高中物理第十九章原子核章末分层突破学案选修3_5

B．核反应方程式为41H→2He＋2－1e

C．4个氢核结合成1个氦核时的质量亏损约为0.026 6 u D．4个氢核聚变反应过程中释放的能量约为24.8 MeV E．四个氢核聚变反应过程中释放的能量约为24.8 J

【解析】 根据核反应过程中质量数守恒和电荷数守恒关系可判断A正确，B错误；根据质能方程可知C、D正确，E错误．

【答案】 ACD

二、非选择题(本题共5小题，共52分)

9．(4分)由图2所示可得出结论质子和中子的质量之和________氘核的质量，氘核分解为质子和电子时要________能量．

14 0

图2

【解析】 由图可以看出，氘核分解为质子和中子的过程中是吸收能量的，因此两个核子质量之和大于氘核的质量．

【答案】 大于 吸收

10．(8分)(2020·全国甲卷)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. 6C→ 7N＋0－1e B.15P→16S＋0－1e C. 92U→ 90Th＋2He D. 7N＋2He→ 8O＋1H

E. 92U＋0n→ 54Xe＋38Sr＋20n F.1H＋1H→2He＋0n

【解析】 α衰变是一种元素衰变成另一种元素过程中释放出α粒子的现象，选项C为α衰变；β衰变为衰变过程中释放出β粒子的现象，选项A、B均为β衰变；重核裂变是质量较大的核变成质量较小的核的过程，选项E是常见的一种裂变；聚变是两个较轻的核聚合成质量较大的核的过程，选项F是典型的核聚变过程．

【答案】 C AB E F

11．(10分)1926年美国波士顿的内科医生卢姆加特等首次应用放射性氡研究人体动、静脉血管床之间的循环时间，被誉为“临床核医学之父”．氡的放射性同位素有27种，其中最常用的是 86Rn. 86Rn经过m次α衰变和n次β衰变后变成稳定的 82Pb.

(1)求m、n的值；

(2)一个静止的氡核( 86Rn)放出一个α粒子后变成钋核( 84Po)．已知钋核的速度v＝1×10 m/s，求α粒子的速率. 【导学号：66390061】

9

222

218

6

206

222

222

3

2

4

1

235

1

140

94

1

14

4

17

1

238

234

4

32

32

14

14

【解析】 (1)4m＝222－206，m＝4 86＝82＋2m－n，n＝4

(2)由动量守恒定律得mαvα－mPov＝0 解得vα＝5.45×10 m/s

【答案】 (1)4 4 (2)5.45×10 m/s

12．(14分)为测定某水库的存水量，将一瓶放射性同位素溶液倒入水库中，已知这杯溶液每分钟衰变8×10次，这种同位素的半衰期为2天，10天以后从水库取出1 m的水，并测得每分钟衰变10次，求水库的存水量为多少？

【导学号：66390062】

【解析】 由每分钟衰变次数与其质量成正比出发，运用半衰期知识可求出存水量．

设放射性同位素原有质量为m0,10天后其剩余质量为m，水库存水量为Q,10天后每立方米水中放射性

7

mm08×1010Qm?1?元素的存量为，由每分钟衰变次数与其质量成正比＝，即＝，由半衰期公式得：m＝m0??7Qm/Q108×10m0?2?

7

3

7

7

t

T

由以上两式联立代入数据得 1?10?1?510Q?＝?? 7＝??8×10?2?2?2?

解得水库的存水量为Q＝2.5×10 m. 【答案】 2.5×10 m

13．(16分)1H的质量是3.016 050 u，质子的质量是1.007 277 u，中子的质量是1.008 665 u．则： (1)一个质子和两个中子结合为氚核时，是吸收还是放出能量？该能量为多少？ (2)氚核的结合能和比结合能各是多少？

(3)如果这些能量是以光子形式放出的，则光子的频率是多少？ 【导学号：66390063】

【解析】 (1)一个质子和两个中子结合成氚核的核反应方程式是1H＋20n―→1H，反应前各核子总质量为mp＋2mn＝1.007 277 u＋2×1.008 665 u＝3.024 607 u

反应后新核的质量为mH＝3.016 050 u 质量亏损为

Δm＝3.024 607 u－3.016 050 u ＝0.008 557 u

因反应前的总质量大于反应后的总质量，故此核反应为放出能量的反应． 释放的核能为ΔE＝Δm×931.5 MeV＝0.008 557×931.5 MeV＝7.97 MeV. (2)氚核的结合能即为ΔE＝7.97 MeV ΔE

它的比结合能为＝2.66 MeV.

3(3)放出光子的频率为

1

1

3

3

5

3

5

3

10