题目内容

1.某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论,其中的两个核反应方程为:
①${\;}_{1}^{1}$H+${\;}_{6}^{12}$C→${\;}_{7}^{13}$N;②${\;}_{1}^{1}$H+${\;}_{7}^{15}$N→${\;}_{6}^{12}$C+X
试完成下列(1)、(2)题:
(1)用上述辐射中产生的波长为λ=4×10-7m的单色光去照射逸出功为W=3.0×10-19J金属材料铯时,能(填“能”或“不能”)产生光电效应;若能,则产生的光电子的最大初动能为1.97×10-19J.(普朗克常量h=6.63×10-34J•s,光在空气中的速度c=3×108m/s)(结果保留三位有效数字)
(2)试写出原子核X的元素符号、质量数和核电荷数;
已知原子核${\;}_{1}^{1}$H、${\;}_{6}^{12}$C、${\;}_{7}^{13}$N的质量分别为mH=1.0078u、mC=12.0000u、mN=13.0057u,1u相当于931MeV.试求每发生一次上述聚变反应①所释放的核能;(结果保留三位有效数字)

分析 (1)根据光电效应的条件判断能否发生光电效应,通过光电效应方程求出光电子的最大初动能;
(2)根据爱因斯坦质能方程,结合质量亏损求出释放的核能.

解答 解:(1)单色光的能量为E=h$\frac{c}{λ}$=6.63×10-34×$\frac{3×1{0}^{8}}{4×1{0}^{-7}}$=4.97×10-19J>3.0×10-19J
所以可以产生光电效应.
最大初动能为Ekm=hv-W0=4.97×10-19-3.0×10-19=1.97×10-19J.
(2)根据爱因斯坦质能方程得,△E=(mH+mC-mN)×931≈1.96 MeV
故答案为:(1)能,1.97×10-19J;
(2)每发生一次上述聚变反应①所释放的核能1.96 MeV.

点评 解决本题的关键掌握光电效应方程和爱因斯坦质能方程,并能灵活运用,注意能量单位J与MeV的转换.

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