高中优秀教案高三物理教案核反应教案教学设计

Keepongoingnevergiveup.勇往直前,决不放弃!（Word文档可编辑，页眉页脚可删除）高三物理 教案 中职数学基础模块教案 下载北师大版¥1.2次方程的根与系数的关系的教案关于坚持的教案初中数学教案下载电子教案下载 ：《核反应教案》教学设计本文题目：高三物理教案：核反应教案核反应核能质能方程一、学问点梳理1、核反应在核物理学中，原子核在其它粒子的轰击下产生新原子核的过程，称为核反应.典型的原子核人工转变：N+HeO+H质子H的发觉方程卢瑟福Be+HeC+n中子n的发觉方程查德威克2、核能(1)核反应中放出的能量称为核能(2)质量亏损：原子核的质量小于组成它的核子质量之和.质量亏损.(3)质能方程：质能关系为E=mc2原子核的结合能E=mc23、裂变把重核分裂成质量较小的核，释放出的核能的反应，叫裂变典型的裂变反应是：U+nSr+Xe+10n4.轻核的聚变Word文档第1页共11页Keepongoingnevergiveup.勇往直前,决不放弃!（Word文档可编辑，页眉页脚可删除）把轻核结合成质量较大的核，释放出的核能的反应叫轻核的聚变.聚变反应释放能量较多，典型的轻核聚变为：H+HHe+n5.链式反应一个重核汲取一个中子后发生裂变时，分裂成两个中等质量核，同时释放若干个中子，假如这些中子再引起其它重核的裂变，就可以使这种裂变反应不断的进行下去，这种反应叫重核裂变的链式反应二、典型例题例1.雷蒙德?戴维斯因讨论来自太阳的电子中微子(v。)而获得了____年度诺贝尔物理学奖.他探测中微子所用的探测器的主体是一个贮满615t四氯乙烯(C2Cl4)溶液的巨桶.电子中微子可以将一个氯核转变为一个氢核，其核反应方程式为e+3717Cl3718Ar十0-1e已知3717Cl核的质量为36.95658u，3718Ar核的质量为36.95691u，0-1e的质量为0.00055u，1u质量对应的能量为931.5MeV.依据以上数据，可以推断参加上述反应的电子中微子的最小能量为(A)0.82MeV(B)0.31MeV(C)1.33MeV(D)0.51MeV[解析]由题意可得：电子中微子的能量E=mc2-(mAr+me-mCl)?931.5MeV=(36.95691+0.00055-36.95658)931.5MeVWord文档第2页共11页Keepongoingnevergiveup.勇往直前,决不放弃!（Word文档可编辑，页眉页脚可删除）=0.82MeV则电子中微子的最小能量为Emin=0.82MeV[点评]应用爱因斯坦质能方程时，留意单位的使用。当用kg单位，c用m/s时，单位是J，也可像本题利用1u质量对应的能量为931.5MeV.例2、质子、中子和氘核的质量分别为m1、m2、m3，质子和中子结合成氘核时，发出射线，已知普朗克恒量为h，真空中光速为c，则射线的频率=______.[解析]核反应中释放的能量E=mc2以释放光子的形式释放出来，由于光子的能量为h，依能量守恒定律可知：h=mc2据此便可求出光子的频率。质子和中子结合成氘核：H+nH+这个核反应的质量亏损为：m=m1+m2-m3依据爱因斯坦质能方程E=mc2此核反应放出的能量E=(m1+m2-m)c2以射线形式放出，由E=h=[点评]此题考查计算质量亏损，依据爱因斯坦质能方程确定核能.关键是对质量亏损的理解和确定.例3、如图所示，有界匀强磁场的磁感应强度为B，区域足够大，方向垂直于纸面对里，直角坐标系xoy的y轴为磁场的左边界，A为Word文档第3页共11页Keepongoingnevergiveup.勇往直前,决不放弃!（Word文档可编辑，页眉页脚可删除）固定在x轴上的一个放射源，内装镭核()沿着与+x成角方向释放一个粒子后衰变成氡核()。粒子在y轴上的N点沿方向飞离磁场，N点到O点的距离为l，已知OA间距离为，粒子质量为m，电荷量为q，氡核的质量为。(1)写出镭核的衰变方程;(2)假如镭核衰变时释放的能量全部变为粒子和氡核的动能求一个原来静止的镭核衰变时放出的能量。[解析](1)镭核衰变方程为：(2)镭核衰变放出粒子和氡核，分别在磁场中做匀速圆周运动，粒子射出轴时被粒子接收器接收，设粒子在磁场中的轨道半径为R，其圆心位置如图中点，有，则①粒子在磁场中做匀速圆周运动，有，即，②粒子的动能为衰变过程中动量守恒，④则氡核反冲的动能为⑤⑥[点评]要娴熟把握核反应方程，动量守恒定律，带电粒子在匀强磁场中的圆周运动规律的综合运用。例4.核聚变能是一种具有经济性能优越、平安牢靠、无环境污染等优势的新能源。近年来，受控核聚变的科学可行性已得到验证，目前正在突破关键技术，最终将建成商用核聚变电站。一种常见的核Word文档第4页共11页Keepongoingnevergiveup.勇往直前,决不放弃!（Word文档可编辑，页眉页脚可删除）聚变反应是由氢的同位素氘(又叫重氢)和氚(又叫超重氢)聚合成氦，并释放一个中子了。若已知氘原子的质量为2.0141u，氚原子的质量为3.0160u，氦原子的质量为4.0026u，中子的质量为1.0087u，1u=1.6610-27kg。⑴写出氘和氚聚合的反应方程。⑵试计算这个核反应释放出来的能量。⑶若建一座功率为3.0105kW的核聚变电站，假设聚变所产生的能量有一半变成了电能，每年要消耗多少氘的质量?(一年按3.2107s计算，光速c=3.00108m/s，结果取二位有效数字)[解析](1)(3)(2)E=mc2=(2.0141+3.0160-4.0026-1.0087)1.6610-27321016J=2.810-12J(3)M===23kg例5.众所周知，地球围围着太阳做椭圆运动，阳光普照大地，万物生长.依据学过的学问试论述说明随着岁月的消逝，地球公转的周期，日、地的平均距离及地球表面的温度的改变趋势.Word文档第5页共11页Keepongoingnevergiveup.勇往直前,决不放弃!（Word文档可编辑，页眉页脚可删除）[解析]太阳内部进行着猛烈的热核反应，在反应过程中向外释放着巨大的能量，这些能量以光子形式放出.依据爱因斯坦质能关系：E=m?c2，知太阳质量在不断减小.地球绕太阳旋转是靠太阳对地球的万有引力来供应向心力G=m2R，现因M减小，即供应的向心力减小，不能满意所需的向心力，地球将渐渐向外做离心运动，使轨道半径变大，日地平均距离变大.由上式可知，左边的引力G减小，半径R增大，引起地球公转的角速度改变，从而使公转周期改变G=mR，T2=，即T增大.一方面，因太阳质量变小，发光功率变小;另一方面，日地距离变大，引起辐射到地球表面的能量减小，导致地球表面温度变低.[点评]该题集原子物理与力学为一体，立意新奇，将这一周而复始的自然用所学学问一步一步说明，是一道考查力量、体现素养的好题.三、过关测试1、静止在匀强磁场中的U核，发生。衰变后生成Th核，衰变后的粒子速度方向垂直于磁场方向，则以下结论中正确的是()①衰变方程可表示为：UTh+He②衰变后的Th核和粒子的轨迹是两个内切圆，轨道半径之比为1:45③Th核和粒子的动能之比为2:17④若粒子转了117圈，则Th核转了90圈Word文档第6页共11页Keepongoingnevergiveup.勇往直前,决不放弃!（Word文档可编辑，页眉页脚可删除）A.①③B.②④C①②D.③④2.下列核反应或核衰变方程中，符号"X'表示中子的是(A)(B)(C)(D)3.下列关于原子结构和原子核的说法正确的是()A卢瑟福在粒子散射试验的基础上提出了原子的核式结构B天然放射性元素在衰变过程中电荷数和质量数守恒，其放射线在磁场中不偏转的是射线C据图15.3-3可知，原子核A裂变变成原子核B和C要放出核能D据图15.3-3可知，原子核D和E聚变成原子核F要汲取核能4.当两个中子和两个质子结合成一个粒子时，放出28.30MeV的能量，当三个粒子结合成一个碳核时，放出7.26MeV的能量，则当6个中子和6个质子结合成一个碳核时，释放的能量约为()A21.04MeVB35.56MeVC77.64MeVD92.16MeV5.下列说法正确的是A、太阳辐射的能量主要来自太阳内部的裂变反应B、卢瑟福的a粒子散射试验可以估算原子核的大小C、玻尔理论是依据a粒子散射试验分析得出的D、氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，电势能增大，总能量增大Word文档第7页共11页Keepongoingnevergiveup.勇往直前,决不放弃!（Word文档可编辑，页眉页脚可删除）6.中微子失踪之迷是始终困扰着科学家的问题。原来中微子在离子开太阳向地球运动的过程中，发生"中微子振荡'，转化为一个子和一个子。科学家通过对中微子观查和理论分析，最终弄清了中微子失踪的缘由，成为"____年世界十大科技突破'之一。若中微子在运动中只转化为一个子和一个子，并已知子的运动方向与中微子原来的方向全都，则子的运动方向()A肯定与中微子方向全都B肯定与中微子方向相反C可能与中微子方向不在同始终线上D只能中微子方向在同始终线上7.在肯定条件下，让质子获得足够大的速度，当两个质子p以相等的速率对心正碰，将发生下列反应：P+PP+P+P+其中是P反质子(反质子与质子质量相等，均为mp，且带一个单位负电荷)，则以下关于该反应的说法正确的是A.反应前后系统总动量皆为0B.反应过程系统能量守恒C.依据爱因斯坦质能方程可知，反应前每个质子的能量最小为2mpc2：D.依据爱因斯坦质能方程可知，反应后单个质子的能量可能小于mpc286.用粒8.子轰击铍核(Be)，生成一个碳核(C)和一个粒子，则该粒子()(A)带正电，能在磁场中发生偏转(B)在任意方向的磁场中都不会发生偏转Word文档第8页共11页Keepongoingnevergiveup.勇往直前,决不放弃!（Word文档可编辑，页眉页脚可删除）(C)电离本事特殊强，是原子核的组成部分之一(D)用来轰击铀235可引起铀榱的裂变9.假设钚的同位素离子Pu静止在匀强磁场中，设离子沿与磁场垂直的方向放出粒子后，变成铀的一个同位素离子，同时放出能量为E=0.09Mev的光子。(1)试写出这一核反应过程的方程式。(2)光子的波长为多少?(3)若不计光子的动量，则铀核与粒子在匀强磁场中的回旋半径之比是多少?10.如下图所示，一个有界的匀强磁场，磁感应强度B=0.50T，磁场方向垂直于纸面对里，MN是磁场的左边界。在磁场中A处放一个放射源，内装(镭)，放出某种射线后衰变成Rn(氡)。试写出：衰变的方程，若A距磁场的左边界MN的距离OA=1.0m，放在MN左侧的粒子接收器接收到垂直于边界MN方向射出的质量较小的粒子，此时接收器位置距经过OA的直线1.0m，由此可以推断出一个静止镭核Ra衰变时放出的能量是多少?保留两位有效数字(取1u=1.610-27kg，电子电量e=1.610-19c)11.自然界中的物体由于具有肯定的温度，会不断地向外辐射电磁波，这种辐射因与温度有关，称为热辐射。热辐射具有如下特点：(1)辐射的能量中包含各种波长的电磁波;(2)物体温度越高，单位时间内从物体表面单位面积上辐射的能量越大;(3)在辐射的总能量中，各种波长所占的百分比不同。Word文档第9页共11页Keepongoingnevergiveup.勇往直前,决不放弃!（Word文档可编辑，页眉页脚可删除）处在肯定温度的物体在向外辐射电磁能量的同时，也要汲取由其他物体辐射的电磁能量，假如它处在平衡状态，则能量保持不变。若不考虑物体表面性质对辐射与汲取的影响，我们定义一种抱负的物体，它能100%地汲取入射到其表面的电磁辐射，这样的物体称为黑体。单位时间内从黑体表面单位面积辐射的电磁波的总能量与黑体肯定温度的四次方成正比，即P0=T4，其中常量=5.6710-8W/(m?K4)在下面的问题中，把讨论对象都简洁地看作黑体。有关数据及数学公式：太阳半径Rs=696000Km，太阳表面温度T=5770K，火星半径r=3395Km。已知球面积S=4R2，其中R为球半径。(1)太阳热辐射能量的绝大多数集中在波长为210-7～110-5m范围内，求相应的频率范围。(2)每小时从太阳表面辐射的总能量为多少?(3)火星受到来自太阳的辐射可认为垂直到面积为r2(r为火星半径)的圆盘上。已知太阳到火星的距离约为太阳半径的400倍，忽视其他天体及宇宙空间的辐射，试估算火星的平均温度。12.核聚变能是一种具有经济性能优越、平安牢靠、无环境污染等优势的新能源。近年来，受控核聚变的科学可行性已得到验证，目前正在突破关键技术，最终将建成商用核聚变电站。一种常见的核聚变反应是由氢的同位素氘(又叫重氢)和氚(又叫超重氢)聚合成氦，并释放一个中子了。若已知氘原子的质量为2.0141u，氚原子的质量为Word文档第10页共11页Keepongoingnevergiveup.勇往直前,决不放弃!（Word文档可编辑，页眉页脚可删除）3.0160u，氦原子的质量为4.0026u，中子的质量为1.0087u，1u=1.6610-27kg。⑴写出氘和氚聚合的反应方程。⑵试计算这个核反应释放出来的能量。⑶若建一座功率为3.0105kW的核聚变电站，假设聚变所产生的能量有一半变成了电能，每年要消耗多少氘的质量?(一年按3.2107s计算，光速c=3.00108m/s，结果取二位有效数字)参考答案1.D2.AC3.ABC4.D5.BD6.D7.A8.BCD9.10.2.010-12j11.3103~1.51015Hz、1.381030J,204K12.⑴略⑵2.810-12J⑶23kgWord文档第11页共11页