2011年高中物理二輪總復(fù)習(xí) 原子核反應(yīng)、核能教案

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1、 第三十講 原子核反應(yīng)、核能 2010年命題特點(diǎn) 對(duì)本部分內(nèi)容的考查呈現(xiàn)以下特點(diǎn)： 1．考查范圍相對(duì)穩(wěn)定，主要集中在放射線性質(zhì)、原子核衰變現(xiàn)象及衰變方程、質(zhì)能方程和核反應(yīng)方程等． 2．考查題型為選擇題，題目較容易且不避陳題． 3．聯(lián)系其他專題知識(shí)，如“阿伏加德羅常數(shù)”、“磁場(chǎng)”、“電場(chǎng)”等知識(shí)；聯(lián)系生活；關(guān)注科技前沿知識(shí)，如“K - 介子”等． 4．以選擇題形式出現(xiàn)，出題頻率高，幾乎每年一題． 應(yīng)試高分瓶頸 在這部分試題中，考生容易出現(xiàn)的問(wèn)題是課本知識(shí)記憶不夠深刻，模糊不清甚至出現(xiàn)混亂，導(dǎo)致丟分． 另外由于復(fù)習(xí)本專題力度

2、和重視程度不夠，對(duì)有些知識(shí)，如原子核衰變過(guò)程中的動(dòng)量、能量問(wèn)題和丁射線的釋放問(wèn)題理解不到位，也是出現(xiàn)錯(cuò)誤而丟分的主要原因之一． 要充分重視本專題，加大復(fù)習(xí)力度，在理解的基礎(chǔ)上熟記相關(guān)知識(shí)內(nèi)容是正確解決問(wèn)顆保證得分的有效方法． 命題點(diǎn)l 原子核的衰變 本類考題解答錦囊 解答“原子核的衰變”一類試題，主要了解以下幾點(diǎn)： 1．知道天然放射現(xiàn)象，即原子序數(shù)大于或等于83的所有元素以及小于83的部分元素具有放射性．放射性元素發(fā)出的射線有三種：射線(氦原子核，電離能力強(qiáng))、 射線(高速電子流)、β射線(電磁波，穿透能力強(qiáng))． 2．原于核發(fā)生衰變，放出α或

3、β粒子后，變成新的原子核，在衰變過(guò)程中，質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)都守恒是書(shū)寫核反應(yīng)方程的依據(jù)．衰變方程式中的“→”表示核變化的方向，不能寫成等號(hào)；熟記常見(jiàn)粒子符號(hào)． 確定衰變次數(shù)的方法：設(shè)原子核X經(jīng)過(guò)n次a衰變核m次β衰變后，變成穩(wěn)定的新核Y，反應(yīng)方程式為X→Y+ 根據(jù)電荷、質(zhì)量數(shù)守恒列方程，聯(lián)立求解得衰變次數(shù)m和n 3．明確γ射線是衰變后產(chǎn)生的新原子核釋放出來(lái)的． 4．知道半衰期概念． Ⅰ Ⅰ 高考最熱門題 1 (典型例題)釷 Th經(jīng)過(guò)α次衰變和4次β衰變后變成鉛核，則 A.鉛核的符號(hào)為Pb，它比Th少8個(gè)中子 B.鉛核的符號(hào)為Pb，它比T

4、h少16個(gè)中子 C.鉛核的符號(hào)為Pb，它比Th少16個(gè)中子 D.鉛核的符號(hào)為Pb，它比Th少12個(gè)中子 命題目的與解題技巧：考查α 、β衰變利用質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒進(jìn)行判斷． 【解析】 Th經(jīng)6次α衰變和4次β衰變后，核電荷數(shù)減為：90-6×2(α衰變)+4×l(β衰變)=82．中子數(shù)減少了： 6×2(α衰變)+4×1(β衰變)二16個(gè)． 【答案】 C. 2 (典型例題)下列說(shuō)法正確的是 A.α射線與丁射線都是電磁波 B.β射線為原子的核外電子電離后形成的電子流 C.用加溫、加壓或改變其化學(xué)狀態(tài)的方法郎不能改變?cè)雍怂プ兊陌胨テ? D.原子核經(jīng)過(guò)衰變生成

5、新核，則新核的質(zhì)量總等于原核的質(zhì)量 答案： 3 (典型例題)K-介子衰變的方程為：K→π-+π0，其中K- 介子和π-介子帶負(fù)的基元電荷π0介子不帶電，如圖30-1-1所示，一個(gè)K- 介子沿垂直于磁場(chǎng)的方向射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，其軌跡為圓弧AP，衰變后產(chǎn)生的π-介子的軌跡為圓弧 PB，兩軌跡在戶點(diǎn)相切，它們的半徑 Rk-，與Rπ- 之比為2：1 . π0介子的軌跡未畫(huà)出．由此可知π-的動(dòng)量大小與π0的動(dòng)量大小與之比為 A.1：1 B.1：2 C. 1：3 D.1：6 答案： 4 (典型例題)釷核Th發(fā)生衰變生成鐳核 Ra并放出一個(gè)粒子．設(shè)該粒子的質(zhì)量

6、為m、電荷量為q，它進(jìn)入電勢(shì)差為U的帶窄縫的平行平板電極S1和S2間電場(chǎng)時(shí)，其速度為v0，經(jīng)電場(chǎng)加速后，沿Ox方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向外的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，Ox垂直平板電極 S2，當(dāng)粒子從P點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)，其速度方向與Ox方位的夾角θ=60°，如圖30-1-2所示，整個(gè)裝置處于真空中 (1)寫出釷核衰變方程； (2)求粒子在磁場(chǎng)中沿圓弧運(yùn)動(dòng)的軌道半徑只； (3)求粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)所用時(shí)間t1 Ⅱ Ⅱ 題點(diǎn)經(jīng)典類型題 1 (典型例題)如圖30 -1 -3，一個(gè)靜止的鈾核，放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．它發(fā)生一次α衰變后變?yōu)殁Q核，衰變后，α粒子和釷核都在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)

7、動(dòng)，則以下判斷正確的是 A.1是α粒子的徑跡，2是釷核的徑跡 B.1是釷核的徑跡， 2是α粒子的徑跡 C.3是α粒子的徑跡，4是釷核的徑跡 D.3是針核發(fā)的徑跡4 是α粒子的徑跡 命題目的與解題技巧：此題以衰變?yōu)榍榫?，綜合考查動(dòng)量守恒定律和帶電粒子在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)． 【解析】 由動(dòng)量守恒定律和左手定則判斷，衰變時(shí)α粒子和釷核獲反向大小相等的動(dòng)量p，都是正粒子，故向不同方向偏；又由知，p、B相等時(shí)q越大R越小，故1應(yīng)是釷核的軌跡，2是α粒子的軌跡． 【答案】 B 2 (典型例題) Th(釷)具有天然放射性，能放出一個(gè)粒子而變?yōu)?Pa(鏷)，則下列說(shuō)法

8、中正確的是 A.Th核比Pa核少1個(gè)質(zhì)子 B. Th核與 Pa核的中子數(shù)相等 C.精確地講，一個(gè)Th核的質(zhì)量比一個(gè)Pa核的質(zhì)量小 D.精確地講，一個(gè)Th核的質(zhì)量比一個(gè)Pa核與一個(gè)粒子的質(zhì)量和大 答案： 3(典型例題)某原子核的衰變過(guò)程如下： 則 A.X的中子數(shù)比P的中子數(shù)少2 B.X的質(zhì)量數(shù)比P的質(zhì)量數(shù)多5 C.X的質(zhì)子數(shù)比P的質(zhì)子數(shù)少1 D.X的質(zhì)子數(shù)比P的質(zhì)子數(shù)多1 答案： 4 (典型例題)如圖30 - 1 -4所示，有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0．5 T，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，MN是磁場(chǎng)的左邊界，在磁場(chǎng)中A處放一放射源，內(nèi)裝 Ra (

9、鐳)， Ra放出某種射線后衰變成Rn(氡)．若 A距磁場(chǎng)左邊界MN的距離OA=1．0m時(shí)，放在MN左側(cè)的粒子接收器能接收到垂直邊界方向射出的質(zhì)量較小的粒子，射出點(diǎn)C與OA直線的距離為1．0 m. (取1 u= 1．6×10-27kg，元電荷的值e=1．6×10-19C.) (1)試寫出這一衰變方程； (2)該靜止鐳核Ra衰變時(shí)放出的質(zhì)量較小的粒子的速度為多大? (3) Rn的軌道半徑為多大? Ⅲ 新高考命題方向預(yù)測(cè) 1 下面是U238衰變系列中的兩次衰變： 在這個(gè)變化中，①代表 衰變，②代表 衰變；從，經(jīng)過(guò) 次α衰變和

10、 次β衰變． 答案： 2 完成核反應(yīng)方程: Pa+ . 衰變?yōu)镻a的半衰期是1．2分鐘，則64克 經(jīng)過(guò)6分鐘還有 克尚未衰變． 答案： 3 在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一靜止的原子核 X，經(jīng)α衰變后，α粒子的速度方向與磁場(chǎng)方向垂直，若它在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為 R，則反沖核的軌道半徑為 答案： 4 如圖30 -1 -5所示，放射性元素的樣品放在鉛盒中，從鉛盒小孔發(fā)出的射線從一對(duì)電極M、N之間通過(guò)，射到照相底片P上，出現(xiàn)a、b、c.三個(gè)感光點(diǎn) A.M為正極，N為負(fù)極，a為β射線，b為γ射線，c為α射線 B.M為負(fù)極，N為正極，a為α射線，b為γ射線，c為β射線 C.M為正極，N為負(fù)極，a為α射線，b為β射線，c為γ射線 D.M為負(fù)極，N為正極，a為β射線，b為α射線，c為γ射線 答案： - 3 - 用心 愛(ài)心 專心