物理新导学笔记人教通用选修3-5讲义模块要点回眸第11点含答案

第11点质量亏损和核能的计算1.对质能方程的理解(1)物体的质量包括静止质量和运动质量,质量亏损指的是静止质量的减少,减少的静止质量转化为和辐射能量有关的运动质量.(2)质量亏损并不是这部分质量消失或转变为能量,只是静止质量的减少.(3)在核反应中遵循能量守恒定律.(4)质量只是物体具有能量多少及能量转变多少的一种量度.2.核能计算的几种方法(1)根据ΔE=Δmc2计算,Δm的单位是“kg”,c的单位是“m/s”,ΔE的单位是“J”.(2)根据ΔE=Δm×931.5MeV计算,因1原子质量单位(u)相当于931.5MeV的能量,所以计算时Δm的单位是“u”,ΔE的单位是“MeV”.(3)根据平均结合能来计算核能:原子核的结合能=平均结合能×核子数.(4)有时可结合动量守恒和能量守恒进行分析计算,此时应注意动量、动能关系式p2=2mEk的应用.对点例题一个氘核(H)和一个氚核(H)结合成一个氦核(He),同时放出一个中子,已知氘核质量为m1=2.0141u,氚核质量为m2=3.0160u,氦核质量为m3=4.0026u,中子质量为m4=1.008665u,1u相当于931.5MeV的能量,求:(1)写出聚变的核反应方程;(2)此反应过程中释放的能量为多少?平均每个核子释放出多少核能?解题指导(1)核反应方程为H+H→He+n(2)此反应过程的质量亏损为Δm=2.0141u+3.0160u-4.0026u-1.008665u=0.018835u,ΔE=Δmc2=0.018835×931.5MeV≈17.5MeV.平均每个核子释放的核能为MeV=3.5MeV.答案(1)H+H→He+n(2)17.5MeV3.5MeV利用氦3(He)和氘进行的聚变反应安全无污染,容易控制.月球上有大量的氦3,每个航天大国都将获取氦3作为开发月球的重要目标之一.已知两个氘核聚变生成一个氦3和一个中子的核反应方程是:2H→He+n+3.26MeV,若有2g氘全部发生聚变,则释放的能量是(NA为阿伏加德罗常数)()A.0.5×3.26MeVB.3.26MeVC.0.5NA×3.26MeVD.NA×3.26MeV答案C解析2g氘共有NA个氘核,每2个氘核反应就放出3.26MeV能量,2g氘全部发生聚变,释放的能量为0.5NA×3.26MeV,所以C项正确.

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