Question

在自然界，“氮．4”的原子核有兩個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子，稱為玻色子；而“氦-3”只有一個(gè)中子，稱為費(fèi)米子-“氦-3”是一種目前已被世界公認(rèn)的高效、滴潔、安全、廉價(jià)的核聚變發(fā)電燃料．
（1）質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)互換的核互為“鏡像核”，例如 2 3He和 1 3H的“鏡像核”，同樣 1 3H也是 2 3He的“鏡像核”，則下列說法正確的是

BC

A． 7 15N和 8 16O互為“鏡像核”
B． 7 13N和 6 13C互為“鏡像核”
C．β衰變的本質(zhì)是一個(gè)中子轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋�(gè)質(zhì)子，同時(shí)放出一個(gè)電子
D．核反應(yīng) 1 2H+ 1 3H→ 2 4He+ 0 1n的生成物中有α粒子，該反應(yīng)是α衰變
（2）圍繞一不穩(wěn)定原子核軌道的電子可被原子核俘獲，使原子序數(shù)發(fā)生變化（例如從離原子核最近的K層電子中俘獲電子，叫“K俘獲”），發(fā)生這一過程后，新原子核

BD

A．帶負(fù)電    B．與原來的原子不是同位素
C．比原來的原子核多一個(gè)質(zhì)子  D．比原來的原子核多一個(gè)中子
（3）宇宙射線每時(shí)每刻都在地球上引起核反應(yīng)．自然界的¹⁴C大部分是宇宙射線中的中子轟擊“氮-14”產(chǎn)生的，核反應(yīng)方程式為 7 14N+ 0 1n→ 6 14C+ 1 1h．若中子的速度為v₁=8×l0⁶m/s，反應(yīng)前“氮-14”的速度認(rèn)為等于零．反應(yīng)后生成的¹⁴C粒子的速度為v₂=2.0×l0⁵m/s，其方向與反應(yīng)前中子的運(yùn)動方向相同．
①求反應(yīng)中生成的另一粒子的速度：
②假設(shè)此反應(yīng)中放出的能量為0.9MeV，求質(zhì)量虧損．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)“鏡像核”的概念分析答題；β衰變的實(shí)質(zhì)是中子釋放一個(gè)電子而變成質(zhì)子；原子核釋放出α粒子的衰變是α衰變；
（2）質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的原子核是同位素；原子核俘獲一個(gè)電子后，一個(gè)質(zhì)子變成中子，質(zhì)子數(shù)減少一，中子數(shù)多一個(gè)．
（3）核反應(yīng)過程中動量守恒，由動量守恒定律可以求出另一個(gè)粒子的速度；根據(jù)質(zhì)能方程可以求出質(zhì)量虧損．

解答：解：（1）A、

15 7

N和

16 8

O不是互為“鏡像核”，故A錯(cuò)誤；
B、

13 7

N和

13 6

C互為“鏡像核”，故B正確；
C、β衰變的本質(zhì)是一個(gè)中子轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋�(gè)質(zhì)子，同時(shí)放出一個(gè)電子，故C正確；
D、核反應(yīng)

2 1

H+

3 1

H→

4 2

He+

1 0

n是核聚變，生成物中雖然有α粒子，但該反應(yīng)不是α衰變，故D錯(cuò)誤；
（2）A、原子核帶正電，故A錯(cuò)誤；
B、原子核俘獲一個(gè)電子后，一個(gè)質(zhì)子變成中子，質(zhì)子數(shù)減少一，中子數(shù)多一個(gè)，
新原子核的質(zhì)子數(shù)發(fā)生變化，新原子與原來的原子不變同位素，故B正確，C錯(cuò)誤，D正確；
故選BD；
（3）①轟擊前后系統(tǒng)動量守恒，選中子速度方向?yàn)檎�方向�?BR>由動量守恒定律得：m₁v₁=m₁v₁′+m₂v₂′，
解得，氫核速度v₂′=5.2×10⁶m/s，方向與中子原速度方向相同；
②由質(zhì)能方程△E=△mc²，得△m=

△E

c2

=

0.9MeV

931.5MeV

≈9.66×10^-4u；
故答案為：（1）BC；（2）BD；（3）①粒子的速度是5.2×10⁶m/s；②質(zhì)量虧損是9.66×10^-4u．

點(diǎn)評：（1）認(rèn)真審題，根據(jù)題意知道“鏡像核”的概念是正確解題的關(guān)鍵；
（2）“k俘獲”的實(shí)質(zhì)是質(zhì)子獲得電子而使質(zhì)子變成中子．