第5章 原子核与核能 章末小结与质量评价（课件PPT）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理选择性必修第三册（鲁科版）

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 [典例]　下列核反应方程中，属于重核裂变的是 (　 ) 核反应类型及核反应方程的书写 [答案]　D [融会贯通] [对点训练] 答案：AD　 原子核的衰变 [答案]　C [对点训练] A．电子，11.4天 B．质子，7.6天 C．中子，19天 D．α粒子，11.4天 (1)写出核反应方程； (2)求出质量亏损； (3)若中子和锂核是以等大反向的动量相碰，且核反应释放的能量全部转化为新生核的动能，则氚核和α粒子的动能比是多少？ (4)在问题(3)的条件下，α粒子的动能是多大？ 核能的计算 [融会贯通] 1．爱因斯坦质能方程：E＝mc2。 2．质量亏损与释放核能的关系：ΔE＝Δmc2。 3．核能的获得方法：重核的裂变和轻核的聚变。 4．核能的计算方法 (1)由ΔE＝Δmc2(Δm单位为“kg”)计算。 (2)由ΔE＝Δm×931.5 MeV(Δm单位为“u”)计算。 (3)借助动量守恒和能量守恒计算。 5．结合能的四种计算方法 (1)根据质量亏损计算。 ①根据核反应方程，计算核反应前和核反应后的质量亏损Δm。 ②根据爱因斯坦质能方程ΔE＝Δmc2计算核能。其中Δm的单位是千克，ΔE的单位是焦耳。 (2)利用原子质量单位u和电子伏特计算。 根据1原子质量单位(u)相当于931.5 MeV能量，用核子结合成原子核时质量亏损的原子质量单位数乘以931.5 MeV，即ΔE＝Δm×931.5 MeV。其中Δm的单位是u，ΔE的单位是MeV。 (3)根据能量守恒和动量守恒来计算核能：参与核反应的粒子所组成的系统，在核反应过程中动量和能量是守恒的，因此，利用动量和能量守恒可以计算出核能的变化。 (4)利用比结合能来计算核能：原子核的结合能＝核子的比结合能×核子数。核反应中反应前系统内所有原子核的总结合能与反应后生成的所有新核的总结合能之差，就是该次核反应所释放(或吸收)的核能。 [对点训练] (1)写出核反应方程； (2)求出释放的核能ΔE； (3)求出质子的质量m。 三、价值好题精练——培树科学态度和责任 答案：A　 3．科学家发现太空中的γ射线一般都是从很远的星体放射出来的。当γ射线爆发时，在数秒钟内所产生的能量相当于太阳在100亿年所产生的能量的总和的1 000倍左右，大致相当于将太阳的全部质量转变为的能量。科学家利用超级计算机对γ射线的状态进行了模拟。经模拟发现γ射线爆发是起源于一个垂死的星球的“坍缩”过程，只有星球“坍缩”时，才可以发出这么大的能量。已知太阳光照射到地球上大约需要8分20秒的时间，地球绕太阳公转视为匀速圆周运动，由此来估算在宇宙中一次γ射线爆发所放出的能量。(引力常量G＝6.67×10－11 N·m2/kg2,1年时间约为3.15×107 s) 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。 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。 (多选)下列有关核反应的方程中，表述正确的是 (　 ) A.H＋H―→He＋n是核聚变反应 B.H＋H―→He＋n是α衰变 C.He