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1、专题五原子核、核反应与动量守恒定律的综合应用一、三种射线与半衰期1.三种射线及实质射线不恢a射线B射线丫射线实质高速氮核流高速电子流高速光子流穿透性居中最强电离性最强居中偏转比较在匀强电场或匀强磁场中a射线、B射线偏转方向相反，B射线弯曲程度更大关系丫射线经常是伴随着a衰变或B衰变同时产生的。其实质是放射性原子核在发生a衰艾或6衰艾的过程中，产生的新核由于具有过多的能量（核处于激发态）而辐射出光子1n11n12.半发期：（1）公式：N=N0/=N021;m=mo/=m02T1/2（2）影响因素：放射性元素衰变的快慢是由原子核内部自身因素决定的，跟原子所处的物理状态（如温度、压强）或化学状态（如
2、单质、化合物）无关。复习过关1.一个氢核22286Rn衰变成针核21884P。并放出一个粒子，其半衰期为3.8天。1g氢经过7.6天衰变掉氢的质量，以及筋Rn衰变成即即。的过程放出的粒子是（）A.0.25g,a粒子B.0.75g,a粒子C.0.25g,B粒子D.0.75g,B粒子解析氢核半衰期为3.8天，7.6天为2个半衰期，所以1g氢7.6天衰变掉的质111重为1gx2+（1gx2）X2=0.75g。由赞Rn一讲Po+2He知错Rn发变成错Po的过程中放出的粒子是4He即a粒子，所以选项B正确。答案B二、核反应方程及核能计算1.核反应类型(1)谟变：AX-A24Y+4He；B衰变：AX-z?
3、iY+0e(2)人工转变卢瑟福发现质子的核反应方程为：与N+4He-gO+1H查德威克发现中子的核反应方程为：9Be+2He12c+in居里夫妇发现放射性同位素和正电子的核反应方程为：27Al+2He-35P+0n铝P-34Si+0ie。(3)裂变和聚变裂变：235U+on1564Ba+39Kr+3on235U+n154Xe+95Sr+20n聚变：2H+3H2He+on2.核能计算根据AE=Amd2计算。根据AE=AmX931.5MeV计算，Am的单位是“u：复习过关3.关于核实验材料铀235,下列说法正确的是()A.赞U原子核中有92个质子，143个核子B.15U是天然放射性元素，常温下它的
4、半衰期约为45亿年，升高温度后半衰期会缩短C.15U是天然放射性元素，常温下它的半衰期约为45亿年，升高温度后半衰期不变D.235U的一种核反应方程可能为U+On-15?Xe+38sr+30n答案C3 .(多选)关于天然放射现象和对放射性的研究，下列说法正确的是()A.a射线和B射线在电场或磁场中偏转说明它们是带电粒子B.原子核不是单一的粒子C.Y射线一定伴随a射线或B射线而产生D.任何放射性元素都能同时发出三种射线解析带电粒子以一定的初速度垂直进入电场或磁场能发生偏转，a射线和B射线能在电场或磁场中偏转说明它们是带电粒子，故选项A正确；放射现象说明原子核的可变性，即原子核不是单一粒子，具有复
5、杂的结构，故选项B正确；丫射线是原子核在发射a射线或B射线时多余的能量以丫射线的形式产生的辐射，因此丫射线是伴随(不是一定伴随)a射线或B射线而放出的，故选项C、D错误。答案AB4.裂变反应是目前核能利用中常用的反应，以原子核装U为燃料的反应堆中，当卷U俘获一个慢中子后发生的裂变反应可以有多种方式，其中一种可表示为：235U+on-1费Xe+98Sr+30n5 35.04391.0087138.917893.9154反应方程下方的数字是中子及有关原子核的静止质量(以原子质量单位u为单位)。已知1u的质量对应的能量为931.5MeV,此裂变反应释放出的能量是MeV。解析AE=Amc2=(235.
6、0439+1.0087-138.9178-93.9154-3X1.0087)X931.5MeV=180MeV。答案1805.一个笊核(2H)和一个瓶核(3H)结合成一个氢核(4He),同时放出一个中子，已知笊核质量为m1=2.0141u,瓶核质量为m2=3.0160u,氮核质量为m3=4.0026u,中子质量为m4=1.008665u,1u相当于931.5MeV的能量。求：(1)写出聚变的核反应方程；(2)此反应过程中释放的能量为多少？平均每个核子释放出多少核能？解析(1)核反应方程为2H+3H-4He+0n(2)此反应过程的质量亏损为淅=2.0141u+3.0160u-4.0026UH1.0
7、08665u=0.018835u,正=Amc?=0.018835X931.5MeV=17.5MeV。175平均每个核子释放的核能为一MeV=3.5MeV。5答案(1)2H+3H4He+on(2)17.5MeV3.5MeV三、核反应与动量守恒定律的综合应用参与核反应的粒子所组成的系统，在核反应过程中的动量和能量是守恒的，核反应中释放的核能，在无光子辐射的情况下，将转化为生成的新核和新粒子的动能。复习过关6.一个不稳定的原子核质量为M,处于静止状态。放出一个质量为m的粒子后反冲，已知放出的粒子的动能为E0,则原子核反冲的动能为（）B.mE0解析由动量守恒定律（Mm）v=mv0=p,2又Ek=E0=
8、2(M-m)由以上各式可得Ek=一E0,C正确。M-m答案C7.光子的能量为h%动量大小为岑，如果一个静止的放射性元素的原子核在发生丫衰变时只放出一个丫光子，则衰变后的原子核（）A.仍然静止8 .沿着与光子运动方向相同的方向运动C.沿着与光子运动方向相反的方向运动D.可能向任何方向运动解析原子核在放出丫光子过程中，系统动量守恒，而系统在开始时总动量为零,因此衰变后的原子核运动方向与丫光子运动方向相反。答案C8.实验观察到，静止在匀强磁场中A点的原子核发生B衰变，衰变产生的新核与电子恰在纸面内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹示意图，如图1。则（）A.E0田0MmD.-E0(Mm)2m图1A.轨迹1
9、是电子的，磁场方向垂直纸面向外8 .轨迹2是电子的，磁场方向垂直纸面向外C.轨迹1是新核的，磁场方向垂直纸面向里D.轨迹2是新核的，磁场方向垂直纸面向里解析原子核发生B衰变时，根据动量守恒可知两粒子的速度方向相反，动量的方向相反，大小相等；由半径公式=墨=急8是动量），分析得知，r与电荷量成反比，B粒子与新核的电荷量大小分别为e和ne（n为新核的电荷数），则B粒子与新核的半径之比为：ne：e=n：1。所以半径比较大的轨迹1是衰变后B粒子的轨迹，轨迹2是新核的。新核沿逆时针方向运动，在A点受到的洛伦兹力向左,由左手定则可知，磁场的方向垂直纸面向里。答案D9.一个静止的质量为M的不稳定原子核， 当
10、它放射出质量为后，原子核剩余部分的速度为（）mvB.-M-m一mvCmM解析以原子核为一系统，放射过程中由动量守恒定律：(Mm)v+mv=0,得vm、速度为v的粒子A.vmDM0M-m答案B10.速度为vo的中子1n击中静止的氮核17N,生成碳核12C和另一种新原子核X,已知1(2C与X的速度方向与碰撞前中子的速度方向一致，碰后(2C与X的动量之比为2：1。(1)写出核反应方程式；(2)求X的速度大小。解析(1)核反应方程为：0n+174N16C+iHo(2)规定中子的速度方向为正方向，根据动量守恒得:movo=12movC+3movX因为：12movC：3movX=2:1,1解得：VX=VO。1答案(1)0n+174N-辔C+3H(2)9vo9
专题五原子核核反应与动量守恒定律的综合应用
