Question

14．一個質子和一個中子結合生成一個氘核，若它們的質量分別是m₁、m₂、m₃，則（　　）

• A． 由于反應前后質量數不變，所以m₁+m₂=m₃
• B． 由于反應時釋放了能量，所以m₁+m₂＞m₃
• C． 由于反應在高溫高壓下進行，從而吸收能量，所以m₁+m₂＜m₃
• D． 反應時產生頻率為$\frac{（{m}_{1}+{m}_{2}-{m}_{3}）{c}^{2}}{h}$的光子（式中c是光速、h是普朗克恒量）

Answer 1

分析 本題的關鍵是明確核反應發生時滿足質量數守恒和電荷數守恒；根據愛因斯坦質能方程可知，若反應中發生質量虧損，則反應過程一定釋放能量，否則質量增加則吸收能量；輕核發生聚變需要高溫即要吸收能量，當聚變反應發生后要放出更多的能量；釋放出的光子的頻率滿足△E=hγ，結合△E=△mc² 即可求解．

解答 解：A、根據核反應方程的規律可知，反應前后的質量數不變，但由于要釋放能量，根據愛因斯坦質能方程可知，質量應發生虧損，即m₁+m₂＞m₃，所以A錯誤．
B、根據愛因斯坦質能方程△E=△mc² 可知，由于反應釋放出了能量，所以質量發生了虧損，即m₁+m₂＞m₃，所以B正確．
C、由于反應在高溫高壓下進行從而吸收能量，但當發生聚變反應時要釋放出更多的能量，即總的過程是釋放能量，根據質能方程可知，質量發生虧損，即m₁+m₂＞m₃，所以C錯誤．
D、根據△E=△mc² ，△E=hγ，又△m=m₁+m₂-m₃，聯立以上各式解得γ=$\frac{（{m}_{1}+{m}_{2}-{m}_{3}）{c}^{2}}{h}$，所以D正確．
故選：BD．

點評 掌握核反應方程的寫法，理解愛因斯坦質能方程、聚變的條件即機理是解決問題的關鍵．