高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題61 原子與原子核(講)(含解析)1
《高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題61 原子與原子核(講)(含解析)1》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題61 原子與原子核(講)(含解析)1(13頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
專題61 原子與原子核(講) 命題規(guī)律 (1)動(dòng)量和動(dòng)量守恒等基本概念、規(guī)律的理解,一般結(jié)合碰撞等實(shí)際過(guò)程考查; (2)綜合運(yùn)用動(dòng)量和機(jī)械能的知識(shí)分析較復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)過(guò)程; (3)光電效應(yīng)、波粒二象性的考查; (4)氫原子光譜、能級(jí)的考查; (5)放射性元素的衰變、核反應(yīng)的考查; (6)質(zhì)能方程、核反應(yīng)方程的計(jì)算; (7)與動(dòng)量守恒定律相結(jié)合的計(jì)算 復(fù)習(xí)策略 (1)深刻理解動(dòng)量守恒定律,注意動(dòng)量的矢量性、瞬時(shí)性、同一性和同時(shí)性; (2)培養(yǎng)建模能力,將物理問(wèn)題經(jīng)過(guò)分析、推理轉(zhuǎn)化為動(dòng)力學(xué)問(wèn)題; (3)深刻理解基本概念和基本規(guī)律; (4)關(guān)注科技熱點(diǎn)和科技進(jìn)步; (5)體會(huì)微觀領(lǐng)域的研究方法,從實(shí)際出發(fā),經(jīng)分析總結(jié)、提出假設(shè)、建立模型,再經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,發(fā)現(xiàn)新的問(wèn)題,從而對(duì)假設(shè)進(jìn)行修正 1.知道兩種原子結(jié)構(gòu)模型,會(huì)用玻爾理論解釋氫原子光譜. 2.掌握氫原子的能級(jí)公式并能結(jié)合能級(jí)圖求解原子的躍遷問(wèn)題. 3.掌握原子核的衰變、半衰期等知識(shí). 4.會(huì)書(shū)寫(xiě)核反應(yīng)方程,并能根據(jù)質(zhì)能方程求解核能問(wèn)題. 一、氫原子光譜、氫原子的能級(jí)、能級(jí)公式 1.原子的核式結(jié)構(gòu) (1)電子的發(fā)現(xiàn):英國(guó)物理學(xué)家湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子。 (2)α粒子散射實(shí)驗(yàn):1909~1911年,英國(guó)物理學(xué)家盧瑟福和他的助手進(jìn)行了用α粒子轟擊金箔的實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)α粒子穿過(guò)金箔后基本上仍沿原來(lái)方向前進(jìn),但有少數(shù)α粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn),偏轉(zhuǎn)的角度甚至大于90,也就是說(shuō)它們幾乎被“撞”了回來(lái)。 (3)原子的核式結(jié)構(gòu)模型:在原子中心有一個(gè)很小的核,原子全部的正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在核里,帶負(fù)電的電子在核外空間繞核旋轉(zhuǎn)。 2.光譜 (1)光譜 用光柵或棱鏡可以把光按波長(zhǎng)展開(kāi),獲得光的波長(zhǎng)(頻率)和強(qiáng)度分布的記錄,即光譜。 (2)光譜分類 有些光譜是一條條的亮線,這樣的光譜叫做線狀譜。 有的光譜是連在一起的光帶,這樣的光譜叫做連續(xù)譜。 (3)氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律 巴耳末線系是氫原子光譜在可見(jiàn)光區(qū)的譜線,其波長(zhǎng)公式=R,(n=3,4,5,…),R是里德伯常量,R=1.10107 m-1,n為量子數(shù)。 3.玻爾理論 (1)定態(tài):原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中,在這些能量狀態(tài)中原子是穩(wěn)定的,電子雖然繞核運(yùn)動(dòng),但并不向外輻射能量。 (2)躍遷:原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)時(shí),它輻射或吸收一定頻率的光子,光子的能量由這兩個(gè)定態(tài)的能量差決定,即hν=Em-En。(h是普朗克常量,h=6.6310-34 Js) (3)軌道:原子的不同能量狀態(tài)跟電子在不同的圓周軌道繞核運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng)。原子的定態(tài)是不連續(xù)的,因此電子的可能軌道也是不連續(xù)的。 4.氫原子的能級(jí)、能級(jí)公式 (1)氫原子的能級(jí) 能級(jí)圖如圖所示 (2)氫原子的能級(jí)和軌道半徑 ①氫原子的能級(jí)公式:En=E1 (n=1,2,3,…),其中E1為基態(tài)能量,其數(shù)值為E1=-13.6 eV。 ②氫原子的半徑公式:rn=n2r1 (n=1,2,3,…),其中r1為基態(tài)半徑,又稱玻爾半徑,其數(shù)值為r1=0.5310-10 m。 二、原子核的組成、放射性、原子核的衰變、半衰期、放射性同位素 1.原子核的組成:原子核是由質(zhì)子和中子組成的,原子核的電荷數(shù)等于核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)。 2.天然放射現(xiàn)象 (1)天然放射現(xiàn)象 元素自發(fā)地放出射線的現(xiàn)象,首先由貝克勒爾發(fā)現(xiàn)。天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn),說(shuō)明原子核具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。 (2)放射性和放射性元素 物質(zhì)發(fā)射某種看不見(jiàn)的射線的性質(zhì)叫放射性。具有放射性的元素叫放射性元素。 (3)三種射線:放射性元素放射出的射線共有三種,分別是α射線、β射線、γ射線。 (4)放射性同位素的應(yīng)用與防護(hù) ①放射性同位素:有天然放射性同位素和人工放射性同位素兩類,放射性同位素的化學(xué)性質(zhì)相同。 ②應(yīng)用:消除靜電、工業(yè)探傷、作示蹤原子等。 ③防護(hù):防止放射性對(duì)人體組織的傷害。 3.原子核的衰變 (1)衰變:原子核放出α粒子或β粒子,變成另一種原子核的變化稱為原子核的衰變。 (2)分類 α衰變:X→Y+He β衰變:X→Y+e (3)半衰期:放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間。半衰期由原子核內(nèi)部的因素決定,跟原子所處的物理、化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān)。 三、核力、結(jié)合能、質(zhì)量虧損 1.核力 (1)定義: 原子核內(nèi)部,核子間所特有的相互作用力。 (2)特點(diǎn): ①核力是強(qiáng)相互作用的一種表現(xiàn); ②核力是短程力,作用范圍在1.510-15m之內(nèi); ③每個(gè)核子只跟它的相鄰核子間才有核力作用。 2.結(jié)合能 核子結(jié)合為原子核時(shí)釋放的能量或原子核分解為核子時(shí)吸收的能量,叫做原子核的結(jié)合能,亦稱核能。 3.比結(jié)合能 (1)定義: 原子核的結(jié)合能與核子數(shù)之比,稱做比結(jié)合能,也叫平均結(jié)合能。 (2)特點(diǎn): 不同原子核的比結(jié)合能不同,原子核的比結(jié)合能越大,表示原子核中核子結(jié)合得越牢固,原子核越穩(wěn)定。 4.質(zhì)能方程、質(zhì)量虧損 愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程E=mc2,原子核的質(zhì)量必然比組成它的核子的質(zhì)量和要小Δm,這就是質(zhì)量虧損。由質(zhì)量虧損可求出釋放的核能ΔE=Δmc2。 四、裂變反應(yīng)和聚變反應(yīng)、裂變反應(yīng)堆 核反應(yīng)方程 1.重核裂變 (1)定義:質(zhì)量數(shù)較大的原子核受到高能粒子的轟擊而分裂成幾個(gè)質(zhì)量數(shù)較小的原子核的過(guò)程。 (2)典型的裂變反應(yīng)方程: U+n→Kr+Ba+3n。 (3)鏈?zhǔn)椒磻?yīng):由重核裂變產(chǎn)生的中子使裂變反應(yīng)一代接一代繼續(xù)下去的過(guò)程。 (4)臨界體積和臨界質(zhì)量:裂變物質(zhì)能夠發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的最小體積及其相應(yīng)的質(zhì)量。 (5)裂變的應(yīng)用:原子彈、核反應(yīng)堆。 (6)反應(yīng)堆構(gòu)造:核燃料、減速劑、鎘棒、防護(hù)層。 2.輕核聚變 (1)定義:兩輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核的反應(yīng)過(guò)程。輕核聚變反應(yīng)必須在高溫下進(jìn)行,因此又叫熱核反應(yīng)。 (2)典型的聚變反應(yīng)方程: H+H→He+n+17.6 MeV 考點(diǎn)一 氫原子能級(jí)及能級(jí)躍遷 1.定態(tài)間的躍遷——滿足能級(jí)差 (1)從低能級(jí)(n小)高能級(jí)(n大)―→吸收能量。 hν=En大-En小 (2)從高能級(jí)(n大)低能級(jí)(n小)―→放出能量。 hν=En大-En小 2.電離 電離態(tài)與電離能 電離態(tài):n=∞,E=0 基態(tài)→電離態(tài):E吸=0-(-13.6 eV)=13.6 eV電離能。 n=2→電離態(tài):E吸=0-E2=3.4 eV 如吸收能量足夠大,克服電離能后,獲得自由的電子還攜帶動(dòng)能。 ★重點(diǎn)歸納★ 1、解答氫原子能級(jí)圖與原子躍遷問(wèn)題應(yīng)注意: (1)能級(jí)之間發(fā)生躍遷時(shí)放出(吸收)光子的頻率由hν=Em-En求得。若求波長(zhǎng)可由公式c=λν求得。 (2)一個(gè)氫原子躍遷發(fā)出可能的光譜線條數(shù)最多為(n-1)。 (3)一群氫原子躍遷發(fā)出可能的光譜線條數(shù)的兩種求解方法。 ①用數(shù)學(xué)中的組合知識(shí)求解:。 ②利用能級(jí)圖求解:在氫原子能級(jí)圖中將氫原子躍遷的各種可能情況一一畫(huà)出,然后相加。 2、對(duì)原子躍遷條件的理解 (1)原子從低能級(jí)向高能級(jí)躍遷,吸收一定能量的光子.只有當(dāng)一個(gè)光子的能量滿足hν=E末-E初時(shí),才能被某一個(gè)原子吸收,使原子從低能級(jí)E初向高能級(jí)E末躍遷,而當(dāng)光子能量hν大于或小于E末-E初時(shí)都不能被原子吸收. (2)原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷,以光子的形式向外輻射能量,所輻射的光子能量恰等于發(fā)生躍遷時(shí)的兩能級(jí)間的能量差. (3)入射光子和入射電子的區(qū)別:若是在光子的激發(fā)下引起原子躍遷,則要求光子的能量必須等于原子的某兩個(gè)能級(jí)差;若是在電子的碰撞下引起的躍遷,則要求電子的能量必須大于或等于原子的某兩個(gè)能級(jí)差.兩種情況有所區(qū)別. 特別提醒 原子的總能量Ekn隨r的增大而減小,又En隨n的增大而增大,故Epn隨n的增大而增大,電勢(shì)能的變化也可以從電場(chǎng)力做功的角度進(jìn)行判斷,當(dāng)r減小時(shí),電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減小,反之,電勢(shì)能增大. ★典型案例★已知?dú)湓拥哪芗?jí)圖如圖所示,現(xiàn)用光子能量介于10eV~12.9eV范圍內(nèi)的光去照射一群處于基態(tài)的氫原子,則下列說(shuō)法中正確的是:() A.在照射光中可能被吸收的光子能量有無(wú)數(shù)種 B.在照射光中可能被吸收的光子能量只有6種 C.照射后可能觀測(cè)到氫原子發(fā)射不同波長(zhǎng)的光有6種 D.照射后可能觀測(cè)到氫原子發(fā)射不同波長(zhǎng)的光有3種 【答案】C 【解析】 【名師點(diǎn)睛】能級(jí)間發(fā)生躍遷時(shí)吸收或輻射的光子能量等于兩能級(jí)間的能級(jí)差,根據(jù)數(shù)學(xué)組合公式求出處于激發(fā)態(tài)的氫原子可能發(fā)射出不同波長(zhǎng)光的種數(shù)。 ★針對(duì)練習(xí)1★如圖所示為氫原子能級(jí)圖,可見(jiàn)光的光子能量范圍約為1.62eV~3.11eV.下列說(shuō)法正確的是_________.(填正確答案標(biāo)號(hào).選對(duì)1個(gè)得2分,選對(duì)2個(gè)得4分,選對(duì)3個(gè)得5分.每選錯(cuò)1個(gè)扣3分,最低得分為0分) A.大量處在n>3的高能級(jí)的氫原子向n=3能級(jí)躍遷時(shí),發(fā)出的光有一部分是可見(jiàn)光 B.大量處在n=4能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí),最多輻射6種頻率的光 C.大量處在n=3能級(jí)的氫原子向n=2能級(jí)躍遷時(shí),發(fā)出的光是紫外線 D.處在n=3能級(jí)的氫原子吸收任意頻率的紫外線光子都能發(fā)生電離 E.處在n=3能級(jí)的氫原子躍遷到n=1能級(jí),輻射出的光照射逸出功為6.34eV的金屬鉑能發(fā)生光電效應(yīng) 【答案】BDE 【解析】 【名師點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵知道能級(jí)躍遷的特點(diǎn),以及熟悉各種電磁波,知道它們頻率大小的關(guān)系. ★針對(duì)練習(xí)2★(多選)如圖所示為氫原子的能級(jí)示意圖?,F(xiàn)用能量介于10eV-12.9eV范圍內(nèi)的光子去照射一群處于基態(tài)的氫原子,則下列說(shuō)法正確的是:() A.照射光中只有一種頻率的光子被吸收 B.照射光中有三種頻率的光子被吸收 C.氫原子最多發(fā)射出三種不同波長(zhǎng)的光 D.氫原子最多發(fā)射出六種不同波長(zhǎng)的光 【答案】BD 【解析】 因?yàn)?,,可知照射光中有三種頻率的光子被吸收.氫原子躍遷的最高能級(jí)為能級(jí),根據(jù)知,氫原子發(fā)射出六種不同波長(zhǎng)的光,故B、D正確,A、C錯(cuò)誤。 【名師點(diǎn)睛】能級(jí)間發(fā)生躍遷時(shí)吸收或輻射的光子能量等于兩能級(jí)間的能級(jí)差,根據(jù)數(shù)學(xué)組合公式求出處于激發(fā)態(tài)的氫原子可能發(fā)射出不同波長(zhǎng)光的種數(shù)。 考點(diǎn)二 原子核的衰變和原子核的人工轉(zhuǎn)變 1.衰變規(guī)律及實(shí)質(zhì) (1)兩種衰變的比較 衰變類型 α衰變 β衰變 衰變方程 X→Y+He X→AZ+1Y+e 衰變實(shí)質(zhì) 2個(gè)質(zhì)子和2個(gè)中子結(jié)合成一個(gè)整體射出 中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子和電子 2H+2n→He n→H+e 衰變規(guī)律 電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒 (2)γ射線:γ射線經(jīng)常是伴隨著α衰變或β衰變同時(shí)產(chǎn)生的.其實(shí)質(zhì)是放射性原子核在發(fā)生α衰變或β衰變的過(guò)程中,產(chǎn)生的新核由于具有過(guò)多的能量(核處于激發(fā)態(tài))而輻射出光子. 2.原子核的人工轉(zhuǎn)變 用高能粒子轟擊靶核,產(chǎn)生另一種新核的反應(yīng)過(guò)程. 典型核反應(yīng): (1)盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程為:7N+He→8O+H. (2)查德威克發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程為: Be+He→6C+n. (3)居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性同位素和正電子的核反應(yīng)方程為: Al+He→P+n. P→Si+e. 3.確定衰變次數(shù)的方法 (1)設(shè)放射性元素X經(jīng)過(guò)n次α衰變和m次β衰變后,變成穩(wěn)定的新元素Y,則表示該核反應(yīng)的方程為 X→Y+nHe+me 根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可列方程 A=A′+4n,Z=Z′+2n-m (2)確定衰變次數(shù),因?yàn)棣滤プ儗?duì)質(zhì)量數(shù)無(wú)影響,先由質(zhì)量數(shù)的改變確定α衰變的次數(shù),然后再根據(jù)衰變規(guī)律確定β衰變的次數(shù). 4.半衰期 (1)公式:N余=N原()t/τ,m余=m原()t/τ 式中N原、m原表示衰變前的放射性元素的原子數(shù)和質(zhì)量,N余、m余表示衰變后尚未發(fā)生衰變的放射性元素的原子數(shù)和質(zhì)量,t表示衰變時(shí)間,τ表示半衰期. (2)影響因素:放射性元素衰變的快慢是由原子核內(nèi)部因素決定的,跟原子所處的物理狀態(tài)(如溫度、壓強(qiáng))或化學(xué)狀態(tài)(如單質(zhì)、化合物)無(wú)關(guān). ★重點(diǎn)歸納★ 2、書(shū)寫(xiě)核反應(yīng)方程時(shí)應(yīng)注意( (1)必須遵守電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒規(guī)律。( (2)核反應(yīng)方程中的箭頭(→)表示核反應(yīng)進(jìn)行的方向,不能把箭頭寫(xiě)成等號(hào)。 (3)核反應(yīng)類型及核反應(yīng)方程的書(shū)寫(xiě) 類 型 可控性 核反應(yīng)方程典例 衰變 α衰變 自發(fā) U→Th+He β衰變 自發(fā) Th→Pa+e 人工轉(zhuǎn)變 人工控制 N+He→O+H (盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子) He+Be→C+n (查德威克發(fā)現(xiàn)中子) Al+He→ P+n 約里奧居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性同位素,同時(shí)發(fā)現(xiàn)正電子 P→ Si+e 重核裂變 比較容易 進(jìn)行人工 控制 U+n→Ba+Kr+3n U+n→Xe+Sr+10n 輕核聚變 很難控制 H+H→He+n ★典型案例★下列說(shuō)法正確的有。(填正確答案標(biāo)號(hào),選對(duì)1個(gè)得2分,選對(duì)2個(gè)得4分,選對(duì)3個(gè)得5分。每選錯(cuò)1個(gè)扣3分,最低得分為0分) A.原子核發(fā)生一次β衰變,原子核減少一個(gè)中子和一個(gè)質(zhì)子 B.聚變反應(yīng)產(chǎn)生了新的原子核 C.核泄漏事故的核反應(yīng)方程式為,可以判斷為電子 D.光電效應(yīng)說(shuō)明光具有波動(dòng)性 E.波爾認(rèn)為,氫原子由高能量狀態(tài)躍遷到低能量狀態(tài)時(shí),原子能量減少 【答案】BCE 【解析】 原子核發(fā)生一次β衰變,原子核減少一個(gè)中子,增加一個(gè)質(zhì)子,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;聚變反應(yīng)產(chǎn)生了新的原子核,選項(xiàng)B正確;核泄漏事故的核反應(yīng)方程式為,由電荷數(shù)及質(zhì)量數(shù)守恒可知,可以判斷的質(zhì)量數(shù)為零,電荷數(shù)為-1,為電子,選項(xiàng)C正確;光電效應(yīng)說(shuō)明光具有粒子性,選項(xiàng)D錯(cuò)誤;波爾認(rèn)為,氫原子由高能量狀態(tài)躍遷到低能量狀態(tài)時(shí),原子能量減少,選項(xiàng)E正確;故選BCE. 【名師點(diǎn)睛】此題考查了3-5中多個(gè)知識(shí)點(diǎn),包括β衰變、聚變反應(yīng)、核反應(yīng)方程、光電效應(yīng)以及波爾理論等,難度不大,主要是加強(qiáng)記憶,多看書(shū)理解即可得分. ★針對(duì)練習(xí)1★(多選)下列說(shuō)法正確的是。(填正確答案標(biāo)號(hào),選對(duì)1個(gè)得2分,選對(duì)2個(gè)得4分,選對(duì)3個(gè)得5分。每選錯(cuò)1個(gè)扣3分,最低得分為0分) A、核反應(yīng)方程屬于衰變;核反應(yīng)方程屬于衰變 B、核反應(yīng)方程屬于聚變,是氫彈聚變?cè)? C、核反應(yīng)方程屬于裂變,是原子彈裂變反應(yīng)原理 D、核反應(yīng)前后核子數(shù)相等,所以生成物的質(zhì)量等于反應(yīng)物的質(zhì)量之和; E、光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中,光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率無(wú)關(guān),與入射光的強(qiáng)度有關(guān) 【答案】ABC 【解析】 【名師點(diǎn)睛】化學(xué)反應(yīng)遵循質(zhì)量守恒定律,即化學(xué)反應(yīng)前后,元素的種類不變,原子的種類、總個(gè)數(shù)不變,這是書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式、判斷物質(zhì)的化學(xué)式、判斷化學(xué)計(jì)量數(shù)、進(jìn)行相關(guān)方面計(jì)算的基礎(chǔ) ★針對(duì)練習(xí)2★下列四個(gè)方程中,表示α衰變的是:() A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 B是衰變生成電子,C是重核裂變,D是輕核聚變,A是衰變放射出核原子核,故A正確。 【名師點(diǎn)睛】本題較簡(jiǎn)單,要知道衰變的生成物,了解裂變和聚變的方程式。 考點(diǎn)三 質(zhì)量虧損及核能的計(jì)算 1.核能 (1)核子在結(jié)合成原子核時(shí)出現(xiàn)質(zhì)量虧損Δm,其能量也要相應(yīng)減少,即ΔE=Δmc2。 (2)原子核分解成核子時(shí)要吸收一定的能量,相應(yīng)的質(zhì)量增加Δm,吸收的能量為ΔE=Δmc2。 2.核能釋放的兩種途徑的理解 (1)使較重的核分裂成中等大小的核。 (2)較小的核結(jié)合成中等大小的核,核子的比結(jié)合能都會(huì)增加,都可以釋放能量。 ★重點(diǎn)歸納★ 應(yīng)用質(zhì)能方程解題的流程圖 →→ (1)根據(jù)ΔE=Δmc2計(jì)算,計(jì)算時(shí)Δm的單位是“kg”,c的單位是“m/s”,ΔE的單位是“J”。 (2)根據(jù)ΔE=Δm931.5 MeV計(jì)算。因1原子質(zhì)量單位(u)相當(dāng)于931.5 MeV的能量,所以計(jì)算時(shí)Δm的單位是“u”,ΔE的單位是“MeV”。 ★典型案例★北京奧運(yùn)會(huì)場(chǎng)館周圍80℅-90℅的路燈利用太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)來(lái)供電,奧運(yùn)會(huì)90℅的洗浴熱水將采用全玻真空太陽(yáng)能集熱技術(shù).科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)發(fā)光是由于其內(nèi)部不斷發(fā)生從氫核到氦核的核聚變反應(yīng),即在太陽(yáng)內(nèi)部4個(gè)氫核()轉(zhuǎn)化成一個(gè)氦核()和兩個(gè)正電子()并放出能量.(已知質(zhì)子質(zhì)量mP=1.0073u,α粒子的質(zhì)量mα=4.0015u,電子的質(zhì)量me=0.0005u.1u的質(zhì)量相當(dāng)于931.MeV的能量.) (1)寫(xiě)出該熱核反應(yīng)方程; (2)一次這樣的熱核反應(yīng)過(guò)程中的質(zhì)量虧損 (3)釋放出多少M(fèi)eV的能量?(結(jié)果保留四位有效數(shù)字) 【答案】(1)411H→24He+210e (2)0.0267 u(3)24.87 MeV 【解析】 (1)根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒有:411H→24He+210e (2)根據(jù)質(zhì)能方程有:△m=4mP-mα-2me △m=41.0073u-4.0015u-20.0005u=0.0267 u (3)△E=△mc2=0.0267 u931.5MeV/u=24.87 MeV 【名師點(diǎn)睛】本題考查了核反應(yīng)方程的書(shū)寫(xiě)以及質(zhì)能方程的簡(jiǎn)單應(yīng)用,屬于簡(jiǎn)單基礎(chǔ)題目,平時(shí)練習(xí)中對(duì)這類問(wèn)題注意多加訓(xùn)練,不可忽視。 ★針對(duì)練習(xí)1★氘核和氚核可發(fā)生熱核聚變而釋放巨大的能量,該反應(yīng)方程為:H+H→He+x,式中x是某種粒子.已知:H、H、He和粒子x的質(zhì)量分別為2.0141u、3.0161u、4.0026u和1.0087u;1u=931.5MeV.由上述反應(yīng)方程和數(shù)據(jù)可知,粒子x是,該反應(yīng)釋放出的能量為 MeV(結(jié)果保留3位有效數(shù)字) 【答案】中子;17.6 【解析】 由核電荷數(shù)守恒可知,x粒子的核電荷數(shù)為:1+1﹣2=0, 由質(zhì)量數(shù)守恒可知,x粒子的質(zhì)量數(shù)為:2+3﹣4=1,則x粒子是 n或中子; 核反應(yīng)過(guò)程中釋放的能量為E=△mc2=17.6MeV; 【名師點(diǎn)睛】由核電荷數(shù)與質(zhì)量數(shù)守恒可以判斷出x粒子是哪種粒子;先求出質(zhì)量虧損,然后由質(zhì)能方程可以求出釋放的能量. ★針對(duì)練習(xí)2★已知質(zhì)子的質(zhì)量為m1,中子的質(zhì)量為m2,碳核()的質(zhì)量為m3,則碳核()的比結(jié)合能為,碳-14是碳的一種具有放射性的同位素,研究發(fā)現(xiàn)外來(lái)的宇宙射線與大氣作用產(chǎn)生宇宙射線中子,宇宙射線中子和大氣中氮核()起核反應(yīng)產(chǎn)生碳-14,請(qǐng)寫(xiě)出核反應(yīng)方程. 【答案】, 【解析】 【名師點(diǎn)睛】本題關(guān)鍵是掌握愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程以及比結(jié)合能的計(jì)算公式,知道核反應(yīng)過(guò)程中,電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒.- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
- 2.下載的文檔,不會(huì)出現(xiàn)我們的網(wǎng)址水印。
- 3、該文檔所得收入(下載+內(nèi)容+預(yù)覽)歸上傳者、原創(chuàng)作者;如果您是本文檔原作者,請(qǐng)點(diǎn)此認(rèn)領(lǐng)!既往收益都?xì)w您。
下載文檔到電腦,查找使用更方便
9.9 積分
下載 |
- 配套講稿:
如PPT文件的首頁(yè)顯示word圖標(biāo),表示該P(yáng)PT已包含配套word講稿。雙擊word圖標(biāo)可打開(kāi)word文檔。
- 特殊限制:
部分文檔作品中含有的國(guó)旗、國(guó)徽等圖片,僅作為作品整體效果示例展示,禁止商用。設(shè)計(jì)者僅對(duì)作品中獨(dú)創(chuàng)性部分享有著作權(quán)。
- 關(guān) 鍵 詞:
- 高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題61 原子與原子核講含解析1 高考 物理 一輪 復(fù)習(xí) 專題 61 原子 原子核 解析
鏈接地址:http://www.hcyjhs8.com/p-11864260.html