第五章+章末提升+原子与原子核（课件）新教材高中物理选择性必修第三册同步导学案（粤教版）+

原子与原子核素养提能章末检测卷(五)素养1

物理观念——原子核的衰变及核反应方程2．核反应方程式(1)几个重要的核反应方程(2)四类核反应的比较衰变人工转变重核裂变轻核聚变产生条件所有原子序数大于83的元素及个别小于等于83的元素自发进行需要人工用高速粒子进行诱发需要中子的轰击和一定的临界体积需要极高温，核才能获得足够的动能克服库仑斥力意义拉开了人类研究原子核结构的序幕发现了质子、中子、正电子等基本粒子和一些人工放射性同位素人类获得新能源的一种重要途径人类获得新能源的一种重要途径衰变人工转变重核裂变轻核聚变应用举例利用放射性元素的半衰期进行文物年代鉴定等得到人工放射性同位素、作示踪原子核电站、核潜艇、原子弹等氢弹、热核反应角度1衰变次数的确定[答案]

D[素养提升]只有α衰变能改变质量数，即每发生一次α衰变质量数减少4，而每发生一次β衰变核电荷数增加1，所以可以先根据质量数的变化确定α衰变的次数，然后根据核电荷数的变化确定β衰变的次数。角度2核反应方程在下列四个核反应中，X表示中子的是______。在以下核反应中属于原子核的人工转变的是________。[答案]

BCD

AB素养2

科学思维——核能的计算1．利用质能方程来计算核能(1)根据核反应方程，计算核反应前与核反应后的质量亏损Δm。(2)根据爱因斯坦质能方程E＝mc2或ΔE＝Δmc2计算核能。在方程ΔE＝Δmc2中，若Δm的单位用“kg”、c的单位用“m/s”，则ΔE的单位为“J”；若Δm的单位用“u”，可直接用质量与能量的关系式推算ΔE，此时ΔE的单位为“兆电子伏(MeV)”，1u＝1.66×10－27kg，相当于931.5MeV，即原子质量单位1u对应的能量为931.5MeV，这个结论可在计算中直接应用。2．利用平均结合能来计算核能原子核的结合能＝核子的平均结合能×核子数。核反应中反应前系统内所有原子核的总结合能与反应后生成的所有新核的总结合能之差，就是该次核反应所释放(或吸收)的核能。[典例3]已知氘核的平均结合能为1.1MeV，氦核的平均结合能为7.1MeV，则两个氘核结合成一个氦核时(

)A．释放出4.9MeV的能量B．释放出6.0MeV的能量C．释放出24.0MeV的能量D．吸收4.9MeV的能量[答案]

C[素养提升]求解核能的思路方法(1)应用质能方程解题的流程书写核反应方程→计算质量亏损Δm→利用ΔE＝Δmc2计算释放的核能。(2)在用粒子轰击原子核或原子核自发地分裂过程中，结合动量守恒定律和能量守恒定律来计算核能。素养3

科学思维——核反应与动量、能量相结合的综合问题1．核反应过程中满足四个守恒：质量数守恒、电荷数守恒、动量守恒、能量守恒。2．核反应过程若在匀强磁场中发生，粒子在磁场中做匀速圆周运动，衰变后的新核和放出的粒子(α粒子、β粒子)形成外切圆或内切圆。[典例4]在匀强磁场中，一个原来静止的原子核，由于放出一个α粒子，结果得到一张两个相切圆的径迹照片(如图所示)，今测得两个相切圆半径之比r1∶r2＝1∶44。(1)图中哪一个圆是α粒子的径迹。(说明理由)(2)这个原子核原来所含的质子数是多少？[答案]

(1)见解析(2)902．密立根实验的原理(1)如图所示，两块平行放置的水平金属板A、B与电源相连接，使A板带正电，B板带负电，从喷雾器喷嘴喷出的小油滴经上面金属板中间的小孔，落到两板之间的匀强电场中。[典例5]汤姆孙用来测定电子的比荷(电子的电荷量与质量之比)的实验装置如图所示。真空管内的阴极K发出的电子(不计初速度、重力和电子间的相互作用)经加速电压加速后，穿过A′中心的小孔沿中心轴O1O的方向进入到两块水平正对放置的平行极板P和P′间的区域内。当极板间不加偏转电压时，电子束打在荧光屏的中心O点处，形成了一个亮点；加上偏转电压U后，亮点偏离到O′点(O′点与O点的竖直间距为d，水平间距可忽略不计)。此时，在P和P′间的区域内，再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场。调节磁场的强弱，当磁感应强度的大小为B时，亮点重新回到O点。已知极板水平方向的长度为L1，极板间距离为b，极板右端到荧光屏的距离为L2(如图所示)。(1)求打在荧光屏O点的电子速度的大小；(2)推导出电子的比荷的表达式。[素养提升]求解带电粒子比荷的思路(1)带电粒子在匀强电场中做类平抛运动，可利用运动的分解、运动学公式、牛顿运动定律列出相应的关系式。(2