高中物理鲁科版选修3-4课件：第5章 章末分层突破

[自我校对]①相邻②短程③m前－m后④mc2⑤Δmc2⑥大于⑦几百万⑧引力⑨武器⑩废料几个重要的核反应核反应式与其相关的重要内容90Th＋42Heα衰变实质21H＋210n→42He 92U→234238－1e－1eβ衰变实质10n→1H＋0 90Th→23491Pa＋02348O＋1H质子的发现(1919年) 卢瑟福147N＋42He→1794Be＋42He→126C＋10n中子的发现(1932年) 查德威克2713Al＋42He→3015P＋10n人工放射性同位素的发现居里夫妇3015P→3014Si＋0＋1e正电子的发现(1934年)居里夫妇23592U＋10n→9038Sr＋13654Xe＋1010n23592U＋10n→14456Ba＋8936Kr＋310n重核的裂变21H＋31H→42He＋10n轻核的聚变核反应有以下几种情况：一是衰变，二是人工转变，三是裂变，四是聚变．核反应可用方程来表示，叫核反应方程．完成下列核反应方程，并指明它属于何种核反应．(1)92U→90Th＋( )属________；(2)Be＋( )→6C＋n，属________；(3)H＋H→He＋( )，属________；(4)92U＋n→Sr＋54Xe＋( )，属________．【解析】根据质量数和电荷数守恒可判定：(1)中的未知核为He，该反应属衰变；(2)中的未知核为He，该反应属人工转变；(3)中的未知核为n，该反应属于聚变；(4)中的未知核为10n，该反应属于裂变．【答案】见解析核能的产生及计算1.获得核能的途径(1)重核裂变：重核俘获一个中子后分裂成为两个(或多个)中等质量的核的反应过程，重核裂变的同时放出几个中子，并释放出大量核能．为了使铀235裂变时发生链式反应，铀块的体积应达到它的临界体积．重核的裂变：如U＋n→Sr＋Xe＋10n.应用：原子弹、原子反应堆．(2)轻核聚变：某些轻核结合成质量较大的核的反应过程，同时释放出大量的核能．要想使氘核和氚核合成氦核，必须达到几百万度以上的高温，因此聚变反应又叫热核反应．轻核的聚变：如：H＋H→He＋n.应用：氢弹、可控热核反应．2．核能的计算重核的裂变和轻核的聚变，存在质量亏损，根据爱因斯坦质能方程ΔE＝Δmc2，可以判断两种核反应都会向外释放能量，计算核能的方法如下：(1)质能方程ΔE＝Δmc2是计算释放核能多少的主要方法，质量亏损Δm的确定是计算核能的关键．(2)核反应中如无光子辐射，核反应释放的核能全部转化为新核的动能和新粒子的动能．这种情况下的核能可由下列关系计算：反应前总动能＋反应过程中释放的核能＝反应后总动能．已知氘核质量为2.013 6 u，中子质量为1.008 7 u，He核的质量为3.015 0 u.(1)写出两个氘核聚变成He的核反应方程；(2)计算上述核反应中释放的核能；(3)若两氘核以相等的动能0.35 MeV做对心碰撞，即可发生上述核反应，且释放的核能全部转化为机械能，则反应中生成的He核和中子的动能各是多少？【解析】(1)应用质量数守恒和核电荷数守恒，不难写出核反应方程为H＋H→He＋n.(2)由题给条件可求出质量亏损为：Δm＝[2.013 6×2－(3.015 0＋1.008 7)]u＝0.003 5 u所以释放的核能ΔE＝931.5×0.003 5 MeV＝3.26 MeV.(3)因为该反应中释放的核能全部转化为机械能，即转化为He核和中子的动能，若设He核和中子的质量分别为m1、m2，动量分别为p1、p2，动能分别为Ek1、Ek2，氘核的动能为Ek0，则由动量守恒及能的转化和守恒定律，得p1－p2＝0①Ek1＋Ek2＝2Ek0＋ΔE②由Ek＝得＝＝③由①②③得：Ek1＝(2Ek0＋ΔE)＝0.99 MeVEk2＝(2Ek0＋ΔE)＝2.97 MeV.【答案】(1)H＋H→He＋n (2)3.26 MeV(3)0.99 MeV 2.97 MeV(1若核反应前后各核的质量单位为kg，则用ΔE＝Δmc2求核能时，核能单位为J.)(2若核反应前后各核的质量单位为u，则用ΔE＝Δmc2.,求核能时，结合1 u的质量对应的能量为931.5 MeV，求得核能单位为MeV.)1.(多选)一静止的铝原子核Al俘获一速度为1.0×107 m/s的质子p后，变为处于激发态的硅原子核Si*.下列说法正确的是( ) A．核反应方程为p＋Al→Si*B．核反应过程中系统动量守恒C．核反应过程中系统能量不守恒D．硅原子核速度的数量级为105 m/s，方向与质子初速度的方向一致【解析】核反应过程中遵循质量数守恒和电荷数守恒，核反应方程为p＋Al→Si*，说法A正确．核反应过程中遵从动量守恒和能量守恒，说法B正确，说法C错误．根据动量守恒定律有mpvp＝mSivSi，碰撞后硅原子核速度的数量级为105 m/s，方向与质子初速度方向一致，说法D正确．【答案】ABD2．在下列描述核过程的方程中，属于α衰变的是__________________，属于β衰变的是________，属于裂变的是________，属于聚变的是________．(填正确答案标号)A.C→N＋e。

量是多少？
图5－3
易错剖析：对磁感线沿相反方向同时穿过同一
平面时，错误的认为磁通量等于两磁场分别引起的
磁通量之和．
即：Φ＝B1S＋B2S.
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解析：若规定向里穿过线圈的磁通量为正，则向 外穿过线圈的磁通量应为负．所以穿过线圈的磁通量
为Φ＝(B1－B2)S. 答案：(B1－B2)S 纠错心得：当磁感线沿相反方向同时穿过同一平
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【例1】 如图5－1所示，螺线管、蹄形铁芯、
环形导线三者相距较远，当开关闭合后关于小磁针N
极(黑色的一端)的指向，错误的说法是
()
A．小磁针a的N极指向正确
B．小磁针b的N极指向正确
C．小磁针c的N极指向正确
D．小磁针d的N极指向正确
图5－1
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解题关键：熟练掌握环形电流、通电螺线管内 部和周围磁感线的分布特点，明确小磁针静止时N极 指向与磁感线方向一致．
2．定义式Φ＝BS中的面积S指的是垂直于匀强磁 场方向的面积，如果平面与磁场方向不垂直，取垂直 磁场方向上的投影面积，即为有效面积．
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【例2】 如图5－2所示，一个 单匝线圈abcd水平放置，面积为S，
当有一半面积处在竖直向下的匀强
磁场中，磁感应强度为B，当线圈
以ab边为轴转过30°和60°
图5－2
时，穿过线圈的磁通量分别是多少？
解析：当线圈分别转过 30°和 60°时，线圈平面在垂
直于磁场方向的有效面积相同，都有 S⊥＝S2，所以磁通量
相同，都等于B2S.
答案：B2S
BS 2
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对磁通量的概念理解错误

i＝60 ° ④
由折射定律有sin i＝nsin r⑤ 代入题给条件n＝ 3得r＝30 ° ⑥ 作底面在N点的法线NE，由NE∥AM，有i′＝30 ° ⑦ 根据反射定律，有i″＝30 ° ⑧ 连接ON，由几何关系知△MAN≌△MON，故有∠MNO＝60 ° ⑨ 由⑦⑨式得∠ENO＝30 ° ⑩
于是∠ENO为反射角，ON为反射光线．这一反射光线经球面再次折射后不改 变方向．所以，射出玻璃球冠的光线相对于入射光线的偏角β为 β＝180° －∠ENO＝150° ⑪
图47
某同学用大头针、三角板、量角器等器材测半圆形玻璃砖的折射 率．开始玻璃砖的位置如图48中实线所示，使大头针P1、P2与圆心O在同一直线 上，该直线垂直于玻璃砖的直径边，然后使玻璃砖绕圆心O缓慢转动，同时在玻 璃砖的直径边一侧观察P1、P2的象，且P2的象挡住P1的象．如此观察，当玻璃砖 转到图中虚线位置时，上述现象恰好消失．此时只需测量出________，即可计算 出玻璃砖的折射率．请用你的测量量表示出折射率n＝________.
(2)插针法 原理：光的折射定律． 方法：如图45所示，取一方木板，在板上画出互相垂直的两条线AB、MN， 从它们的交点O处画直线OP(使∠PON＜45° )，在直线OP上P、Q两点垂直地插两 枚大头针．把木板放入水中，使AB与水面相平，MN与水面垂直．在水面上观 察，调整视线使P的象被Q的象挡住，再在木板S、T处各插一枚大头针，使S挡住 Q、P的象，T挡住S及Q、P的象．从水中取出木板，画出直线ST，量出图中的角 i、r，则水的折射率为n＝sin i/sin r.
【答案】 ABC
3．(2016· 全国乙卷节选)如图411，在注满水的游泳池的池底有一点光源A， 它到池边的水平距离为3.0 m．从点光源A射向池边的光线AB与竖直方向的夹角恰 4 好等于全反射的临界角，水的折射率为3.

最新精选鲁科版高中物理选修3-4第5章光的干涉衍射偏振第4节激光与全息照相巩固辅导第六篇第1题【单选题】医学上将激光束的宽度聚集到纳米的范围内，可修复人体已损坏的器官，对DNA分子进行超微型基因修复，除去癌症、遗传疾病等，这是利用了激光的( )A、单色性B、平行性C、高能性D、粒子性【答案】：【解析】：第2题【单选题】可以利用激光来切割各种物质，这是应用了激光的( )A、平行性好的特性B、相干性好的特性C、亮度高的特征D、单色性好的特性【答案】：【解析】：第3题【单选题】如图所示，在水中有一厚度不计的薄玻璃片做成的中空三棱镜，里面是空气，一束光A从棱镜的左边射入，从三棱镜的右边射出时发生色散，射出的可见光分布在a点和b点之间，则( )A、从a点射出的是红光，从b点射出的是紫光B、从a点射出的是紫光，从b点射出的是红光C、从a点和b点射出的都是紫光，从ab中点射出的是红光D、从a点和b点射出的都是红光，从ab中点射出的是紫光【答案】：【解析】：第4题【单选题】激光技术是在1960年发明的．激光被誉为神奇的光，关于激光的应用下列说法中正确的是( )A、激光用来控制核聚变，是因为它的方向性好，光源的能量就集中在很小一点上，可以在空间某个小区域内产生极高的温度B、由于激光是平行光，所以它能像无线电波那样被调制、用来传递信息C、用激光拦截导弹，摧毁卫星，是因为激光在大气中传播不受大气的影响D、能利用激光测量地面到月球表面的距离，是因为激光通过地球大气不会发生折射【答案】：【解析】：第5题【单选题】下列哪项内容不是利用激光平行度好的特点( )A、精确测距B、精确测速C、读取高密光盘D、焊接金属【答案】：【解析】：第6题【单选题】在演示双缝干涉的实验时，常用激光做光源，这主要是应用激光的( )A、亮度高B、平行性好C、单色性好D、波动性好【答案】：【解析】：。