高三物理新课 第四节核反应、核能 第五节裂变知识精讲 人教版.rar

用心爱心专心115号编辑10高三物理新课第四节核反应、核能第五节裂变知识精讲一.本周教学内容：高三新课：第四节核反应、核能第五节裂变二.知识要点：（一）核反应、核能1.核反应原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程称为核反应。2.原子核的人工转变（1）原子核的人工转变：用人工的方法使原子核发生变化的过程称为原子核的人工转变。（2）质子的发现：用粒子轰击氮，获得氧和质子，核反应方程为3.中子的发现（1）查德威克用粒子轰击铍，得到中子射线，核反应方程为：（2）中子：质量跟质子几乎相等的不带电的中性粒子。4.核能：由于核子间有强大的核力，核子结合成核（或核分解成核子）时，要放出（吸收）巨大的能量，称为核能（结合能）。5.质量亏损：组成原子核的核子的质量与原子核的质量之差叫核的质量亏损。6.质能方程（1）爱因斯坦质能方程注意：一定质量总是跟一定的能量相对应，增大，也增大，减小，也减小。（2）核能的计算：先求出质量亏损，再由质能方程计算出对应放出（或吸收）的能。（二）裂变、聚变1.裂变：重核分裂成质量较小的核，释放出核能的反应叫裂变。2.核子的平均质量：原子核的质量除以核子数即为核子的平均质量。3.铀核的裂变：铀核俘获一个中子后分裂为两个中等质量的核的反应过程称为核裂变。核裂变伴随释放大量的核能。（1）链式反应：铀核裂变时放出几个中子，再引起其它铀核裂变而使裂变反应不断进行称为链式反应。（2）临界体积：能发生链式反应的最小铀块体积。（3）注意：为了使裂变的链式反应容易发生，最好是利用纯铀235，且体积大于临界体积。4.核电站：利用核能发电，其核心是核反应堆。核反应堆包括：（1）核燃料：浓缩铀制成的铀棒。（2）减速剂：使快中子变为慢中子，易被铀235俘获引起裂变。（3）控制棒：用来吸收中子，以控制裂变的速度。（4）水泥防护层：屏蔽裂变产物放出的各种射线。5.轻核的聚变：（1）聚变：轻核结合成质量较大的核的反应过程称为聚变，伴随释放大量的核能。（2）热核反应：在极高温下轻核产生的聚变反应。（氢弹原理）（三）求核能的几种方法在重核的裂变、轻核的聚变、放射性衰变以及某些人工核反应中，都伴随着巨大的核能释放，如何计算这些核能呢？下边介绍几种方法，供同学们参考。1.直接用计算，须注意的是，运用此公式时，质量亏损应以为单位，应取，的单位则为。[例1]（94全国高考题）一个铀核衰变为钍核时释放出一个粒子，已知铀核的质量为，钍核的质量为，粒子的质量为。在这个衰变过程中释放出的能量等于。（保留两位有效数字）解：故2.用的质量相当于的能量进行计算运用此法时只须求出质量亏损即可，但的单位必须用，然后把相当于代入即可求出核能。[例2]（89全国高考）中子的质量为，质子的质量为，氘核的质量为。中子和质子结合成氘核时释放的能量为（计算结果取两位有效数字）。解析：由于相当于，故得必须注意，质量亏损指的是原子核的质量亏损而不是原子的质量亏损，由于很多习题（包括课本上的练习题）都是用原子的质量或原子量来代替原子核的质量来计算质量亏损的，因此很多同学在解题过程中就错认为原子的质量就是原子核的质量而导致计算错误。实际上课本上的这种代替是由于电子的质量在相减中可以消去。若是在相减过程中电子的质量不能消去，则计算原子核的质量亏损时用原子质量减原子核（或核子）质量时，还须减去相应电子的质量才能得出正确的结果。当然，由于原子的质量与原子核的质量差别不大，如果题目交代了用原子的质量近似地代替原子核的质量，那我们也可以不考虑电子的质量。3.根据每个核反应方程式中所标明的核能予以计算运用此法时，首先要找出参加反应的核的个数，这就要应用阿伏伽德罗常数。[例3]铀235在裂变后所释放的核能，相当于多少煤完全燃烧所释放的化学能？煤的燃烧值是，每一个铀核裂变时释放的核能约为。解析：因一个铀核裂变所放出的能量，铀235为，它所包含的铀核个数为个，所以铀235释放的总能量为，与此相当的热量为，故相当所燃烧的煤的质量为4.由动量守恒，根据反应后部分粒子的速度或能量，求出整个反应所释放的能量。[例4]已知静止的某核单纯释放（不伴随射线）出速度为的粒子，写出核反应方程并求出释放的核能和的关系。解析：设是反冲核，核反应方程可写为，若每个核子的质子量为，则原子核的质量为，粒子的质量为，反冲核的质量为。因反冲核的速度为，则由动量守恒有：解之得故释放的总能量为：【典型例题】[例1]衰变为共发生了次衰变和次衰变。分析和解答：根据衰变规律，的质量数比的质量数减少了：，而天然放射只有衰变才能使质量数减少，且每次衰变减少质量数为4，故发生了次衰变。因每次衰变核的电荷数减少2，故由于衰变核的电荷数应减少。而核的电荷数仅减少，故说明发生了2次衰变（即）。所以在分析有关、衰变的问题时，应抓住每次衰变质量数减4，电荷数减2和每次