2015年高中物理 第三章 原子核 章末总结 课件(教科版选修3-5).ppt

例5　足够强的匀强磁场中有一个原来静止的氡核 Rn，它放射出一个α粒子后变为Po核.假设放出的α粒子运动方向与磁场方向垂直，求： (1)α粒子与Po核在匀强磁场中的轨迹圆半径之比并定性画出它们在磁场中运动轨迹的示意图. 解析　氡核经α衰变的核反应方程为 衰变的极短过程系统动量守恒，设α粒子速度方向为正， 衰变的极短过程系统动量守恒，设α粒子速度方向为正， 则由动量守恒定律0＝mαvα－mPovPo， 即mαvα＝mPovPo α粒子与反冲核在匀强磁场中，洛伦兹力 提供匀速圆周运动的向心力 qvB＝m ，r＝ ∝ ， 故 ，示意图如图甲所示. 答案　42∶1　见解析图 (2)α粒子与Po核两次相遇的时间间隔与α粒子运动周期的关系；(设质子和中子质量相等) 解析　它们在磁场中运动的周期T＝ ，它 们周期之比为 ， 即109Tα＝84TPo，这样α粒子转109圈，Po核转84圈，两者才相遇. 所以，α粒子与Po核两次相遇的时间间隔Δt＝109Tα. 答案　Δt＝109Tα (3)若某种放射性元素在匀强磁场中垂直磁场方向发生β衰变，则β粒子和反冲核在磁场中运动轨迹的示意图与上述α衰变轨迹示意图有何不同？ 解析　若放射性元素在匀强磁场中垂直磁场方向发生β衰变，则β粒子和反冲衰变过程仍符合动量守恒定律，它们也在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，但由于β粒子带负电，反冲核带正电，衰变时它们两个运动方向 相反，但受的洛伦兹力方向相同，所以它 们的轨迹圆是内切的，且β粒子的轨迹半径 大于新核的轨迹半径，其运动轨迹的示意 图如图乙所示. 答案　见解析图 例6　用中子轰击锂核( Li)发生核反应，生成氚核( H)和α粒子，并放出4.8 MeV的能量. (1)写出核反应方程. 解析　核反应方程为 (2)求出质量亏损. 解析　依据ΔE＝Δmc2得 Δm＝ u＝0.005 2 u 答案　0.005 2 u (3)若中子和锂核是以等值反向的动量相碰，则氚核和α粒子的动能比是多少？ 解析　根据题意有0＝m1v1＋m2v2式中m1、m2、v1、v2分别为氚核和α粒子的质量和速度，由上式及动能Ek＝ ，可得它们的动能之比为Ek1∶Ek2＝ ∶ ＝ ∶ ＝m2∶m1＝4∶3. 答案　4∶3 (4)α粒子的动能是多大？ 解析　α粒子的动能 Ek2＝ (Ek1＋Ek2)＝ ×4.8 MeV＝2.06 MeV 答案　2.06 MeV 返回 自我检测区 1 2 3 4 5 6 1.下列说法不正确的是(　　) 1 2 3 4 5 6 解析　原子核的变化通常包括衰变、人工转变、裂变和聚变.衰变是指原子核放出α粒子或β粒子后，变成新的原子核的变化，如本题中的C和D两选项. 原子核的人工转变是指在其他粒子的轰击下产生新的原子核的过程.裂变是重核分裂成质量较小的核，像B选项. 聚变是轻核结合成质量较大的核，像A选项.由上述知D选项是错误的. 答案　D 1 2 3 4 5 6 2.一块含铀的矿石质量为M，其中铀元素的质量为m.那么下列说法中正确的有(　　) A.经过两个半衰期后这块矿石中基本不再含有铀了 B.经过两个半衰期后原来所含的铀元素的原子核有m/4 发生了衰变 C.经过三个半衰期后，其中铀元素的质量还剩m/8 D.经过一个半衰期后该矿石的质量剩下M/2 1 2 3 4 5 6 解析　经过两个半衰期后铀元素的质量还剩m/4，A、B项均错误； 经过三个半衰期后，铀元素还剩m/8，C项正确； 铀衰变后，铀核变成了新的原子核，故D项错误. 答案　C 1 2 3 4 5 6 3.据新华社报道，由我国自行设计、研制的世界第一套全超导核聚变实验装置(又称“人造太阳”)已完成了首次工程调试.下列关于“人造太阳”的说法正确的是(　　) A.“人造太阳”的核反应方程是 B.“人造太阳”的核反应方程是 C.“人造太阳”释放的能量大小的计算公式是ΔE＝Δmc2 D.“人造太阳”核能大小的计算公式是E＝ mc2 1 2 3 4 5 6 解析　A是核聚变反应，B是核裂变反应，故A正确，B错误； 核反应方程中计算能量的关系式是爱因斯坦的质能方程，故C正确，D错误. 答案　AC 1 2 3 4 5 6 4. U放射性衰变有多种可能途径，其中一 种途径是先变成 Bi，而 Bi可以经一次 ①衰变变成 X(X代表某种元素)，也可以经 一次②衰变变成 Tl， X和 Tl最后