高三物理一轮复习《核反应 核能》导学案

高三物理一轮复习《核反应 核能》导学案（学生用）

【学习目标】

1. 知道什么是核反应，知道原子核的人工转变是核反应的一种形式，能够正确地写出核反应方程。 2. 理解质量亏损的概念，并能作有关计算。知道爱因斯坦质能方程的物理意义。能根据质能方程计算核反应中释放的核能。 【学习重点、难点】

1.核反应中的人工转变及核反应方程

2.核能的概念.爱因斯坦的质能方程.计算核能. 【使用方法】

通读教材P66-68，进行知识梳理，再认真独立完成导学案，并将自己的疑问记下来。

【课前预习案】

一、核反应

1.核反应：在核物理学中，原子核在 的轰击下产生 的过程。原子核的人工转变是核反应的一种。 2.发现质子（卢瑟福）：

4⑴方程：147N?2He→ （2）意义：

① 产生了氧的同位素

② 第一次实现了原子核的人工转变 ③ 发现了 （3）发现中子（查德威克）

94 用α粒子轰击铍原子核： 4Be?2He?

（4）核反应的规律：在核反应中， 和 守恒 二、质能方程

1.核能： 中发出的能量。

2.质量亏损：组成原子核的 的质量与原子核的质量之差。

3.质能方程：爱因斯坦的相对论指出，物体的能量（E）和质量（m）之间存在着密切的联系，它们之间的关系是E?mc2，式中c为真空中的光速。

4.核反应过程释放的核能： ?E?

【课内探究案】

探究一 对原子核人工转变的理解

1．完成下列核反应方程，其中属于衰变的是_________属于人工转变的是________，属于裂变的是________，属于聚变的是__________。

14A． 7N?4?12He?_____1H

30B．30i?_____ 15P?14S113690C．235r?_____ 92U?0n?54Xe?38S31D．2H?H?_____?110n

探究二 对核反应方程式的理解

2. （07合肥市教学质量检测一）据新华社报道，由我国自行设计、研制的世界第一套全超导核聚变实验装置（又称“人造太阳”）已完成了首次工程调试。下列关于“人造太阳”的说法正确的是（ ） A．“人造太阳”的核反应方程式是

2321 1H?1H?4He?0nB．“人造太阳”的核反应方程式是

2351141921 92U?Dn?56Ba?36Kr?30n

3．（07南京市金陵中学一模）在下列四个方程中，X1、X2、X3和X4各代表某种粒子，以下判断中正确的是（ ）

2359292141U?10n?36Kr?56Ba?3X1

301530P?14Si?X2

23892U?23490234234Th?Pa?X4 9091 Th?X3A．X1是α粒子 B．X2是质子

C．X3是中子 D．X4是电子

4、（07江苏省如东中学期末）2008年北京奥运会场馆周围80％～90％的路灯将利用太阳能发电技术，奥运会90％的洗浴热水将采用全玻真空太阳能集热技术。太阳能的产生是由于太阳内部所发生的一系列核反应形成的，其主要的核反应过程可表示为（ ）

14A．41H?2He?2?? 4171B．147N?2He?8O?1H

11419212382324C．23592U?0n?56Ba?36Kr?30n D．92U?90Th?2He

探究三 关于核反应规律的综合应用

5.（07届南京市第一次调研测试）物理学家们普遍相信太阳发光是由于其内部不断发生从氢核到氦

40核的核聚变反应.根据这一理论，在太阳内部4个氢核(11H)转化成一个氦核(2He)和两个正电子(1e)

并放出能量.已知质子质量mP＝1.0073u，α粒子的质mα＝4.0015u，电子的质量me＝0.0005u． 1u的质量对应931.5MeV的能量。 （1）写出该热核反应方程

（2）一次这样的热核反应过程中释放出多少兆电子伏的能量?（结果保留四位有效数字）

【拓展提升案】

2．下列核反应或核衰变方程中，符号“X”表示中子的是（ ）

41214417(A) 94Be?2He?6C?X (B)7N?2He?8O?X 12021239239(C)20480Hg?0n?78Pt?21H?X (D)92U?93Np?X

3.当两个中子和两个质子结合成一个?粒子时，放出28.30MeV的能量，当三个?粒子结合成一个碳核时，放出7.26MeV的能量，则当6个中子和6个质子结合成一个碳核时，释放的能量约为( ) A、 21. 04MeV B、 35.56MeV

C、 77.64MeV D、 92.16MeV

4．中微子失踪之迷是一直困扰着科学家的问题。原来中微子在离子开太阳向地球运动的过程中，发生“中微子振荡”，转化为一个?子和一个?子。科学家通过对中微子观察和理论分析，终于弄清了中微子失踪的原因，成为“2001年世界十大科技突破”之一。若中微子在运动中只转化为一个?子和一个?子，并已知?子的运动方向与中微子原来的方向一致，则?子的运动方向（ ） A 一定与中微子方向一致 B一定与中微子方向相反 C 可能与中微子方向不在同一直线上 D 只能中微子方向在同一直线上

7.在一定条件下，让质子获得足够大的速度，当两个质子p以相等的速率对心正碰，将发生下列反应：P+P→P+P+P+p 其中p是P反质子(反质子与质子质量相等，均为mp，且带一个单位负电荷)，则以下关于该反应的说法正确的是

A．反应前后系统总动量皆为0 B．反应过程系统能量守恒

2

C．根据爱因斯坦质能方程可知，反应前每个质子的能量最小为2mpc：

28

D．根据爱因斯坦质能方程可知，反应后单个质子的能量可能小于mpc

5．用 ?粒8.子轰击铍核(4Be)，生成一个碳核(126C)和一个粒子，则该粒子 ( ) (A)带正电，能在磁场中发生偏转

（B)在任意方向的磁场中都不会发生偏转

9

(C)电离本领特别强，是原子核的组成部分之一 (D)用来轰击铀235可引起铀榱的裂变

6.假设钚的同位素离子23994Pu静止在匀强磁场中，设离子沿与磁场垂直的方向放出?粒子后，变成铀的一个同位素离子，同时放出能量为E=0.09Mev的光子。（1）试写出这一核反应过程的方程式。（2）光子的波长为多少？（3）若不计光子的动量，则铀核与?粒子在匀强磁场中的回旋半径之比是多少？