人教版高中物理选修3-5 第十九章原子核课后习题讲解课件(共19张PPT)

1ev 1.610 19 J
E m 2 1 c .6 1 6 2 0 7(3 18 )0 2 9M 31ev
4、印刷“两弹一这四个字的油墨的质量大约是1ug(10-9kg)。与这些质量相当的 能量果完全用来増加重力势能，它可以使一架本身量6000kg、载有60名体重 50kg学生的直机升到多高?
2、写出下列原子核人工转变的反应方程。 (1)2311Na(钠核)俘获1个α粒子后放出1个质子； (2)2713Al(铝)俘获1个α粒子后放出1个中子； 3)168O(氧核)俘获1个中子后放出1个质子； (4)147Si(吐核)存1个质子后放出1个中子。
解：（1）2311Na+42He→11H＋2612Mg （2） 2713Al+42He→10n＋3015P
解： 衰变过程中的质量亏损 ∆m=3.853131x10-25kg-3.76567×10-25kg-6.6672×10-27kg
E=mc2
求得衰变过程中释放的能量∆E=8.712×10-13J
6、秦山核电站一期工程机容茔为30万千瓦。知某1g铀235完全裂变时产生的能 量为8.2x1010J，并且假定所产生的能量都壹成了电能。么年年消耗多少铀235？
En 12mnv2 12m(1131vn1)2 (1131)2nE0 106E0 有11312nE0 106E0
两边取对数得：2n（lg11-lg13）=-6，即： 2n（1.0411-1.114）=-6
得n=41.2次，故至少要碰撞42次，中子的动能才能少 于10-6E0
5、一个铀变为土时释放一个α粒子。己知铀核的质量为3.853131x10-25kg，土和质量为 3.76567×10“kg，在α粒子的质量为6.6672×10＝kg.在这个衰变过程中释放的能量等于 多少焦耳?
（4）核电荷数为8，所以是氧原子：187 O
6、说出以下原子核的质子数，中子数:(1)钾40;(2） 6629Cu:(3)22286Rn
解：
钾40的质子数是19，电子数是21。 6629Cu的质子数是29，中子数为37 22286Rn的质子数是86，电子数是136。
19.2放射性元素的衰变
课后习题讲解
解：威尔逊云室可以观察离子的径迹，知道粒子的 性质；把云室放在磁场中，还可以知道离子所带电 荷的正负，但是不能用来计数。盖革一米勒计数器 只能用来计数，不能区分射线的种类。
19.4放射性的应用与防 护
课后习题讲解
问题与练习解答：
1、原子核的人工转变与放射性无素的农变有什么区別?
解：原子核的人工转变是指核在其它粒子的轰击下 变成新核的过程，而放射性元素的衰变是指核自动 转化成新核的变化过程。
解： 衰变后的质量亏损为0.0053
E=mc2
根据质能方程得到释放的能量为4934Mev。
4、在一个反应中用石墨做慢化制使快中子减速。碳核的质量是中子的12倍，假 设中子与的次撞部是弹性正碰，而且认为碰撞前都是静止的。 （1）设前中子的动能是E0，经过一次碰，中子失去的动能是多少？ （2）少经过多少次碰撞，中子的动能才能小于E0x10-6?
解：设经过x次衰变，y次衰变
23892U →22286Rn ＋x42He ＋y0-1e
238＝222＋4x
x＝4
92 = 86 + 2x - y
y＝2
5、已知土234的期是24天，1g土经过120天后还利多少?
解：根据半衰期的定义剩下的钍为m=0.03125g
6、必210的半期是5天，经过多少天后，20g还1.25g?
5、用苻号表示以下原子核:(1)铀238:(2)有6个中子的碳原子 核:(3)质量数为14的碳原子核:(4)电荷数为8，量数为17的原 子核:(5)α粒子
解：Az X 中A表示质量数，Z表示质子数，所以：
（1）铀质子数为92：29328U
（3）碳原子质子数为6：14
6
C
（2）碳原子质子数为6：162 C（5）α粒子为氦原子核：24He
解： E m 2 1 c 9 0 (3 18 )2 0 9 17 J 0
学生和直升飞机总质量是： M=6000+60×50=9000Kg
MghEh E 100m0 Mg
19.6核裂变
课后习题讲解
问题与练习解答：
1、什么是核度?什么是链式反应?
解：重原子核受到中子的轰击后分裂成两个或两个以 上中等质量原子核的现象，成为重核的裂变，由重核 裂变产生的中子使得裂变反应一代接一代继续下去的 过程，叫做和裂变的链式反应。
(1)它各自涉及四种基本力中的哪一种
(2)每种反应分別改変了或重新安排了什么?
解：（1）核反应涉及四种基本力中的强相互作用，化学 反应涉及四种基本力中的电磁相互作用。
（2）核反应改变了原子核，化学反应可以改变核外电 子的排列，从而改变分子结构。
2、通常我们看到物体的能量发生变化时，为什么觉察不到物体质量发生的变化?
4、当人们发现了质子，并在很多原子核中打出了子以后，有什么理由可以认定 原子核中一定还存在着另外不同种类的粒子?
解：如果原子核中只有质子，那么任何一个原子核的 质量与电荷之比，都应该等于质子的质量与电荷质量 之比。实际并不是这样的。绝大多数原子核的质量与 电荷量之比都大于质子的相应比值。所以卢瑟福猜想， 原子核内可能存在着另一种粒子。
问题与练习解答：
1、β射线是高速电子流。原子核中没有电子，为什么有些 放射性元素的原子会数料B粒子。
解：β衰变的实质是原子核内的中子变成一个质子 和一个电子，其化学方程式为：
10n→11H＋0-1e
2、写出下列各放射性元素的β变方程:(1）83244Bi(必核):(2)21084Po(扑核)
解： （1）24483Bi→24484Po＋0-1e
解：
Emc2 mE c2
①由于光速越大，我们通常看到的物体能量的变
化量对应的质量的变化量很小，因此，我们觉察不到
质量发生是变化。
②化学能是由消耗化学键导致。
3、碳原子质量的十二分之一叫做原子质量单位，用u表示，请据E=mc2证明:1 相当于931 Mev
解： 1 u 1 1 0 2 .0k 1 N g A 2 1 1 6 2 .0 0 .0 1 2 2 1 0 3 1 .6 2 1 6 2k 0 7 g
5、存在射线危险的地方，常能看到 知19.4-4所示的标志。你在什么地方 见过这个标志?为了保护人身安全， 在有这样的标志的场所，应汪意什么?
解：
在医院的放射室看到过这个标志，一般情 况要远离这些地方。特殊情况下要在医生的指 导下进出这些场所。
19.5核力与结合能
课后习题讲解
问题与练习解答：
1、从以下几个方面比较核反应与化学反应的相同和相异之处。
解：根据半衰期的定义可知，经过时间t后剩余的为 m=1.25g t=20天。
m
m0
(
1 2
t
)
19.3探测射线的方法
课后习题讲解
问题与练习解答：
1、用威尔逊云室探料线时，为什么α粒子的径遊直而清?为什么利用威尔逊云室一 般看不到丫粒子的径迹?
解： 用云室可以清楚的看出α粒子和β粒子的径迹， α 粒子质量比较大，在气体中进行时不易改变方向，它 的电离本领大，在每厘米的路程中能使气体分子产生 10000对离子，所以它的径迹直而粗。Β粒子质量很小， 跟气体分子的电子碰撞时容易改变方向，而且，电离 本领小，在每厘米的路程中只能产生几百对离子，所 以他说的径迹比较细而且有时发生弯曲。β粒子的电 离本领更小，在云室中一般不直接留下径迹。
（2）中子与碳核第一次碰撞后剩余的动能： E 11 2m 1 2 v1 2m ( 1 1v3 1 0)2(1 1)2 3 1 E 0
同理，经第二次碰撞后中子剩余的动能：
E 21 2m 2 2 v1 2m (1 1v3 1 1 )2(1 1)2 3 1 2E 0
同理，经第n次碰撞后中子剩余的动能：
2、威耳逊云室和盖革一米勒计数管都利用了放射线使气体电离的性质。它们 各用什名方法显示气体离子的存在?
解：云室利用过饱和蒸汽能以离子为核心凝结成雾 滴显示气体离子的存在。盖革一米勒计数管利用在 电场中被加速的离子可以在电路中引起脉冲放电来 显示气体离子的存在。
3、根据课文的介绍，请你比较威耳逊云室和革一术勒计教器的优缺点。
4、在人体中，破占甡个身体质量的18％。生物体的每克碳内含有大的500亿 个碳14原子，其中每分钟大约有10个碳14原子表变。请根据这些数据佶计， 我们身体中1s内我变的破原子的个数是多少?
解：设某同学的身体质量为50kg。该同学体内含碳质量 为50×18%kg=9kg， 则他体内碳14为9000×500亿个， 每秒钟衰变六分之一个碳14， 该同学身体中1s内衰变的碳原子的个数为1500。
解：一年的发电量为： E=pt=3.0x108×24×3600×365≈9.46×1015J
所以需要的铀235的克数为：
m8.2 E11001.1 512 0kg
19.7核聚变
课后习题讲解
问题与练习解答：
1、什么是核聚变?聚变过中的能量转化有什么持点? 解： 两个氢核结合成质量较大的核，这样的核反 应叫做核聚变。聚变发生时需要提供巨大的能量， 但反应中放出的能量比提供的能量大得多。
2、一个α粒子合到一个168O核中，写出这个核反应的方程式。这个 反应式左右两边的原子相比。哪边具有较多的结合能?
人教版高中物理选修3-5课后习题讲解
19.1原子核的组成
课后习题讲解
问题与练习解答：
1、有什么事实和理由可以说明放射性元素放出的射线来自原子核的内部? 天然放射现象的发现对物盾构的研究有什么意义?
解：实验发现，如果一种元素具有放射性，那么无论 它是以单质存在，还是以化合物形式存在，都具有放 射性，而且放射性的强度也不受温度、外界压强的影 响。由于元素的化学性质决定于原子核外的电子，这 说明射线与核外电子无关，也就是说，射线来自原子 核内。