2019年高中物理 第4章 核能章末归纳提升 鲁科版选修3-5.doc

2019年高中物理 第4章 核能章末归纳提升 鲁科版选修3-5核能几个重要的核反应核反应式与其相关的重要内容UThHe衰变实质2H2nHeThPae衰变实质nHeNHeOH质子的发现(1919年)卢瑟福 BeHeCn中子的发现(1932年)查德威克AlHePn人工放射性同位素的发现居里夫妇PSie正电子的发现(1934年)居里夫妇UnSrXe10nUnBaKr3n重核的裂变HHHen轻核的聚变核反应有以下几种情况：一是衰变，二是人工转变，三是裂变，四是聚变核反应可用方程来表示，叫核反应方程完成下列核反应方程，并指明它属于何种核反应(1)92U90Th()属_；(2)Be()6Cn，属_；(3)HHHe()，属_；(4)92UnSr54Xe()，属_【解析】根据质量数和电荷数守恒可判定：(1)中的未知核为He，该反应属衰变；(2)中的未知核为He，该反应属人工转变；(3)中的未知核为n，该反应属于聚变；(4)中的未知核为10n，该反应属于裂变【答案】见解析1(xx陕西师大附中检测)1964年、1967年我国分别成功引爆了第一颗原子弹和氢弹，同时庄重承诺任何情况下决不首先使用核武器，决不向无核国家使用核武器下列核反应方程表示两弹原理的是()A.NHeOHB.UnSrXe2nC.UThHeD.HHHen【解析】原子弹利用核裂变，而氢弹利用核聚变获得巨大核能，故B项对应原子弹的爆炸原理；D项对应氢弹的爆炸原理；A项为人工核转变；C项为核衰变反应故答案为B、D.【答案】BD核能的产生及计算1.获得核能的途径(1)重核裂变：重核俘获一个中子后分裂成为两个(或多个)中等质量的核的反应过程，重核裂变的同时放出几个中子，并释放出大量核能为了使铀235裂变时发生链式反应，铀块的体积应达到它的临界体积重核的裂变：如UnSrXe10n.应用：原子弹、原子反应堆(2)轻核聚变：某些轻核结合成质量较大的核的反应过程，同时释放出大量的核能要想使氘核和氚核合成氦核，必须达到几百万度以上的高温，因此聚变反应又叫热核反应轻核的聚变：如：HHHen.应用：氢弹、可控热核反应2核能的计算重核的裂变和轻核的聚变，存在质量亏损，根据爱因斯坦质能方程Emc2，可以判断两种核反应都会向外释放能量，计算核能的方法如下：(1)质能方程Emc2是计算释放核能多少的主要方法，质量亏损m的确定是计算核能的关键(2)核反应中如无光子辐射，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。这种情况下的核能可由下列关系计算：反应前总动能反应过程中释放的核能反应后总动能已知氘核质量为2.013 6u，中子质量为1.008 7u，He核的质量为3.015 0 u.(1)写出两个氘核聚变成He的核反应方程(2)计算上述核反应中释放的核能(3)若两氘核以相等的动能0.35 MeV做对心碰撞，即可发生上述核反应，且释放的核能全部转化为机械能，则反应中生成的He核和中子的动能各是多少？【解析】(1)应用质量数守恒和核电荷数守恒，不难写出核反应方程为HHHen.(2)由题给条件可求出质量亏损为：m2.013 62(3.015 01.008 7)u0.003 5 u所以释放的核能E931.50.003 5 MeV3.26 MeV.(3)因为该反应中释放的核能全部转化为机械能，即转化为He核和中子的动能，若设He核和中子的质量分别为m1、m2，动量分别为p1、p2，动能分别为Ek1、Ek2，氚核的动能为Ek0，则由动量守恒及能的转化和守恒定律，得p1p20Ek1Ek22Ek0E由Ek得由得：Ek1(2Ek0E)0.99 MeV.Ek2(2Ek0E)2.97 MeV【答案】(1)HHHen(2)3.26 2一个铀核衰变为钍核时释放出一个粒子，已知铀核质量m13.853 1311025 kg，钍核质量m23.786 5671025 kg，粒子的质量m36.646 721027 kg，该衰变过程中释放出的能量是多少焦耳？(保留两位有效数字)【解析】铀核衰变成钍核时的质量亏损：mm1(m2m3)(3.853 1313.786 5670.066 467 2)1025 kg9.681030 kg.所释放的能量根据爱因斯坦质能方程得：Emc29.681030(3.0108)2 J8.71013 J.【答案】8.71013 J