(zhì)量虧損損并不否否定質(zhì)量量守恒定定律．即時應(yīng)用用(即時突破破，小試試牛刀)4.(2010年高考北北京卷)太陽因核核聚變釋釋放出巨巨大的能能量，同同時其質(zhì)質(zhì)量不斷斷減少．．太陽每每秒鐘輻輻射出的的能量約約為4×1026J，根據(jù)愛愛因斯坦坦質(zhì)能方方程，太太陽每秒秒鐘減少少的質(zhì)量量最接近近()A．1036kgB．1018kgC．1013kgD．109kg解析：選D.本題考查查了愛因因斯坦質(zhì)質(zhì)能方程程，解答答本題要要熟記公公式ΔE＝Δmc2.由公式可可得：Δm＝，所以D選項正確確．經(jīng)典題型探究題型一衰變次數(shù)的分析與半衰期的計算例1圖12－3－1【解析】(1)選ABD.設(shè)α衰變次數(shù)數(shù)為x，β衰變次數(shù)數(shù)為y，由質(zhì)量量數(shù)守恒恒和電荷荷數(shù)守恒恒得232＝208＋4x90＝82＋2x－y解得x＝6，y＝4，C錯D對．鉛核、釷釷核的質(zhì)質(zhì)子數(shù)分分別為82、90，故A對．鉛核、釷釷核的中中子數(shù)分分別為126、142，故B對．【答案】(1)ABD(2)正電子56天題型二核反應(yīng)方程及反應(yīng)類型例2(1)________是發(fā)現(xiàn)中中子的核核反應(yīng)方方程，________是研究原原子彈的的基本核核反應(yīng)方方程，________是研究氫氫彈的基基本核反反應(yīng)方程程．(2)求B項中X的質(zhì)量數(shù)數(shù)和中子子數(shù)．(3)判斷以上上五個核核反應(yīng)的的反應(yīng)類類型．【思路點撥撥】根據(jù)核反反應(yīng)方程程遵循的的基本規(guī)規(guī)律，正正確書寫寫方程，，還要注注意衰變變、人工工轉(zhuǎn)變、、裂變、、聚變的的區(qū)別．．【解析】(1)E是查德威威克發(fā)現(xiàn)現(xiàn)中子的的核反應(yīng)應(yīng)方程，，A是氫彈，，B是原子彈彈的核反反應(yīng)方程程．(2)由電荷數(shù)數(shù)守恒和和質(zhì)量數(shù)數(shù)守恒可可以判定定X質(zhì)量數(shù)為為144，電荷數(shù)數(shù)為56，所以中中子數(shù)為為：144－56＝88.(3)衰變是原原子核自自發(fā)地放放出α粒子或β粒子的反反應(yīng)，C是β衰變，D是α衰變，E是人工控控制的原原子核的的變化，，屬人工工轉(zhuǎn)變，，裂變是是重核吸吸收中子子后分裂裂成幾個個中等質(zhì)質(zhì)量的核核的反應(yīng)應(yīng)，B是裂變，，聚變是是幾個輕輕核結(jié)合合成較大大質(zhì)量的的核的反反應(yīng)，A是聚變．．【答案】(1)EBA(2)14488(3)見解析析假設(shè)兩兩個氘氘核在在一直直線上上相碰碰發(fā)生生聚變變反應(yīng)應(yīng)生成成氦的的同位位素和和中子子，已已知氘氘核的的質(zhì)量量是2.0136u，中子子的質(zhì)質(zhì)量是是1.0087