【物理】2018届一轮复习人教版第10章第5讲原子核学案

【物理】2018届一轮复习人教版第10章第5讲原子核学案

第5讲　原子核 知识点一　放射现象、三种射线 ‎1.天然放射现象 ‎(1)定义：放射性元素自发地发出射线的现象叫做　　　　‎ 现象.‎ ‎(2)原子序数　　　　的元素，都能自发地发出射线，原子序数　　　　的元素，有的也能放出射线.‎ ‎(3)射线种类：放射性物质发出的射线有三种：　　　　、　　　　、　　　　，有放射性的元素称为　　　　.‎ ‎2.三种射线的本质 ‎(1)α射线：α射线是高速α粒子流，实际就是　　　　，电荷数是　　　　，质量数是　　　　，可记为　　　　.‎ ‎(2)β射线：β射线是高速　　　　.‎ ‎(3)γ射线：γ射线是能量很高的　　　　.‎ ‎3.三种射线的特点 ‎(1)α射线：α粒子容易使空气　　　　，使胶片　　　　，但贯穿本领很　　　　.‎ ‎(2)β射线：β粒子贯穿本领　　 　，但电离能力　　 　.‎ ‎(3)γ射线：γ粒子电离本领　　 　，但贯穿本领　　 　.‎ 答案：1.(1)天然放射　(2)大于或等于83　小于83　(3)α射线　β射线　γ射线　放射性元素　2.(1)氦原子核　2　4　He　(2)电子流　(3)电磁波　3.(1)电离　感光　弱　(2)较强　较弱　(3)很弱　很强 知识点二　原子核的衰变、半衰期 ‎1.原子核的衰变 ‎(1)原子核放出α粒子或β粒子，变成另一种 　　　　的变化称为原子核的衰变.‎ ‎(2)分类 α衰变：X→Y＋　　　　.‎ β衰变：X→Y＋　　　　.‎ ‎2.半衰期 ‎(1)定义：放射性元素的原子核有　　　　发生衰变所需的时间.‎ ‎(2)影响因素：放射性元素衰变的快慢是由核　　　　自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系.‎ 答案：1.(1)原子核　(2)He　e　2.(1)半数　(2)内部 知识点三　核力、结合能、质量亏损 ‎1.核力 ‎(1)定义：原子核内部，核子间所特有的相互作用力.‎ ‎(2)特点 ‎①核力是强相互作用的一种表现；‎ ‎②核力是短程力，作用范围在1.5×10－15 m之内；‎ ‎③每个核子只跟它的相邻核子间才有核力作用.‎ ‎2.结合能 核子结合为原子核时　　　　的能量或原子核分解为核子时　　　　的能量，叫做原子核的结合能，亦称核能.‎ ‎3.比结合能 ‎(1)定义：原子核的结合能与　　　　之比，称做比结合能，也叫平均结合能.‎ ‎(2)特点：不同原子核的比结合能不同，原子核的比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越　　　　.‎ ‎4.质能方程、质量亏损 爱因斯坦质能方程E＝　　　　，原子核的质量必然比组成它的核子的质量和要小Δm，这就是质量亏损.由质量亏损可求出释放的核能ΔE＝　　　　.‎ 答案：2.释放　吸收　3.(1)核子数　(2)稳定 ‎4.mc2　Δmc2‎ 知识点四　裂变反应和聚变反应、裂变反应堆　核反应方程 ‎1.重核裂变 ‎(1)定义：质量数较大的原子核受到高能粒子的轰击而分裂成几个质量数较小的原子核的过程.‎ ‎(2)典型的裂变反应方程：‎ U＋n→Kr＋Ba＋3n.‎ ‎(3)链式反应：由重核裂变产生的　　　　使裂变反应一代接一代继续下去的过程.‎ ‎(4)临界体积和临界质量：裂变物质能够发生　　　　的最小体积及其相应的质量.‎ ‎(5)裂变的应用：　　　　、核反应堆.‎ ‎(6)反应堆构造：核燃料、减速剂、　　　　、防护层.‎ ‎2.轻核聚变 ‎(1)定义：两轻核结合成　　　　的核的反应过程.轻核聚变反应必须在高温下进行，因此又叫　　　　.‎ ‎(2)典型的聚变反应方程：‎ H＋H→He＋n.‎ 答案：1.(3)中子　(4)链式反应　(5)原子弹 ‎(6)镉棒　2.(1)质量较大　热核反应 ‎(1)若使放射性物质的温度升高，其半衰期将减小.(　　)‎ ‎(2)β衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的.(　　)‎ ‎(3)氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后就剩下一个原子核了.(　　)‎ ‎(4)核反应遵循质量数守恒而不是质量守恒，同时遵循电荷数守恒.(　　)‎ ‎(5)爱因斯坦质能方程反映了物体的质量就是能量，它们之间可以相互转化.(　　)‎ ‎(6)核子结合成原子核吸收的能量或原子核拆解成核子放出的能量称为结合能.(　　)‎ 答案：(1) 　(2) 　(3) 　(4) 　(5) 　(6)  考点　天然放射现象　原子核的衰变 ‎1.三种射线的性质、特征的比较 α射线 ‎ β射线 ‎ γ射线 组成 ‎ 高速氦核流 ‎ 高速电子流 光子流(高频电磁波)‎ 速度 ‎0.1c‎ ‎ ‎ ‎0.99c ‎ ‎ c 质量 ‎4mp，mp＝1.67‎ ‎×10－‎‎27 kg 静止质 量为0‎ 在电磁 场中 偏转 与α射线偏转 方向相反 不偏转 穿透本领 ‎ 最弱 较弱 最强 对空气的 电离作用 很强 ‎ 较弱 ‎ 很弱 ‎2.对α衰变和β衰变的实质的正确理解 ‎(1)原子核放出α粒子或β粒子后，就变成了新的原子核，我们把这种变化称为原子核的衰变.α粒子、β粒子都是从原子核里发射出来的，但不能认为原子核是由这些粒子组成的，原子核是由质子和中子组成的.‎ ‎(2)α衰变的实质是原子核中的2个质子和2个中子结合在一起并发射出来.β衰变的实质是原子核内的一个中子变成一个质子和一个电子，放出高速电子流.‎ ‎(3)在发生α、β衰变的过程中，由于新核处于不稳定状态，它要通过辐射光子而达到稳定的状态，因此γ射线总是伴随α、β衰变而产生.‎ ‎3.放射性元素的半衰期 ‎(1)半衰期的理解 半衰期是表示放射性元素衰变快慢的物理量，同一放射元素具有的衰变速率一定，不同元素半衰期不同，有的差别很大.‎ ‎(2)公式 N余＝N原，m余＝m原 式中N原、m原表示衰变前的放射性元素的原子数或质量，N余、m余表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子数或质量，t表示衰变时间，T表示半衰期.‎ 考向1　对三种射线性质的理解 ‎[典例1]　如图所示，x为未知的放射源，L为薄铝片，计数器对α粒子、β粒子、γ光子均能计数.若在放射源和计数器之间加上L后，计数器的计数率大幅度减小，在L和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场，计数器的计数率不变，则x可能是(　　)‎ A.α、β和γ的混合放射源　　B.纯α放射源 C.α和γ的放射源 D.纯γ放射源 ‎[解析]　在放射源和计数器之间加上铝片后，计数器的计数率大幅度减小，说明射线中有穿透力很弱的粒子，即α粒子；在铝片和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场，计数器的计数率不变，说明穿过铝片的粒子中无带电粒子，故只有γ射线.因此放射源可能是α和γ的放射源，故选C.‎ ‎[答案]　C 考向2　衰变方程的书写和衰变次数的计算 ‎[典例2]　U核经一系列的衰变后变为Pb核.问：‎ ‎(1)一共经过几次α衰变和几次β衰变？‎ ‎(2)Pb与U相比，求质子数和中子数各少多少？‎ ‎(3)综合写出这一衰变过程的方程.‎ ‎[解题指导]　(1)可根据衰变过程中质量数守恒和电荷数守恒求解.‎ ‎(2)根据每发生一次α衰变原子核的质子数和中子数均少2，每发生一次β衰变原子核的中子数少1、质子数多1来推算.‎ ‎(3)根据(1)的解答结果写方程.‎ ‎[解析]　(1)设U衰变为Pb经过x次α衰变和y次β衰变.由质量数守恒和电荷数守恒可得 ‎238＝206＋4x①‎ ‎92＝82＋2x－y②‎ 联立①②解得x＝8，y＝6，即一共经过8次α衰变和6次β衰变.‎ ‎(2)由于每发生一次α衰变质子数和中子数均减少2，每发生一次β衰变中子数减少1，而质子数增加1，故Pb 较U质子数少10，中子数少22.‎ ‎(3)核反应方程为U→Pb＋8He＋6e.‎ ‎[答案]　(1)8　6　(2)10　22　(3)U→Pb＋8He＋6e 考向3　对半衰期的理解及计算 ‎[典例3]　(2017·湖北黄石期中)一质量为M的矿石中含有放射性元素钚，其中钚238的质量为m，已知钚的半衰期为88年，那么下列说法中正确的是(　　)‎ A.经过176年后，这块矿石中基本不再含有钚 B.经过176年后，原来含有钚元素的原子核有发生了衰变 C.经过264年后，钚元素的质量还剩 D.经过88年后，该矿石的质量剩下 ‎[解析]　半衰期表示有一半原子核发生衰变的时间，经过176年后，也就是2个半衰期，则还剩的钚原子核没有发生衰变，故A、B错误；经过264年后，也就是3个半衰期，钚元素的质量还剩，故C正确；经过88年后该矿石的质量基本不变，只是其中钚238的质量变成，故D错误.‎ ‎[答案]　C 考向4　α衰变和β衰变在磁场中的轨迹分析 ‎[典例4]　(多选)静止在匀强磁场中的某放射性元素的原子核，当它放出一个α粒子后，其速度方向与磁场方向垂直，测得α粒子和反冲核轨道半径之比为44∶1，如图所示，则(　　)‎ A.α粒子与反冲粒子的动量大小相等，方向相反 B.原来放射性元素的原子核电荷数为90‎ C.反冲核的核电荷数为88‎ D.α粒子和反冲粒子的速度之比为1∶88‎ ‎[解析]　微粒之间相互作用的过程遵循动量守恒定律，由于初始总动量为零，则末动量也为零，即α粒子和反冲核的动量大小相等，方向相反.由于释放的α粒子和反冲核均在垂直于磁场的平面内且在洛伦兹力作用下做圆周运动，由qvB＝，得R＝.若原来放射性元素的核电荷数为Q，则对α粒子：R1＝；对反冲核：R2＝.由于p1＝p2，R1∶R2＝44∶1，所以Q＝90°.α粒子和反冲核的速度大小与质量成反比，但质量大小未知，故D错误.‎ ‎[答案]　ABC ‎1.半衰期是大量原子核衰变的统计规律，只对大量原子核有意义，对少数原子核是没有意义的.对于一个特定的原子核，无法确定其何时发生衰变，但可以确定各个时刻发生衰变的概率，即某时刻衰变的可能性，因此，半衰期只适用于大量的原子核.‎ ‎2.静止的原子核在匀强磁场中发生衰变，当运动方向与磁场方向垂直时，轨迹为外切圆的为α衰变，轨迹为内切圆的为β衰变.‎ α衰变 X→Y＋He 两圆外切，α粒子半径大 β衰变 X→Y＋e 两圆内切，β粒子半径大 考点　核反应方程及核反应类型 考向1　对核反应类型的考查 ‎[典例5]　(2016·新课标全国卷Ⅱ)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.C→N＋　e B.P→S＋　e C.U→Th＋He D.N＋He→O＋H E.U＋n→Xe＋Sr＋2n F.H＋H→He＋n ‎[解析]　一个原子核自发地放出一个α粒子，生成一个新核的过程是α衰变，因此C项是α衰变；一个重核在一个粒子的轰击下，分裂成几个中等质量原子核的过程是重核的裂变，因此E项是重核的裂变；两个较轻的原子核聚合成一个较大的原子核，并放出粒子的过程是轻核的聚变，因此F项是轻核的聚变；另外，A、B项是β衰变，D项是原子核的人工转变.‎ ‎[答案]　C　AB　E　F ‎[变式1]　(多选)下列核反应方程及其表述完全正确的是(　　)‎ A.He＋H→He＋H是聚变反应 B.U→Th＋He是人工核转变 C.U＋n→Kr＋Ba＋3n是裂变反应 D.Na→Mg＋e是裂变反应 答案：AC　解析：A选项中的反应方程式是由质量较小的核变成质量较大的核，是聚变反应；B选项中的是α衰变；C选项中的是裂变反应；D选项中的是β衰变.‎ 考向2　对核反应方程的考查 ‎[典例6]　(2015·广东卷)(多选)科学家使用核反应获取氚，再利用氘和氚的核反应获得能量.核反应方程分别为：X＋Y→He＋H＋4.9 MeV和H＋H→He＋X＋17.6 MeV.下列表述正确的有(　　)‎ A.X是中子 B.Y的质子数是3，中子数是6‎ C.两个核反应都没有质量亏损 D.氘和氚的核反应是核聚变反应 ‎[解析]　核反应方程遵守核电荷数守恒和质量数守恒，则由H＋H→He＋X＋17.6 MeV知 X为n，由X＋Y→He＋H＋4.9 MeV知Y为Li，其中Y的质子数是3，中子数也是3，选项A正确，B错误.两个核反应都释放出核能，故都有质量亏损，选项C错误.X＋Y→He＋ H＋4.9 MeV是原子核的人工转变，H＋H→He＋n＋17.6 MeV为轻核聚变，选项D正确.‎ ‎[答案]　AD 解答有关核反应方程问题的技巧 ‎(1)熟记常见基本粒子的符号——是正确书写核反应方程的基础.如质子(11H)、中子(n)、α粒子(He)、β粒子(e)、正电子(e)、氘核(H)、氚核(H)等.‎ ‎(2)熟悉核反应的四种基本类型——衰变、人工转变、裂变和聚变.‎ ‎(3)掌握核反应方程遵守的规律——是正确书写核反应方程或判断某个核反应方程是否正确的依据，所以要理解并应用好质量数守恒和电荷数守恒的规律.‎ ‎(4)明白核反应过程是不可逆的——核反应方程只能用箭头连接并表示反应方向，不能用等号连接.‎ ‎考点　核力、核能、质量亏损、质能方程 ‎1.核力的特点 ‎(1)核力是强相互作用(强力)的一种表现，在原子核的尺度内，核力比库仑力大得多.‎ ‎(2)核力是短程力，作用范围在1.5×10－‎15 m之内.核力在距离大于0.8×10－‎15 m时表现为吸引力，且随距离增大而减小，超过1.5×10－‎15 m，核力急剧下降几乎消失；而在距离小于0.8×10－‎15 m时，核力表现为斥力，因此核子不会融合在一起.‎ ‎(3)每个核子只与相邻的核子发生核力作用，这种性质称为核力的饱和性.‎ ‎2.结合能 克服核力束缚，使原子核分解为单个核子时吸收的能量；或若干个核子在核力作用下结合成原子核时释放的能量.‎ ‎3.比结合能与原子核的稳定性 ‎(1)比结合能的大小反映核的稳定程度，比结合能越大，原子核就越难拆开，表示该核就越稳定.‎ ‎(2)核子数较小的轻核与核子数较大的重核，比结合能都比较小，中等核子数的原子核比结合能较大，表示这些原子核较稳定.‎ ‎(3)当比结合能较小的原子核转化成比结合能较大的原子核时，就可能释放核能.‎ ‎4.质量亏损的理解 所谓质量亏损，并不是质量消失，减少的质量在核子结合成核的过程中以能量的形式辐射出去了.反过来，把原子核分裂成核子，总质量要增加，总能量也要增加，增加的能量要由外部供给.总之，物体的能量和质量之间存在着密切的联系，它们之间的关系就是E＝mc2.‎ 考向1　对核力的理解 ‎[典例7]　(多选)对于核力，以下哪些说法是正确的(　　)‎ A.核力是弱相互作用，作用力很小 B.核力是强相互作用，是强力 C.核子之间的距离小于0.8×10－‎15 m时，核力表现为斥力，因此核子不会融合在一起 D.人们对核力的了解很清楚，特别是在小于0.8×10－‎15 m 时，核力的变化规律更清楚 ‎[解析]　核力是强相互作用的一种表现，它的作用范围在1.5×10－‎15 m之内，核力比库仑力大得多.因此，选项B正确，A错误.核力在大于0.8×10－‎15 m时，表现为吸引力，且随距离增大而减小，在距离小于0.8×10－‎‎15 m 时，核力表现为斥力，因此核子不会融合在一起，所以选项C正确.人们对核力的了解还不是很清楚，这是科学家们奋力攻克的堡垒，故D不正确.‎ ‎[答案]　BC 考向2　对结合能、比结合能的理解 ‎[典例8]　(多选)关于原子核的结合能，下列说法正确的是(　　)‎ A.原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量 B.一重原子核衰变成α粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能 C.铯原子核(Cs)的结合能小于铅原子核(Pb)的结合能 D.比结合能越大，原子核越不稳定 ‎[解析]　根据结合能的定义，A正确；由比结合能曲线可知，轻原子核和重原子核的比结合能较小，中等质量的原子核比结合能较大，故B、C正确；比结合能越大原子核越稳定，D错误.‎ ‎[答案]　ABC ‎[变式2]　(多选)人们发现，不同的原子核，其核子的平均质量(原子核的质量除以核子数)与原子序数有如图所示的关系.下列关于原子结构和核反应的说法正确的是(　　)‎ A.由图可知，原子核D和E形成原子核F时会有质量亏损，要吸收能量 B.由图可知，原子核A分裂成原子核B和C时会有质量亏损，要放出核能 C.B的比结合能大于C的比结合能 D.B的比结合能大于F的比结合能 答案：BD　解析：原子核D和E的核子平均质量大于原子核F的核子平均质量，原子核D和E形成原子核F时会有质量亏损，释放能量，故A选项错误；同理，原子核A的核子平均质量大于原子核B、C的核子平均质量，A分裂成B和C时会有质量亏损，要放出核能，故B选项正确；核子平均质量越小的原子核，其比结合能要小，故B的比结合能小于C的比结合能，大于F的比结合能，故C选项错误，D选项正确.‎ 考向3　对质量亏损、质能方程的理解 ‎[典例9]　为纪念爱因斯坦对物理学的巨大贡献，联合国将2005年定为“国际物理年”.对于爱因斯坦提出的质能方程E＝mc2，下列说法中不正确的是(　　)‎ A.E＝mc2表明物体具有的能量与其质量成正比 B.根据ΔE＝Δmc2可以计算核反应中释放的核能 C.一个中子和一个质子结合成氘核时释放出核能，表明此过程中出现了质量亏损 D.E＝mc2中的E是发生核反应时释放的核能 ‎[解析]　E＝mc2中的E表示物体具有的总能量，m表示物体的质量，A项正确.ΔE＝Δmc2表示的意义：当物体的能量增加或减小ΔE时，它的质量也会相应地增加或减少Δm，B项正确.只有出现质量亏损，才能释放核能，C项正确.公式E＝mc2中的E为质量为m的物体所对应的能量，而非核反应中释放的能量，D项错误.‎ ‎[答案]　D ‎[变式3]　为了直接验证爱因斯坦狭义相对论中著名的质能方程E＝mc2，科学家用中子轰击硫原子，分别测出原子捕获中子前后质量的变化以及核反应过程中放出的能量，然后进行比较，精确验证了质能方程的正确性.设捕获中子前的原子质量为m1，捕获中子后的原子质量为m2，被捕获的中子质量为m3，核反应过程放出的能量为ΔE，则这一实验需验证的关系式是(　　)‎ A.ΔE＝(m1－m2－m3)c2　　B.ΔE＝(m1＋m3－m2)c2‎ C.ΔE＝(m2－m1－m3)c2 D.ΔE＝(m2－m1＋m3)c2‎ 答案：B　解析：反应前的质量总和为m1＋m3，质量亏损ΔE＝m1＋m3－m2，核反应释放的能量ΔE＝(m1＋m3－m2)c2，选项B正确.‎ 爱因斯坦质能方程反映的是质量亏损和释放出核能这两种现象之间的联系，并不表示质量和能量之间的转变关系.以下几点要明确：‎ ‎(1)物体的质量包括静止质量和运动质量，质量亏损指的是静止质量的减少，减少的静止质量转化为和辐射能量有关的运动质量.‎ ‎(2)质量亏损并不是这部分质量消失或转变为能量，只是静止质量的减少.‎ ‎(3)在核反应中仍然遵守质量守恒和能量守恒定律.‎ ‎(4)质量只是物体具有能量多少及能量转变多少的一种量度.‎ 考点　核能的计算、重核裂变、轻核聚变 ‎1.根据质量亏损计算 ‎(1)根据核反应方程，计算核反应前和核反应后的质量亏损Δm.‎ ‎(2)根据爱因斯坦质能方程ΔE＝Δmc2计算核能. 其中Δm的单位是千克，ΔE的单位是焦耳.‎ ‎2.利用原子质量单位u和电子伏特计算 ‎(1)明确原子单位u和电子伏特之间的关系 ‎1 u＝1.660 6×10－‎27 kg,1 eV＝1.602 178×10－19 J 由E＝mc2得E＝ eV＝931.5 MeV.‎ ‎(2)根据1原子质量单位(u)相当于931.5 MeV的能量，用核子结合成原子核时质量亏损的原子质量单位数乘以931.5 MeV，即ΔE＝Δm×931.5 MeV.‎ 其中Δm的单位是u，ΔE的单位是MeV.‎ ‎3.根据能量守恒和动量守恒来计算核能 参与核反应的粒子所组成的系统，在核反应过程中的动量和能量是守恒的，因此，利用动量和能量守恒可以计算出核能的变化.‎ ‎4.利用平均结合能来计算核能 原子核的结合能＝核子的平均结合能×核子数.核反应中反应前系统内所有原子核的总结合能与反应后生成的所有新核的总结合能之差，就是该次核反应所释放(或吸收)的核能.‎ 考向1　重核裂变与核能计算 ‎[典例10]　浙江秦山核电站的核能来源于U的裂变，下列说法中你认为正确的是(　　)‎ A.U原子核中有92个质子、143个中子 B.U的一种典型的裂变是变成两个中等质量的原子核，反应方程式为U＋n→Ba＋Kr＋3n C.U是天然放射性元素，常温下它的半衰期约为45亿年，升高温度时半衰期将缩短 D.若一个U裂变，反应时的质量亏损为0.357 8×10－‎27 kg，则释放的能量约为201 MeV，合3.2×10－11 J ‎[解析]　原子核中的质子数即为原子序数，所以U的质子数为92，中子数为235－92＝143，A项正确；由电荷数和质量守恒可判断，B项正确；半衰期与外部环境无关，C项错误；由爱因斯坦质能方程ΔE＝Δmc2可判断，D项正确.‎ ‎[答案]　ABD 考向2　轻核聚变与核能计算 ‎[典例11]　(2017·广东肇庆三模)(多选)已知氘核的平均结合能是1.09 MeV，氚核的平均结合能是2.78 MeV，氦核的平均结合能是7.03 MeV.在某次核反应中，1个氘核和1个氚核结合生成1个氦核和一个中子，并放出17.6 MeV 的能量，下列说法正确的是(　　)‎ A.这是一个裂变反应 B.核反应方程为H＋H→He＋n C.目前核电站都采用上述核反应发电 D.该核反应会有质量亏损 ‎[解析]　核反应方程如B所述，不是裂变反应，故A错误，B正确.该反应释放能量，故有质量亏损，D正确.目前核电站利用核裂变工作，故C错误.‎ ‎[答案]　BD ‎[典例12]　用中子轰击锂核(Li)发生核反应，生成氚核(H)和α粒子，并放出4.8 MeV的能量.(1 u相当于931.5 MeV)‎ ‎(1)写出核反应方程；‎ ‎(2)求出质量亏损；‎ ‎(3)若中子和锂核是以等值反向的动量相碰，则生成的氚核和α粒子的动能之比是多少？‎ ‎[解析]　(1)Li＋n→H＋He.‎ ‎(2)根据质能方程ΔE＝Δm×931.5 MeV得 Δm＝ u＝0.005 2 u.‎ ‎(3)中子与锂核以等值反向的动量相碰，则初动量p＝0，根据动量守恒，则碰后氚核与α粒子的合动量也为0，设氚核质量为m1，速度为v1，α粒子质量为m2，速度为v2‎ 得0＝m1v1＋m2v2①‎ 又有Ek＝②‎ 由①②得Ek1∶Ek2＝∶ 得＝＝.‎ ‎[答案]　(1)Li＋n→H＋He　(2)0.005 2 u　(3) 关于结合能的计算关键要理解结合能的定义，结合能是指把原子核分开成核子时吸收的能量或核子结合成原子核时放出的能量，这部分能量可以根据爱因斯坦的质能方程来求解，基本方法是根据核反应方程，先计算反应前和反应后的质量亏损Δm，再根据质能方程ΔE＝Δmc2计算结合能，注意计算时应灵活选取国际单位或实用单位.‎ ‎1.[核力](多选)下列关于核力的说法，正确的是(　　)‎ A.核力存在于任何核子之间 B.核力只存在于相邻的核子之间 C.核力与万有引力性质相同 D.核力是一种短程的强作用力 答案：BD　解析：核力是强作用力、短程力，只存在于相邻的核子间，而核力与万有引力是不同性质的力.‎ ‎2.[比结合能](多选)铁的比结合能比铀核的比结合能大，下列关于它们的说法正确的是(　　)‎ A.铁的结合能大于铀核的结合能 B.铁核比铀核稳定 C.铀核发生核变化变成铁核要放出能量 D.铀核发生核变化变成铁核质量要亏损 答案：BCD　解析：铁核的比结合能比铀核的大，则铁核比铀核稳定，铀核比结合能小，变成铁核会放出核能，出现质量亏损，B、C、D正确.‎ ‎3.[核反应方程、质量亏损]某核反应方程为H＋H→He＋X.已知H的质量为2.013 6 u，H的质量为3.018 0 u，He 的质量为4.002 6 u，X的质量为1.008 7 u.则下列说法正确的是(　　)‎ A.X是质子，该反应释放能量 B.X是中子，该反应释放能量 C.X是质子，该反应吸收能量 D.X是中子，该反应吸收能量 答案：B　解析：由题目所给核反应方程式，根据核反应过程质量数、电荷数守恒规律，可得H＋H→He＋n，X为中子，在该反应发生前反应物的总质量m1＝2.013 6 u＋3.018 0 u＝5.031 6 u，反应后产物的总质量m2＝4.002 6 u＋1.008 7 u＝5.011 3 u，总质量减少，出现了质量亏损.根据爱因斯坦的质能方程可知该反应释放能量，故B正确.‎ ‎4.[重核裂变]关于重核的裂变，以下说法正确的是(　　)‎ A.核裂变释放的能量等于它俘获中子时得到的能量 B.中子从铀块中通过时，一定发生链式反应 C.重核裂变释放出大量能量，产生明显的质量亏损，所以核子数要减小 D.由于重核的核子平均质量大于中等质量核的核子平均质量，所以重核裂变为中等质量的核时，要发生质量亏损，放出核能 答案：D　解析：根据重核发生裂变的条件和裂变放出能量的原理分析可知，裂变时因铀核俘获中子即发生核反应，是核能转化为其他形式能的过程，因此其释放的能量是远大于其俘获中子时吸收的能量.链式反应是有条件的，即铀块的体积必须大于临界体积，如果体积小，中子从铀块中穿过时，碰不到原子核，则链式反应就不会发生.在裂变反应中核子数是不会减小的，因此选项A、B、C均错误.重核裂变为中等质量的原子核时，由于核子平均质量减小，还会发生质量亏损，从而释放出核能，故选项D正确.‎ ‎5.[核反应方程、核能计算]在所有能源中，核能具有能量密度大、地区适应性强的优势.在核电站中，核反应堆释放的核能被转化为电能.核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量核能.核反应方程式U＋n→Ba＋Kr＋aX是反应堆中发生的许多核反应中的一种，n为中子，X为待求粒子，a为X的个数，则X为　　　　，a＝　　　　，以mU、mBa、mKr分别表示U、Ba、Kr核的质量，mn、mp分别表示中子、质子的质量，c为光在真空中传播的速度，则在上述核反应过程中放出的核能ΔE＝　　　　　　.‎ 答案：n　3　(mU－mBa－mKr－2mn)c2‎ 解析：由反应方程可知：X为n，a＝3，释放的能量为ΔE＝(mU－mBa－mKr－2mn)c2.‎