高中物理第四章原子核第四节核力与结合能教学案粤教版选修3

精心制作仅供参考 鼎尚出品

B．聚变反应中的质量亏损Δm＝m1＋m2－m3 C．辐射出的γ光子的能量E＝(m3－m1－m2)c D．γ光子的波长λ＝

1

1

2

hm1＋m2－m3c2

2

解析：由1H＋0n→1H＋γ知A错；质量亏损Δm＝m1＋m2－m3；B正确；由ΔE＝Δmc结合质量亏损知C错误；Δmc＝hν＝h，所以γ光子的波长λ＝

λ

答案：B

7．中子n、质子p、氘核D的质量分别为mn、mp、mD。现用光子能量为E的γ射线照射静止氘核使之分解，反应方程为γ＋D＝p＋n。若分解后的中子、质子的动能可视为相等，则中子的动能是( )

12

A.[(mD－mp－mn)c－E] 212

B.[(mp＋mn－mD)c＋E] 212

C.[(mD－mp－mn)c＋E] 212

D.[(mp＋mn－mD)c－E] 2

解析：核反应中的质量亏损Δm＝mD－mp－mn 则核反应中释放的能量 ΔE＝Δmc＝(mD－mp－mn)c

设中子的动能为Ek，据能量守恒定律可得： ΔE＋E＝2Ek

112

∴Ek＝(ΔE＋E)＝[(mD－mp－mn)c＋E]。

22答案：C

8．(双选)中子和质子结合成氘核时，质量亏损为Δm，ΔE＝Δmc＝2.2 MeV是氘核的结合能。下列说法正确的是( )

A．用能量小于2.2 MeV的光子照射静止氘核时，氘核不能分解为一个质子和一个中子 B．用能量等于2.2 MeV的光子照射静止氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和为零

C．用能量大于2.2 MeV的光子照射静止氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和为零

D．用能量大于2.2 MeV的光子照射静止氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和不为零

2

2

22

ch，D错．

m1＋m2－m3c鼎尚出品

精心制作仅供参考 鼎尚出品

解析：中子和质子结合成氘核所释放的能量或氘核分解成中子和质子所吸收的能量都相等，即为此反应的结合核，但氘核分解为中子和质子时，中子和质子不可能没有速度，则用光照射的能量一定要大于2.2 MeV，故A、D正确，B、C错。

答案：AD

9．一静止的氡核( 86Rn)发生α衰变，放出一个速度为v0，质量为m的α粒子和一个质量为M的反冲核钋(Po)，若氡核发生衰变时，释放的能量全部转化为α粒子和钋核的动能。

(1)写出衰变方程；

(2)求出反冲核的速度；(用字母表示)

(3)求出这一衰变过程中亏损的质量。(用字母表示)

解析：(1)设生成物的原子核ZX，根据质量数守恒A＝222－4＝218，据电荷数守恒Z＝86－2＝84

即原子序数为84是钋(Po)，核反应方程为

222 86

A

222

Rn→ 84Po＋2He

2184

(2)设钋核的反冲速度大小为v， 由动量守恒定律，得0＝mv0－Mv

mv0v＝

M(3)在衰变过程中产生的核能 1212M＋mmv0

ΔE＝mv0＋Mv＝

222M由质能方程ΔE＝Δmc可知质量亏损为 ΔEM＋mmv0

Δm＝2＝。 2

c2Mc2

mv0M＋mmv0

答案：(1)Rn→Po＋He (2) (3) 2

M2Mc222

86

218 84

4222

2

10．已知 84Po原子核的质量为209.982 87 u， 82Pb原子核的质量为205.974 46 u，2He原子核的质量为4.002 60 u，静止的 84Po核在α衰变中放出α粒子后变成 82Pb，求：

(1)在衰变过程中释放的能量； (2)α粒子从Po核中射出时的动能；

(3)反冲核的动能(已知1 u相当于931.5 MeV，且核反应释放的能量只转化为动能)。 解析：(1)衰变方程 84Po―→ 82Pb＋2He。 衰变过程中质量亏损为：

Δm＝209.982 87 u－205.974 46 u－4.002 60 u ＝0.005 81 u。

210

206

4210

206

2102064

鼎尚出品

精心制作仅供参考 鼎尚出品

释放的能量为：

ΔE＝0.005 81×931.5 MeV≈5.412 MeV。 (2)因衰变前后动量守恒，

则衰变后α粒子和铅核的动量大小相等，方向相反，则

Ekαmαv2p2mPb206αα/mα

＝＝≈ 2＝2

EkPbmPbvPbpPb/mPbmα4

故4Ekα＝206EkPb①

又因核反应释放的能量只转化为两者的动能，故：

Ekα＋EkPb＝ΔE＝5.412 MeV②

由①②得α粒子从钋核中射出时的动能

Ekα≈5.309 MeV

(3)反冲核的动能Ekpb＝0.103 MeV。 答案：(1)5.412 MeV (2)5.309 MeV (3)0.103 MeV

鼎尚出品