原子核導(dǎo)學(xué)案

PAGE1619．1原子核的組成【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.知道什么是天然放射現(xiàn)象．2．知道三種射線的本質(zhì)和區(qū)分方法．3．知道原子核的組成，知道什么是同位素．【重點難點】1.三種射線的本質(zhì)特征和區(qū)分方法．2．原子核的組成．【易錯問題】根據(jù)發(fā)生β衰變時放出電子，誤認(rèn)為電子是原子核的組成部分．【自主學(xué)習(xí)】一、天然放射現(xiàn)象1．1896年，法國物理學(xué)家________發(fā)現(xiàn)，鈾和含鈾礦物都能發(fā)出看不見的射線，這種射線可以穿透黑紙使照相底版感光．物質(zhì)發(fā)射射線的性質(zhì)稱為_______，具有放射性的元素稱___________．2．瑪麗·居里和她的丈夫皮埃爾·居里發(fā)現(xiàn)了兩種放射性更強的新元素，命名為___、___．3．放射性元素自發(fā)地發(fā)出射線的現(xiàn)象叫____________，原子序數(shù)大于或等于___的元素，都能自發(fā)地發(fā)出射線，原子序數(shù)小于83的元素，有的也能放出射線．二、射線到底是什么1．α射線實際上就是_________，速度可達(dá)到光速的1/10，其_____能力強，穿透能力較差，在空氣中只能前進(jìn)幾厘米，用_________就能把它擋住．2．β射線是高速_______，它速度很大，可達(dá)光速的99%，它的穿透能力較強，_____能力較弱，很容易穿透黑紙，也能穿透幾毫米厚的_____．3．γ射線呈電中性，是能量很高的______，波長很短，在10－10m以下，它的_____作用更小，但穿透能力更強，甚至能穿透幾厘米厚的_____和幾十厘米厚的混凝土．三、原子核的組成1．質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)：盧瑟福用α粒子轟擊氮原子核，發(fā)現(xiàn)了_____，質(zhì)子的實質(zhì)是氫原子核．2．中子的發(fā)現(xiàn)：盧瑟福的學(xué)生查德威克通過實驗證實了____的存在．3．原子核的組成：原子核是由____組成，質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為____．4．原子核的符號：eq\o\al(A,Z)X，其中X表示元素的符號，A表示核的______，Z表示_______．5．同位素：具有相同______而______不同的原子核，在元素周期表中處于_________．它們互稱為同位素．例如，氫有三種同位素eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H.【基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)】1．最早發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象的科學(xué)家為()A．盧瑟福B．貝可勒爾C．愛因斯坦 D．查德威克2．放射性元素發(fā)射出α、β、γ三種射線，以下說法中正確的是()A．α射線是由不帶電的粒子組成B．β射線是由帶正電的粒子組成C．γ射線的貫穿本領(lǐng)最強D．γ射線的電離本領(lǐng)最強3．人類認(rèn)識原子核的復(fù)雜結(jié)構(gòu)并進(jìn)行研究是從()A．發(fā)現(xiàn)電子開始的B．發(fā)現(xiàn)質(zhì)子開始的C．進(jìn)行α粒子散射實驗開始的D．發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象開始的4．氫有三種同位素，分別是氕eq\o\al(1,1)H、氘eq\o\al(2,1)H、氚eq\o\al(3,1)H，則()A．它們的質(zhì)子數(shù)相等B．它們的核外電子數(shù)相等C．它們的核子數(shù)相等D．它們的中子數(shù)相等5．一個原子核為eq\o\al(210,83)Bi，關(guān)于這個原子核，下列說法中正確的是()A．核外有83個電子，核內(nèi)有127個質(zhì)子B．核外有83個電子，核內(nèi)有83個質(zhì)子C．核內(nèi)有83個質(zhì)子，127個中子D．核內(nèi)有210個核子19．2放射性元素的衰變【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.知道衰變的概念，知道原子核衰變時遵守的規(guī)律．2．知道α、β衰變的實質(zhì)，知道γ射線是怎樣產(chǎn)生的．3．知道什么是半衰期，知道半衰期的統(tǒng)計意義，會利用半衰期解決相關(guān)問題．【重點難點】：1.α、β衰變的實質(zhì)及衰變規(guī)律．2．對半衰期概念的理解和利用半衰期解決相關(guān)問題．【易錯問題】：因認(rèn)識不到半衰期是一個統(tǒng)計規(guī)律概念而出錯．【自主學(xué)習(xí)】一、原子核的衰變1．衰變：原子核由于放出______或_______而轉(zhuǎn)變?yōu)樾潞说淖兓?．衰變形式：常見的衰變有兩種，放出α粒子的衰變?yōu)開_____，放出β粒子的衰變叫β衰變，而γ射線是伴隨α射線或β射線產(chǎn)生的．3．衰變方程：(1)α衰變：23eq\o\al(8,9)2U→23eq\o\al(4,9)0Th＋eq\o\al(4,2)He(2)β衰變：23eq\o\al(4,9)0Th→23eq\o\al(4,9)1Pa＋eq\o\al(0,－)1e4．衰變規(guī)律原子核衰變時，遵循兩個守恒定律，其一是_______守恒，其二是_______守恒．二、半衰期1．概念：放射性元素的原子核有____發(fā)生衰變需要的時間叫半衰期，放射性元素的半衰期描述的是大量原子核的統(tǒng)計規(guī)律．2．特點：半衰期與放射性元素的物理、化學(xué)狀態(tài)_______，只由核的內(nèi)部因素決定，不同的元素有____的半衰期．【基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)】1．關(guān)于放射性元素的半衰期，下列說法正確的是()A．原子核全部衰變所需時間的一半B．原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時間C．相對原子質(zhì)量減少一半所需的時間D．元素質(zhì)量減少一半所需的時間2．如果某種元素發(fā)生β衰變，則下列說法中正確的是()A．質(zhì)量數(shù)發(fā)生變化B．質(zhì)子數(shù)增加，中子數(shù)不變C．質(zhì)子數(shù)不變，中子數(shù)增加D．質(zhì)子數(shù)增加，中子數(shù)減少3．關(guān)于放射性元素的半衰期，以下說法中正確的是()A．同種放射性原子核在化合物中的半衰期比在單質(zhì)中長B．升高溫度可使放射性元素的半衰期縮短C．氡的半衰期為3.8天，若有四個氡原子核，經(jīng)過7.6天就只剩1個了D．氡的半衰期為3.8天，若有4g氡，經(jīng)過7.6天就只剩1g了4．近段時間，朝鮮的“核危機”引起了全球的矚目，其焦點問題是朝鮮核電站采用輕水堆還是重水堆，重水堆核電站在發(fā)電的同時還可以生產(chǎn)出可供研制核武器的钚239(eq\o\al(239,94)Pu)，這種eq\o\al(239,94)Pu可由鈾239(eq\o\al(239,92)U)經(jīng)過n次β衰變而產(chǎn)生，則n為()A．2 B．239C．145 D．925．一小瓶含有放射性同位素的液體，它每分鐘衰變6000次．若將它注射到一位病人的血管中，15h后從該病人身上抽取10mL血液，測得此血樣每分鐘衰變2次．已知這種同位素的半衰期為5h，求此病人全身血液總量．19.3探測射線的方法19.4放射性的應(yīng)用與防護【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.知道探測射線的方法．2．掌握核反應(yīng)的概念和原子核的人工轉(zhuǎn)變．3．知道放射性同位素，了解放射性的應(yīng)用和防護．【重點難點】1.原子核的人工轉(zhuǎn)變．2．放射性同位素的特點和應(yīng)用．【易錯問題】：誤認(rèn)為只要遵守質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒寫出的核反應(yīng)方程都是正確的．【自主學(xué)習(xí)】一、探測射線的方法探測器材的設(shè)計思路：粒子使氣體或液體電離，以這些離子為核心，過飽和氣體會產(chǎn)生_____，過熱液體會產(chǎn)生氣泡．射線中的粒子會使照相乳膠感光．射線中的粒子會使_________產(chǎn)生熒光．1．威耳遜云室其結(jié)構(gòu)為一個圓筒狀容器，上蓋透明，底部是一個可在小范圍活動的____．實驗時先往容器內(nèi)加入少量的酒精，使容器內(nèi)形成飽和蒸汽，然后迅速下拉活塞，氣體迅速膨脹，溫度降低，酒精蒸氣達(dá)到_______狀態(tài)．粒子穿過該空間時，沿途使氣體分子______產(chǎn)生離子，過飽和蒸氣就會以這些離子為核心__________，于是顯示出射線的徑跡．2．氣泡室與云室原理類似，只是容器里裝的是液體，并控制里面液體的溫度和壓強，使溫度略低于液體的沸點．當(dāng)氣泡室內(nèi)的_____突然降低時，液體的_____變低，因此液體過熱，粒子通過液體時在它周圍有氣泡形成，顯示出粒子的徑跡來．3．蓋革－米勒計數(shù)器它的主要部分是一個計數(shù)器，外面是玻璃管，里面有一個接在電源負(fù)極上的________，筒內(nèi)中間有一根接電源正極的_______，里面充入惰性氣體以及少量_________蒸氣．當(dāng)射線通過管內(nèi)時，會使氣體______，產(chǎn)生的_____在電場中加速，再與氣體分子碰撞，又使氣體電離，產(chǎn)生電子……一個粒子進(jìn)入玻璃管內(nèi)就會產(chǎn)生大量的電子，這些電子到達(dá)陽極，就形成一次瞬間導(dǎo)電，電路中形成一次_________，電子儀器把這次脈沖記錄下來．二、核反應(yīng)1．定義：原子核在_________的轟擊下產(chǎn)生________的過程．2．原子核的人工轉(zhuǎn)變(1)1919年_______用α粒子轟擊氮原子核，產(chǎn)生了氧的一種同位素，同時產(chǎn)生一個質(zhì)子．(2)盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)過程：__________________.3．遵循規(guī)律：_______守恒，_______守恒．三、人工放射性同位素1．放射性同位素的定義：有些同位素具有________，叫做放射性同位素．2．人工放射性同位素的發(fā)現(xiàn)(1)1934年約里奧-居里夫婦發(fā)現(xiàn)經(jīng)過α粒子轟擊的鋁片中含有放射性同位素____.(2)發(fā)現(xiàn)磷同位素的過程：_________________.四、放射性同位素的應(yīng)用共有兩個方面：一方面是應(yīng)用它的______．另一方面是作___________．五、輻射與安全人類從來就生活在有放射性的環(huán)境之中，_____的射線對人體組織有破壞作用．要防止_____________對水源、空氣、用具等的污染．【基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)】1．醫(yī)學(xué)界通過14C標(biāo)記的C60發(fā)現(xiàn)一種C60的羧酸衍生物，在特定條件下可以通過斷裂DNA抑制艾滋病病毒的繁殖，則14C的用途是()A．示蹤原子B．電離作用C．催化作用 D．貫穿作用2．近幾年，我國北京、上海、山東、洛陽、廣州各地引進(jìn)了十多臺γ刀，治療患者5000余例，效果極好，成為治療腦腫瘤的最佳儀器，令人感嘆的是，用γ刀治療時不用麻醉，病人清醒，時間短，半小時內(nèi)完成手術(shù)，無需住院，因而γ刀被譽為“神刀”．據(jù)報道，我國自己研制的旋式γ刀性能更好，即將進(jìn)入各大醫(yī)院為患者服務(wù)．問：γ刀治療腦腫瘤主要是利用()A．γ射線具有很強的貫穿本領(lǐng)B．γ射線具有很強的電離作用C．γ射線具有很高的能量D．γ射線能很容易地繞過阻礙物達(dá)到目的地3．貧鈾是從金屬中提煉鈾235以后的副產(chǎn)品，其主要成分為鈾238，貧鈾炸彈貫穿力是常規(guī)炸彈的9倍，殺傷力極大，而且殘留物可長期危害環(huán)境．下列關(guān)于其殘留物長期危害環(huán)境的理由正確的是()A．由于爆炸后的彈片存在放射性，對環(huán)境產(chǎn)生長期危害B．爆炸后的彈片不會對人體產(chǎn)生危害C．鈾238的衰變速率很快D．鈾的半衰期很長4．用高能eq\o\al(86,36)Kr(氪)離子轟擊eq\o\al(208,82)Pb(鉛)，釋放出一個中子后，生成了一個新核．關(guān)于新核的推斷正確的是()A．其質(zhì)子數(shù)為122B．其質(zhì)量數(shù)為294C．其原子序數(shù)為118D．其中子數(shù)為905．寫出下列原子核人工轉(zhuǎn)變的核反應(yīng)方程．(1)eq\o\al(23,11)Na(鈉核)俘獲1個α粒子后放出1個質(zhì)子；(2)eq\o\al(27,13)Al(鋁核)俘獲1個α粒子后放出1個中子；(3)eq\o\al(16,8)O(氧核)俘獲1個中子后放出1個質(zhì)子；(4)eq\o\al(30,14)Si(硅核)俘獲1個質(zhì)子后放出1個中子．6．關(guān)于放射性同位素的作用，下面說法正確的是()A．利用射線的穿透性檢查金屬制品，測量物體的密度和厚度B．利用射線的電離本領(lǐng)消除有害的靜電積累C．利用射線的生理效應(yīng)來消毒、殺菌和治療腫瘤D．利用放射性同位素作示蹤原子7．下列有關(guān)放射性同位素eq\o\al(30,15)P的說法中正確的是()A.eq\o\al(30,15)P與eq\o\al(30,14)X互為同位素B.eq\o\al(30,15)P與其同位素有相同的化學(xué)性質(zhì)C．用eq\o\al(30,15)P制成化合物后它的半衰期變長D．含有eq\o\al(30,15)P的磷肥釋放正電子，可用作示蹤原子，觀察磷肥對植物的影響8．關(guān)于放射性同位素的應(yīng)用，下列說法正確的是()A．放射線改變了布料的性質(zhì)使其不再因摩擦而生電，因此達(dá)到了消除有害靜電的目的B．利用γ射線的貫穿性可以為金屬探傷，也能進(jìn)行人體的透視C．用放射線照射作物種子能使其DNA發(fā)生變異，其結(jié)果一定是成為更優(yōu)秀的品種D．用γ射線治療腫瘤時一定要嚴(yán)格控制劑量，以免對人體正常組織造成太大的危害9．以下幾個核反應(yīng)方程中，粒子X代表中子的方程是()A.eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋XB.eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(12,6)C＋XC.eq\o\al(30,15)P→eq\o\al(30,14)Si＋XD.eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(14,7)N＋X10．三個原子核X、Y、Z，X核放出一個正電子后變?yōu)閅核，Y核與質(zhì)子發(fā)生核反應(yīng)生成Z核并放出一個氦核(eq\o\al(4,2)He)．則下面說法正確的是()A．X核比Z核多一個質(zhì)子B．X核比Z核少一個中子C．X核的質(zhì)量數(shù)比Z核質(zhì)量數(shù)大3D．X核與Z核的總電荷是Y核電荷的2倍11．鋁箔被α粒子轟擊后發(fā)生了以下核反應(yīng)：eq\o\al(27,13)Al＋eq\o\al(4,2)He→X＋eq\o\al(1,0)n.下列判斷正確的是()A.eq\o\al(1,0)n是質(zhì)子B.eq\o\al(1,0)n是中子C．X是eq\o\al(28,14)Si的同位素 D．X是eq\o\al(31,15)P的同位素12．用中子轟擊氧原子核的核反應(yīng)方程式eq\o\al(16,8)O＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(a,7)N＋eq\o\al(0,b)X，對式中X、a、b的判斷正確的是()A．X代表中子，a＝17，b＝1B．X代表電子，a＝17，b＝－1C．X代表正電子，a＝17，b＝1D．X代表質(zhì)子，a＝17，b＝113．用中子轟擊鋁27，產(chǎn)生鈉24和X粒子，鈉24具有放射性，它衰變后變成鎂24，則X粒子和鈉的衰變過程分別是()A．質(zhì)子、α衰變B．電子、α衰變C．α粒子、β衰變 D．正電子、β衰變14.圖19－3－2如圖19－3－2所示，帶電粒子在“云室”中運動時，可呈現(xiàn)運動徑跡，將“云室”放在勻強電場中，通過觀察帶電粒子的徑跡，可以研究原子核發(fā)生衰變的規(guī)律．現(xiàn)將一靜止的放射性14C放入上述裝置中，當(dāng)它發(fā)生衰變時，可能放出α粒子或電子或正電子．所放射的粒子與反沖核經(jīng)過相等的時間所形成的徑跡如圖所示(發(fā)生衰變后瞬間放射出的粒子和反沖核的速度方向與電場強度E垂直，a、b均表示長度)．則(1)14C發(fā)生衰變時所放射出的粒子是________．(2)14C發(fā)生衰變時所放射出的粒子的運動軌跡是________(填“①”或“②”)．(3)14C的衰變方程是________________________________________________________________________．(4)簡要推導(dǎo)發(fā)生衰變后的瞬間放出的粒子與反沖核的動能之比．15．1930年科學(xué)家發(fā)現(xiàn)釙放出的射線貫穿能力極強，它甚至能穿透幾厘米厚的鉛板，1932年，英國年輕物理學(xué)家查德威克用這種未知射線分別轟擊氫原子和氮原子，結(jié)果打出一些氫核和氮核．若未知射線均與靜止的氫核和氮核正碰，測出被打出的氫核最大速度為vH＝3.5×107m/s，被打出的氮核的最大速度vN＝4.7×106m/s，假定正碰時無機械能損失，設(shè)未知射線中粒子質(zhì)量為m，初速度為v，質(zhì)子的質(zhì)量為m′.(1)推導(dǎo)被打出的氫核和氮核的速度表達(dá)式；(2)根據(jù)上述數(shù)據(jù)，推算出未知射線中粒子的質(zhì)量m與質(zhì)子的質(zhì)量m′之比(已知氮核質(zhì)量為氫核質(zhì)量的14倍)．19．5核力和結(jié)合能【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.知道核力是只存在于相鄰核子間的短程強相互作用力．2．會根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒寫出核反應(yīng)方程．3．認(rèn)識原子核的結(jié)合能，并能根據(jù)質(zhì)量虧損利用質(zhì)能方程計算結(jié)合能．【重點難點】：1.對愛因斯坦質(zhì)能方程的理解．2．原子核的結(jié)合能的計算．【易錯問題】：誤認(rèn)為在核反應(yīng)中質(zhì)量與能量發(fā)生了相互轉(zhuǎn)化．【自主學(xué)習(xí)】一、核力與四種基本相互作用1．核力：原子核里的____間存在著相互作用的核力，_____把核子緊緊地束縛在核內(nèi)，形成穩(wěn)定的原子核．2．核力特點：(1)核力是___相互作用的一種表現(xiàn)，在它的作用范圍內(nèi)，核力比庫侖力大得多．(2)核力是______，作用范圍在___________之內(nèi)．(3)每個核子只跟_____的核子發(fā)生核力作用，這也稱為核力的________．3．基本相互作用：(1)長程力：一種是________，另一種是________．(2)短程力：一種是____，另一種是_____．弱力是引起β衰變的原因．二、原子核中質(zhì)子與中子的比例自然界中較輕的原子核，質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)________，但對于較重的原子核，中子數(shù)_____質(zhì)子數(shù)，越重的元素，兩者相差____．三、結(jié)合能原子核是核子結(jié)合在一起構(gòu)成的，要把它們分開，也需要能量，這就是原子核的結(jié)合能．結(jié)合能并不是由于核子結(jié)合成原子核而具有的能量，而是為把核子分開而需要的能量．四、質(zhì)量虧損1．愛因斯坦質(zhì)能方程_______.(1)物體具有的能量與它的質(zhì)量成正比，物體的能量增大了，質(zhì)量也_____；能量減小，質(zhì)量也_____．(2)任何質(zhì)量為m的物體都具有大小相當(dāng)于___的能量．(3)在國際單位制中E、m、c的單位分別取___、____、______．(4)由E＝mc2得ΔE＝_____，ΔE對應(yīng)著Δm質(zhì)量的能量．2．質(zhì)量虧損：原子核的質(zhì)量_____組成它的核子的質(zhì)量之和的現(xiàn)象．【基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)】1．(2009年高考浙江卷)氦原子核由兩個質(zhì)子與兩個中子組成，這兩個質(zhì)子之間存在著萬有引力、庫侖力和核力，則3種力從大到小的排列順序是()A．核力、萬有引力、庫侖力B．萬有引力、庫侖力、核力C．庫侖力、核力、萬有引力D．核力、庫侖力、萬有引力2．核子結(jié)合成原子核或原子核分解為核子時，都伴隨著巨大的能量變化，這是因為()A．原子核帶正電，電子帶負(fù)電，電荷間存在很大的庫侖力B．核子具有質(zhì)量且相距很近，存在很大的萬有引力C．核子間存在著強大的核力D．核子間存在著復(fù)雜的電磁力3．對公式ΔE＝Δmc2，下列說法中正確的是()A．能量可以轉(zhuǎn)化為質(zhì)量B．質(zhì)量可以轉(zhuǎn)化為能量C．能量的轉(zhuǎn)化與質(zhì)量的轉(zhuǎn)化是成比例的D．在核反應(yīng)中，能量與質(zhì)量都不守恒4．用質(zhì)子轟擊鋰核(eq\o\al(7,3)Li)生成兩個α粒子，以此進(jìn)行有名的驗證愛因斯坦質(zhì)能方程的實驗．已知質(zhì)子的初動能是0.6MeV，質(zhì)子、α粒子和鋰核的質(zhì)量分別是1.0073u、4.0015u和7.0160u．已知1u相當(dāng)于931.5MeV，則下列敘述中正確的是()A．此反應(yīng)過程質(zhì)量減少0.0103uB．生成的兩個α粒子的動能之和是18.3MeV，與實驗相符C．核反應(yīng)中釋放的能量是18.9MeV，與實驗相符D．若生成的兩個α粒子的動能之和是19.5MeV，與實驗相符5．一個鋰核(eq\o\al(7,3)Li)受到一個質(zhì)子的轟擊，變成兩個α粒子．已知一個氫原子核的質(zhì)量是1.6736×10－27kg，一個鋰核的質(zhì)量是11.6505×10－27kg，一個氦核的質(zhì)量是6.6466×10－27kg.(1)試寫出這一過程的核反應(yīng)方程；(2)計算這一過程中的質(zhì)量虧損；(3)計算這一過程中所釋放的核能．【能力提升】1．關(guān)于結(jié)合能，下列說法中正確的有()A．核子結(jié)合成原子核時，需吸收的能量B．核子結(jié)合成原子核時，能放出的能量C．不同的核子結(jié)合成原子核時，所需吸收的能量相同D．使一個氘核分解成一個中子和一個質(zhì)子時，吸收的能量是一個恒定值2．關(guān)于愛因斯坦質(zhì)能方程的下列看法中正確的是()A．E＝mc2中的E是物體以光速運動的動能B．E＝mc2是物體的核能C．E＝mc2反映了一定的質(zhì)量與一定的能量有相當(dāng)?shù)年P(guān)系D．ΔE＝Δmc2表示發(fā)生的質(zhì)量虧損Δm變?yōu)槟芰糠懦鋈?．某核反應(yīng)方程為eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋X.已知eq\o\al(2,1)H的質(zhì)量為2.0136u，eq\o\al(3,1)H的質(zhì)量為3.0180u，eq\o\al(4,2)He的質(zhì)量為4.0026u，X的質(zhì)量為1.0087u．則下列說法中正確的是()A．X是質(zhì)子，該反應(yīng)釋放能量B．X是中子，該反應(yīng)釋放能量C．X是質(zhì)子，該反應(yīng)吸收能量D．X是中子，該反應(yīng)吸收能量4．質(zhì)子的質(zhì)量為mp，中子的質(zhì)量為mn，它們結(jié)合成質(zhì)量為m的氘核，放出的能量應(yīng)為()A．(mp＋mn－m)c2B．(mp＋mn)c2C．mc2D．(m－mp)c25．下列說法中正確的是()A．愛因斯坦質(zhì)能方程反映了物體質(zhì)量就是能量，它們之間可以互相轉(zhuǎn)化B．由E＝mc2可知，能量與質(zhì)量之間存在著正比關(guān)系，可以用物體的質(zhì)量作為它所蘊含能量的量度C．核反應(yīng)中發(fā)現(xiàn)的“質(zhì)量虧損”是消失的質(zhì)量轉(zhuǎn)化成的D．因在核反應(yīng)中產(chǎn)生能量，有質(zhì)量的轉(zhuǎn)化，所以系統(tǒng)只有質(zhì)量數(shù)守恒，系統(tǒng)的總能量和總質(zhì)量并不守恒6．(2010年北京西城區(qū)抽樣)為了直接驗證愛因斯坦狹義相對論中著名的質(zhì)能方程E＝mc2，科學(xué)家用中子轟擊硫原子，分別測出原子捕獲中子前后質(zhì)量的變化以及核反應(yīng)過程中放出的能量，然后進(jìn)行比較，精確驗證了質(zhì)能方程的正確性．設(shè)捕獲中子前的原子質(zhì)量為m1，捕獲中子后的原子質(zhì)量為m2，被捕獲的中子質(zhì)量為m3，核反應(yīng)過程放出的能量為ΔE，則這一實驗需驗證的關(guān)系式是()A．ΔE＝(m1－m2－m3)c2B．ΔE＝(m1＋m3－m2)c2C．ΔE＝(m2－m1－m3)c2D．ΔE＝(m2－m1＋m3)c27．中子n、質(zhì)子p、氘核D的質(zhì)量分別為mn、mp、mD.現(xiàn)用光子能量為E的γ射線照射靜止氘核使之分解，反應(yīng)方程為γ＋D→p＋n.若分解后的中子、質(zhì)子的動能可視為相等，則中子的動能是()A.eq\f(1,2)[(mD－mp－mn)c2－E]B.eq\f(1,2)[(mp＋mn－mD)c2＋E]C.eq\f(1,2)[(mD－mp－mn)c2＋E]D.eq\f(1,2)[(mp＋mn－mD)c2－E]8．中子和質(zhì)子結(jié)合成氘核時，質(zhì)量虧損為Δm，相應(yīng)的能量ΔE＝Δmc2＝2.2MeV是氘核的結(jié)合能．下列說法正確的是()A．用能量小于2.2MeV的光子照射靜止氘核時，氘核不能分解為一個質(zhì)子和一個中子B．用能量等于2.2MeV的光子照射靜止氘核時，氘核可能分解為一個質(zhì)子和一個中子，它們的動能之和為零C．用能量大于2.2MeV的光子照射靜止氘核時，氘核可能分解為一個質(zhì)子和一個中子，它們的動能之和為零D．用能量大于2.2MeV的光子照射靜止氘核時，氘核可能分解為一個質(zhì)子和一個中子，它們的動能之和不為零9．氘核和氚核聚變時的核反應(yīng)方程為eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n.已知eq\o\al(3,1)H的平均結(jié)合能是2.78MeV，eq\o\al(2,1)H的平均結(jié)合能是1.09MeV，eq\o\al(4,2)He的平均結(jié)合能是7.03MeV，試計算核反應(yīng)時釋放的能量．10．已知eq\o\al(210,84)Po原子核質(zhì)量為209.98287u，eq\o\al(206,82)Pb原子核的質(zhì)量為205.97446u，eq\o\al(4,2)He原子核的質(zhì)量為4.00260u，靜止的eq\o\al(210,84)Po核在α衰變中放出α粒子后變成eq\o\al(206,82)Pb，求：(1)在衰變過程中釋放的能量；(2)α粒子從Po核中射出時的動能；(3)反沖核的動能(已知1u＝931.5MeV，且核反應(yīng)釋放的能量只轉(zhuǎn)化為動能)．19．6核的裂變19.7核聚變【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.知道什么是裂變、什么是聚變，了解裂變和聚變的特點．2．知道鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，并能計算裂變釋放的核能．3．會寫出聚變反應(yīng)方程并能計算聚變釋放的核能．4．了解基本粒子、夸克模型及宇宙的演化．【重點難點】：裂變、聚變釋放的核能的計算．【易錯問題】：對聚變比裂變反應(yīng)釋放的能量的大的說法認(rèn)識不清．【自主學(xué)習(xí)】一、核裂變1．定義：重核分裂成質(zhì)量較小的核，釋放出核能的反應(yīng)．2．鏈?zhǔn)椒磻?yīng)：當(dāng)一個_____引起一個鈾核裂變后，裂變中放出的中子再引起其他鈾核裂變，且能不斷繼續(xù)下去，這種反應(yīng)叫核裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)．典型反應(yīng)方程：23eq\o\al(5,9)2U＋eq\o\al(1,0)n→14eq\o\al(4,5)6Ba＋8eq\o\al(9,3)6Kr＋3eq\o\al(1,0)n.3．鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的條件：發(fā)生裂變物質(zhì)的體積大于等于_________或裂變物質(zhì)的質(zhì)量大于等于臨界質(zhì)量．二、核電站1．工作原理現(xiàn)以壓水式反應(yīng)堆核電站為例，討論電站的工作原理，壓水式反應(yīng)堆核電站包括：壓水堆本體，由蒸汽發(fā)生器、稱壓器、主泵構(gòu)成的一回路系統(tǒng)，二回路系統(tǒng)，汽輪發(fā)電機組以及為支持系統(tǒng)正常運行并保證反應(yīng)堆安全而設(shè)置的輔助系統(tǒng)，回路系統(tǒng)是蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)，將反應(yīng)堆釋放的內(nèi)能，由冷卻劑帶到蒸汽發(fā)生器中，產(chǎn)生蒸汽；二回路系統(tǒng)是蒸汽驅(qū)動汽輪發(fā)電機組進(jìn)行發(fā)電的系統(tǒng)，與常規(guī)火電廠汽輪發(fā)電系統(tǒng)基本相同．2．核燃料：目前核電站反應(yīng)堆以_____為燃料．3．___________是核電站的心臟，它是一種用人工控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的裝置，可以使核能較平緩地釋放出來，裂變反應(yīng)堆的結(jié)構(gòu)和工作原理。三、核聚變1．定義：輕核結(jié)合成質(zhì)量_____的核的反應(yīng)．輕核聚變反應(yīng)必須在________下進(jìn)行，因此又叫熱核反應(yīng)．2．氫彈爆炸的核反應(yīng)方程：eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋__.3．在消耗相同質(zhì)量的核燃料時，輕核聚變比重核裂變能釋放更__的能量．熱核反應(yīng)一旦發(fā)生，就不再需要外界給它能量，靠自身產(chǎn)生的熱就可以使反應(yīng)進(jìn)行下去．4．太陽內(nèi)部和許多恒星內(nèi)部，溫度高達(dá)107K以上，其反應(yīng)就是____反應(yīng)的實例．四、受控?zé)岷朔磻?yīng)聚變與裂變相比有很多優(yōu)點，第一，輕核聚變產(chǎn)能效率高；第二，地球上聚變?nèi)剂系膬α控S富；第三，輕核聚變更為安全、清潔．五、粒子和宇宙1．“基本粒子”不基本在19世紀(jì)末，人們認(rèn)為光子、____、_____和____是組成物質(zhì)的不可再分的最基本的粒子，20世紀(jì)后半期，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)質(zhì)子、中子也有著自己的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，于是基本粒子不再“基本”．2．發(fā)現(xiàn)新粒子(1)新粒子：1932年發(fā)現(xiàn)正電子，1937年發(fā)現(xiàn)μ子，1947年發(fā)現(xiàn)K介子和π介子；以后又發(fā)現(xiàn)了質(zhì)量比質(zhì)子大的叫做_____．(2)反粒子：實驗中發(fā)現(xiàn)，對應(yīng)著許多粒子都存在著質(zhì)量與它相同而電荷及其他一些物理性質(zhì)______的粒子，叫做反粒子．例如，電子的反粒是正電子，質(zhì)子的反粒子是反質(zhì)子等．(3)粒子分類：按照粒子與各種相互作用的關(guān)系分為三大類：______、輕子和________．3．夸克模型(1)什么是夸克：強子(質(zhì)子、中子)有著自己復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，它們有更為基本的成分組成，科學(xué)家認(rèn)為這種成分叫夸克．(2)分類：上夸克、_______、奇異夸克、粲夸克、_______、頂夸克共有六種，它們帶的電荷分別為元電荷的_________.每種夸克都有對應(yīng)的反夸克．(3)意義：夸克理論的最大突破是________不再是電荷的最小單元，即存在分?jǐn)?shù)電荷．(4)夸克禁閉：夸克不能以___________________，這種性質(zhì)稱為夸克的禁閉．4．宇宙的演化：宇宙起源于一次大爆炸，這種理論被稱為宇宙________理論．5．恒星的演化恒星的最后歸宿是：質(zhì)量小于太陽質(zhì)量的1.4倍的恒星會演變成_______，即體積很小，質(zhì)量不太小的恒星；質(zhì)量大于1.4倍小于2倍太陽質(zhì)量的恒星，會演變成________；更大質(zhì)量的恒星，會演變成“______”．【基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)】1．關(guān)于鈾核的裂變，下列說法正確的是()A．鈾核裂變的產(chǎn)物是多種多樣的B．鈾核裂變時能同時釋放出2～3個中子C．為了使裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)容易進(jìn)行，最好用濃縮鈾235D．鈾塊的體積對產(chǎn)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)無影響2．下列核反應(yīng)中，表示核裂變的是()A．23eq\o\al(8,9)2U→23eq\o\al(4,9)0Th＋eq\o\al(4,2)HeB．23eq\o\al(5,9)2U＋eq\o\al(1,0)n→14eq\o\al(4,5)6Ba＋8eq\o\al(9,3)6Kr＋3eq\o\al(1,0)nC．3eq\o\al(0,1)5P→3eq\o\al(0,1)4Si＋eq\o\al(0,1)eD.eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(4,2)He→1eq\o\al(2,6)C＋eq\o\al(1,0)n．3．以下核反應(yīng)方程中屬于核聚變的是()A.eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)nB.eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)HC.eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(2,1)H＋γD．4eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(4,2)He＋2eq\o\al(0,1)e4．目前普遍認(rèn)為，質(zhì)子和中子都是由被稱為u夸克和d夸克的兩類夸克組成．u夸克帶電荷量為eq\f(2,3)e，d夸克帶電荷量為－eq\f(1,3)e，e為元電荷．下列論斷可能正確的是()A．質(zhì)子由1個u夸克和1個d夸克組成，中子由1個u夸克和2個d夸克組成B．質(zhì)子由2個u夸克和1個d夸克組成，中子由1個u夸克和2個d夸克組成C．質(zhì)子由1個u夸克和2個d夸克組成，中子由2個u夸克和1個d夸克組成D．質(zhì)子由2個u夸克和1個d夸克組成，中子由1個u夸克和1個d夸克組成5．在鈾核裂變成鋇和氪的裂變反應(yīng)中，質(zhì)量虧損Δm＝0.2153u，那么，(1)一個鈾核裂變釋放的能量為多少？(2)反應(yīng)中平均每個核子釋放的能量為多少？【能力提升】1.eq\o\al(235,92)U吸收1個慢中子后，分裂成eq\o\al(139,54)Xe和eq\o\al(94,38)Sr，同時還放出()A．1個α粒子B．1個氘核C．3個中子 D．2個中子2．下列核反應(yīng)方程及其表述都正確的是()A.eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,2)He→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,1)H是聚變反應(yīng)B.eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(141,56)Ba＋eq\o\al(92,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)n是裂變反應(yīng)C.eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n是聚變反應(yīng)D.eq\o\al(24,11)Na→eq\o\al(24,12)Mg＋eq\o\al(0,－1)e是裂變反應(yīng)3．關(guān)于輕核聚變釋放核能，下列說法正確的是()A．一次聚變反應(yīng)一定比一次裂變反應(yīng)釋放的能量多B．聚變反應(yīng)比裂變反應(yīng)每個核子釋放的平均能量一定大C．聚變反應(yīng)中粒子的結(jié)合能變大D．聚變反應(yīng)中由于形成質(zhì)量較大的核，故反應(yīng)后質(zhì)量增加4．一個eq\o\al(235,92)U原子核在