高三物理原子核2省公开课一等奖全国示范课微课金奖

原子核（下）吕叔湘中学庞留根第1页五、核能

例1

例2

例3

例4

1994年全国

年高考试题

年广东高考六、裂变和聚变

1992年三南

例5

例6

例7

例8

例9

江苏高考1

年全国高考

中子发觉

04年广东5

04年全国理综14第2页1、质量亏损：组成核核子总质量和原子核质量之差Δm

2、质能方程：E＝m

c2ΔE＝Δm

c23、1u

=931.5MeV4.核子在结合成原子核时，质量有亏损，要放出能量。反之，原子核分解成核子时要吸收能量。五、核能第3页例1、由核子结合成原子核时()核质量总是小于组成它核子质量和B.原子核质量应该等于组成它核子质量和C.核子结合成原子核时要放出能量D.核子结合成原子核时要吸收能量。AC第4页

一个质子和一个中子结合氘核时,产生

γ光子,由此可见()A.氘核质量等于质子和中子质量之和B.氘核质量小于质子和中子质量之和C.核子结合成原子核时会释放核能D.原子核分解成核子时会释放核能BC例2、第5页例3、关于质能方程E=mc2,下述错误是（）A.质能方程是爱因斯坦最先得出该方程表明物体质量和能量能够相互转化C.该方程表明物体能量跟它质量成正比D.该方程既适合用于微观粒子,也适合宏观物体B第6页

两个中子和两个质子能够结合成一个氦核,已知中子质量是1.008665u,质子质量是1.007276u,氦核质量是4.0026u,求此核反应质量亏损和结合能,(1u=1.66×10-27千克,c=3×108米／秒)解：△m＝0.029282u

△E＝△mc2=931.5×0.029282=27.3MeV或△E＝△mc2

＝0.029282×1.66×10-27×(3×108)2

＝4.37×10－12J＝27.3MeV例4、第7页1994年全国13.一个铀核衰变为钍核时释放出一个α粒子，已知铀核质量为3.853131×10-25kg，钍核质量为3.786567×10-25kg，α粒子质量为6.64672×10-27kg，在这个衰变过程中释放出来能量等于

J（保留两位二位数字）

8.7×10-1312.中子质量为1.0087u，质子质量为1.0073u，氘核质量为2.0136u，中子和质子结合为氘核时释放能量为

J。（1989年全国）3.7×10-13第8页年高考试题11．裂变反应是当前利用中惯用反应，以原子核为燃料反应堆中，当俘获一个慢中子后发生裂变反应能够有各种方式，其中一个可表示为

反应方程下方数字为中子及相关原子静止质量（以原子质量单位u为单位）。已知1u质量对应能量为9.3×102MeV，此裂变反应释放出能量是________________MeV。235.04391.008793.9154138.9178235U92

92038540

235U+1n→

94

Sr+139Xe+31

n235U92解：Δm=0.1933uΔE=931.5×0.1933=1.8×102MeV1.8×102第9页年广东高考16.（12分）以下一系列核反应是在恒星内部发生，

其中p为质子，α为α粒子，e+为正电子，ν为一个中微子。已知质子质量为mp=1.672648×10-27kg，α粒子质量为mα=6.644929×10-27kg，正电子质量为me=9.11×10-31kg，中微子质量可忽略不计。真空中光速c=3×108m/s。试计算该系列核反应完成后释放能量。第10页=6.644929×10-27kgme=9.11×10-31kgmp=1.672648×10-27kgm解：将六个方程式相加，得到e2+24p+ΔE=mc2=(4mp–m-2me)c2代入数字，经计算得到ΔE=3.95×10-12J第11页1、重核裂变：重核俘获一个中子后分裂为几个中等质量核反应过程.在裂变同时要放出几个中子和大量核能。反应堆示意图2、轻核聚变：一些轻核结合成质量较大核核反应过程，同时放出大量核能。六、裂变和聚变第12页反应堆示意图返回第13页1992年三南太阳辐射能量主要来自太阳内部

[]A.化学反应B.放射性衰变C.裂变反应D.热核反应D11、正、负电子相遇时湮灭,同时产生一对光子,反应方程式为_______________,若正负电子质量都为m,普朗克常数为h,则所产生光子频率为___________。第14页填写以下核反应方程式例5、第15页【例6】地球绕太阳公转轨道半径约为1.5×1011m，地球半径约为6.4×106m，若太阳每秒钟质量降低4.2×109kg，地球上一天接收到太阳能约为多少J？【解答】每秒钟太阳能放出能量约为：ΔE=Δmc2=4.2×109×(3×108)2=3.78×1026J设地球上每秒钟接收到太阳能为E′，地球剖面最大面积为S′，设半径为1.5×1011m球壳面积为S，则故地球上一天接收到太阳能为E总=1.7×1017×24×3600=1.5×1022J第16页例7

、已知氘核质量为2.0136u，中子质量为1.0087u

核质量为3.0150u。求：（1）写出两个氘核聚变成核反应方程式（2）计算上述核反应中释放核能。23He23He【分析】算出核反应中质量亏损，利用爱因斯坦质能方程即可求出反应释放核能。解答：（1）（2）由题给条件可求得质量亏损为：Δm=2.0136×2－(3.0150+1.0087)=0.0035u∴释放核能为ΔE=Δmc2=931.5×0.0035=3.26MeV第17页

静止在匀强磁场中原子核，俘获一个速度为7.7×104m/s中子而发生核反应放出α粒子后变成一个新原子核，已知中子速度方向与磁场方向垂直，测得α粒子速度为：2×104m/s，方向与中子速度方向相同，求：（1）生成新核是什么？写出核反应方程式。（2）生成新核速度大小和方向。（3）若α粒子与新核间相互作用不计，则二者在磁场中运动轨道半径之比及周期之比各为多少？6Li3解：（1）写出核反应方程式生成新核是氚核例8、第18页（2）由动量守恒定律mnvn=mαvα+mHvHvn=7.7×104m/svα=2×104m/s∴VH=(mnvn-mαvα)/mH=(1×7.7×104-4×2×104)／3=-1.0×103m/s方向与中子方向相反（3）由r=mv/qB∝mv/qrα:rH=mαvα/qα

：

mHvH/qH

=（4×2／

2

）:（3×0.1）=40:3T=2πm/qB∝m/qTα:TH=4/2:3/1=2:3第19页

静止在匀强磁场中核，沿与磁场垂直方向射出一个α粒子后，变成铀一个同位素核，同时释放能量为0.09MeV光子。核质量为238.99965u，铀核质量为234.99347u，α粒子质量为4.001509u，1u=1.660566×10-27

kg）若不计光子动量，求：（1）铀核与α粒子回转半径之比RU∶Rα；（2）α粒子动能为多少？239

Pu94239

Pu94解：（1）射出α粒子过程中动量守恒239

Pu940=mUvU-mαvα(1)由带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动半径公式得RU=mUvU/qUBRα=mαvα/qαB（2）由(1)(2)得RU/Rα=qα/qU=2/92=1/46例9.第20页（2）核反应中释放核能为ΔE=Δmc2=(238.999655-234.99347-4.001509)×931.5=4.356MeV由能转化和守恒定律知EkU+Ekα=ΔE-0.09=4.266MeV∵pU=pα∴由EK=1/2·mv2=p2/2mEKU/EKα=mα/mU=4/235∴α粒子动能为EKα=(EkU+Ekα)×mU／(mα+mU)=4.266×235／239=4.195(MeV)第21页1．以下说法中正确是 （）

A．质子与中子质量不等，但质量数相等

B．两个质子间，不论距离怎样，核力总是大于库仑力

C．同一个元素原子核有相同质量数，但中子数能够不一样

D．除万有引力外，两个中子之间不存在其它相互作用力A江苏高考1第22页以下论断可能正确是

()

A.质子由1个u夸克和1个d夸克组成,

中子由1个u夸克和2个d夸克组成

B.质子由2个u夸克和1个d夸克组成,

中子由1个u夸克和2个d夸克组成C.质子由1个u夸克和2个d夸克组成,

中子由2个u夸克和1个d夸克组成D.质子由2个u夸克和1个d夸克组成,

中子由1个u夸克和1个d夸克组成

当前普遍认为,质子和中子都是由被称为u夸克和d夸克两类夸克组成。u夸克带电量为,d夸克带电量为,e为基元电荷。年全国高考15B第23页

例15：1930年发觉，在真空条件下用α射线轰击铍9时，会产生一个看不见、贯通能力极强不著名射线和另一个粒子，经过研究发觉，这种不著名射线含有以下特点：①在任意方向磁场中均不发生偏转；②这种射线速度不到光速十分之一，③用它轰击含有氢核物质，能够把氢核打出来，用它轰击含有氮核物质，能够把氮核打出来。而且被打出氢核和氮核最大速度之比vH:vN近似等于15：2,若该射线中粒子均含有相同能量，与氢核和氮核碰前氢核和氮核可认为静止，碰撞过程没有机械能损失，已知氢核和氮核质量之比等于1:14，⑴写出α射线轰击铍核反应方程。⑵试依据上面所述各种情况，经过详细分析说明该射线是不带电，但它不是γ射线，而是由中子组成。中子发觉第24页解:⑴核反应方程为⑵在任意方向磁场中均不发生偏转,则它不带电;射线是电磁波,速度为光速c,这种射线速度不到光速1/10,所以它不是γ射线.对打出氢核试验,由弹性碰撞关系(mHvH是氢核质量和速度)由动量守恒定律

mv=mv1+mHvH由动能守恒

1/2mv2=1/2mv12+1/2mHvH2

对于打出氮核试验，同理,(mNvN是氮核质量和速度)∴m=mH

m为中子第25页04年广东5

中子n、质子p、氘核D质量分别为现用光子能量为Eγ射线照射静止氘核使之分解，反应方程为 若分解后中子、质子动能可视为相等，则中子动能是（）A.B.C.D.C第26页04年全国理综1414．在核反应方程式中 （）A．X是中子，k=9 B．X是中子，k=10C．X是质子，k=9 D．X是质子，k=10B第27页石器时代，是考古学家假定一个时间区段，为考古学上术语。石器时代分为旧石器时代、中石器时代与新石器时代。考古学对早期人类历史分期第一个时代，即从出现人类到青铜器出现，大约始于距今二三百万年，止于距今5000至年左右。石器时代私服http://www.shiqi.tw/石器时代私服这一名称是英国考古学家卢伯克于1865年首先提出，这个时代在地质年代上已进入全新世。石器时代只是个时间区段概念，石器时代并不代表那个时候人类只会使用石器；据近代考古出土大量文化遗存表明，几千年前古人已经步入冶铸、稻作、制陶、纺织等文明时期。青铜、铁器为金属品，遗存几千年较少；陶器、玉器可存时间长，出土遗存较多。头，着昭仪与贵妃结成联盟，贵妃是愿意。”“这多好。”封嫂道，“玉坠若事发，他们还能替我们遮掩。”老太太叹气，“未必。诗丫头是替昭仪出头，去同张惠妃对战，但要玉坠事发，惠妃都未必保诗丫头，说不定就把诗丫头踢开，好保她自个儿——我们人微言轻，要攀上头主子，说不得非冒这险不可，富贵险中求——所以我跟诗儿商议，快些送个人进去，帮帮诗儿手。这阵子诗儿在宫里实在撑得苦极，自家人进个去又好些。”“四孙是最好人选。”封嫂道。“不错。自家骨血，玉坠里干系，才敢同她剖析清楚。旁人听着，只怕吓跑了。”老太