人教版高中物理选择性必修三 第5章第1节 放射性元素的衰变 练习

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洪创教育文档工作室 人教版高中物理必修3电势能和电势教学设计

课题 电势能和电势 单元 9 学科 物理 年级 高二

教材

分析 本节课所采用的教材是人教版高中物理选择性必修3第2章第1节的内容，在“温度和温标”这节中，教科书引入了系统、状态参量、热平衡等一系列概念，并根据热平衡来定义温度。这样定义温度，使学生对温度这个物理量的理解，比初中“冷热的程度”这一说法深刻了很多，但又和初中的说法是一致的。初中物理学中学生知道用温度计测量温度的操作过程，而现在根据热平衡定律，明确了这一操作过程的物理原理。对许多与温度有关的物理现象，现在都可以用新的概念来重新认识。

教学目标与核心素养 一、教学目标

1.知道什么是状态，参量什么是平衡态。

2.理解热平衡的概念及热平衡定律，体会生活中的热平衡现象，了解热力学温度的应用。

3.理解温度的意义。

二、核心素养

物理观念：通过阅读、观察，理解系统、状态参量、热平衡等物理量的意义。

科学思维：通过对知识的类比，培养学生对现象的归纳能力，对问题的分析、推理能力。

科学探究：通过阅读、讨论、交流、动手实验，使学生学会温度计的正确使用方法。

科学态度与责任：利用知识类比和迁移激发学生学习兴趣，培养学生灵活运用知识和对科学的求知欲。

重点 理解掌握热平衡定律、温度及意义。

难点 热力学温标以及热力学温度的表示。摄氏温度与热力学温度的转换关系

教学过程

教学环节 教师活动 学生活动 设计意图

导入新课 假如一个容器用挡板K隔开，容器中的气体被分为A、B两部分，它们的压强分别为PA、PB，温度分别为TA、TB。打开挡板K后，如果容器与外界没有能量交换，经过一段时间后，容器内的气体会是什么状态？

学生思考讨论并回答

引出系统、状态参量的概念。

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洪创教育文档工作室 讲授新课 一、状态参量与平衡态

1、系统：在物理学中，通常把研究的对象称为系统。

第1节 生态系统的结构 目标导航 1.结合具体实例，描述生态系统的含义。2.联系教材供应的实例，把握生态系统的结构，并构建生态系统的结构模型。

一、生态系统的范围(阅读P88－89)

1．概念：由生物群落与它的无机环境相互作用而形成的统一整体，叫做生态系统。地球上的全部生物及其无机环境的总和，构成了地球上最大的生态系统——生物圈。

2．生态系统的范围

最大：地球上最大的生态系统是生物圈，它是地球上的全部生物及其无机环境的总和。 有小：一个池塘、一片草地、一片森林等。 二、生态系统的结构(阅读P89－92)

1．结构：组成成分和养分结构(即食物链和食物网)。

2．组成生态系统的成分

项目

成分 种类 作用

非生物的物质和能量 阳光、热能、水、空气、无机盐等 为生物群落供应物质和能量

生产者 自养生物，主要是绿色植物 把太阳能转变成化学能，是生态系统的基石

消费者 动物，包括植食性动物、肉食性动物、杂食性动物和寄生动物等 将有机物转化为无机物，加快物质循环；挂念植物传粉和种子传播

分解者 主要是细菌和真菌 将动植物遗体残骸和动物的排遗物分解成无机物

3.食物链和食物网

(1)食物链

①概念：生态系统中各生物之间由于食物关系而形成的一种联系。 ②特点：生产者为第一养分级，消费者所处养分级因食物关系不固定，但一般不会超过5个环节。

③实例

(2)食物网

①概念：生态系统中很多食物链彼此相互交叉连接成的简单养分结构。

②特征：假如某种生物削减或消逝，它在食物链上的位置可能会由其他生物来取代。

(3)意义

①生态系统物质循环和能量流淌的渠道。

②生态系统保持相对稳定的重要条件，食物网越简单，生态系统抵制外界干扰的力量越强。

推断正误：

(1)生产者都是自养生物，但主要类群是绿色植物。( )

(2)消费者都是动物，都营异养生活。( )

(3)细菌都是分解者，但分解者并不都是细菌。( )

(4)生产者是生态系统的基石，消费者和分解者是生态系统的必备成分。( )

人教版高中物理选择性必修1第3章第3节 波的反射、折射和衍射教学设计

课题 波的反射、折射和衍射 单元 3 学科 物理 年级 高二

教材分析 学生在初中阶段已经学过光的反射、折射以及回声等的初步知识。本节内容在相关实例的基础上，以生活中常见的水波为例，介绍了波的反射、折射和衍射现象，进步 加深对波的特性的认识。对波的衍射现象的研究是一个科学探究的过程， 教学的关键在于对实验的演示、观察和对实验现象的分析。为了有助于分析实验现象，可以在观察真实现象的同时利用动画进行模拟，以便学生对衍射现象留下更加深刻的印象。

波的反射、折射是常见的现象，可通过与光的反射、折射的类比，从对实验现象的研究中概括出规律。对波的反射、折射和行射现象的研究，既是对运动观念的拓展，也是培养科学思维与科学探究能力的重要途径，还是培养学生科学态度与责任的载体。

教学目标与核心素养 (1)通过实验认识波的反射和折射现象

(2)通过用射线解释反射、折射现象，认识波动中建构物理模型的方法。

(3)知道波的衍射现象和波产生明显衍射现象的条件。

物理观念：知道什么是波的反射、折射和衍射现象，知道发生明显衍射现象的条件。

科学思维：知道波发生反射现象时，反射角等于入射角．掌握入射角与折射角关系。

科学思维：了解波的衍射在生活中的应用，感受物理与生活之间的联系。

科学态度与价值观：在学习过程中培养学生的科学思维与科学探究能力，同事培养学生科学态度与责任。

重点 知道什么是波的反射、折射和衍射现象，知道发生明显衍射现象的条件。

难点 知道什么是波的反射、折射和衍射现象，知道发生明显衍射现象的条件。

教学过程

教学环节 教师活动 学生活动 设计意图

导入新课 我们知道，声音在传播过程中，遇到障碍物时会发生反射。对着远处的峭壁大喊一声会听到回声，就是声波在峭壁上反射的结果。生活中，你是否注意过水波的反射?波的反射应该遵从什么规律?

观察水波的反射。

第 1 页 共 6 页 高中物理人教版必修1第三章第3节摩擦力同步练习

姓名:________ 班级:________ 成绩:________

一、

选择题 (共5题；共10分)

1.

（2分） (2017高一下·辽宁期末) 下列关于摩擦力的说法，正确的是（ ）

A . 作用在物体上的滑动摩擦力只能使物体减速，不可能使物体加速

B . 摩擦力的大小一定与物体的重力成正比

C . 运动的物体不可能受到静摩擦力作用

D . 作用在物体上的静摩擦力可以是动力

2. （2分） (2016·杨浦模拟) 某同学骑自行车时，地面对前轮的摩擦力为F1 ， 对后轮的摩擦力为Ff1；推自行车时，地面对前轮摩擦力为F2 ， 对后轮的摩擦力为Ff2 ， 则（ ）

A . F1与车前进方向相同

B . F2与车前进方向相同

C . Ff1与车前进方向相同

D . Ff2与车前进方向相同

3. （2分） (2016高一上·桐乡期中) 关于动摩擦因数μ，下列说法正确的是（ ）

A . 由公式μ= 可知，μ与摩擦力Ff成正比，与正压力FN成反比

B . μ只跟相互接触的两个物体的材料有关

C . μ只跟两接触面粗糙程度有关

D . μ既跟相互接触的两物体的材料有关，又跟接触面粗糙有关

第 2 页 共 6 页 4.

（2分） (2018高三上·宁波期末) 中国书法是一种艺术。在楷书笔画中，长横的写法要领如下：起笔时一顿，然后向右行笔，收笔时略向右按，再向左上回带，该同学在水平桌面上平铺一张白纸，为防止打滑，他在白纸的左侧靠近边缘处用镇纸压住。则下列关于行笔过程中各物体的受力情况（

）

A . 毛笔对纸的压力一定大于毛笔的重力

B . 镇纸受到了向右的静摩擦力

C . 白纸受到了3个摩擦力

第 1 页 共 8 页 吉林省高中物理人教版必修1第四章第3节牛顿第二定律同步练习

姓名:________ 班级:________ 成绩:________

一、

选择题 (共7题；共14分)

1.

（2分） (2016高二上·揭西期中) 放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物块速度v与时间t的关系如图所示．取重力加速度g=10m/s2 ． 由此两图线可以求得物块的质量m和物块与地面之间的动摩擦因数μ分别为（ ）

A . m=0.5kg，μ=0.4

B . m=1.5kg，μ=

C . m=0.5kg，μ=0.2

D . m=1kg，μ=0.2

2. （2分） (2018高三上·武邑模拟) 一质量为2 kg的物块在水平牵引力的作用下做直线运动，v-t图象如图1所示，物块与水平地面间的动摩擦因数为0.4.下列说法正确的是（ ）

A . 图2 表示物块的加速度随时间的变化关系

B . 图3 表示水平牵引力随位移的变化关系

C . 图4 表示水平牵引力功率随时间的变化关系

第 2 页 共 8 页 D .

图5

表示合力对物块做的功随位移的变化关系

3.

（2分） 放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物块速度v与时间t的关系如图所示。由此两图线可以求得物块的质量m和物块与地面之间的动摩擦因数μ分别为 （ ）

A . m=0.5kg，μ=0.4

B . m=1.5kg，μ=

C . m=0.5kg，μ=0.2

D . m=1kg，μ=0.2

4. （2分） 放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物块速度v与时间t的关系如图所示。取重力加速度g=10m/s2.由此两图线可以求得物块的质量m和物块与地面之间的动摩擦因数μ分别为（ ）

人教版高中物理必修1教学设计

课题 共点力的平衡 单元 3 学科 物理 年级 高一

学习

目标 知识与技能

1.知道共点力作用下物体的平衡概念.

2.掌握在共点力作用下物体的平衡条件.

3.知道如何用实验验证共点力作用下的物体的平衡条件.

4.应用共点力的平衡条件解决具体问题.

过程与方法

1.正确判断物体的运动状态，培养学生的观察和鉴别能力.

2.进一步培养学生分析物体受力的能力.

3.应用平衡条件解决实际问题的能力.

情感态度与价值观

1.了解运动和静止的相对性，培养学生的辩证唯物主义观点.

2.通过对周围处于静止状态的物体的观察和实验，总结出力的平衡条件，再用这个理论来解决和处理实际问题，使学生树立正确的认识观.

通过对物体受力分析图的绘画，使学生了解到物理学中的对称美.

重点 1.共点力的平衡条件.

2.熟练运用共点力的平衡条件，解决平衡状态下有关力的计算.

3.进一步熟练受力分析的方法.

难点 1.物体的受力分析.

2.物体在什么条件下，可以认为是受到共点力作用？

3.物体受到三个不在一条直线上的力作用而处于平衡状态时，这三个力一定共点

教学过程

教学环节 教师活动 学生活动 设计意图

导入新课 提问：什么是共点力？

几个力如果都作用在物体的同一点，或者它们的作用线相交于一点。

学生回忆共点力定义，并说出四幅图中哪几幅图是共点

学生回忆共点力定义从而引出共点力平衡。

甲 乙 丙 丁

甲、丁中所受的力就是共点力，今天我们就来研究物体受共点力平衡的情况。 力

讲授新课 一、共点力平衡的条件

1、定义：物体保持静止或匀速直线运动的状态称为平衡状态。

出示图片：桌上的书、苹果能保持静止，处于平衡状态；随传送带匀速运送的物体处于平衡状态；

注意：缓慢的直线移动可认为是匀速直线运动

思考讨论：v=0时物体一定能保持静止吗？举例说明。

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洪创教育文档工作室 人教版物理选择性必修3第1章第2节教学设计

课题 实验：用油膜法估测油酸分子的大小 单元 1 学科 物理 年级 高二

学习

目标 物理观念：理解分子模型，知道分子直径的数量级。

科学思维：学会用油膜法估测分子大小。

科学探究：能够对实验数据进行处理，掌握“互补法”计算油膜面积。

科学态度与责任：学会坚持实事求是的态度，用实验方法探究问题，培养探索科学的兴趣。

重点 用油膜法估测油酸分子的大小的原理

难点 实验操作、数据处理

教学过程

教学环节 教师活动 学生活动 设计意图

导入新课 阅读课文,回答以下问题:

1、这里所说的分子与化学中所说的分子有何不同?

2、怎样才能观察到分子的排布?

3、怎样才能知道分子的大小呢?

4、如何求解分子直径呢？

阅读课本

引入新课内容，类比求乒乓球直径的方法。

讲授新课 为了估测油酸分子的大小，我们把1滴油酸滴在水面上，水面上会形成一层油膜，油膜是由单层油酸分子(C17H33COOH )中的烃基C17H33-组成的。尽管油酸分子有着复杂的结构和形状，分子间也存在着间隙，但在估测其大小时，可以把它简化为球形处理,并认为它们紧密排布(如图)。测出油膜的得度d,它就相当于分子的直径。

了解油酸分子油膜的特性。

为接下来讲解油膜法求解分子直径的做铺垫。

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思考1：如何形成单分子油膜？

实验中，为了使油酸充分展开，获得一块单分子油膜，我们需要将油酸在酒精中稀释后再滴入水中。这样的油酸酒精溶液滴在水面，溶液中的酒精将溶于水并很快挥发,从而获得纯油酸形成的油膜。

思考2：如何用配制好的油酸酒精溶液计算出油酸滴的体积V？

如图A所示，用注射器或滴管将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内增加一定体积(例如1 mL)时的滴数．计算出每滴液滴体积的平均值。

思考3：如何测量水面上漂浮的油膜的表面积？

3.牛顿第二定律

1．关于牛顿第二定律，下列说法中正确的是( )

A．牛顿第二定律的表达式F＝ma在任何情况下都适用

B．某一瞬时的加速度，只能由这一瞬时的外力决定，而与这一瞬时之前或之后的外力无关

C．在公式F＝ma中，若F为合力，则a等于作用在该物体上的每一个力产生的加速度的矢量和

D．物体的运动方向一定与物体所受合力的方向一致

解析： 牛顿第二定律只适用于宏观物体在低速时的运动，A错误；F＝ma具有同时性，B正确；如果F＝ma中F是合力，则a为合力产生的加速度，即各分力产生加速度的矢量和，C正确；如果物体做减速运动，则v与F反向，D错误．

答案： BC

2．关于速度、加速度、合外力之间的关系，正确的是( )

A．物体的速度越大，则加速度越大，所受的合外力也越大

B．物体的速度为零，则加速度为零，所受的合外力也为零

C．物体的速度为零，但加速度可能很大，所受的合外力也可能很大

D．物体的速度很大，但加速度可能为零，所受的合外力也可能为零

解析： 加速度由力决定，加速度与速度无必然联系，物体的速度为零时，加速度可为零，也可不为零；当加速度为零时，速度不变．

答案： CD

3．由牛顿第二定律知道，无论怎样小的力都可以使物体产生加速度，可是当我们用一个很小的力去推很重的桌子时，却推不动它，这是因为( )

A．牛顿第二定律不适用于静止的物体

B．桌子的加速度很小，速度增量极小，眼睛不易觉察到

C．推力小于静摩擦力，加速度是负的

D．桌子所受的合力为零

解析： F＝ma中F指合力，用很小的力推桌子时，合力为零，故无加速度．

答案： D

4．下面关于加速度的方向的说法中，正确的是( )

A．加速度的方向一定与速度方向相同

B．加速度的方向一定与速度变化方向相同

C．加速度的方向一定与牵引力方向相同

D．加速度的方向一定与合外力方向相同

解析： 根据a＝ΔvΔt可知加速度方向与速度变化方向一致，故B正确，A错．根据牛顿第二定律a＝Fm可知，加速度方向与合外力方向一致，故D正确，牵引力不一定是合力，所以C选项说加速度方向一定与牵引力方向相同是错误的．

第 1 页 共 17 页 高中物理人教版选修3-1第二章第5节焦耳定律同步练习A卷

姓名:________ 班级:________ 成绩:________

一、

选择题 (共20题；共45分)

1. （2分）

如图所示，额定电压为110 V的两盏电灯，额定功率分别为PA＝100 W，PB＝25 W．把它们接到220 V的电路上，欲使它们都能正常发光且耗电最少，应采用的接法是（ ）

A .

B .

C .

D .

2. （2分） 下列电器中主要是利用电流通过导体产生热量工作的是（ ）

A . 电饭煲

B . 吸尘器

C . 电视机

D . 电冰箱

3. （2分） 一直流电动机正常工作时两端的电压为U，通过的电流为I，电动机线圈的电阻为r。该电动机正

第 2 页 共 17 页 常工作时，下列说法正确的是（

）

A .

电动机消耗的电功率为

B .

电动机的输出功率为

C . 电动机的发热功率为

D . I、U、r三个量间满足

4. （2分） (2019高二上·黄浦月考) 一台电动机的额定电压是220V，额定电流为5A，电动机线圈的电阻是0.4Ω．当该电动机正常工作时，每秒钟产生的热量是（ ）

A . 1100J

B . 110J

C . 1210J

D . 10J

5. （2分） 如图所示，长方体金属块边长之比a:b:c=3:1:2，将A与B接入电压为U的电路中时，电流为I；若将C与D接入电压为U的电路中，则电流为（设金属块的电阻率不变） （ ）

A . I

B . 2I

C .

D .

6. （2分） 关于电阻和电阻率的说法中，正确的是 （ ）

第5节 运动电荷在磁场中受到的力

1．洛伦兹力：运动电荷所受磁场的作用力叫洛伦兹力．通电导线所受到的安培力实际上是作用在导线中运动电荷上的洛伦兹力的宏观表现．

2．洛伦兹力的大小：F＝qvBsin_θ，其中θ是带电粒子的运动方向与磁场方向的夹角．

(1)当θ＝90°，即带电粒子的运动方向与磁场方向垂直时：F＝qvB最大．

(2)当θ＝0°，即带电粒子的运动方向与磁场方向平行时：F＝0最小．

3．洛伦兹力的方向：用左手定则判定．注意四指指向正电荷运动方向(或负电荷运动的相反方向)，洛伦兹力的方向既垂直于电荷运动速度v的方向，又垂直于磁感应强度B的方向，即洛伦兹力的方向总是垂直于B、v方向所决定的平面．

4．洛伦兹力总是与速度v垂直，故洛伦兹力对运动电荷不做功．

5．电视显像管应用了电子束磁偏转的原理．电子束在随时间变化的磁场的作用下发生偏转，逐行扫描，使荧光屏发光．

►基础巩固

1．关于运动电荷和磁场的说法中，正确的是(D)

A．运动电荷在某点不受洛伦兹力作用，这点的磁感应强度必为零

B．电荷的运动方向、磁感应强度方向和电荷所受洛伦兹力的方向一定互相垂直

C．电子运动由于受到垂直于它的磁场力作用而偏转，这是因为洛伦兹力对电子做功

D．电荷与磁场没有相对运动，电荷就一定不受磁场的作用力

解析：运动电荷处于磁感应强度为零处，所受洛伦兹力为零，但当运动电荷的速度方向和磁场方向一致时(同向或反向)也不受洛伦兹力的作用；运动电荷受到的洛伦兹力垂直于磁场方向和电荷运动方向所决定的平面，即洛伦兹力既垂直于磁场方向，也垂直于电荷的运动方向，但磁场方向和电荷运动方向不一定垂直；因为洛伦兹力一定垂直于电荷的运动方向，所以洛伦兹力永远不做功；运动电荷受洛伦兹力的作用，这里的运动应是与磁场的相对运动．

2．(多选)如图所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并处于方向垂直纸面向外、强度为B的匀强磁场中．质量为m、带电荷量为＋Q的小滑块从斜面顶端由静止下滑．在滑块下滑的过程中，下列判断正确的是(CD)

2.放射性元素的衰变

课后篇巩固提升

基础巩固

1.卢瑟福通过实验首次实现了原子核的人工转变,其核反应方程为:

24

He+

714

N→

817

O+

11

H,下列说法错

误的是()

A.卢瑟福通过该实验提出了原子核式结构模型

B.实验中是用α粒子轰击氮核

C.卢瑟福通过该实验发现了质子

D.原子核在人工转变的过程中,电荷数一定守恒

解析卢瑟福用α粒子轰击金箔散射的实验,提出原子的核式结构模型,故A错误;用α粒子轰击氮核首

次实现了原子核的人工转变,并发现了质子,故B、C正确;核反应方程质量数和电荷数是守恒的,故D

正确。

答案A

2.(2020北京西城区二模)在核反应方程

49

Be+

24

He→

612

C+X中,X表示的是()

A.质子B.中子

C.电子D.α粒子

解析根据质量数守恒,X的质量数为9+4-12=1;根据核电荷数守恒,X的核电荷数为4+2-6=0,说明X

为中子,故B正确,ACD错误。

答案B

3.

14C测年法是利用14C衰变规律对古生物进行年代测定的方法。若以横坐标t表示时间,纵坐标m

表示任意时刻14C的质量,m

0为t=0时14C的质量。下面四幅图中能正确反映14C衰变规律的是()

解析设衰变周期为T,那么任意时刻14C的质量m=1

2󰝐󰜶m

0,可见,随着t的增长物体的质量越来越小,

且变化越来越慢,很显然C项图线符合衰变规律,故选C。

答案C

4.(2020陕西西安长安区模拟)居里夫人是放射性元素钋(

84210

Po)的发现者。已知钋(

84210

Po)发生衰变时,

会产生α粒子和原子核X,并放出γ射线。下列分析正确的是()

A.原子核X的质子数为82,中子数为206

B.γ射线具有很强的穿透能力,可用来消除有害静电

C.由α粒子所组成的射线具有很强的电离能力

D.地磁场能使γ射线发生偏转

解析根据发生核反应时,质量数与电荷数守恒,可得原子核X的质子数为84-2=82,质量数为210-

4=206,依据质量数等于质子数与中子数之和,得原子核X的中子数为206-82=124,故A错误;γ射线具

一、选择题

1．天然放射性元素在衰变过程中会辐射α射线、β射线和γ射线。关于原子核衰变，下列说法中正确的是（ ）

A．β射线来源于原子的核外电子

B．γ射线可以用来探测金属部件内部的缺陷

C．放射性原子核衰变成新核，原子核的比结合能减小

D．1000个半衰期为2h的某放射性同位素，经6h还剩125个

2．下列说法正确的是（ ）

A．2382349290UThX中X为电子，核反应类型为β衰变

B．234112H+HHe+Y中Y为中子，核反应类型为人工核转变

C．2351136909205438U+nXe+Sr+K，其中K为10个中子，核反应类型为重核裂变

D．14417728N+HeO+Z，其中Z为氢核，核反应类型为轻核聚变

3．14C发生放射性衰变变为14N，半衰期约为5700年。已知植物存活期间，其体内14C与12C的比例不变；生命活动结束后，14C的比例持续减少。现通过测量得知，某古木样品中14C的比例正好是现代植物所制样品的二分之一。下列说法正确的是（ ）

A．该古木的年代距今约为5700年

B．12C、13C、14C具有相同的中子数

C．14C衰变为14N的过程中放出α射线

D．增加样品测量环境的压强将加速14C的衰变

4．我国科学家为解决“玉兔号”月球车长时间处于黑夜工作的需要，研制了一种小型核能电池，将核反应释放的核能转变为电能，需要的功率并不大，但要便于防护其产生的核辐射。请据此猜测“玉兔号”所用核能电池有可能采纳的核反应方程是（ ）

A．32411120HHHen B．235114192192056360UnBakr3n

C．238238094951PuAme D．274301132150AlHePn

5．下列说法正确的是

A．原子的核式结构模型是汤姆孙最早提出的

B．铀核（23892 U）衰变为铅核（20882 Pb）的过程中，要经过8次α衰变和6次β衰变

一、解答题

1．原来静止的铀238和钍234同时在同一匀速磁场中，由于衰变而开始做匀速圆周运动。铀238发生了一次衰变，钍234发生了一次衰变。

(1)试画出铀238发生一次衰变时所产生的新核及粒子在磁场中的运动轨迹的示意图。

(2)试画出钍234发生一次β衰变时所产生的新核及粒子在磁场中的运动轨迹的示意图。

解析：(1)；(2)

(1)铀238发生衰变时，由于放出粒子而产生了新核，根据动量守恒定律它们的总动量为零，即

11220mvmv

因为它们都带正电，衰变时的速度正好相反，所以受到的洛伦兹力方向也相反，又因决定了它们做圆周运动的向心力由洛伦兹力提供。即

2vmBqvR

所以

mvRBq

又因为

1122mvmv

所以

2221RqRq

由于

12q，292290q

因而

12451RR

如图甲所示，其中轨道a为粒子的轨迹，轨道半径为1R，轨道b为新核的轨迹，其轨道半径为2R。（12RR）

(2)同理，钍234发生一次衰变时放出粒子时与产生的新核的动量大小相等，方向相反，即总动量为零。可是，粒子带负电，新核带正电，它们衰变时的速度方向相反，但受洛伦兹力方向相同，所以，它们的两个轨迹圆是内切的，且粒子的轨道半径大于新核的轨道半径，它们的轨迹示意图如图乙所示，其中，c为粒子的轨迹，d为新核的轨迹。

2．α粒子以初速度v0轰击静止的氮14原子核打出一种新的粒子，同时产生原子核氧17，新的粒子速度为3v0，且方向与α粒子初速度相同，反应过程中释放的能量完全转化为系统的动能。已知中子质量为m，质子质量和中子质量相等，质量数为A的原子核的质量为m的A倍，光速为c，求：

(1)写出该反应的核反应方程式；

(2)计算此反应过程中的质量亏损。

解析：(1)4141712781HeNOH；(2)2024317mvmc

【分析】

本题考察核反应方程的书写和动量守恒定律的应用。

2025高考物理步步高同步练习选修3第五章原子核

第1节 原子核的组成

[学习目标要求] 1.了解天然放射现象和天然放射现象发现的意义。2.知道三种射线的本质和特征。3.知道原子核的组成和同位素的概念，会正确书写原子核符号。4.了解发现天然放射现象的相关史实。

一、天然放射现象

1.1896年，法国物理学家贝克勒尔发现，铀和含铀的矿物能够发出看不见的射线，这种射线可以穿透黑纸使照相底版感光。

2.物质发出射线的性质称为放射性，具有放射性的元素称为放射性元素，放射性元素自发地发出射线的现象，叫作天然放射现象。

3.原子序数大于83的元素，都能自发地发出射线，原子序数小于或等于83的元素，有的也能发出射线。

4.玛丽·居里和她的丈夫皮埃尔·居里发现了两种放射性更强的新元素，命名为钋(Po)和镭(Ra)。

二、射线的本质

1.α射线：实际上就是氦原子核，速度可达到光速的110，其电离能力强，穿透能力较弱，在空气中只能前进几厘米，用一张纸就能把它挡住。

2.β射线：是高速电子流，速度可达光速的99%，它的穿透能力较强，电离能力较弱，很容易穿透黑纸，也能穿透几毫米厚的铝板。

3.γ射线：是能量很高的电磁波，波长很短，在10－10 m以下，它的电离作用更弱，穿透能力更强，甚至能穿透几厘米厚的铅板或几十厘米厚的混凝土。

4.射线来自原子核，说明原子核内部是有结构的。 【判一判】

(1)α射线实际上就是氦原子核，α射线具有较强的穿透能力。(×)

(2)β射线是高速电子流，很容易穿透黑纸，也能穿透几毫米厚的铝板。(√)

(3)γ射线是能量很高的电磁波，电离作用很强。(×)

三、原子核的组成

1.质子的发现：1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮原子核发现了质子，质子是原子核的组成部分。

2.中子的发现：卢瑟福猜想原子核内存在着一种质量与质子相同，但不带电的粒子，称为中子。查德威克通过实验验证了这个猜想。

3.原子核的组成：原子核由质子和中子组成，质子和中子统称为核子。

核反应及核能的相关计算

[学习目标] 1.了解四种核反应的特征，会根据质量数守恒和电荷数守恒书写核反应方程. 2.熟练掌握核能的计算方法.3.学会结合动量守恒定律和能量守恒定律解决核反应相关问题．

一、四种核反应

1．四种核反应的理解

(1)衰变：放射性元素的原子核自发放出某种粒子后变成新的原子核的变化．

①α衰变：AZX→A－4Z－2Y＋42He

②β衰变：AZX→ AZ＋1Y＋ 0－1e

(2)原子核的人工转变：用人工的方法，使原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程．

①质子的发现：14 7N＋42He→17 8O＋11H(卢瑟福)

②中子的发现：94Be＋42He→12 6C＋10n(查德威克)

③放射性同位素和正电子的发现：

2713Al＋42He→3015P＋10n

3015P→3014Si＋ 0＋1e

(3)裂变：一个重核分裂成两个中等质量的核，这样的核反应叫作裂变．

235 92U＋10n→144 56Ba＋8936Kr＋310n

235 92U＋10n→136 54Xe＋9038Sr＋1010n

(4)聚变：两个轻核结合成质量较大的核，这样的核反应叫作聚变．

21H＋31H→42He＋10n

2．解题时的注意事项

(1)熟记一些粒子的符号：α粒子(42He)、质子(11H或p)、中子(10n)、电子( 0－1e)、氘核(21H)、氚

核(31H)．

(2)在核反应方程中，质量数和电荷数是守恒的；在解有关力学综合问题时，还有动量守恒和能量守恒．

(2020·沈阳实验中学高二期中)下面列出的是一些描述核过程的方程，下列说法正确的是( )

①238 92U→234 90Th＋X

②235 92U＋10n→144 56Ba＋8936Kr＋3M

③94Be＋21H→10 5B＋K

④14 7N＋42He→17 8O＋Y

A．核反应方程①是重核裂变，X是α粒子

第1页 共13页 习题课三 原子核反应及核能的计算

课后·训练提升

基础巩固

一、单项选择题

1.某原子核发生核反应时放出一个正电子,则新原子核内多了一个( )

A.质子 B.中子

C.电子 D.核子

答案:B

解析:原子核在发生核反应的过程中遵守质量数守恒和电荷数守恒,且质量数=电荷数+中子数,反应时放出一个正电子,则新原子核内的电荷数减少了一个,而质量数保持不变,则中子数增加了一个,选项B正确,A、C、D错误。

2.核能作为一种新能源在现代社会中已不可缺少,我国在完善核电安全基础上将加大核电站建设。核泄漏中的钚(Pu)是一种具有放射性的超铀元素,它可破坏细胞基因,提高患癌的风险。已知钚的一种同位素 94239Pu的衰变方程为:94239PuX+24He+γ,半衰期为24 100年,则下列说法正确的是( )

A.衰变时发出的γ射线是波长很短的实物粒子,穿透能力很强

B.X原子核中含有143个中子

C.10个 94239Pu原子核经过24 100年后一定还剩余5个

第2页 共13页 D.94239Pu的质量和衰变后的X原子核与 24He的总质量相等

答案:B

解析:衰变时发出的γ射线是电磁波,选项A错误;根据反应过程满足电荷数和质量数守恒可知,X原子核中的电荷数为92,质量数为235,则X原子核中的中子数为235-92=143,选项B正确;半衰期只适用于大量原子核发生衰变时,对于少数原子核衰变不适用,选项C错误;衰变过程存在质量亏损,故 94239Pu的质量大于衰变后的X原子核与 24He的总质量,选项D错误。

3.关于四个核反应方程,下列说法正确的是( )

①92238UTh+24He

②90234ThPa+-1 0e

③714N+24HeO+11H

④12H+13HHe+01n+17.6 MeV

A.①②为原子核自发的衰变过程,反应不释放能量

B.②说明原子核的组成含有电子