粵教高中物理選修(3-5)第四章《核力與結(jié)合能》學(xué)案

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1、2019最新粵教版高中物理選修(3-5)第四章《核力與結(jié)合能》學(xué) 案學(xué)案4核力與結(jié)合能 ［學(xué)習(xí)目標(biāo)定位］1.知道核力的性質(zhì).2.能簡(jiǎn)單解釋輕核和重核內(nèi)中子數(shù)、質(zhì)子數(shù)具有 不同比例的原因.3.知道原子核的結(jié)合能和平均結(jié)合能的概念 .4.知道什么是質(zhì)量虧損 能應(yīng)用質(zhì)能方程進(jìn)行計(jì)算. 知i只‘儲(chǔ)備區(qū) 溫故若水溯源 推陳方可知新 、知其鏈接 1 .原子核的組成：原子核由質(zhì)子和中子組成;原子核非常小 ，半徑數(shù)量級(jí)為 里15 m. 2 .能量單位：1 eV = 10 6 MeV= 1.6 X1019 J. X新知呈現(xiàn) 3 .核力及其性質(zhì) (1)組成原子核的核子之間有很強(qiáng)的相互作用力 ,

2、使核子能夠克服庫(kù)侖斥力而緊密地結(jié) 合在一起，這種力稱為核力. (2)核力是一種很強(qiáng)的力，在它的作用范圍內(nèi)核力比庫(kù)侖力大的多. ⑶ 核力是一種短程力.在約 0.5X10T5m^2X10 - 15m的距離內(nèi)主要表現(xiàn)為引立 大于 2X 10— 15m的距離時(shí)核力就迅速減小為零;上小于 0.5 x 10T5m的距離內(nèi)，核力又轉(zhuǎn)變?yōu)? 強(qiáng)大的壓力而使核子不融合在一起. 4 .重核與輕核 原子核中的質(zhì)子數(shù)又稱為原子序數(shù) ,排在周期表比較靠后的元素對(duì)應(yīng)的原子核叫做重核 ， 排在比較靠前的叫做輕核.一般排在周期表最前面的輕核的質(zhì)子和中子數(shù)相等.但是 大多數(shù)重核是中子多于質(zhì)子. 5 .結(jié)合能

3、 (1)由于核子間存在著強(qiáng)大的核力 ，要把原子核拆散成核子，需要克服核力做功，也就是 說(shuō)需要提供一定的能量.反過(guò)來(lái)，根據(jù)能量守恒,核子結(jié)合成原子核時(shí)也會(huì)放出一定的 能量,這個(gè)能量叫做原子核的結(jié)合能. 2 1 (2)用高能量的丫光子照射笊核，可以使它分解為質(zhì)子和中子 ，核反應(yīng)方程是 Y ++彳 H+ 0n. 丫光子的能量大于或等于 2.22 MeV. 2.22 MeV的能量.這個(gè)能量以 相反的過(guò)程，一個(gè)中子和一個(gè)質(zhì)子結(jié)合成笊核會(huì)釋放出 丫光子的形式輻射出去.核反應(yīng)方程是 0n+1iHH 1H+ 丫 . (3)原子核的結(jié)合能與核子數(shù)之比稱為該原子核的平均結(jié)合能.平均結(jié)合能越大

4、_，核越 穩(wěn)定. 6.質(zhì)量虧損和核能的計(jì)算 核子結(jié)合成原子核時(shí),反應(yīng)前和反應(yīng)后的質(zhì)量之差叫質(zhì)量虧損.虧損的質(zhì)量與反應(yīng)中釋 放的能量相對(duì)應(yīng),它們之間的關(guān)系遵循愛(ài)因斯坦的質(zhì)能方程為 A E= AmC 學(xué)習(xí),探究區(qū) 基砒自學(xué)落實(shí)童點(diǎn)互動(dòng)探究 知識(shí)探究 、原子核中質(zhì)子和中子的比例 ［問(wèn)題設(shè)計(jì)］ 一些較輕的原子核如2He 16。162C、174N中質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)有什么關(guān)系？ 答案 質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)大致相等. ［要點(diǎn)提煉］ 由于核力是短程力及核力的飽和性,自然界中較輕的原子核，質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)大致相等 但較重的原子核,中子數(shù)大于質(zhì)子數(shù),越重的原子核，兩者相差越多. 二、結(jié)合能 ［問(wèn)

5、題設(shè)計(jì)］ 如圖1所示是不同原子核的平均結(jié)合能隨質(zhì)量數(shù)變化的曲線. 平均結(jié)合能/MeV — 0 —40~~80 120 160 200 240 r 圖1 (1)從圖中看出，中等質(zhì)量的原子核與重核、輕核相比平均結(jié)合能有什么特點(diǎn)？平均結(jié) 合能的大小反映了什么？ (2)平均結(jié)合能較小的原子核轉(zhuǎn)化為平均結(jié)合能較大的原子核時(shí)是吸收能量還是放出能 量？ 答案(1)中等質(zhì)量的原子核平均結(jié)合能較大，平均結(jié)合能的大小反映了原子核的穩(wěn)定 性，平均結(jié)合能越大，原子越穩(wěn)定. (2)放出能量. ［要點(diǎn)提煉］ 1 .核子數(shù)較小的輕核和核子數(shù)較大的重核 ,平均結(jié)合能較小，中等核子數(shù)的原子核,平

6、均結(jié)合能較大.當(dāng)平均結(jié)合能較小的原子核轉(zhuǎn)化為平均結(jié)合能較大的原子核時(shí)會(huì)釋放 — 核能. 2 .平均結(jié)合能越大，表示原子核中核子結(jié)合得越牢/，原子核越穩(wěn)定.中等核子數(shù)的原 子核，平均結(jié)合能較大，原子核較穩(wěn)定. 三、質(zhì)量虧損和核能的計(jì)算 ［問(wèn)題設(shè)計(jì)］ 用a粒子轟擊皺(9Be)核發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程 9Be+ 2h- 12C-\- 0n 甲同學(xué)說(shuō)：核反應(yīng)過(guò)程中核子數(shù)沒(méi)變 ，所以質(zhì)量是守恒的； 乙同學(xué)查找資料，各個(gè)原子核或核子的質(zhì)量如下： nBe= 9.012 19 u, mc= 12.000 u, m = 4.002 6 u, nn= 1.008 665 u .(其中 1 u =

7、1.660 566X 10 27 kg),他通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)反應(yīng)之后的質(zhì)量減少了 ，于是他得出結(jié)論：核反應(yīng)過(guò)程 中質(zhì)量消失了. 這兩個(gè)同學(xué)的說(shuō)法對(duì)嗎？如果不對(duì)錯(cuò)在哪里？你對(duì)質(zhì)量虧損是如何理解的？ 答案 甲同學(xué)的說(shuō)法錯(cuò)誤.核反應(yīng)過(guò)程中質(zhì)量數(shù)守恒而不是質(zhì)量守恒；乙同學(xué)的說(shuō)法 錯(cuò)誤.質(zhì)量虧損并不是質(zhì)量的消失. 對(duì)質(zhì)量虧損的理解 (1)在核反應(yīng)中仍遵守質(zhì)量守恒和能量守恒 ，所謂的質(zhì)量虧損并不是這部分質(zhì)量消失或 質(zhì)量轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰?物體的質(zhì)量應(yīng)包括靜止質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)質(zhì)量 ，質(zhì)量虧損是靜止質(zhì)量的減少 減少的靜止質(zhì)量轉(zhuǎn)化為和輻射能量相聯(lián)系的運(yùn)動(dòng)質(zhì)量. (2)質(zhì)量虧損也不是核子個(gè)數(shù)的減少，核反應(yīng)中核子個(gè)

8、數(shù)是不變的. ［要點(diǎn)提煉］ 1 .對(duì)質(zhì)能方程和質(zhì)量虧損的理解 (1)質(zhì)能方程 質(zhì)能方程：愛(ài)因斯坦的相對(duì)論指出 ，物體的能量和質(zhì)量之間存在著密切的聯(lián)系 ，其關(guān)系 是 e= m2. (2)質(zhì)量虧損 質(zhì)量虧損，并不是質(zhì)量消失，減少的質(zhì)量在核子結(jié)合成核的過(guò)程中以能量的形式輻射出 去了.物體質(zhì)量增加,則總能量隨之增加；質(zhì)量減少 ，總能量也隨之減少，這時(shí)質(zhì)能方程 也寫作A E= A me. 2 .核能的計(jì)算方法 （1）根據(jù)質(zhì)量虧損計(jì)算 ①根據(jù)核反應(yīng)方程，計(jì)算核反應(yīng)前后的質(zhì)量虧損 Am ②根據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程 A E= A m（2計(jì)算核能. 其中A m的單位是千克,A E的單位

9、是焦耳. （2）利用原子質(zhì)量單位 u和電子伏特計(jì)算 ①明確原子質(zhì)量單位 u和電子伏特之間的關(guān)系 2 -eV~ 931.5 MeV 1 u =1.660 6 X 10 27 kg,1 eV =1.602 178 X 10 19 J 由 E= mC /日匚 1.660 6 X 10 27義 2.9W 9XI。8 行= 1.602 178 X10 19 ②根據(jù)1原子質(zhì)量單位（u）相當(dāng)于931.5 MeV的能量，用核子結(jié)合成原子核時(shí)質(zhì)量虧損 的原子質(zhì)量單位數(shù)乘以 931.5 MeV,即A E= A nix 931.5 MeV.其中A m的單位是u, A E 的單位是MeV. X典

10、例精析 一、對(duì)核力和結(jié)合能的理解 例1 （單選）關(guān)于原子核中質(zhì)子和中子的說(shuō)法 ，正確的是（ ） A.原子核中質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)一定相等 B.穩(wěn)定的重原子核里，質(zhì)子數(shù)比中子數(shù)多 C.原子核都是非常穩(wěn)定的 D.對(duì)于較重的原子核，由于核力的作用范圍是有限的 ，以及核力的飽和性，如果繼續(xù)增 大原子核，形成的核也一定是不穩(wěn)定的 解析 自然界中較輕的原子核，質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)大致相等，對(duì)于較重白原子核，中子數(shù)大 于質(zhì)子數(shù)，越重的原子核，兩者相差越多.因此正確答案選 D. 答案 D 例2 （單選）下列關(guān)于結(jié)合能和平均結(jié)合能的說(shuō)法中 ，正確的有（ ） A.核子結(jié)合成原子核吸收的能量或原子核拆解

11、成核子放出的能量稱為結(jié)合能 B.平均結(jié)合能越大白原子核越穩(wěn)定，因此它的結(jié)合能也一定越大 C.重核與中等質(zhì)量原子核相比較 ，重核的結(jié)合能和平均結(jié)合能都大 D.中等質(zhì)量原子核的結(jié)合能和平均結(jié)合能均比輕核的要大 解析 核子結(jié)合成原子核是放出能量 ，原子核拆解成核子是吸收能量 ，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；平 均結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定 ，但平均結(jié)合能越大的原子核 ，其結(jié)合能不一定大，例如中 等質(zhì)量原子核的平均結(jié)合能比重核大 ，但由于核子數(shù)比重核少 ，其結(jié)合能反而比重核 小,B、C選項(xiàng)錯(cuò)誤；中等質(zhì)量原子核的平均結(jié)合能比輕核的大 ，它的原子核內(nèi)核子數(shù)又 比輕核多，因此它的結(jié)合能也比輕核大 ,D選項(xiàng)正確.

12、 答案 D 二、質(zhì)量虧損和核能的計(jì)算 例3 已知氮核質(zhì)量 M= 14.007 53 u,氧17核的質(zhì)量 M= 17.004 54 u,氯核質(zhì)量 Me= 4.003 87 u,氫核質(zhì)量 M= 1.008 15 u,試判斷：Vn+ ；He^ 0 1H這一核反應(yīng)是吸收能 量還是放出能量？能量變化是多少？ 解析 反應(yīng)前總質(zhì)量： M+ MHe= 18.011 40 u, 反應(yīng)后總質(zhì)量： M+ M= 18.012 69 u. 可以看出：反應(yīng)后總質(zhì)量增加，故該反應(yīng)是吸收能量的反應(yīng). 吸收的能量利用 A E= A mC來(lái)計(jì)算，若反應(yīng)過(guò)程中質(zhì)量增加 1 u,就會(huì)吸收931.5 MeV 的能量，故

13、 A E= （18.012 69 -18.011 40） X 931.5 MeV= 1.2 MeV. 答案吸收能量 1.2 MeV 課堂要點(diǎn)小結(jié) 核力及其性質(zhì) 結(jié)合能及平均結(jié)合能 核力與結(jié)合能|《質(zhì)量虧損 I ,核能的計(jì)算 愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程E= ma 2 L IA E= A mc 自我■檢測(cè)區(qū) 推測(cè)學(xué)習(xí)—果體驗(yàn)成功快樂(lè) 1 .（單選）對(duì)核子結(jié)合成原子核的下列說(shuō)法正確的是 （ ） A.原子核內(nèi)的核子間均存在核力 B.原子核內(nèi)的質(zhì)子間均存在核力和庫(kù)侖力 C.穩(wěn)定原子核的質(zhì)子數(shù)總是與中子數(shù)相等 D.對(duì)質(zhì)子數(shù)較多的原子核，其中的中子數(shù)起到增加核力、維系原子核穩(wěn)定的作用 答

14、案 D 解析 核力是短程力，只會(huì)發(fā)生在相鄰核子之間，由此知A、B錯(cuò)誤；核力只作用于相鄰 的核子，隨著質(zhì)子數(shù)增加，為使原子核保持穩(wěn)定，必須靠中子數(shù)的增多來(lái)抵消庫(kù)侖力的作 用，故C錯(cuò)誤,D正確. 2 .(雙選)關(guān)于原子核的結(jié)合能，下列說(shuō)法正確的是( ) A.原子核的結(jié)合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量 B. 一重原子核衰變成 “粒子和另一原子核，衰變產(chǎn)物的結(jié)合能之和一定大于原來(lái)重核 的結(jié)合能 C.比結(jié)合能越大，原子核越不穩(wěn)定 D.自由核子組成原子核時(shí)，其質(zhì)量虧損所對(duì)應(yīng)的能量大于該原子核的結(jié)合能 答案 AB 解析結(jié)合能是把核子分開(kāi)所需的最小能量，選項(xiàng)A正確；一重原子核衰變

15、成 a粒子 和另一原子核，存在質(zhì)量虧損，核子比結(jié)合能增大，衰變產(chǎn)物的結(jié)合能之和一定大于原來(lái) 重核的結(jié)合能，選項(xiàng)B正確；比結(jié)合能也叫平均結(jié)合能 ，比結(jié)合能越大，分開(kāi)核子所需的 能量越大，原子核越穩(wěn)定，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；自由核子組成原子核時(shí) ，其質(zhì)量虧損所對(duì)應(yīng)的能 量等于該原子核的結(jié)合能，選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 3.歷史上第一次利用加速器實(shí)現(xiàn)的核反應(yīng) ，是用加速后動(dòng)能為 0.5 MeV的質(zhì)子1H轟擊 靜止的AX,生成兩個(gè)動(dòng)能均為 8.9 MeV的4He.(1 MeV =1.6 X 10 13 J) (1)上述核反應(yīng)方程為 . (2)質(zhì)量虧損為 kg. 答案 (1) ；H+ 7X-4He+ 2He(或

16、1H+ 7Li -4He+ 2He) (2)3.1 X 10 29kg 1 7 4 4 ,、1 7 4 4 解析 (1) 1H+ 3-2He+ 2He或 1H+ 3Li -2He+ 2He 2 L L (2) A mc= E 末 一 E 初 A 2X8.9 —必 XL6XHT；~29” Am= c2 = ,X 108 2 kg = 3.1X10 kg 40分鐘課時(shí)作業(yè) ［概念規(guī)律題組］ 1 .(單選)對(duì)結(jié)合能、平均z合能的認(rèn)識(shí) ，下列說(shuō)法正確的是( ) A. 一切原子核均具有結(jié)合能 B.自由核子結(jié)合為原子核時(shí)，可能吸收能量 C.結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定 D.平均結(jié)合能越

17、大的原子核越穩(wěn)定 答案 D 解析 氫原子核只有一個(gè)質(zhì)子 , 無(wú)結(jié)合能 , 結(jié)合能并不是原子核所具有的能量 , 故 A 錯(cuò)； 自由核子結(jié)合為原子核時(shí) , 放出能量 , 故 B 錯(cuò)；平均結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定 , 故 C 錯(cuò) ,D 對(duì)． 2． ( 雙選 ) 愛(ài)因斯坦提出了質(zhì)能方程 , 揭示了質(zhì)量與能量的關(guān)系 , 關(guān)于質(zhì)能方程 , 下列說(shuō) 法正確的是 ( ) A.質(zhì)量和能量可以相互轉(zhuǎn)化 B.當(dāng)物體向外釋放能量時(shí)，其質(zhì)量必定減少,且減少的質(zhì)量 Am與釋放的能量 AE滿足 2 A E= A mc C.物質(zhì)的核能可用 mC表示 D． mc2 是物體能夠放出能量的總和 答案 BD

18、 解析 E= mC式中E表示物體具有的總能量，m表示物體的質(zhì)量，故C錯(cuò)誤,D正確；AE =A mC表示當(dāng)物體的能量增加或減少 A E時(shí)，其質(zhì)量相應(yīng)的增加或減少 A m故A錯(cuò) 誤 ,B 正確． 3． ( 單選 ) 核子結(jié)合成原子核或原子核分解為核子時(shí) , 都伴隨著巨大的能量變化 , 這是因 為( ) A.原子核帶正電，電子帶負(fù)電，電荷間存在很大的庫(kù)侖力 B.核子具有質(zhì)量且相距很近，存在很大的萬(wàn)有引力 C.核子間存在著強(qiáng)大的核力 D.核子間存在著復(fù)雜磁力 答案 C 解析 核力是短程力 , 由于核力很強(qiáng)大 , 所以將核子拆開(kāi)需要大量的能量克服核力做 功.相反，若核子結(jié)合成原子核，

19、則放出大量的能量，所以選項(xiàng)C正確. 4 .(單選)為了直接驗(yàn)證愛(ài)因斯坦狹義相對(duì)論中著名的質(zhì)能方程 E= mc科學(xué)家用中子 轟擊硫原子 , 分別測(cè)出原子捕獲中子前后質(zhì)量的變化以及核反應(yīng)過(guò)程中放出的熱量 , 然 后進(jìn)行比較 , 精確驗(yàn)證了質(zhì)能方程的正確性．設(shè)捕獲中子前的原子質(zhì)量為 m1, 捕獲中子 后的原子質(zhì)量為 m2,被捕獲的中子質(zhì)量為 m3,核反應(yīng)過(guò)程放出的能量為 A E,則這一實(shí)驗(yàn) 需驗(yàn)證的關(guān)系式是 ( ) 2 A. A E= (m—rm—rm)c 2 B. A E= (m+m—m)c 2 C. A E= (m—m—m)c 2 D. A E= (m—m+m)c

20、答案 B 解析 反應(yīng)前的質(zhì)量總和為 m+ m3,質(zhì)量虧損 A m= m+ m— m,核反應(yīng)釋放的能量 A E = (m+m—m)c2,選項(xiàng) B正確. [方法技巧題組] 5 .(單選)原子質(zhì)量單位為u,1 u相當(dāng)于931.5 MeV的能量，真空中光速為c,當(dāng)質(zhì)量分 別為m和m的原子核結(jié)合為質(zhì)量為 M的原子核時(shí)釋放出的能量是 ( ) 2 A. ( M- m— m)u ? c B. (m+m—M)u x 931.5 J 2 C. (m+m—M)c D. (m+m—M) x 931.5 eV 答案 C 解析 在核能1t算時(shí)，如果質(zhì)量的單位是 kg,則用A E= A mc進(jìn)行方t

21、算,如果質(zhì)量的單 位是u,則利用1 u相當(dāng)于931.5 MeV的能量計(jì)算，即A E= A mx 931.5 MeV進(jìn)行方t算, 故C正確,A、R D錯(cuò)誤. 6 .(單選)中子n、質(zhì)子p、笊核D的質(zhì)量分別為 m、mp、mD.現(xiàn)用光子能量為 E的丫射 線照射靜止笊核使之分解，反應(yīng)方程為 丫 + Ap+ n,若分解后中子、質(zhì)子的動(dòng)能可視 為相等，則中子的動(dòng)能是( ) A.2K 1 B.2K 1 C.2K 1 D.2K 答案 解析 m>— mp- m) c2— E] m)+ mn- m) c2+ E] m>— mp- m) c2+ E] m>+ mn- m) c2- E]

22、 C 因?yàn)轶珊朔纸鉃楹俗訒r(shí)，要吸收能量，質(zhì)量增加，本題核反應(yīng)過(guò)程中 丫射線能量 E對(duì)應(yīng)質(zhì)量的增加和中子與質(zhì)子動(dòng)能的產(chǎn)生 ，即E=Amc+ 2E=(mp+m—m)c2+2R得 _ 1 _ 2 1 2 _ ，… E=21E— ( mp+ mn- m) c] =2[( ma- mp- mn) c + E],故選 C. 7 .(雙選)中子和質(zhì)子結(jié)合成笊核時(shí) ，質(zhì)量虧損為 A mJ相應(yīng)的能量 A E= A mC= 2.2 MeV是笊核的結(jié)合能.下列說(shuō)法正確的是 ( ) A.用能量小于2.2 MeV的光子照射靜止笊核時(shí)，笊核不能分解為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子 8 .用能量小于2.2 MeV的光子

23、照射靜止笊核時(shí)，笊核可能分解為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子 ， 它們的動(dòng)能之和為零 C.用能量大于2.2 MeV的光子照射靜止笊核時(shí)，笊核可能分解為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子 ， 它們的動(dòng)能之和為零 D.用能量大于2.2 MeV的光子照射靜止笊核時(shí)，笊核可能分解為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子 ， 它們的動(dòng)能之和不為零 答案 AD 解析用能量小于結(jié)合能的光子照射笊核時(shí) ，笊核一定不能分解，所以A正確，B錯(cuò) 誤.用能量大于結(jié)合能的光子照射笊核時(shí) ，笊核可能分解，只要分解，分解出的質(zhì)子和中 子動(dòng)能之和一定不為零(若動(dòng)能之和為零就分不開(kāi)了 )，所以C錯(cuò)誤,D正確. 8.笊核和瓶核聚變時(shí)的核反應(yīng)方程為 2H+1

24、HR 2He+ in,已知3H的平均結(jié)合能是 2.78 MeV,2H的平均結(jié)合能是 1.09 MeV, 2He的平均結(jié)合能是 7.03 MeV,則核反應(yīng)時(shí)釋放的能 量為 MeV. 答案 17.6 解析聚變反應(yīng)前笊核和瓶核的總結(jié)合能 E = (1.09 X 2+2.78 X 3) MeV =10.52 MeV. 反應(yīng)后生成的氮核的結(jié)合能 E2=7.03X4 MeV= 28.12 MeV. 由于單個(gè)核子無(wú)結(jié)合能，所以聚變過(guò)程釋放出的能量為 AE= E —日 = (28.12 — 10.52) MeV =17.6 MeV. 9 . 3H的質(zhì)量是 3.016 050 u, 質(zhì)子的

25、質(zhì)量是 1.007 277 u, 中子的質(zhì)量是 1.008 665 u.求： (1) 一個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子結(jié)合為瓶核時(shí) ，是吸收還是放出能量？該能量為多少？ (2)瓶核的結(jié)合能和平均結(jié)合能各是多少？ (3)如果此能量是以光子形式放出的，則光子的頻率是多少？ 答案 (1)放出能量 7.97 MeV (2)7.97 MeV 2.66 MeV (3)1.92 X 10 21 Hz 解析(1) 一個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子結(jié)合成瓶核的核反應(yīng)方程是 1H+ 20n-3H, 反應(yīng)前各核子總質(zhì)量為 mp+ 2m= 1.007 277 u +2X 1.008 665 u = 3.024 607 u,

26、 反應(yīng)后新核的質(zhì)量為 3.016 050 u, 質(zhì)量虧損為 Am^ 3.024 607u -3.016 050 u =0.008 557 u 因反應(yīng)前的總質(zhì)量大于反應(yīng)后的總質(zhì)量 ，故此核反應(yīng)釋放能量. 釋放的核能為 A E= 0.008 557 X 931.5 MeV = 7.97 MeV. (2)瓶核的結(jié)合能即為 A E= 7.97 MeV. 它的平均結(jié)合能為芋?2.66 MeV. 3 ⑶放出光子的頻率為 Hz= 1.92 X 10 21Hz. 7.97 X 106X 1.6 X 1019 ^-34 6.63X10 ［創(chuàng)新應(yīng)用題組］ 10 .鐳核22688R

27、a發(fā)生衰變放出一個(gè)粒子變?yōu)闅浜?22286Rn.已知鐳核226質(zhì)量為226.025 4 u,氫核222質(zhì)量為222.016 3 u, 放出粒子的質(zhì)量為 4.002 6 u. (1)寫出核反應(yīng)方程； (2)求鐳核衰變放出的能量； (3)若衰變放出的能量均轉(zhuǎn)變?yōu)闅浜撕头懦隽Ｗ拥膭?dòng)能 ，求放出粒子的動(dòng)能. 答案 (1) 22688Ra 22286Rn+ 4He (2)6.05 MeV (3)5.94 MeV 解析 (1)核反應(yīng)方程為22688Ra 22286Rn+ 4He. (2)鐳核衰變放出的能量為 2 A E= A DT c =(226.025 4 -4.002 6 -222.016 3) X 931.5 MeV = 6.05 MeV. (3)設(shè)鐳核衰變前靜止，鐳核衰變時(shí)動(dòng)量守恒，則由動(dòng)量守恒定律可得 mRnVRn— mt v” = 0① a粒子的動(dòng)能，則 又因?yàn)樗プ兎懦龅哪芰哭D(zhuǎn)變?yōu)闅浜撕? 一1 2 1 2 A E= 2mRnVRn+ 2^1 V a ② 由①②可得 11 / 11 E8 mRn mRn m 222.016 3 A E= 222.016 3 +4.002 6 X6.05 MeV= 5.94 MeV.