近代物理第四讲：核反应、核能在高考中考查--名师微课堂(自制)

1、核反应、核能在高考中考察核反应、核能在高考中考察物理讲师 刘思团1.1 考纲要求考纲要求一一 考点透视考点透视1.2 考情分析考情分析1.2.1 高考考法高考考法考察对知识的理解和简单应用,有时带有综合性.1.2.2 题型题型选择题、填空题、计算题.1.2.3 分值分值2-7分. 2.1 知识要求知识要求知道裂变与聚变、衰变与人工转变核反应的不同,知道各个微观粒子的符号,能完成各个核发应的方程式,掌握核反应中质量亏损,核能的计算方法.二二 必备技能必备技能三三 考点突破考点突破【解析】A选项中 在质子的轰击下发生的核反应,属于人工转变,A错;C选项是衰变,不是裂变,C错. 3.1 考察核反应方

2、程考察核反应方程3.1.1 典题直典题直击击答案:BD.157N例2 (重庆高考卷19题)以下是物理学史上3个著名的核反应方程解析:设X、Y 、Z 3种粒子的核电荷数分别为x 、y 、z,根据核反应前后核电荷数守恒得: x+3=2y y+7=x+8 y+4=z+6 由联立解得:x=1,y=2,z=0,同理解得,Z的质量数为1,所以Z为中子.答案:C.23XLi2Y141778YNX+ O91246YBeZ+ C3.1.2 能力突破能力突破(1)区分四种情况:衰变:一个原子核变成另外一个原子核,同时发出或粒子;人工转变:一个原子核在在其他粒子轰击下变成另外一个原子核,同时可以放出另外一个粒子;裂

3、变:一个质量大的原子核受中子轰击后分裂为两个中等质量的原子核;聚变:两个轻核结合成质量较大的核.但每种情况:两边质量数和电荷数均守恒.3.2 考察核能考察核能例3 (上海高考卷第4题)现已建成的核电站的能量来自于( )A. 天然放射性元素衰变放出的能量 B. 人工放射性同位素放出的的能量 C. 重核裂变放出的能量 D. 化学反应放出的能量解析:核电站的能量来自于重核裂变放出的能量.重核裂变要在一定条件下才能进行,并能有效地进行控制.所以A、B、D选项都错,C选项正确.答案:C.例4 (全国新课标卷35题1小题)关于原子核的结合能,下列说法正确的是_(填正确答案标号.选对1个得2分,选对2个得4

4、分,选对3个得5分;每选错1个扣3分,最低得分为0分).A. 原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量B. 一重原子核衰变成粒子和另一原子核,衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能C. 铯原子核( )的结合能小于铅原子核( )的结合能13355Cs20882Pb答案:ABC.例5 (海南高考选做题19题)钚的放射性同位素 Pu 静止时衰变为铀核激发态 U*和 粒子,而铀核激发态 U*立即衰变为铀核 U,并放出能量为0.097 Mev 的 光子.已知: Pu 、 U 和粒子的质量分别为mPu=239.0521 u、mU =235.0439 u和 m =4.0026 u. 解:

5、 (1) 衰变方程为239942359223592235922399423592239235*9492PuU235*2359292UU2392359492PuU+或合起来有例5 (海南高考选做题19题)钚的放射性同位素 Pu 静止时衰变为铀核激发态 U*和 粒子,而铀核激发态 U*立即衰变为铀核 U,并放出能量为0.097 Mev 的 光子.已知: Pu 、 U 和粒子的质量分别为mPu=239.0521 u、mU =235.0439 u和 m =4.0026 u. (2)上述衰变过程的质量亏损为 m=mPu - mU - m 放出的能量为E=mc 这能量是铀核 的动能EU 、 粒子的动能 E

6、和 光子的能量E 之和 E= EU + E + E 23994235922359223592239942359223592U由 得 EU +E=(mPu mU - m )c -E 设衰变后的铀核和粒子的速度分别为vU和v,则由动量守恒有 mU vU = mv 例5 (海南高考选做题19题)钚的放射性同位素 Pu 静止时衰变为铀核激发态 U*和 粒子,而铀核激发态 U*立即衰变为铀核 U,并放出能量为0.097 Mev 的 光子.已知: Pu 、 U 和粒子的质量分别为mPu=239.0521 u、mU =235.0439 u和 m =4.0026 u. 又由动能的定义知 23994235922

7、3592235922399423592EU +E=(mPu - mU - m )c -E mU vU = mv U22UUUUU()122m vEm vm22()122m vEm vm由得 EU / E =m/mU 由式得 2PuUUU()mmmcEEmmm 代入数据解得E=5.034 Mev.(1)计算核能步骤 写核反应方程计算质量亏损m计算核能E 利用E=mc利用1 u相当931 Mev3.2.2 能力突破能力突破3.2.3 小试身手小试身手(山东高考卷38题1小题)历史中在利用加速器实现的核反应,是用加速后动能为0.5 MeV的质子 轰击静止的X,生成两个动能均为8.9 MeV的 .(1 MeV=1.610-13 J)解: 或 11H42He1