3章末整合-【创新设计】2019版同步课堂讲义物理（教科版选修3-5）

章末整合 一、对核反应方程及类型的理解 1．四类核反应方程的比较 名称 核反应方程 时间 其它 衰变[来源:学科网ZXXK][来源:学。科。网Z。X。X。K] α衰变[来源:学。科。网Z。X。X。K][来源:学科网][来源:Zxxk.Com] He[来源:学,科,网][来源:学科网ZXXK]Th＋U―→ 1896年[来源:学科网] 贝可勒尔 β衰变 ePa＋Th―→ 裂变 Xe Sr＋n―→U＋ ＋10n＋141 MeV 1938年 原子弹 原理 聚变 He＋ H―→H＋ n＋17.6 MeV 氢弹原理 人工转变 正电子 n P＋He―→Al＋ eSi＋P―→ 1934年 约里奥— 居里夫妇 发现质子 HO＋He―→N＋ 1919年 卢瑟福 发现中子 nC＋He―→Be＋ 1932年 查德威克 2.解题时注意事项 (1)熟记一些粒子的符号 α粒子(H) H)、氚核(e)、氘核(n)、电子(H)、中子(He)、质子( (2)注意在核反应方程中，质量数和电荷数是守恒的；在解有关力学综合问题时，还有动量守恒和能量守恒． 【例1】　(多选)在下列四个核反应中，X表示中子的是(　　) 属于原子核的人工转变的是(　　) A.O＋X He―→N＋ B.P＋X He―→Al＋ C.He＋X H―→H＋ D.Xe＋10X Sr＋U＋X―→ 答案　BCD　AB 解析　在核反应中，不管是什么类型的核反应，都遵守电荷数守恒和质量数守恒，据此，可以判断未知粒子属于什么粒子，在A中，未知粒子的质量数为：14＋4＝17＋x，x＝1，其电荷数为：7＋2＝8＋y，y＝1，即未知粒子是质子(n)，故方程中X是中子的核反应为B、C、D.其中A、B为原子核的人工转变．n)；对D，未知粒子质量数为235＋x＝90＋136＋10x，x＝1，电荷数为：92＋y＝38＋54＋10y，y＝0，也是中子(n)；对C，未知粒子的质量数为：2＋3＝4＋x，x＝1，电荷数为：1＋1＝2＋y，y＝0，也是中子(H)；对B，未知粒子的质量数：27＋4＝30＋x，x＝1，其电荷数为：13＋2＝15＋y，y＝0，所以是中子( 针对训练1　完成下列核反应方程． A.8O＋________ He―→7N＋ B.Si＋________ P―→ C.54Xe＋________ Sr＋n―→92U＋ D.n H―→________＋H＋ 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________． 答案　He　B　A　C　D n　e　10H　 解析　根据电荷数守恒和质量数守恒可完成核反应方程，然后由核反应的类型即可判断出反应的类型． 二、半衰期及衰变次数的计算 1．半衰期：放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间． 计算公式：N＝N0， n，其中n＝n或m＝m0 τ为半衰期． 2．确定衰变次数的方法 (1)e He＋mY＋nX―→ 根据质量数、电荷数守恒得 A＝A′＋4n，Z＝Z′＋2n－m 二式联立求解得α衰变次数n和β衰变次数m. (2)根据α衰变和β衰变(β衰变质量数不变)直接求解． 【例2】　一个Bi元素16 g，经15天，该元素还剩2 g，则该元素的半衰期为多少天？ Bi具有放射性，现有Bi原子核中含有的中子数是多少个？ 答案　127　5 解析　一个，所以τ＝5天．n知n＝3＝Bi原子核中含有的中子个数为210－83＝127.根据m余＝m原 针对训练2　 放射性元素Pb，衰变路径如图1所示．则(　　)Tl最后都变成X和Tl，X(X代表某种元素)，也可以经一次衰变变成Bi可以经一次衰变变成Bi，而U衰变有多种可能途径，其中一种途径是先变成 图1 A．a＝82，b＝211 B.Tl是α衰变 Bi―→X是β衰变，Bi―→ C.Tl是β衰变 Bi―→X是α衰变，Bi―→ D.Pb Tl经过一次α衰变变成 答案　B 解析　由Pb发生了一次β衰变．故选B.Tl―→Tl是核电荷数减2，说明发生的是α衰变，同时知b＝206，由Bi―→X，质量数不变，说明发生的是β衰变，同时知a＝84.由Bi―→ 三、核能的计算方法 1．利用质能方程来计算核能 (1)根据核反应方程，计算核反应前与核反应后的质量亏损Δm. (2)根据爱因斯坦质能方程E＝mc2或ΔE＝Δmc2计算核能．方程ΔE＝Δmc2中若Δm的单位用“kg”、c的单位用“m/s”，则ΔE的单位为“J”；若Δm的单位用“u”，可直接用质量与能量的关系式1 u相当于931.5 MeV推算ΔE，此时ΔE的单位为“兆电子伏(MeV)”，即1 u＝1.66×10－27 kg，相当于931.5 MeV，即原子质量