鲁科版高中物理选择性必修第三册第5章章末综合提升课件+学案+测评含答案

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主题1　四类核反应及其核反应方程1．书写原则：核反应遵循质量数和电荷数守恒。2．常见的核反应方程及相关内容核反应式与其相关的重要内容U→Th＋Heα衰变实质2H＋2n→HeTh→Pa＋eβ衰变实质n→H＋eN＋He→O＋H质子的发现(1919年)卢瑟福Be＋He→C＋n中子的发现(1932年)查德威克Al＋He→P＋n人工放射性同位素的发现约里奥—居里夫妇P→Si＋e正电子的发现(1934年)约里奥—居里夫妇U＋n→Sr＋Xe＋10nU＋n→Ba＋Kr＋3n重核裂变H＋H→He＋n轻核聚变 3.关于核反应的四点说明(1)核反应过程一般都是不可逆的，所以核反应方程只能用单向箭头表示反应方向，不能用等号连接。(2)核反应的生成物一定要以实验为基础，不能凭空只依据两个守恒规律杜撰出生成物来写核反应方程。(3)核反应遵循质量数守恒而不是质量守恒；遵循电荷数守恒。(4)四类核反应的判断技巧：衰变方程的箭头左侧只有一项且箭头右侧必有He或e；人工转变的箭头左侧都含有一个用来轰击的小粒子，多为质子、中子、α粒子或β粒子，且被轰击核多为中等质量核；重核裂变的箭头左侧多为铀235，且有中子；聚变方程的箭头左侧的原子序数都很小，多为前4号元素。【典例1】　(多选)下列说法正确的是(　　)A．21H＋H→He＋n是聚变B．U＋n→Xe＋Sr＋2n是裂变C．Ra→Rn＋He是α衰变D．Na→Mg＋e是裂变思路点拨：(1)裂变是重核分裂为两个中等质量的核；聚变是两个轻核结合成质量较大的核。(2)核方程遵循电荷数守恒、质量数守恒。ABC　[聚变是两个轻核结合成质量较大的核，A正确；裂变反应指的是质量较大的核分解成几块中等质量的核，B正确，D错误；放射性元素自发地放射出α粒子的现象是α衰变，C正确。]1．(2021·重庆高三零模)下列核反应方程正确的是(　　)A． U＋ n→Ba＋Kr＋3nB． U＋n→ Rb＋Cs＋2nC． U＋ n→ Br＋La＋3HD． U＋ n→Sr＋Xe＋9nB　[由于左边质量数237＋1＝238，右边质量数142＋91＋3＝236，质量数不守恒，92＝56＋36　电荷数守恒，故A错误；B中方程左右两边质量数235＋1＝142＋91＋3，质量数守恒；B中方程左右两边电荷数92＝37＋55，电荷数守恒，故B正确；C中方程左右两边质量数235＋1＝87＋146＋3，质量数守恒；C中方程左右两边电荷数92≠57＋35＋3，电荷数不守恒，故C错误；D中方程左右两边质量数235＋1≠90＋136＋9，质量数不守恒；D中方程左右两边电荷数92＝38＋54，电荷数守恒，故D错误。故选B。] 主题2　核反应中的“守恒规律”原子核物理中，常提及核反应的“守恒规律”与“核能的计算”问题。事实上，在核反应过程中，由于核力对核子做功，会引起“核反应系统”(以下简称“系统”)的能量变化。我们就把系统释放或吸收的这部分能量，叫做核能。从而，核反应即可分为质量亏损、释放核能和质量增加、吸收核能两大类型。其中，又以研究发生质量亏损、释放核能的一类核反应为学习的重点。欲解决核反应中有关“守恒规律”与“核能的计算”问题，可利用以下几条“依据”：1．五个守恒(1)质量数守恒。(2)质子数(电荷数)守恒。(3)质量守恒(“亏损质量”与释放的“核能”相当)。(4)能量守恒。(5)动量守恒。2．两个方程(1)质能方程：E＝mc2，m指物体的质量。(2)核能：ΔE＝Δmc2。3．一个半衰期(T)(1)剩余核数：N＝N0。(2)剩余质量：m＝m0。【典例2】　如图所示，有界匀强磁场磁感应强度大小为B＝0.05 T，磁场方向垂直于纸面向里，MN是磁场的左边界，在磁场中A处放一个放射源，内装Ra(镭)，Ra放出某种放射线后衰变成Rn(氡)。试写出Ra衰变的方程。若A距磁场的左边界MN的距离OA＝1.0 m时，放在MN左侧的粒子接收器收到垂直于边界MN方向射出的质量较小的粒子，此时接收器距过OA的直线1.0 m，则此时可以推断出一静止镭核Ra衰变时放出的能量是多少(保留两位有效数字，取1 u＝1.6×10－27 kg，电子电荷量e＝1.6×10－19 C)?思路点拨：(1)据质量数和电荷数守恒写出核反应方程。(2)据动量守恒定律、动能定义可求能量。[解析]　Ra→Rn＋He。镭衰变放出α粒子和氡核，在磁场中做匀速圆周运动，α粒子垂直于MN边界射出被接收器接收，α粒子在磁场中的轨迹为圆周，得圆半径为R＝1.0 mα粒子的动量mαv＝qBR＝1.6×10－20 kg·m/sα粒子的动能为E1＝mαv2＝＝2.0×10－14 J衰变过程中动量守恒，有mαv＝MRnv1氡核反冲的动能为E2＝MRnv＝衰变过程释放出的能量为E1＋E2＝E1≈2.04×10－14 J。[答案]　Ra→Rn＋He　2.04×10－14 J[一语通关]　如果在核反应中无光子辐射，核反应释放的核能全部转化为新核的动能和新粒子的动能。在这种情况下计算核能的主要依据是：(1)核反应过程中只有内力作用，故系统动量守恒。(2)反应前后总能量守恒。2．常言道，万物生长靠太阳。据科学家论证，太阳向外辐射的能量来自其内部发生的各种热核反应，当太阳内部达到一定温度时，会发生“核燃烧”，其中“核燃烧”的核反应方程为He＋X→Be＋γ，方程中X表示某种粒子，Be是不稳定的粒子，其半衰期为T，这个核反应释放出的能量为ΔE，光在真空中的传播速度为c，下列说法正确的是(　　)A．若使Be的温度降低，其半衰期会减小B．方程中的X为电子(e)C．该核反应过程产生的质量亏损为Δm＝D．“核燃烧”的核反应是裂变反应C　[半衰期的大小与温度等外界因素无关，若使Be的温度降低，其半衰期不变，故A错误；根据电荷数守恒、质量数守恒知，X的电荷数为2，质量数为4，即X粒子是He，故B错误；由爱因斯坦质能方程可知，该核反应过程产生的质量亏损为Δm＝，故C正确；“核燃烧”的核反应是聚变反应，故D错误。故选C。]