（新課標）2018-2019學年高考物理 主題三 原子與原子核 3.3 原子核 3.3.5 核力與結合能學案 新人教版選修3-5.doc

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3.3.5　核力與結合能 學習目標 核心提煉 1.了解四種基本相互作用，知道核力的性質。 2.認識原子核的結合能及質量虧損，并能應用質能方程進行計算。 3.能簡單解釋輕核和重核內分子數(shù)、質量數(shù)具有不同比例的原因。 3個概念——核力　結合能　質量虧損 1個方程——E＝mc2 一、核力與四種基本相互作用 1.核力：原子核內核子之間的相互作用力。 2.核力的特點 (1)核力是強相互作用的一種表現(xiàn)，在原子核內，核力比庫侖力大得多。 (2)核力是短程力，作用范圍在1.510－15__m之內。在大于0.810－15 m小于1.510－15 m的范圍內表現(xiàn)為吸引力，在小于0.810－15 m時表現(xiàn)為斥力。 (3)核力的飽和性：每個核子只跟鄰近的核子發(fā)生核力作用。 3.四種基本相互作用 思考判斷 (1)原子核中的質子是靠自身的萬有引力聚在一起的。(　　) (2)核力是強相互作用力，在原子核的尺度內，核力比庫侖力大得多。(　　) (3)弱相互作用的力程比強力更短。(　　) 答案　(1)　(2)√　(3)√ 二、原子核中質子與中子的比例 1.自然界中較輕的原子核，質子數(shù)與中子數(shù)大致相等。 2.較重的原子核，中子數(shù)大于質子數(shù)，越重的元素，兩者相差越多。 思考判斷 (1)在原子核的組成中，質子數(shù)等于中子數(shù)。(　　) (2)原子核大到一定程度，原子核就不穩(wěn)定了。(　　) (3)在宇宙演化過程中，只有穩(wěn)定的原子核長久地留了下來。(　　) 答案　(1)　(2)√　(3)√ 三、結合能和質量虧損 1.結合能和比結合能 (1)結合能：原子核是核子憑借核力結合在一起構成的，要把它們分開也需要能量，這就是原子核的結合能。 (2)比結合能(平均結合能)：原子核的結合能與核子數(shù)之比稱為比結合能。比結合能越大，原子核中核子結合得越牢固，原子核越穩(wěn)定，中等大小的核的比結合能最大、最穩(wěn)定。 2.質量虧損 (1)愛因斯坦質能方程E＝mc2。 (2)質量虧損：原子核的質量小于組成它的核子的質量之和的現(xiàn)象。 (3)核子在結合成原子核時出現(xiàn)的質量虧損Δm，與它們在互相結合過程中放出的能量ΔE的關系是ΔE＝Δmc2。 3.比結合能應用前景 (1)中等大小的核的比結合能最大，這些核最穩(wěn)定。 (2)使較重的核分裂成中等大小的核，或者把較小的核合并成中等大小的核，都將釋放新的結合能。 思考判斷 (1)組成原子核的核子越多，它的結合能就越高。(　　) (2)結合能越大，核子結合得越牢固，原子越穩(wěn)定。(　　) (3)質量虧損表明，的確存在著原子核的結合能。(　　) 答案　(1)√　(2)　(3)√  　根據(jù)核力的性質解釋原子核的穩(wěn)定性 [要點歸納] 1.核力的性質 (1)核力是四種相互作用中的強相互作用(強力)的一種表現(xiàn)。 (2)核力是短程力。約在10－15 m數(shù)量級時起作用，距離大于0.810－15 m時為引力，距離小于0.810－15 m時為斥力。距離為1010－15 m時核力幾乎消失。 (3)核力具有飽和性。核子只對相鄰的少數(shù)核子產生較強的引力，而不是與核內所有核子發(fā)生作用。 (4)核力具有電荷無關性。核力與核子電荷無關。 2.原子核中質子與中子的比例關系 (1)較輕的原子核質子數(shù)與中子數(shù)大致相等，但對于較重的原子核中子數(shù)大于質子數(shù)，越重的原子核，兩者相差越多。 (2)形成原因 ①若質子與中子成對地人工構建原子核，隨原子核的增大，核子間的距離增大，核力和電磁力都會減小，但核力減小得更快。所以當原子核增大到一定程度時，相距較遠的質子間的核力不足以平衡它們之間的庫侖力，這個原子核就不穩(wěn)定了。 ②若只增加中子，因為中子與其他核子沒有庫侖斥力，但有相互吸引的核力，所以有助于維系原子核的穩(wěn)定，所以穩(wěn)定的重原子核中子數(shù)要比質子數(shù)多。 ③由于核力的作用范圍是有限的，以及核力的飽和性，若再增大原子核，一些核子間的距離會大到其間根本沒有核力的作用，這時候再增加中子，形成的核也一定是不穩(wěn)定的。 [精典示例] [例1] 關于核力的說法正確的是(　　) A.核力同萬有引力沒有區(qū)別，都是物體間的作用 B.核力就是電磁力 C.核力是短程力，作用范圍在1.510－15 m之內 D.核力與電荷有關 解析　核力是短程力，超過1.510－15 m。核力急劇下降幾乎消失，故選項C正確；核力與萬有引力、電磁力不同，故選項A、B錯誤；核力與電荷無關。故選項D錯誤。 答案　C [針對訓練1] 關于質子和中子的說法，正確的是(　　) A.原子核中質子數(shù)和中子數(shù)一定相等 B.穩(wěn)定的重原子核里，質子數(shù)比中子數(shù)多 C.原子核都是非常穩(wěn)定的 D.對于較重的原子核，由于核力的作用范圍是有限的，以及核力的飽和性，如果繼續(xù)增大原子核，形成的核也一定是不穩(wěn)定的 解析　自然界中較輕的原子核，質子數(shù)與中子數(shù)大致相等，對于較重的原子核，中子數(shù)大于質子數(shù)，越重的元素，兩者相差越多。因此正確答案選D。 答案　D 　對結合能的理解 [要點歸納] 1.中等質量原子核的比結合能最大，輕核和重核的比結合能都比中等質量的原子核要小。 2.比結合能與原子核穩(wěn)定的關系 (1)比結合能的大小能夠反映原子核的穩(wěn)定程度，比結合能越大，原子核就越難拆開，表示該原子核就越穩(wěn)定。 (2)核子數(shù)較小的輕核與核子數(shù)較大的重核，比結合能都比較小，表示原子核不太穩(wěn)定；中等核子數(shù)的原子核，比結合能較大，表示原子核較穩(wěn)定。 (3)當比結合能較小的原子核轉化成比結合能較大的原子核時，就能釋放核能。例如，一個核子數(shù)較大的重核分裂成兩個核子數(shù)小一些的核，或者兩個核子數(shù)很小的輕核結合成一個核子數(shù)大一些的核，都能釋放出巨大的核能。 [精典示例] [例2] 下列關于結合能和比結合能的說法正確的是(　　) A.核子結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合能 B.比結合能越大的原子核越穩(wěn)定，因此它的結合能也一定越大 C.重核與中等質量原子核相比較，重核的結合能和比結合能都大 D.中等質量原子核的結合能和比結合能均比輕核的要大 解析　核子結合成原子核是放出能量，原子核拆解成核子是吸收能量，選項A錯誤；比結合能越大的原子核越穩(wěn)定，但比結合能越大的原子核，其結合能不一定大，例如中等質量原子核的比結合能比重核大，但由于核子數(shù)比重核少，其結合能比重核小，選項B、C錯誤；中等質量原子核的比結合能比輕核的大，它的原子核內核子數(shù)又比輕核多，因此它的結合能也比輕核大，選項D正確。 答案　D (1)核子結合成原子核時一定釋放能量，原子核分開成核子時一定吸收能量，吸收或釋放的能量越大，表明原子核的結合能越大。 (2)比結合能越大表明原子核越穩(wěn)定。一般情況下，中等質量的原子核比輕核和重核的比結合能大?！　　　　　? [針對訓練2] (多選)對結合能、比結合能的認識，下列正確的是(　　) A.一切原子核均具有結合能 B.自由核子結合為原子核時，可能吸收能量 C.結合能越大的原子核越穩(wěn)定 D.比結合能越大的原子核越穩(wěn)定 解析　由自由核子結合成原子核的過程中，核力做正功，釋放出能量，反之，將原子核分開變?yōu)樽杂珊俗铀枰x予相應的能量，該能量即為結合能，故選項A正確，B錯誤；對核子較多的原子核的結合能越大，但它的比結合能不一定大，比結合能的大小反映了原子核的穩(wěn)定性，故選項C錯誤，D正確。 答案　AD 　質量虧損與核能計算 [要點歸納] 1.質量虧損的理解 所謂質量虧損，并不是質量消失，減少的質量在核子結合成核的過程中以能量的形式輻射出去了。反過來，把原子核分裂成核子，總質量要增加，總能量也要增加，增加的能量要由外部供給?？傊矬w的能量和質量之間存在著密切的聯(lián)系，它們之間的關系就是E＝mc2。 2.質能方程E＝mc2的理解 (1)質能方程說明，一定的質量總是跟一定的能量相聯(lián)系的。具體地說，一定質量的物體所具有的總能量是一定的，等于光速的平方與其質量之積，這里所說的總能量，不是單指物體的動能、核能或其他哪一種能量，而是物體所具有的各種能量的總和。 (2)根據(jù)質能方程，物體的總能量與其質量成正比。物體質量增加，則總能量隨之增加，質量減少，總能量也隨之減少，這時質能方程也寫作ΔE＝Δmc2。 (3)質能方程的本質 ①質能方程揭示了質量和能量的不可分割性，方程建立了這兩個屬性在數(shù)值上的關系，這兩個量分別遵守質量守恒和能量守恒，質量和能量在數(shù)值上的聯(lián)系決不等于這兩個量可以相互轉化。 ②質量虧損不是否定了質量守恒定律。根據(jù)愛因斯坦的相對論，輻射出的γ光子靜質量雖然為零，但它有動質量，而且這個動質量剛好等于虧損的質量，所以質量守恒、能量守恒仍成立。 [精典示例] [例3] (多選)關于質能方程，下列說法正確的是(　　) A.質量減少，能量就會增加，在一定條件下質量轉化為能量 B.物體獲得一定的能量，它的質量也相應地增加一定值 C.物體一定有質量，但不一定有能量，所以質能方程僅是某種特殊條件下的數(shù)量關系 D.某一定量的質量總是與一定量的能量相聯(lián)系的 解析　質能方程E＝mc2表明某一定量的質量與一定量的能量是相聯(lián)系的，當物體獲得一定的能量，即能量增加某一定值時，它的質量也相應增加一定值，并可根據(jù)ΔE＝Δmc2進行計算，所以選項B、D正確。 答案　BD 質能方程揭示了質量和能量的不可分割性，方程建立了這兩個屬性在數(shù)值上的關系，這兩個量分別遵守質量守恒和能量守恒，質量和能量在數(shù)值上的聯(lián)系決不等于這兩個量可以相互轉化。　　　　　　 [例4] 已知氮核質量MN＝14.007 53 u，氧17核的質量MO＝17.004 54 u，氦核質量MHe＝4.003 87 u，氫核質量MH＝1.008 15 u，試判斷：N＋He―→O＋H這一核反應是吸收能量還是放出能量？能量變化是多少？ 解析　反應前總質量：MN＋MHe＝18.011 40 u， 反應后總質量：MO＋MH＝18.012 69 u。 可以看出：反應后總質量增加， 故該反應是吸收能量的反應。 吸收的能量利用ΔE＝Δmc2來計算， 若反應過程中質量增加1 u， 就會吸收931.5 MeV的能量， 故ΔE＝(18.012 69－18.011 40)931.5 MeV≈1.2 MeV。 答案　吸收能量　1.2 MeV 核能的計算方法 (1)根據(jù)質量虧損計算 ①根據(jù)核反應方程，計算核反應前、后的質量虧損Δm。 ②根據(jù)愛因斯坦質能方程ΔE＝Δmc2計算核能。 其中Δm的單位是千克，ΔE的單位是焦耳。 (2)利用原子質量單位u和電子伏特計算 根據(jù)1原子質量單位(u)相當于931.5 MeV的能量，用核子結合成原子核時質量虧損的原子質量單位數(shù)乘以931.5 MeV，即ΔE＝Δm931.5 MeV。其中Δm的單位是u，ΔE的單位是MeV。　　　　　　 1.下列對核力的認識，正確的是(　　) A.核力是強相互作用的一種表現(xiàn)，比庫侖力大得多 B.核力存在于質子和中子、中子和中子之間，質子和質子之間只有庫侖斥力 C.核力是核子間相互吸引的力，是短程力 D.核力只存在于相鄰的核子之間，具有飽和性 解析　在原子核的尺度內，核力比庫侖力大得多，但當原子核大到一定程度時，核力將不足以平衡庫侖力，選項A錯誤；相鄰核子間都存在核力作用，具有飽和性，選項B錯誤，D正確；核子間的距離小于0.810－15 m時核力表現(xiàn)為斥力，大于0.810－15 m時表現(xiàn)為吸引力，選項C錯誤。 答案　D 2.在自然界中，對于較重的原子核的中子數(shù)和質子數(shù)的比例關系，下列說法正確的是(　　) A.中子數(shù)等于質子數(shù) B.中子數(shù)小于質子數(shù) C.中子數(shù)大于質子數(shù) D.無法確定 解析　原子核越重，原子間庫侖斥力就越大，而中子數(shù)多于質子數(shù)，因中子與其他核子間沒有庫侖斥力，但有相互吸引的核力，所以才有助于維系原子核的穩(wěn)定，故穩(wěn)定的重原子核里，中子數(shù)要比質子數(shù)多。故正確答案為C。 答案　C 3.(多選)關于原子核的結合能，下列說法正確的是(　　) A.原子核的結合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量 B.一重原子核衰變成α粒子和另一原子核，衰變產物的結合能之和一定大于原來重核的結合能 C.銫原子核(55Cs)的結合能小于鉛原子核(82Pb)的結合能 D.比結合能越大，原子核越不穩(wěn)定 解析　結合能是把核子分開所需的最小能量，選項A正確；一重原子核衰變成α粒子和另一原子核，存在質量虧損，核子比結合能增大，衰變產物的結合能之和一定大于原來重核的結合能，選項B正確；核子數(shù)越多，結合能越大，選項C正確；比結合能也叫平均結合能，比結合能越大，分開核子所需的能量越大，原子核越穩(wěn)定，選項D錯誤。 答案　ABC 4.(多選)為紀念愛因斯坦對物理學的巨大貢獻，聯(lián)合國將2005年定為“國際物理年”。對于愛因斯坦提出的質能方程E＝mc2，下列說法正確的是(　　) A.E＝mc2定量地指出了物體具有的能量與其質量之間的關系 B.根據(jù)ΔE＝Δmc2可以計算核反應中釋放的核能 C.一個中子和一個質子結合成氘核時，釋放出核能，表明此過程中出現(xiàn)了質量虧損 D.E＝mc2中的E是發(fā)生核反應中釋放的核能 解析　愛因斯坦質能方程E＝mc2定量地指出了物體具有的能量與其質量之間的關系，A正確；由質能方程知，當物體的質量減少時，物體的能量降低，向外釋放了能量；反之，若物體的質量增加了，則物體的能量升高，表明它從外界吸收了能量，所以由物體的質量變化能算出物體的能量變化，故B、C正確，D錯誤。 答案　ABC 5.在鈾核裂變成鋇和氪的裂變反應中，質量虧損Δm＝0.215 3 u，那么，一個鈾核裂變釋放的能量為多少？反應中平均每個核子釋放的能量為多少？ 解析　由愛因斯坦質能方程，可求得鈾核裂變時釋放的能量ΔE＝Δmc2＝0.215 3931.25 MeV≈200 MeV。 鈾核中含有235個核子，所以平均每個核子放出的能量≈0.85 MeV。 答案　200 MeV　0.85 MeV 1.下列對核力的認識正確的是(　　) A.任何物體之間均存在核力 B.核力廣泛存在于自然界中的核子之間 C.核力只存在于質子之間 D.核力只發(fā)生在相距1.510－15 m內的核子之間，大于0.810－15 m為吸引力，而小于0.810－15 m為斥力 解析　由核力的特點知道，只有相距1.510－15 m內的核子之間才存在核力，核力發(fā)生在質子與質子、質子與中子及中子與中子之間，由此知選項D正確，A、B、C錯誤。 答案　D 2.核子結合成原子核或原子核分解為核子時，都伴隨著巨大的能量變化，這是因為(　　) A.原子核帶正電，電子帶負電，電荷間存在很大的庫侖力 B.核子具有質量且相距很近，存在很大的萬有引力 C.核子間存在著強大的核力 D.核子間存在著復雜磁力 解析　核子之間存在核力作用，核子結合成原子核或原子核分解為核子時，都有核力作用，故伴隨著巨大的能量變化，故選項C正確。 答案　C 3.某核反應方程為H＋H→He＋X。已知H的質量為2.013 6 u，H的質量為3.018 0 u，He的質量為4.002 6 u，X的質量為1.008 7 u。則下列說法正確的是(　　) A.X是質子，該反應釋放能量 B.X是中子，該反應釋放能量 C.X是質子，該反應吸收能量 D.X是中子，該反應吸收能量 解析　根據(jù)核反應過程質量數(shù)、電荷數(shù)守恒，可得H＋H→He＋X，X為中子，在該反應發(fā)生前反應物的總質量m1＝2.013 6 u＋3.018 0 u＝5.031 6 u，反應后產物總質量m2＝4.002 6 u＋1.008 7 u＝5.011 3 u?？傎|量減少，出現(xiàn)了質量虧損，故該反應釋放能量。 答案　B 4.當兩個中子和兩個質子結合成一個α粒子時，放出28.30 MeV 的能量，當三個α粒子結合成一個碳核時，放出7.26 MeV的能量，則當6個中子和6個質子結合成一個碳核時，釋放的能量為(　　) A.21.04 MeV B.35.56 MeV C.92.16 MeV D.77.64 MeV 解析　設中子的質量為mn，質子的質量為mp，α粒子的質量為mα，碳原子核的質量為mC。根據(jù)質能方程： ΔE1＝28.30 MeV＝[2(mn＋mp)－mα]c2 ΔE2＝7.26 MeV＝[3mα－mC]c2 ΔE3＝[6mn＋6mp－mC]c2 由以上各式得ΔE3＝92.16 MeV。 答案　C 5.如圖1所示是描述原子核核子的平均質量與原子序數(shù)Z的關系曲線，由圖可知下列說法正確的是(　　) 圖1 A.將原子核A分解為原子核B、C可能吸收能量 B.將原子核D、E結合成原子核F可能吸收能量 C.將原子核A分解為原子核B、F一定釋放能量 D.將原子核F、C結合成原子核B一定釋放能量 解析　因B、C核子平均質量小于A的核子平均質量，故A分解為B、C時，會出現(xiàn)質量虧損，故放出核能，故選項A錯，同理可得選項B、D錯誤，C正確。 答案　C 6.中子n、質子p、氘核D的質量分別為mn、mp、mD。現(xiàn)用光子能量為E的γ射線照射靜止的氘核使之分解，核反應方程為γ＋D→p＋n，若分解后中子、質子的動能可視為相等，則中子的動能是(　　) A.[(mD－mp－mn)c2－E] B.[(mD＋mn－mp)c2＋E] C.[(mD－mp－mn)c2＋E] D.[(mD＋mn－mp)c2－E] 解析　因為輕核聚變時放出能量，質量虧損，所以氘核分解為核子時，要吸收能量，質量增加，本題核反應過程中γ射線能量E對應質量的增加和中子與質子動能的產生，即E＝Δmc2＋2Ek＝(mp＋mn－mD)c2＋2Ek得Ek＝[E－(mp＋mn－mD)c2]＝[(mD－mp－mn)c2＋E]，故選項C正確。 答案　C 7.(多選)一個質子和一個中子結合成氘核，同時放出γ光子，核反應力程是H＋n―→H＋γ，以下說法正確的是(　　) A.反應后氘核的質量一定小于反應前質子和中子的質量之和 B.反應前后的質量數(shù)不變，因而質量不變 C.γ光子的能量為Δmc2，Δm為反應中的質量虧損，c為光在真空中的速度 D.因存在質量虧損Δm，所以“物質不滅”的說法不正確 解析　核反應中質量數(shù)與電荷數(shù)及能量均守恒，由于反應中要釋放核能，會出現(xiàn)質量虧損，反應后氘核的質量一定小于反應前質子和中子的質量之和，所以質量不守恒，但質量數(shù)不變，且能量守恒，釋放的能量會以光子的形式向外釋放，故正確答案為A、C。 答案　AC 8.(多選)中子和質子結合成氘核時，質量虧損為Δm，相應的能量ΔE＝Δmc2＝－2.2 MeV是氘核的結合能。下列說法正確的是(　　) A.用能量小于2.2 MeV的光子照射靜止氘核時，氘核不能分解為一個質子和一個中子 B.用能量小于2.2 MeV的光子照射靜止氘核時，氘核可能分解為一個質子和一個中子，它們的動能之和為零 C.用能量大于2.2 MeV的光子照射靜止氘核時，氘核可能分解為一個質子和一個中子，它們的動能之和為零 D.用能量大于2.2 MeV的光子照射靜止氘核時，氘核可能分解為一個質子和一個中子，它們的動能之和不為零 解析　用能量小于結合能的光子照射氘核時，氘核一定不能分解，所以選項A正確，B錯誤；用能量大于結合能的光子照射氘核時，氘核可能分解，只要分解，分解出的質子和中子動能之和一定不為零(若動能之和為零就分不開了)，所以選項C錯誤，D正確。 答案　AD 9.一個氘核H質量為m1，一個氚核H質量為m2，它們結合成一個質量為m3的氦核。核反應方程如下：H＋H―→He＋X。在這一核反應過程中釋放的能量為ΔE。已知光速為c，則以下判斷正確的是(　　) A.X是質子 B.X是正電子 C.X的質量為m1＋m2－m3 D.X的質量為m1＋m2－m3－ 解析　由電荷數(shù)守恒知，X的質子數(shù)為0，由質量數(shù)守恒知，X的質量數(shù)為1，故X為中子，設X的質量為m，反應中的質量虧損Δm＝m1＋m2－m3－m，釋放的核能ΔE＝Δmc2＝(m1＋m2－m3－m)c2，則X的質量為m1＋m2－m3－，故選項D正確。 答案　D 10.雷蒙德戴維斯因研究來自太陽的電子中微子(νe)而獲得了2002年度諾貝爾物理學獎，他探測電子中微子所用的探測器的主體是一個貯滿615 t四氯乙烯(C2Cl4)溶液的巨桶，電子中微子可以將一個氯核轉變?yōu)橐粋€氬核，其核反應方程式為νe＋Cl→Ar＋e，已知Cl核的質量為36.956 58 u，Ar核的質量為36.956 91 u，e的質量為0.000 55 u，1 u質量對應的能量為931.5 MeV。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可以判斷參與上述反應的電子中微子的最小能量為(　　) A.1.33 MeV B.0.82 MeV C.0.51 MeV D.0.31 MeV 解析　根據(jù)1原子質量單位(u)相當于931.5 MeV的能量，則ΔE＝Δm931.5 MeV＝(36.956 91＋0.000 55－36.956 58)931.5 MeV≈0.82 MeV。 答案　B 11.氘核和氚核聚變時的核反應方程為H＋H→He＋n，已知H的平均結合能是2.78 MeV，H的平均結合能是1.09 MeV，He的平均結合能是7.03 MeV，則核反應時釋放的能量為多少MeV? 解析　聚變反應前氘核和氚核的總結合能 E1＝(1.092＋2.783) MeV＝10.52 MeV。 反應后生成的氦核的結合能 E2＝7.034 MeV＝28.12 MeV。 由于單個核子無結合能，所以聚變過程釋放出的能量為 ΔE＝E2－E1＝(28.12－10.52) MeV＝17.6 MeV。 答案　17.6 12.運動的原子核X放出α粒子后變成靜止的原子核Y。已知X、Y和α粒子的質量分別是M、m1和m2，真空中的光速為c，α粒子的速度遠小于光速。求反應后與反應前的總動能之差以及α粒子的動能。 解析　由于反應過程存在質量虧損，所以反應前、后總動能之差等于質量虧損而釋放的核能，則根據(jù)愛因斯坦質能方程得ΔEk＝m2v－Mv＝(M－m1－m2)c2； 反應過程中三個粒子組成的系統(tǒng)動量守恒， 則有MvX＝m2vα 聯(lián)立解得α粒子的動能m2v＝(M－m1－m2)c2。 答案　(M－m1－m2)c2　(M－m1－m2)c2 13.H的質量是3.016 050 u，質子的質量是1.007 277 u，中子的質量是1.008 665 u。1 u相當于931.5 MeV的能量，求：(計算結果保留三位有效數(shù)字) (1)一個質子和兩個中子結合為氚核時，是吸收還是放出能量？該能量為多少？ (2)氚核的結合能和比結合能各是多少？ (3)如果此能量是以光子形式放出的，則光子的頻率是多少？ 解析　(1)一個質子和兩個中子結合成氚核的核反應方程是H＋2n→H， 反應前各核子總質量為 mp＋2mn＝1.007 277 u＋21.008 665 u＝3.024 607 u， 反應后新核的質量為mH＝3.016 050 u， 質量虧損為Δm＝3.024 607 u－3.016 050 u＝0.008 557 u 因反應前的總質量大于反應后的總質量，故此核反應釋放能量。 釋放的核能為ΔE＝0.008 557931.5 MeV≈7.97 MeV。 (2)氚核的結合能即為ΔE＝7.97 MeV。 它的比結合能為≈2.66 MeV。 (3)放出光子的頻率為ν＝＝ Hz≈1.921021 Hz。 答案　(1)放出能量　7.97 MeV (2)7.97 MeV　2.66 MeV (3)1.921021Hz