第五章 原子核 章末小结与质量评价(Word教参)-【新课程学案】新教材2022-2023学年高中物理选择性必修第三册（人教版2019 江苏专用）

　　　　　　　　　一、知识体系建构——理清物理观念　 　　　　　　　　　二、综合考法融会——强化科学思维　 核反应类型及核反应方程的书写 [典例]　(2022·江苏镇江检测)下列核反应方程中，属于重核裂变的是(　 ) A．卢瑟福发现质子的核反应方程N＋He―→O＋H B．贝克勒尔发现天然放射现象，其中的一种核反应方程Th―→Pa＋e C．太阳中发生的热核反应，典型的一种核反应方程H＋H―→He＋n D．核电站可控的链式反应中，典型的一种核反应方程U＋n―→Ba＋Kr＋3n [解析]　卢瑟福发现质子的核反应方程N＋He―→O＋H是人工核反应，不属于重核裂变，故A错误；贝克勒尔发现天然放射现象，其中的一种核反应方程Th―→Pa＋e是β衰变，故B错误；太阳中发生的热核反应，典型的一种核反应方程H＋H―→He＋n是轻核聚变，故C错误；核电站可控的链式反应中，典型的一种核反应方程U＋n―→Ba＋Kr＋3n是重核裂变，故D正确。 [答案]　D [融会贯通] 1．核反应的四种类型 (1)衰变 α衰变：U―→Th＋He； β衰变：Th―→Pa＋e。 (2)人工转变 N＋He―→O＋H(卢瑟福发现质子)； He＋Be―→C＋n(查德威克发现中子)； Al＋He―→P＋n(第一次人工获得放射性同位素)； P―→Si＋e(正电子的发现)。 (3)重核裂变 U＋n―→Ba＋Kr＋3n； U＋n―→Xe＋Sr＋2n。 (4)轻核聚变 H＋H―→He＋n。 2．核反应方程的书写 (1)熟记常见粒子的符号，是正确书写核反应方程的基础。如质子(H)、中子(n)、α粒子(He)、β粒子(e)、正电子(e)、氘核(H)、氚核(H)等。 (2)掌握核反应方程遵守的规律，是正确书写核反应方程或判断某个核反应方程是否正确的依据，由于核反应不可逆，所以书写核反应方程时只能用“―→”表示反应方向。 (3)在核反应中，质量数守恒，电荷数守恒。 [对点训练] (2022·江苏南通调研)下列有关核反应的方程中，表述正确的是(　 ) A.H＋H―→He＋n是β衰变 B.H＋H―→He＋n是α衰变 C.He―→H＋H是核裂变反应 D.U＋n―→Ba＋Kr＋3n是核裂变反应 解析：选D　H＋H―→He＋n是轻核聚变反应，选项A、B错误；核裂变是重核在中子轰击下分裂成中等核，并放出大量核能的反应，则C项反应不是核裂变反应，D项反应是重核裂变反应，选项C错误，D正确。 原子核的衰变 [典例]　(2022·江苏东台调研)一个静止的放射性同位素的原子核P衰变为Si，另一个静止的天然放射性元素的原子核Th衰变为Pa，在同一匀强磁场中，得到衰变后粒子的运动轨迹1、2、3、4如图所示，则这四条轨迹对应的粒子依次是(　 ) A．电子、Pa、Si、正电子 B.Pa、正电子、电子、Si C.Si、正电子、电子、Pa D.Pa、电子、正电子、Si [解析]　P衰变为Si时放出正电子，由衰变过程动量守恒知，正电子与Si的速度方向相反，而电性相同，则两个粒子受到的洛伦兹力方向相反，两个粒子的轨迹应为外切圆。Th衰变为Pa时放出电子，电子与Pa的速度方向相反，而电性相反，则两个粒子受到的洛伦兹力方向相同，两个粒子的轨迹应为内切圆。由衰变过程动量守恒可知，运动半径r＝＝，可得粒子运动半径与所带电荷量成反比，而正电子和电子的电荷量比Si和Pa的电荷量小，则正电子和电子的运动半径比Si和Pa的运动半径都大，故轨迹1、2、3、4对应的粒子依次是Pa、电子、正电子、Si，故A、B、C错误，D正确。 [答案]　D [融会贯通] 1．衰变次数的确定方法 方法一：确定衰变次数的方法是依据两个守恒规律，设放射性元素X经过n次α衰变和m次β衰变后，变成稳定的新元素Y，则表示该核反应的方程为X―→Y＋nHe＋me。根据质量数守恒和电荷数守恒可得A＝A′＋4n，Z＝Z′＋2n－m。由以上两式联立解得n＝，m＝＋Z′－Z。 方法二：因为β衰变对质量数无影响，可先由质量数的改变确定α衰变的次数，然后根据电荷数守恒确定β衰变的次数。 2．对半衰期的理解 (1)半衰期公式：N余＝N原，m余＝m原。 (2)半衰期的物理意义：半衰期是表示放射性元素衰变快慢的物理量，同一放射性元素的衰变速率一定，不同的放射性元素的半衰期不同。 (3)半衰期的适用条件：半衰期是一个统计概念，是对大量的原子核衰变规律的总结，对于一个特定的原子核，无法确定其何时发生衰变。 3．两类核衰变在磁场中的径迹 静止核在磁场中自发衰变，其轨迹为两相切圆，α衰变时两圆外切，β衰变时两圆内切，根据m1v1＝m2v2和r＝知，轨迹半径小的为新核，轨迹半径大的为α粒子或β粒子，其特点对比如下表： α衰变 X―→Y＋He 匀强磁场中轨迹 两圆外切，α粒子半径大 β