2019-2020学年粤教版选修3-5 4.4 核力与结合能 作业
2019-2020学年粤教版选修3-5 4.4 核力与结合能 作业第3页

  9.在某些恒星内,3个α粒子结合成1个C核,C原子的质量是12.000 0 u,He原子的质量是4.002 6 u,已知1 u=1.66×10-27 kg.则(  )

  A.反应过程中的质量亏损是0.078 u

  B.反应过程中的质量亏损是1.29×10-29 kg

  C.反应过程中释放的能量是7.27 MeV

  D.反应过程中释放的能量是1.16×10-19 J

  解析:选BC.由题意可得核反应方程为3He→C+ΔE.则核反应中的质量亏损为Δm=(3×4.002 6-12.000 0) u=0.007 8×1.66×10-27 kg≈1.29×10-29 kg,由质能方程得ΔE=Δmc2=1.29×10-29×(3×108)2 J=1.161×10-12 J.因为质量亏损1 u相当于释放931.5 MeV的能量,所以ΔE=0.007 8×931.5 MeV=7.27 MeV.故B、C正确.

  ☆10.中子和质子结合成氘核时,质量亏损为Δm,相应的能量ΔE=Δmc2=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

  解析:选AD.氘核分解为一个质子和一个中子时,所需吸收的能量不能小于其结合能2.2 MeV,故A对;光子照射氘核时,光子和氘核组成的系统总动量不为零,由动量守恒定律得,光子被氘核吸收后,分解成的质子和中子的总动量不为零,故总动能也不为零,所以把氘核分解为质子和中子所需的能量应大于2.2 MeV,故D对,B、C错.

  二、非选择题

  11.两个中子和两个质子结合成一个氦核,同时释放一定的核能,中子的质量为1.008 7 u,质子的质量为1.007 3 u,氦核的质量为4.002 6 u,试计算用中子和质子生成1 kg的氦时,要释放出多少核能?

  解析:核反应方程2H+2n→He.

  生成一个氦核过程的质量亏损为

  Δm=(1.008 7 u+1.007 3 u)×2-4.002 6 u

=0.029 4 u.