高考物理复习-核能、核能的利用.doc

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1、物理总复习：核能、核能的利用编稿：李传安审稿：张金虎【考纲要求】1、知道核力及结合能、质量亏损等概念2、会配平和书写核反应方程式3、知道核能获取的两种方式，了解核反应堆的主要组成部分，能进行简单的有关核能的计算问题【考点梳理】考点一、核能要点诠释：1、核力　　　核子间作用力。其特点为短程强引力：作用范围为2.0×10－15m，只在相邻的核子间发生作用。2、核能　　　核子结合为原子核时释放的能量或原子核分解为核子时吸收的能量，叫做原子核的结合能，亦称核能。比结合能：结合能与核子数之比称做比结合能，也叫平均结

2、合能。比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定。不同原子核的比结合能是不一样的，由比结合能曲线可以看出：中等大小的核比结合能最大（平均每个核子的质量亏损最大），这些核最稳定。3、质能方程、质量亏损　　爱因斯坦质能方程E＝mc2说明物体的质量和能量之间存在着一定的关系，一个量的变化必然伴随着另一个量的变化。核子在结合成原子核时放出核能，因此，原子核的质量必然比组成它的核子的质量和要小△m，这就是质量亏损。由质量亏损可求出释放的核能△E＝△mc2；反之，由核能也可求出核反应过程的质量亏损。4、

3、△E＝△mc2是计算核能的常用方法。在具体应用中要注意单位制的统一及不同单位的换算。若质量单位取原子质量单位u，则：此结论亦可在计算中直接应用。另外，在无光子辐射的情况下，核反应中释放的核能转化为生成的新核和新粒子的动能。因而在此情况下可应用力学原理—动量守恒和能量守恒来计算核能。5、质能方程的理解　　对于质量亏损，切忌不能认为这部分质量转化成了能量，质能方程的本质是：第一，质量或能量是物质的属性之一，决不能把物质和它们的某一属性（质量和能量）等同起来。第二，质能方程揭示了质量和能量的不可分割性，方程建立

4、了这两个属性在数值上的关系，这两个量分别遵守质量守恒和能量守恒，质量和能量在量值上的联系决不等于这两个量可以相互转化。第三，质量亏损不是否定了质量守恒定律，生成的γ射线虽静质量为零，但动质量不为零。考点二、重核的裂变要点诠释：重核分裂成中等质量的核的反应过程。如：由于中子的增值使裂变反应能持续地进行的过程称为链式反应。发生链式反应的条件是：裂变物质的体积＞临界体积。　　裂变的应用：原子弹、原子反应堆。核电站：核电站的核心是核反应堆，核反应堆主要由以下几部分组成。①核燃料：浓缩铀235.②减速剂：浓缩铀23

5、5容易捕获慢中子发生反应，采用石墨、中水、或普通水作减速剂.③控制棒：为了控制能量释放的速度，就要想办法减少中子的数目，采用在反应堆中插入镉棒的方法，利用镉吸收中子能力很强的特性，就可以容易地控制链式反应的速度.④保护层：反应堆外层是很厚的水泥壁，可防止射线辐射出去.⑤冷却系统：靠水或液态金属钠在反应堆内外的循环流动，把产生的热量传输出去.反应堆是核电站的核心，核电站是靠核反应堆产生的内能发电.考点三、轻核的聚变要点诠释：轻核结合成质量较大的核的反应过程。如：　　发生聚变反应的条件是：超高温（几百万度以上

6、）—热核反应。　　聚变的应用：氢弹、可控热核反应。要点诠释：　　1、原子核既然是由质子和中子组成的，那么为什么还会从原子核里发射出α粒子、β粒子？实际上，发射出来的α粒子和β粒子仍是原子核内的质子和中子结合或转化而成的。α粒子是原子核内的2个质子和2个中子结合在一起发射出来的，β粒子是原子核内的中子转化为质子时产生并发射出来的。所以不能因为从原子核中发射出α粒子和β粒子就认为原子核也是由它们组成的。　2、质量数守恒和核电荷数守恒是我们书写核反应方程的重要依据，但要以核反应的事实为基础，不能仅仅根据该两条守

7、恒定律随意书写事实上不存在的核反应方程。另外，核反应通常是不可逆的，方程中只能用箭头：“→”连接并指示反应方向，而不能用等号“＝”连接。【典型例题】类型一、配平和书写核反应方程例1、下面列出的是一些核反应方程其中（　）　　A．X是质子，Y是中子，Z是正电子　　B．X是正电子，Y是质子，Z是中子　　C．X是中子，Y是正电子，Z是质子　　D．X是正电子，Y是中子，Z是质子【思路点拨】根据质量数守恒和电荷数守恒配平核反应方程，再确定XYZ是何种物质。【答案】D【解析】将三个核反应方程写明确，为可知X为正电子，可

8、知Y为中子，可知Z为质子【总结升华】根据质量数守恒和电荷数守恒配平核反应方程，是解决此类问题的关键。举一反三【变式1】原子核与氘核反应生成一个α粒子和一个质子。由此可知A．A=2，Z=1B.A=2，Z=2C.A=3，Z=3D.A=3，Z=2【答案】D【解析】，应用质量数与电荷数的守恒，解得，答案D。【变式2】2006年美国和俄罗斯的科学家利用回旋加速器，通过（钙48）轰击（锎249）发生核反应，成功合成了第118号元素，这是迄