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專題核力與結(jié)合能題型分析專題一結(jié)合能的理解應(yīng)用例1下面關(guān)于結(jié)合能和比結(jié)合能的說法中,正確的有()A.核子結(jié)合成原子核吸收的能量或原子核拆解成核子放出的能量稱為結(jié)合能B.比結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定,因此它的結(jié)合能也一定越大C.重核與中等質(zhì)量原子核相比較,重核的結(jié)合能和比結(jié)合能都大D.中等質(zhì)量原子核的結(jié)合能和比結(jié)合能均比輕核的要大解析核子結(jié)合成原子核是放出能量,原子核拆解成核子是吸收能量,A選項(xiàng)錯;比結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定,但比結(jié)合能越大的原子核,其結(jié)合能不一定大,例如中等質(zhì)量原子核的比結(jié)合能比重核大,但由于核子數(shù)比重核少,其結(jié)合能比重核反而小,B、C選項(xiàng)錯;中等質(zhì)量原子核的比結(jié)合能比輕核的大,它的原子核內(nèi)核子數(shù)又比輕核多,因此它的結(jié)合能也比輕核大,D選項(xiàng)正確.答案D歸納總結(jié):要正確理解結(jié)合能和比結(jié)合能兩個概念,比結(jié)合能和核子數(shù)的乘積就是結(jié)合能.中等質(zhì)量原子核的比結(jié)合能大于重核、輕核的比結(jié)合能,但結(jié)合能大小由比結(jié)合能與原子核內(nèi)核子數(shù)的乘積來決定.專題二質(zhì)量虧損和核能的應(yīng)用例2盧瑟福用α粒子轟擊氮核發(fā)現(xiàn)質(zhì)子.發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程為:eq\o\al(14,7)N+eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O+eq\o\al(1,1)H.已知氮核質(zhì)量為mN=14.00753u,氧核的質(zhì)量為m0=17.00454u,氦核質(zhì)量mHe=4.00387u,質(zhì)子(氫核)質(zhì)量為mp=1.00815u(已知:1uc2=931MeV,結(jié)果保留2位有效數(shù)字).求:(1)這一核反應(yīng)是吸收能量還是放出能量的反應(yīng)?相應(yīng)的能量變化為多少?(2)若入射氦核以v0=3×107m/s的速度沿兩核中心連線方向轟擊靜止氮核.反應(yīng)生成的氧核和質(zhì)子同方向運(yùn)動,且速度大小之比為1∶50.求氧核的速度大小.解析(1)Δm=mN+mHe-m0-mp=-0.00129u,ΔE=Δmc2=-1.20MeV,故這一核反應(yīng)是吸收能量的反應(yīng),吸收的能量為1.20MeV.(2)mHev0=mHvH+m0v0,又v0∶vH=1∶50,解得v0=1.8×106m/s.答案(1)吸收能量的反應(yīng)吸收1.20MeV(2)1.8×106m/s歸納總結(jié):核反應(yīng)中的質(zhì)量虧損,并不是這部分質(zhì)量消失或質(zhì)量轉(zhuǎn)化為能量.物體的質(zhì)量應(yīng)包括靜止質(zhì)量和運(yùn)動質(zhì)量,質(zhì)量虧損是靜止質(zhì)量的減少,減少的靜止質(zhì)量轉(zhuǎn)化為和輻射能量相聯(lián)系的運(yùn)動質(zhì)量.另外,質(zhì)量虧損也不是核子個數(shù)的減少,核反應(yīng)中核子個數(shù)是不變的.專題三質(zhì)量虧損和核能的計(jì)算例3氘核和氚核聚變時的核反應(yīng)方程為eq\o\al(2,1)H+eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He+eq\o\al(1,0)n,已知eq\o\al(2,1)H的平均結(jié)合能是1.09MeV,eq\o\al(3,1)H的平均結(jié)合能是2.78MeV,eq\o\al(4,2)He的平均結(jié)合能是7.03MeV,則該核反應(yīng)釋放的能量為________MeV.解析聚變反應(yīng)前氘核和氚核的總結(jié)合能E1=(1.09×2+2.78×3)MeV=10.52MeV.反應(yīng)后生成的氦核的結(jié)合能E2=7.03×4MeV=28.12MeV.由于單個核子無結(jié)合能,所以聚變過程釋放出的能量為ΔE=E2-E1=(28.12-10.52)MeV=17.6MeV.答案17.6歸納總結(jié):計(jì)算核能的兩種方法:(1)根據(jù)質(zhì)量虧損計(jì)算①根據(jù)核反應(yīng)方程,計(jì)算核反應(yīng)前后的質(zhì)量虧損Δm.②根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程ΔE=Δmc2計(jì)算核能.其中Δm的單位是千克,ΔE的單位是焦耳.(2)利用平均結(jié)合能來計(jì)算核能原子核的結(jié)合能=核子的平均結(jié)合能×核子數(shù).核反應(yīng)中反應(yīng)前系統(tǒng)內(nèi)所有原子核的總結(jié)合能與反應(yīng)后生成的所有新核的總結(jié)合能之差,就是該核反應(yīng)所釋放(或吸收)的核能.專題四根據(jù)能量守恒和動量守恒來計(jì)算結(jié)合能例4一靜止的氡核(eq\o\al(222,86)Rn)發(fā)生α衰變,放出一個速度為v0、質(zhì)量為m的α粒子和一個質(zhì)量為M的反沖核釙(Po),若氡核發(fā)生衰變時,釋放的能量全部轉(zhuǎn)化為α粒子和釙核的動能.(1)寫出衰變方程;(2)求出反沖核的速度;(3)求出這一衰變過程中虧損的質(zhì)量.解析(1)由已知得eq\o\al(222,86)Rn→eq\o\al(218,84)Po+eq\o\al(4,2)He.(2)設(shè)反沖核的速度為v,由動量守恒可知:mv0=Mv,即v=eq\f(mv0,M).(3)由質(zhì)能方程可知ΔE=Δmc2=eq\f(1,2)mveq
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