【优化方案】浙江省高考物理总复习 第13章第三节 核反应 核能课件 大纲人教

第三节核反应核能

课堂互动讲练经典题型探究知能优化演练第三节核反应核能基础知识梳理基础知识梳理一、原子核的组成1．原子核由______和_____组成，两者统称为______．2．原子核常用

表示，X为元素符号，上角标A表示核的质量数，下角标Z表示核的__________

(原子序数)．3．同位素是具有相同的_______而_______不同的原子核，在元素周期表中处于同一位置．二、天然放射现象1．天然放射现象：某些元素自发放射某些射线的现象称为天然放射现象，这些元素称放射性元素．质子中子核子电荷数质子数中子数2．三种射线的本质：α射线是_______，β射线是______，γ射线是______．三、原子核的衰变1．衰变：原子核自发地放出某种粒子而转变成新核的变化．可分为_______、______，并伴随着γ射线放出．2．半衰期：放射性元素的原子核有_____发生衰变所需要的时间．四、核能1．核反应规律：在核反应中，_______守恒，______守恒．氦核电子光子α衰变β衰变质量数半数动量2．核力(1)概念：组成原子核的______之间存在的作用力．(2)核力特点①核力是____________

(强力)的一种表现，在它的作用范围内，核力比库仑力大得多．②核力是_____力，作用范围在1.5×10－15m之内．③每个核子只跟______的核子发生核力作用，这种性质称为核力的饱和性．核子强相互作用短程相邻3．质量亏损(1)爱因斯坦质能方程：_________.(2)质量亏损：原子核的质量______组成它的核子的质量之和的现象．4．结合能：克服核力束缚，使原子核分解为单个_____时需要的能量，或若干个核子在核力作用下结合成_______时需要的能量．五、核裂变和核聚变1．重核裂变(1)定义：使重核分裂成___________的原子核的核反应．E＝mc2小于核子原子核质量较小(2)铀核裂变：用中子轰击铀核时，铀核发生裂变，一种典型的反应是生成钡和氪，同时放出三个中子，核反应方程为(3)链式反应：由重核裂变产生中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程叫做核裂变的链式反应．(4)链式反应的条件：①要有足够浓度的235U；②铀块体积需______临界体积，或铀块质量_____临界质量．2．轻核聚变(1)定义：两个轻核结合成_____的核，这样的核反应叫聚变．(2)聚变发生的条件：使物体达到几百万度的高温．大于大于较重课堂互动讲练一、三种射线的比较α射线β射线γ射线组成高速氦核流高速电子流高频电磁波带电荷量2e－e0质量4mp(mp＝1.67×10－27kg)静止质量为零速度0.1c0.99cc(光速)在电磁场中偏转偏转不偏转贯穿本领最弱，用纸能挡住较强，穿透几毫米的铝板最强，穿透几厘米的铅板对空气的电离作用很强较弱很弱在空气中的径迹粗、短、直细、较长、曲折最长即时应用 (即时突破，小试牛刀)1.(2009年高考上海卷)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．α射线，β射线，γ射线B．γ射线，β射线，α射线C．γ射线，α射线，β射线

D．β射线，α射线，γ射线解析：选B.由放射线的本质和特性知，三种射线的穿透能力是γ射线最强，α射线最弱，由此可知，选项B正确．二、原子核的的衰变1．原子核衰变变规律式中N原、m原表示衰变前的的放射性元素素的原子数和和质量，N余、m余表示衰变后尚尚未发生衰变变的放射性元元素的原子数数和质量，t表示衰变时间间，τ表示半衰期．．(2)影响因素：放放射性元素衰衰变的快慢是是由原子核内内部因素决定定的，跟原子子所处的物理理状态(如温度、压强强)或化学状态(如单质、化合合物)无关．特别提醒：(1)半衰期是大量量原子核衰变变时的统计规规律，对个别别或少数原子子核，无半衰衰期可言．(2)原子核衰变时时质量数守恒恒，核反应过过程前、后质质量发生变化化(质量亏损)而释放出核能能．即时应用(即时突破，小小试牛刀)2.关于放射性元元素的半衰期期，下列说法法正确的有()A．是原子核质质量减少一半半所需的时间间B．是原子核有有半数发生衰衰变所需的时时间C．把放射性元元素放在密封封的容器中，，可以减慢放放射性元素的的半衰期D．可以用来测测定地质年代代、生物年代代等解析：选BD.原子核衰变成成新核，新核核与未衰变的的核在一起，，故半衰期并并不是原子核核的数量、质质量减少一半半，A错B对；衰变快慢慢由原子核内内部因素决定定，与原子所所处的物理状状态或化学状状态无关，常常用其测定地地质年代、生生物年代等，，故C错D对．三、核反应的的四种类型特别提醒：(1)核反应过程一一般都是不可可逆的，所以以核反应方程程只能用单向向箭头表示反反应方向，不不能用等号连连接．(2)核反应的生成成物一定要以以实验为基础础，不能凭空空只依据两个个守恒规律杜杜撰出生成物物来写核反应应方程．解析：选AC.α衰变是放射出出氦核的天然然放射现象，，A正确；β衰变是放射出出电子的天然然放射现象，，而B项是发现质子子的原子核人人工转变，故故B错；C项是轻核的聚聚变，D项是β衰变现象，故故C对D错．四、核能的产产生和计算1．获得核能的的途径(1)重核裂变：某某些重核分裂裂成中等质量量的核的反应应过程，同时时释放大量的的核能．要使使铀235发生链式反应应以持续地输输出能量，铀铀块的体积应应大于它的临临界体积．重核的裂变：：如应用：原子弹弹、核反应堆堆(2)轻核聚变：某某些轻核结合合成质量较大大的核的反应应过程，同时时释放出大量量的核能，要要想使氘核和和氚核合成氦氦核，必须达达到几百万度度以上的高温温，因此聚变变反应又叫热热核反应．轻核的聚变：：如应用：氢弹、、可控热核反反应．2．核能的计算算方法(1)根据爱因斯坦坦质能方程列列式计算：即即ΔE＝Δmc2(Δm的单位：kg)．(2)根据1原子质量单位位(u)相当于931.5兆电子伏能量量，则ΔE＝Δm×931.5MeV(Δm的单位：u,1u＝1.6606×10－27kg)．(3)核反应遵守动动量守恒定律律和能量守恒恒定律，因此此我们可以结结合动量守恒恒定律和能量量守恒定律来来计算核能．．特别提醒：(1)质量数与质量量是两个不同同的概念．核核反应中质量量数、电荷数数都守恒，但但核反应中依依然有质量亏亏损．(2)爱因斯坦的质质能方程反映映了原子核质质量亏损和释释放出核能这这两种现象之之间的联系，，并不表示质质量和能量之之间的转变关关系(即：核反反应中的的质量亏亏损，并并不是这这部分质质量消失失或质量量转化为为能量)．质量亏亏损也不不是核子子个数的的减少，，核反应应中核子子的个数数是不变变的．(3)质量亏损损并不否否定质量量守恒定定律．即时应用用(即时突破破，小试试牛刀)4.(2010年高考北北京卷)太阳因核核聚变释释放出巨巨大的能能量，同同时其质质量不断断减少．．太阳每每秒钟辐辐射出的的能量约约为4×1026J，根据爱爱因斯坦坦质能方方程，太太阳每秒秒钟减少少的质量量最接近近()A．1036kgB．1018kgC．1013kgD．109kg解析：选D.本题考查查了爱因因斯坦质质能方程程，解答答本题要要熟记公公式ΔE＝Δmc2.由公式可可得：Δm＝，所以D选项正确确．经典题型探究题型一衰变次数的分析与半衰期的计算例1图12－3－1【解析】(1)选ABD.设α衰变次数数为x，β衰变次数数为y，由质量量数守恒恒和电荷荷数守恒恒得232＝208＋4x90＝82＋2x－y解得x＝6，y＝4，C错D对．铅核、钍钍核的质质子数分分别为82、90，故A对．铅核、钍钍核的中中子数分分别为126、142，故B对．【答案】(1)ABD(2)正电子56天题型二核反应方程及反应类型例2(1)________是发现中中子的核核反应方方程，________是研究原原子弹的的基本核核反应方方程，________是研究氢氢弹的基基本核反反应方程程．(2)求B项中X的质量数数和中子子数．(3)判断以上上五个核核反应的的反应类类型．【思路点拨拨】根据核反反应方程程遵循的的基本规规律，正正确书写写方程，，还要注注意衰变变、人工工转变、、裂变、、聚变的的区别．．【解析】(1)E是查德威威克发现现中子的的核反应应方程，，A是氢弹，，B是原子弹弹的核反反应方程程．(2)由电荷数数守恒和和质量数数守恒可可以判定定X质量数为为144，电荷数数为56，所以中中子数为为：144－56＝88.(3)衰变是原原子核自自发地放放出α粒子或β粒子的反反应，C是β衰变，D是α衰变，E是人工控控制的原原子核的的变化，，属人工工转变，，裂变是是重核吸吸收中子子后分裂裂成几个个中等质质量的核核的反应应，B是裂变，，聚变是是几个轻轻核结合合成较大大质量的的核的反反应，A是聚变．．【答案】(1)EBA(2)14488(3)见解析析假设两两个氘氘核在在一直直线上上相碰碰发生生聚变变反应应生成成氦的的同位位素和和中子子，已已知氘氘核的的质量量是2.0136u，中子子的质质量是是1.0087