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20xx粵教版高中物理選修3-5第四章核力與結合能-資料下載頁

2025-11-29 19:15本頁面

【導讀】1．原子核的組成：原子核由質子和中子組成；原子核非常小，半徑數量級為10－15m.2．能量單位：1eV＝10－6MeV＝×10－19J.核力是一種短程力．在約×10－15m～2×10－15m的距離內主要表現為引力；大于。2×10－15m的距離時核力就迅速減小為零；在小于×10－15m的距離內，核力又轉變為。γ光子的形式輻射出去．核反應方程是10n＋11H→21H＋γ.放的能量相對應，它們之間的關系遵循愛因斯坦的質能方程為ΔE＝Δmc2.一些較輕的原子核如42He、168O、126C、147N中質子數和中子數有什么關系？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，質子數與中子數大致相等，從圖中看出，中等質量的原子核與重核、輕核相比平均結合能有什么特點？合能的大小反映了什么？這兩個同學的說法對嗎？質量轉變為能量．物體的質量應包括靜止質量和運動質量，質量虧損是靜止質量的減少，大于質子數，越重的原子核，兩者相差越多．因此正確答案選D.

　　

【正文】照射靜止氘核時，氘核不能分解為一個質子和一個中子 B．用能量小于 MeV的光子照射靜止氘核時，氘核可能分解為一個質子和一個中子，它們的動能之和為零 C．用能量大于 MeV的光子照射靜止氘核時，氘核可能分解為一個質子和一個中子，它們的動能之和為零 D．用能量大于 MeV的光子照射靜止氘核時，氘核可能分解為一個質子和一個中子，它們的動能之和不為零答案 AD 解析用能量小于結合能的光子照射氘核時，氘核一定不能分解，所以 A正確， B錯誤．用能量大于結合能的光子照射氘核時，氘核可能分解，只要分解，分解出的質子和中子動能之和一定不為零 (若動能之和為零就分不開了 )，所以 C錯誤， D正確． 8．氘核和氚核聚變時的核反應方程為 21H＋ 31H→ 42He＋ 10n，已知 31H的平均結合能是 MeV，21H的平均結合能是 MeV，42He的平均結合能是 MeV，則核反應時釋放的能量為________ MeV. 答案解析聚變反應前氘核和氚核的總結合能 E1＝ (2 ＋ 3) MeV ＝ MeV. 反應后生成的氦核的結合能 E2＝ 4 MeV ＝ MeV. 由于單個核子無結合能，所以聚變過程釋放出的能量為 Δ E＝ E2－ E1 ＝ (－ ) MeV＝ MeV. 050 u，質子的質量是 277 u，中子的質量是 665 u．求： (1)一個質子和兩個中子結合為氚核時，是吸收還是放出能量？該能量為多少？ (2)氚核的結合能和平均結合能各是多少？ (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 MeV (2) MeV MeV (3)10 21 Hz 解析 (1)一個質子和兩個中子結合成氚核的核反應方程是 11H＋ 210n→ 31H，反應前各核子總質量為 mp＋ 2mn＝ 277 u＋ 2 665 u ＝ 607 u，反應后新核的質量為 mH＝ 050 u，質量虧損為 Δ m＝ 607u－ 050 u＝ 557 u 因反應前的總質量大于反應后的總質量，故此核反應釋放能量．釋放的核能為 Δ E＝ 557931. 5 MeV＝ MeV. (2)氚核的結合能即為 Δ E＝ MeV. 它的平均結合能為 Δ E3 ≈ MeV. (3)放出光子的頻率為 ν ＝ Δ Eh ＝ 10610 － 1910 － 34 Hz≈1021Hz. [創新應用題組 ] 10．鐳核 226 88Ra發生衰變放出一個粒子變為氡核 222 226質量為 4 u，氡核 222質量為 3 u，放出粒子的質量為 6 u. (1)寫出核反應方程； (2)求鐳核衰變放出的能量； (3)若衰變放出的能量均轉變為氡核和放出粒子的動能，求放出粒子的動能．答案 (1)226 88Ra→ 222 86Rn＋ 42He (2) MeV (3) MeV 解析 (1)核反應方程為 226 88Ra→ 222 86Rn＋ 42He. (2)鐳核衰變放出的能量為 Δ E＝ Δ m c2 ＝ ( 4－ 6－ 3) MeV ≈ MeV. (3)設鐳核衰變前靜止，鐳核衰變時動量守恒，則由動量守恒定律可得 mRnvRn－ mα vα ＝ 0① 又因為衰變放出的能量轉變為氡核和 α 粒子的動能，則 Δ E＝ 12mRnv2Rn＋ 12mα v2α ② 由 ①② 可得 Eα ＝ mRnmRn＋ mαΔ E＝ 3＋ 6 MeV≈ MeV.

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