原子核和核能講義

1、第 2 講原子核和核能見(jiàn)學(xué)生用書(shū) P185微知識(shí) 1 天然放射現(xiàn)象1. 天然放射現(xiàn)象：某些元素自發(fā)地放射某些射線的現(xiàn)象稱為天然放射現(xiàn)象，這些 元素稱為放射性元素。2.三種射線的本質(zhì)：a射線是氦核流，B射線是電子流，Y射線是電磁波。 微知識(shí) 2原子核的衰變1. 定義原子核自發(fā)地放出某種粒子而轉(zhuǎn)變?yōu)樾潞说淖兓性雍说乃プ僟2. 分類衰變：AX 行丫 +：He，同時(shí)放出丫射線。衰變：AX A+iY +壯，同時(shí)放出丫射線。3. 半衰期(1) 定義：放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變需要的時(shí)間。(2) 半衰期的大小由放射性元素的原子核內(nèi)部本身的因素決定，跟原子所處的物理 狀態(tài)(如壓強(qiáng)、溫度等)或化學(xué)狀態(tài)

2、(如單質(zhì)或化合物) )無(wú)關(guān)。微知識(shí) 3 放射性同位素及應(yīng)用1. 同位素有些原子的原子核電荷數(shù)相同，但質(zhì)量數(shù)不同仝樣一些具有相同核電荷數(shù)和不 同質(zhì)量數(shù)的原子互稱為同位素。2. 放射性同位素的應(yīng)用(1) 放射性同位素放出的射線應(yīng)用于工業(yè)探傷、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療等。(2) 做示蹤原子。微知識(shí) 4 核反應(yīng)用高能粒子轟擊靶核，產(chǎn)生另一種新核的反應(yīng)過(guò)程。典型核反應(yīng)：(1) 盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程。14N+4He 17O+1H。(2) 查德威克發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程。4Be +4He 16C+On。（3）約里奧居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性同位素和正電子的核反應(yīng)方程。WAI +：He 35P +0n,30P：4Si +1e。

3、常見(jiàn)的核反應(yīng)有：衰變、人工轉(zhuǎn)變、裂變和聚變。微知識(shí) 5 核能1. 核能由于原子核中的核子間存在強(qiáng)大的核力，使得原子核成為一個(gè)堅(jiān)固的集合體，要 把原子核中的核子拆散，就得克服核力而做巨大的功，反之，要把核子集合成一 個(gè)原子核，就要放出巨大的能量。2. 質(zhì)能方程（1）質(zhì)能方程：E = me2, m 是物體的質(zhì)量，c 是真空中的光速。上述表明：物體的質(zhì)量和能量間有一定聯(lián)系，即物體具有的能量與其質(zhì)量成正比， 當(dāng)物體的能量增加或減小 圧，它的質(zhì)量也會(huì)相應(yīng)地增加或減少 如，圧 與如 的 關(guān)系是 AE =&n c2。（2）質(zhì)量虧損：核子結(jié)合成原子核時(shí)要釋放能量，按上述關(guān)系，原子核的質(zhì)量要小 于組成原子核的核

4、子總質(zhì)量，這個(gè)質(zhì)量差也叫質(zhì)量虧損。3. 獲得核能的途徑（1）重核裂變：重核俘獲一個(gè)中子后分裂成為兩個(gè)（或多個(gè)）中等質(zhì)量核的反應(yīng)過(guò)程。 重核裂變的同時(shí)放出幾個(gè)中子，并釋放出大量核能。鈾 235 裂變時(shí)發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。（2）輕核聚變： 某些輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核的反應(yīng)過(guò)程， 同時(shí)釋放出大量的核能，要想使氘和氚核合成氦核，必須達(dá)到幾百萬(wàn)攝氏度以上的高溫，因此聚變反應(yīng)又 叫熱核反應(yīng)。一、 思維辨析（判斷正誤，正確的畫(huà)“/”，錯(cuò)誤的畫(huà)“X”。）1. 原子核是由質(zhì)子和中子組成的。（“）2.（3 射線中的電子是原子核外的電子。（X）3.半衰期是一個(gè)統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對(duì)少數(shù)原子核不適用。（V）4. 核力是弱相互作用。（

5、X）5.質(zhì)能方程表明在一定條件下，質(zhì)量可以轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰?。（X）6.所有的核反應(yīng)都是釋放能量的反應(yīng)。（X）二、對(duì)點(diǎn)微練1.（三種射線的性質(zhì)）放射性元素衰變時(shí)放出的三種射線，按穿透能力由強(qiáng)到弱的 排列順序是（）A.a射線，3射線，丫射線B. 丫射線，3射線，a射線C. 丫射線，a射線，B射線D.B射線，a射線，丫射線解析 貫穿能力最強(qiáng)的是丫射線，B射線次之，a射線最弱，故正確答案為 B 項(xiàng)。 答案 B2. （核反應(yīng)方程）原子核2391U經(jīng)放射性衰變變?yōu)樵雍?39oTh，繼而經(jīng)放射性衰變變?yōu)樵雍?34iPa，再經(jīng)放射性衰變變?yōu)樵雍?392U。放射性衰變和依 次為（）A.a衰變、B衰變和B衰變B.

6、B衰變、a衰變和B衰變C.B衰變、B衰變和a衰變D .a衰變、B衰變和a衰變解析 本題考查核反應(yīng)特點(diǎn)、a衰變和B衰變特點(diǎn)，意在考查考生理解和識(shí)記a衰 變和B衰變特點(diǎn)的能力，以及分析判斷能力。根據(jù)核反應(yīng)過(guò)程中的質(zhì)量數(shù)守恒和 電荷數(shù)守恒特點(diǎn)，2392U 核與Th 核比較可知，核反應(yīng)的另一產(chǎn)物為：He，所以衰 變?yōu)閍衰變,BC項(xiàng)排除；29：Th 與234Pa,234iPa 核與% 核比較可知，核反應(yīng)的 另一產(chǎn)物為0e,所以衰變?yōu)锽衰變，A 項(xiàng)正確。答案 A3. （核能的計(jì)算）以下是物理學(xué)史上 3 個(gè)著名的核反應(yīng)方程x+【Lif2y y+i；Nfx+1：0 y+z+x、y 和 z 是 3 種不同的粒子

7、，其中 z 是（）A.a粒子B.質(zhì)子C.中子D .電子解析 根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，三個(gè)核反應(yīng)方程為1H +3Lif%He,：He +14Nf1H +17o,2He +4Bef1n +16C, z 為中子，C 項(xiàng)正確。答案 C見(jiàn)學(xué)生用書(shū) P186微考點(diǎn) 1 原子核的衰變半衰期核心|微|講1. 衰變規(guī)律及實(shí)質(zhì)（1）衰變和B衰變的比較（2）射線：丫射線經(jīng)常是伴隨a衰變或B衰變產(chǎn)生的。2. 半衰期半衰期的計(jì)算：根據(jù)半衰期的概念，可總結(jié)出公式。ttN余=N原-m余=m原寸寸T，式中 N原，m原表示衰變前的放射性元素的原子數(shù)和質(zhì)量，N余、m余表示衰變后尚未發(fā)生衰變的放射性兀素的原子數(shù)和質(zhì)量，t 表示衰變

8、時(shí)間，T表示半衰期。3.確定a、B衰變次數(shù)的方法【例 1】（多選）目前，在居家裝修中，經(jīng)常用到花崗巖、大理石等裝修材料，這 些巖石都不同程度地含有放射性元素，比如有些含有鈾、釷的花崗巖等巖石都會(huì) 釋放出放射性惰性氣體氡，而氡會(huì)發(fā)生放射性衰變，放出a僅丫射線，這些射線會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞發(fā)生癌變及呼吸道方面的疾病，根據(jù)有關(guān)放射性知識(shí)可知，下列說(shuō) 法正確的是（）A.（3衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子時(shí)產(chǎn)生并發(fā)射出來(lái)的B.3射線是原子核外電子電離形成的電子流，它具有中等的穿透能力C.已知氡的半衰期為 3.8 天，若取 1 g 氡放在天平左盤(pán)上，砝碼放于右盤(pán)，左右 兩邊恰好平衡，則 7.6 天后，需

9、取走 0.75 砝碼天平才能再次平衡D .發(fā)生a衰變時(shí)，生成核與原來(lái)的原子核相比，中子數(shù)減少了2【解題導(dǎo)思】（1）衰變和3衰變的實(shí)質(zhì)是什么？答：a衰變的實(shí)質(zhì)是每次.a衰變釋放二個(gè).一a粒子.，一3一衰變的實(shí)質(zhì)是中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子一. 時(shí)釋放出二個(gè)電子。（2）半衰期是大量原子核衰變時(shí)統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對(duì)嗎？答:對(duì)。解析3衰變是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子同時(shí)釋放一個(gè)電子，A 項(xiàng)正確，B 項(xiàng)錯(cuò)誤；半衰期是指原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間，而不是原子核的質(zhì)量減少一 半，且質(zhì)量基本不變，故 C 項(xiàng)錯(cuò)誤；a粒子為氦原子核，根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷 數(shù)守恒可知，發(fā)生a衰變時(shí)，生成核與原來(lái)的原子核相比，中子數(shù)減少了2, D 項(xiàng)

10、正確。答案 AD1. （2019 湖南師大附中摸底考試）某放射性元素經(jīng)過(guò) 11.4 天有需的原子核發(fā)生了衰 變，該元素的半衰期為（ ）B. 7.6 天15A. 11.4 天C. 3.8 天D . 2.85 天15 11 4解析 經(jīng)過(guò) 4 個(gè)半衰期，原子有 15 發(fā)生衰變，所以 T =114天= 2.85 天。答案 D2.（多選）放射性同位素電池是一種新型電池，它是利用放射性同位素衰變放出的 高速帶電粒子（a射線、B射線）與物質(zhì)相互作用，射線的動(dòng)能被吸收后轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮? 再通過(guò)換能器轉(zhuǎn)化為電能的一種裝置。其構(gòu)造大致是最外層是由合金制成的保護(hù) 層，次外層是防止射線泄漏的輻射屏蔽層，第三層是把熱能轉(zhuǎn)化

11、成電能的換能器， 最里層是放射性同位素。電池使用的三種放射性同位素的半衰期和發(fā)出的射線如下表：同位素90。Sr210oPo238口口Pu射線aa半衰期28 年138 天89.6 年若選擇上述某一種同位素作為放射源，使用相同材料制成的輻射屏蔽層，制造用 于執(zhí)行長(zhǎng)期航天任務(wù)的核電池，則下列論述正確的是（）B射線比a射線的貫穿本領(lǐng)弱，所D .放射性同位素在發(fā)生衰變時(shí)，出現(xiàn)質(zhì)量虧損，但衰變前后的總質(zhì)量數(shù)不變 解析 原子核衰變時(shí)，釋放出高速運(yùn)動(dòng)的射線，這些射線的能量來(lái)自原子核的質(zhì) 量虧損，即質(zhì)量減小，但質(zhì)量數(shù)不變，D 項(xiàng)對(duì)；從表格中顯示 Sr 的半衰期為 28年、Po 的半衰期為 138 天、Pu 的半

12、衰期為 89.6 年，故 Pu 的半衰期最長(zhǎng)，其使用 壽命也最長(zhǎng)，a射線的穿透能力沒(méi)有B射線強(qiáng)，故較薄的屏蔽材料即可擋住a射線 的泄漏，C 項(xiàng)對(duì)。答案 CDA.90Sr 的半衰期較長(zhǎng)，使用壽命較長(zhǎng)，放出的 需的屏蔽材料較薄B.210Po 的半衰期最短， 使用壽命最長(zhǎng)， 放出的 所需的屏蔽材料較薄C.238Pu 的半衰期最長(zhǎng)， 使用壽命最長(zhǎng)， 放出的 所需的屏蔽材料較薄a射線比B射線的貫穿本領(lǐng)弱,a射線比微考點(diǎn) 2 核反應(yīng)類型核反應(yīng)方程核心|微|講1.核反應(yīng)的四種類型：衰變、人工轉(zhuǎn)變、裂變和聚變。2.核反應(yīng)過(guò)程一般都是不可逆的，所以核反應(yīng)方程只能用單箭頭連接并表示反應(yīng) 方向，不能用等號(hào)連接。3.

13、 核反應(yīng)的生成物一定要以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，不能憑空只依據(jù)兩個(gè)守恒規(guī)律杜撰出生 成物來(lái)寫(xiě)核反應(yīng)方程。4. 核反應(yīng)遵循質(zhì)量數(shù)守恒而不是質(zhì)量守恒，核反應(yīng)過(guò)程中反應(yīng)前后的總質(zhì)量一般 會(huì)發(fā)生變化。5. 核反應(yīng)遵循電荷數(shù)守恒。典|例|微|探【例 2】（多選）能源是社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)，發(fā)展核能是解決能源問(wèn)題的途徑之一。下列釋放核能的反應(yīng)方程，表述正確的有（）A 3H+2Hf：He +On 是核聚變反應(yīng)B 1H +2Hf2He +：n 是（3衰變C.292u +：nf1：4Ba +3；Kr + 30n 是核裂變反應(yīng)D.235U +1nf54Xe +34Sr + 20n 是a衰變【解題導(dǎo)思】總結(jié)衰變方程、人工轉(zhuǎn)變、聚變方

14、程、裂變方程的特點(diǎn)。答： 衰變方程左邊只有一個(gè)原子核， 右邊出現(xiàn)a或3粒子人工.核轉(zhuǎn)變的左邊星氦原子核等粒子與常見(jiàn)原子核的反應(yīng)，右邊也是常見(jiàn)元素的原子核;聚變方程左.邊是兩個(gè)輕核，右邊是中等原子核；裂變的左邊是重核與中子反應(yīng)，右邊是中等.原子核。解析1H +3Hf4He +On 是核聚變反應(yīng)，而不是3衰變；D 項(xiàng)中是核裂變反應(yīng)，D 項(xiàng)錯(cuò)。答案 AC題|組|微 |練3.鈾是常用的一種核燃料，若它的原子核發(fā)生了如下的裂變反應(yīng)：292U +Onfa+b+ 2on，則 a+ b 可能是（）A.144Xe +96KrB.146Ba +32KrC *6Ba+98SrD.154Xe +3；Sr解析 根據(jù)核反

15、應(yīng)質(zhì)量數(shù)、核電荷數(shù)守恒，則 a+ b 兩種元素的質(zhì)量數(shù)之和為（235 +1-2）= 234,電荷數(shù)之和為 92, D 項(xiàng)中兩元素的質(zhì)量數(shù)為（140 + 94） = 234，電荷 數(shù)為（54+ 38）= 92,故 D 項(xiàng)正確。答案 D4. 氡 222 是一種天然放射性氣體，被吸入后，會(huì)對(duì)人的呼吸系統(tǒng)造成輻射損傷。它是世界衛(wèi)生組織公布的主要環(huán)境致癌物質(zhì)之一。其衰變方程是286Rnf288Po+_ 。已知222Rn 的半衰期約為 3.8 天，則約經(jīng)過(guò)_ , 16 g 的282Rn 衰 變后還剩 1go解析 根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知，衰變方程為/RnT284PO+：He。根據(jù)衰tt變方程 m余=

16、m原&T，得 1 = 16X(2) )3.8，解得 t= 15 2 天。答案4He(或a)15.2微考點(diǎn) 3 核能的計(jì)算核心|微|講1. 核能產(chǎn)生的兩種方式(1) 重核裂變：重核俘獲一個(gè)中子后分裂為兩個(gè)中等質(zhì)量的核，同時(shí)釋放出幾個(gè)中 子，并伴隨釋放巨大的能量。(2) 輕核聚變：某些輕核在一定條件下結(jié)合成質(zhì)量較大的核，同時(shí)釋放大量的能量，這個(gè)條件是幾百萬(wàn)度以上的高溫。所以輕核聚變也稱為熱核反應(yīng)。2. 核能的計(jì)算(1) 利用愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程 圧=mc2，只要能計(jì)算出質(zhì)量虧損 如，就能計(jì)算出核 能。( (質(zhì)量虧損 如 的單位一般用 u,1 u= 1.66X1027kg,相當(dāng)于 931.5 MeV 的

17、能量) )(2) 核反應(yīng)過(guò)程同樣遵循能量守恒定律， 因此我們可以結(jié)合動(dòng)量守恒定律和能量守 恒定律來(lái)計(jì)算核能。典 |例 |微 |探【例 3 假設(shè)兩個(gè)氘核在一直線上相碰發(fā)生聚變反應(yīng)生成氦的同位素和中子，已知氘核的質(zhì)量是 2.013 6 u,中子的質(zhì)量是 1.008 7 u,氦核同位素的質(zhì)量是 3.015 0 u。(1) 聚變的核反應(yīng)方程式是 _ ,在聚變核反應(yīng)中釋放出的能量為_(kāi) MeVo(保留兩位有效數(shù)字) )(2) 若氚核和氦核發(fā)生聚變生成鋰核，反應(yīng)方程式為+：He 3Li,已知各核子的 比結(jié)合能分別為 EH= 1.112 MeV、EHe= 7.075 MeV、ELi= 5.603 MeV，試求

18、此核反 應(yīng)過(guò)程中釋放的核能?！窘忸}導(dǎo)思計(jì)算核反應(yīng)中產(chǎn)生的能量的依據(jù)是什么？答：愛(ài)因斯坦的質(zhì)能方程。.解析 根據(jù)題中條件，可知核反應(yīng)方程式為2H +2H 3He +0n。核反應(yīng)過(guò)程中的質(zhì)量虧損：An= 2mH (mHe+ mn)= 2X2.013 6 u- (3.015+1.008 7)3u=3.5X10 u。由于 1 u 的質(zhì)量與 931.5 MeV 的能量相對(duì)應(yīng)，所以氘核聚變時(shí)放出的能量：圧=3.5X10_3x931.5 MeV=3.3 MeV。（2）3H和4He 分解成 7 個(gè)核子所需的能量為Ei=3X1.112 MeV+4X7.075 MeV=31.636 MeV,7 個(gè)核子結(jié)合成3Li

19、,釋放的能量為E2=7X5.603 MeV=39.221 MeV,所以此核反應(yīng)過(guò)程中釋放的核能為圧=E2一 E1=39.221 MeV 31.636 MeV= 7.585 MeV。答案（1）1H +1H -2He +0n 3.3（2）7.585 MeV題|組|微|練5（多選）關(guān)于原子核的結(jié)合能，下列說(shuō)法正確的是 （）A .原子核的結(jié)合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量B. 重原子核衰變成a粒子和另一原子核，衰變產(chǎn)物的結(jié)合能之和一定大于原來(lái) 重核的結(jié)合能C .銫原子核 CCS）的結(jié)合能小于鉛原子核（282Pb）的結(jié)合能D .比結(jié)合能越大，原子核越不穩(wěn)定E.自由核子組成原子核時(shí)，其質(zhì)量虧損

20、所對(duì)應(yīng)的能量大于該原子核的結(jié)合能 解析 由原子核的結(jié)合能定義可知， 原子核分解成自由核子時(shí)所需的最小能量為 原子核的結(jié)合能，A項(xiàng)正確；重原子核的核子平均質(zhì)量大于輕原子核的平均質(zhì)量， 因此原子核衰變產(chǎn)物的結(jié)合能之和一定大于衰變前的結(jié)合能，B 項(xiàng)正確；銫原子核 的核子數(shù)少，因此其結(jié)合能小，C 項(xiàng)正確；比結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定， D 項(xiàng)錯(cuò) 誤。自由核子組成原子核時(shí)，其質(zhì)量虧損所對(duì)應(yīng)的能量等于該原子核的結(jié)合能， E 項(xiàng)錯(cuò)誤。答案 ABC6.（多選）科學(xué)家利用核反應(yīng)獲取氚，再利用氘和氚的核反應(yīng)獲得能量，核反應(yīng)方程分別為 X + Y：He +1H +4.9 MeV 和?H +3H：He + X +17.

21、6 MeV。下列表述正 確的有（）A. X 是中子B. Y 的質(zhì)子數(shù)是 3,中子數(shù)是 6C .兩個(gè)核反應(yīng)都沒(méi)有出現(xiàn)質(zhì)量虧損D .氘和氚的核反應(yīng)是核聚變反應(yīng)解析 根據(jù)核反應(yīng)方程：1H +1H ：He+ X, X 的質(zhì)量數(shù)：mi= 2 + 3-4= 1,核電 荷數(shù)：zi= 1 +1-2= 0,所以 X 是中子，故 A 項(xiàng)正確；根據(jù)核反應(yīng)方程：X + Y-4He+3H , X 是中子，所以 Y 的質(zhì)量數(shù)：m2= 4+ 3-1 = 6,核電荷數(shù)：Z2= 2+ 1-0 =3,所以 Y 的質(zhì)子數(shù)是 3,中子數(shù)是 3,故 B 項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)兩個(gè)核反應(yīng)方程可知， 都有大量的能量釋放出來(lái)，所以一定都有質(zhì)量虧損，故

22、C 項(xiàng)錯(cuò)誤；氘和氚的核反應(yīng)過(guò)程中是質(zhì)量比較小的核生成質(zhì)量比較大的新核，所以是核聚變反應(yīng)，故D 項(xiàng)正確。答案 AD見(jiàn)學(xué)生用書(shū) P188核反應(yīng)中的綜合問(wèn)題用素能培養(yǎng)1. 兩個(gè)守恒定律的應(yīng)用若兩原子核發(fā)生核反應(yīng)生成兩種或兩種以上的新生原子核過(guò)程中滿足動(dòng)量守恒的條件，則mqV1+m2V2=m3V3+m4V4+若核反應(yīng)過(guò)程中釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為新生原子核的動(dòng)能，由能量守恒得121212122m1V1+ m2V2+ 圧=Qm3v3+ m4V4+2. 原子核衰變過(guò)程中，a粒子、B粒子和新生原子核在磁場(chǎng)中的軌跡。(1)衰變中，a粒子和新生原子核在磁場(chǎng)中的軌跡外切，如圖甲所示。衰變中，B粒子和新生原子核在磁場(chǎng)中

23、的軌跡內(nèi)切，如圖乙所示。為 經(jīng)典考題 如圖所示，靜止在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的3Li 核俘獲一個(gè)速度為v0= 7.7X104m/s的中子而發(fā)生核反應(yīng)， 泊+冷宀泊+2He,若已知2He 的速度為v2= 2.0X104m/s,其方向跟中子反應(yīng)前的速度方向相同( (已知 mn= 1u, mHe= 4u, mH=3u)。求：(1)1H的速度是多大？(2) 在圖中畫(huà)出粒子1H 和4He 的運(yùn)動(dòng)軌跡，并求它們的軌道半徑之比。(3) 當(dāng)粒子2He 旋轉(zhuǎn)了 3 周時(shí)，粒子3H 旋轉(zhuǎn)幾周？解析( (1)3Li 俘獲0n 的過(guò)程，系統(tǒng)動(dòng)量守恒，則mnV0=mHV1+mHeV2,mnV0mHeV2mH代入數(shù)據(jù)得vi= -1.

24、0 x103m/s,負(fù)號(hào)表示跟vo的方向相反 (2)運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示。1H 和；He 在磁場(chǎng)中半徑之比為(3)3H和4He 的周期之比為mHV1:mHeV2Bq1：Bq=3 : 40。TH:=3 : 2,2 miH. 2mHe所以它們的轉(zhuǎn)速之比為nH:nHe=THe:TH=2:3。當(dāng)a粒子轉(zhuǎn) 3 周時(shí)，氚核轉(zhuǎn)動(dòng) 2 周。答案( (1)1 .ox103m/s,跟V0的方向相反(2)3 : 40 (3)2 周用對(duì)法對(duì)題1.(多選)一靜止的鋁原子核1【AI 俘獲一速度為 1 0X107m/s 的質(zhì)子 p 后，變?yōu)樘幱?激發(fā)態(tài)的硅原子核2：Si。下列說(shuō)法正確的是( () )A .核反應(yīng)方程為 p +2

25、7AlT18SiB.核反應(yīng)過(guò)程中系統(tǒng)動(dòng)量守恒C .核反應(yīng)過(guò)程中系統(tǒng)能量不守恒D .核反應(yīng)前后核子數(shù)相等，所以生成物的質(zhì)量等于反應(yīng)物的質(zhì)量之和E.硅原子核速度的數(shù)量級(jí)為 105m/s，方向與質(zhì)子初速度的方向一致 解析 核反應(yīng)方程滿足質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，A 項(xiàng)正確；微觀粒子相互作用過(guò)程中，滿足動(dòng)量守恒定律，B 項(xiàng)正確；題述核反應(yīng)過(guò)程屬于“二合一”形式的完全 非彈性碰撞，機(jī)械能有損失，但對(duì)于封閉的系統(tǒng)，能量仍然守恒，C 項(xiàng)錯(cuò)誤；核反應(yīng)過(guò)程中的機(jī)械能有損失，故存在質(zhì)量虧損現(xiàn)象，D 項(xiàng)錯(cuò)誤；硅原子質(zhì)量約是質(zhì)子 質(zhì)量的 28 倍，由動(dòng)量守恒定律知，mv0= 28mv，所以硅原子核速度數(shù)量級(jí)為 105m

26、/s,方向與質(zhì)子初速度的方向一致，E 項(xiàng)正確。答案 ABE2.太陽(yáng)中含有大量的氘核，因氘核不斷發(fā)生核反應(yīng)釋放大量的核能，以光和熱的 形式向外輻射。已知氘核質(zhì)量為 2.013 6 u,氦核質(zhì)量為 3.015 0 u,中子質(zhì)量為 1.0087 u, 1 u 的質(zhì)量相當(dāng)于 931.5 MeV 的能量。貝完成核反應(yīng)方程：iH + 1H F_ +0n。(2) 求核反應(yīng)中釋放的核能。(3) 在兩氘核以相等的動(dòng)能 0.35 MeV 進(jìn)行對(duì)心碰撞，并且核能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的 情況下，求反應(yīng)中產(chǎn)生的中子和氦核的動(dòng)能。解析(1)2He(2) E=mc2=(2x2.013 6 u 3 015 0 u1.008 7

27、u)x931.5 MeV=3.26 MeV。(3) 兩核發(fā)生碰撞時(shí)：0 = M v1 mv2,由能量守恒可得1212圧 + 2Ek= 2M v1+ qmv由以上兩式解得 EHe= 2Mv?= 0.99 MeV,12E中=mv2= 2.97 MeV。答案(1)2He (2)3.26 MeV(3) 0.99 MeV 2.97 MeV見(jiàn)學(xué)生用書(shū) P1881.(多選)從一個(gè)小孔射出的a、B、丫三種射線沿同一直線進(jìn)入同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)或勻 強(qiáng)電場(chǎng)，這三種射線在場(chǎng)內(nèi)的徑跡情況有可能是( () )A .三條重合B.兩條重合C .三條分開(kāi)D .a與B的徑跡一定分開(kāi)解析 當(dāng)三種射線沿磁場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，三種射線中粒子均不受洛倫茲力作用，保 持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，三條徑跡重合，A 項(xiàng)正確；當(dāng)三種射線入射方向與電場(chǎng)或磁 場(chǎng)方向不同時(shí)，丫射線不偏轉(zhuǎn)，a B粒子電性相反，向相反方向偏轉(zhuǎn)，三條徑跡 是分開(kāi)的，C 項(xiàng)正確。答案 AC2. 下列說(shuō)法正確的是( () )A .原子核的結(jié)合能是組成原子核的所有核子的能量總和B.所有核反應(yīng)都遵從“質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒”的規(guī)律C.在天然放射現(xiàn)象中放出的B射線就是電子流，該電子是原子的內(nèi)層電子受激發(fā) 后輻射出來(lái)的D. 鐳 226 衰變?yōu)殡?222 的半衰期為 1620 年， 也就是說(shuō)， 100 個(gè)鐳 226 核經(jīng)過(guò)