資源簡(jiǎn)介

章末核心素養(yǎng)提升
一、對(duì)核反應(yīng)方程及類型的理解
1.核反應(yīng)的四種類型
類型 可控性 核反應(yīng)方程典例
衰變 α衰變 自發(fā) U→Th＋He
β衰變 自發(fā) Th→Pa＋　e
人工轉(zhuǎn)變 人工 控制 N＋He→O＋H(盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子)
Be＋He→ C＋n(查德威克發(fā)現(xiàn)中子)
Al＋He→P＋n 約里奧－居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性同位素，同時(shí)發(fā)現(xiàn)正電子
P→Si＋e
重核裂變 比較容易進(jìn)行人工控制 U＋n→Ba＋Kr＋3n
U＋n→Xe＋Sr＋10n
輕核聚變 目前無法控制 H＋H→He＋n
2.核反應(yīng)方程式的書寫
(1)熟記常見基本粒子的符號(hào)是正確書寫核反應(yīng)方程的基礎(chǔ)。如質(zhì)子(H)、中子(n)、α粒子(He)、β粒子(e)、正電子(e)、氘核(H)和氚核(H)等。
(2)掌握核反應(yīng)方程遵循的規(guī)律是正確書寫核反應(yīng)方程或判斷某個(gè)核反應(yīng)方程是否正確的依據(jù)，由于核反應(yīng)不可逆，所以書寫核反應(yīng)方程式時(shí)只能用“→”表示反應(yīng)方向。
(3)核反應(yīng)過程中質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒。
例1 (多選)下列反應(yīng)方程中，表述正確的是(　　)
A.H＋H→He＋n是核聚變反應(yīng)
B.H＋H→He＋n是β衰變
C. U＋n→ Ba＋Kr＋3n是核裂變反應(yīng)
D. U＋n→ Xe＋Sr＋10n是α衰變
聽課筆記___________________________________________________________
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訓(xùn)練1 (多選)下列反應(yīng)方程中，表述正確的是(　　)
A.He＋Al→P＋n是原子核的人工轉(zhuǎn)變
B.H＋H→He＋γ是核聚變反應(yīng)
C. F＋H→8O＋He是α衰變
D. U＋n→Sr＋ Xe＋10n是裂變反應(yīng)
二、兩類核衰變?cè)诖艌?chǎng)中的徑跡
靜止核在磁場(chǎng)中自發(fā)衰變，其軌跡為兩相切圓，α衰變時(shí)兩圓外切，β衰變時(shí)兩圓內(nèi)切，根據(jù)動(dòng)量守恒m1v1＝m2v2和r＝知，半徑小的為新核，半徑大的為α粒子或β粒子，其特點(diǎn)對(duì)比如下表：
α衰變 X→Y＋He 勻強(qiáng)磁場(chǎng)中軌跡 兩圓外切，α粒子軌跡半徑大
β衰變 X→Y＋e 勻強(qiáng)磁場(chǎng)中軌跡 兩圓內(nèi)切，β粒子軌跡半徑大
例2 一個(gè)靜止的放射性同位素的原子核P衰變?yōu)镾i，另一個(gè)靜止的天然放射性元素的原子核Th衰變?yōu)镻a，在同一磁場(chǎng)中，得到衰變后粒子的運(yùn)動(dòng)徑跡1、2、3、4，如圖所示，則這四條徑跡依次是(　　)
A.電子、Pa、Si、正電子 B.Pa、電子、正電子、Si
C.Si、正電子、電子、Pa D.正電子、Si、Pa、電子
聽課筆記___________________________________________________________
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訓(xùn)練2 實(shí)驗(yàn)觀察到，靜止在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中A點(diǎn)的原子核發(fā)生β衰變，衰變產(chǎn)生的新核與電子恰在紙面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)方向和軌跡示意圖如圖，則(　　)
A.軌跡1是電子的，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外
B.軌跡2是電子的，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外
C.軌跡1是新核的，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里
D.軌跡2是新核的，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里
三、核能的計(jì)算
例3 我國(guó)可控核聚變技術(shù)已經(jīng)走在了世界前列，“東方超環(huán)”是全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置，又被稱為“人造太陽”。其原理是讓海水中大量存在的氘和氚原子在高溫高密度條件下，像太陽一樣發(fā)生核聚變，為人類提供源源不斷的能源。氘核(H)和氚核(H)結(jié)合成氦核(He)時(shí)，要放出某種質(zhì)量m＝1.008 7 u的粒子，同時(shí)釋放出能量。已知氘核質(zhì)量m氘＝2.014 1 u，氚核質(zhì)量m氚＝3.016 0 u，氦核質(zhì)量m氦＝4.002 6 u，根據(jù)愛因斯坦的質(zhì)能方程可知1 u相當(dāng)于931.5 MeV＝1.49×10－10 J，阿伏伽德羅常數(shù)NA＝6.0×1023 mol－1，氘核的摩爾質(zhì)量M氘＝
2 g·mol－1。
(1)寫出該核聚變反應(yīng)的核反應(yīng)方程式，并計(jì)算一次核聚變反應(yīng)中釋放的核能(保留2位有效數(shù)字)；
(2)未來建設(shè)一座應(yīng)用此反應(yīng)的熱核發(fā)電站，若該發(fā)電站的功率P＝5×108 W，計(jì)算理論上該發(fā)電站一年(3.15×107 s)大約需要多少千克的氘。
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章末核心素養(yǎng)提升
核心素養(yǎng)提升
例1 AC　[B項(xiàng)為輕核聚變，β衰變的實(shí)質(zhì)是一個(gè)中子轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)質(zhì)子后釋放出一個(gè)電子，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；α衰變的實(shí)質(zhì)是釋放氦核(α粒子)，而D項(xiàng)是重核裂變，并未釋放α粒子，選項(xiàng)D錯(cuò)誤，A、C正確。]
訓(xùn)練1 ABD　[A是原子核的人工轉(zhuǎn)變的反應(yīng)方程式；B是聚變的核反應(yīng)方程式；C并不是α衰變，而是人工轉(zhuǎn)變，衰變是自發(fā)進(jìn)行的，不受外界因素的影響；D是裂變的核反應(yīng)方程式。故A、B、D正確。]
例2 B　[P→Si＋e(正電子)，產(chǎn)生的兩個(gè)粒子，都帶正電，應(yīng)是外切圓，由R＝知，電荷量大的半徑小，故3是正電子，4是Si；Th→Pa＋e(電子)，產(chǎn)生的兩個(gè)粒子，一個(gè)帶正電，一個(gè)帶負(fù)電，應(yīng)是內(nèi)切圓，同理由半徑可判斷1是Pa，2是電子，故B項(xiàng)正確。]
訓(xùn)練2 D　[根據(jù)動(dòng)量守恒定律，原子核發(fā)生β衰變后產(chǎn)生的新核與電子的動(dòng)量大小相等，設(shè)為p，根據(jù)qvB＝，得軌跡半徑r＝＝，故電子的軌跡半徑較大，即軌跡1是電子的，軌跡2是新核的。根據(jù)左手定則，可知磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，選項(xiàng)D正確。]
例3 (1)H＋H→He＋n　2.8×10－12 J　(2)18.75 kg
解析　(1)該核反應(yīng)方程式為H＋H→He＋n
反應(yīng)中的質(zhì)量虧損為
Δm＝m氘＋m氚－(m氦＋m)＝0.018 8 u
則ΔE＝0.018 8×1.49×10－10 J＝2.8×10－12 J。
(2)該發(fā)電站一年產(chǎn)生的電能E＝Pt
代入數(shù)據(jù)解得E＝1.575×1016 J
理論上該發(fā)電站一年需要的氘的質(zhì)量m總＝×10－3
代入數(shù)據(jù)解得m總＝18.75 kg。(共16張PPT)
章末核心素養(yǎng)提升
第五章 原子核與基本粒子
目 錄
CONTENTS
知識(shí)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建
01
核心素養(yǎng)提升
02
知識(shí)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建
1
核心素養(yǎng)提升
2
一、對(duì)核反應(yīng)方程及類型的理解
1.核反應(yīng)的四種類型
2.核反應(yīng)方程式的書寫
AC
例1 (多選)下列反應(yīng)方程中，表述正確的是(　　)
解析　B項(xiàng)為輕核聚變，β衰變的實(shí)質(zhì)是一個(gè)中子轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)質(zhì)子后釋放出一個(gè)電子，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；α衰變的實(shí)質(zhì)是釋放氦核(α粒子)，而D項(xiàng)是重核裂變，并未釋放α粒子，選項(xiàng)D錯(cuò)誤，A、C正確。
ABD
訓(xùn)練1 (多選)下列反應(yīng)方程中，表述正確的是(　 　)
解析　A是原子核的人工轉(zhuǎn)變的反應(yīng)方程式；B是聚變的核反應(yīng)方程式；C并不是α衰變，而是人工轉(zhuǎn)變，衰變是自發(fā)進(jìn)行的，不受外界因素的影響；D是裂變的核反應(yīng)方程式。故A、B、D正確。
B
D
訓(xùn)練2 實(shí)驗(yàn)觀察到，靜止在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中A點(diǎn)的原子核發(fā)生β衰變，衰變產(chǎn)生的新核與電子恰在紙面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)方向和軌跡示意圖如圖，則(　　)
A.軌跡1是電子的，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外
B.軌跡2是電子的，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外
C.軌跡1是新核的，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里
D.軌跡2是新核的，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里

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