2017-2018學(xué)年同步備課套餐之物理粵教版選修3-5講義：模塊要點(diǎn)回眸 第15點(diǎn)

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精第15點(diǎn)動(dòng)量和能量觀點(diǎn)在核反應(yīng)過(guò)程中的應(yīng)用動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律作為力學(xué)的兩大規(guī)律，不僅適用于宏觀物體的相互作用,也適用于微觀粒子的作用．原子核的衰變、人工轉(zhuǎn)變、聚變反應(yīng)中同樣遵循動(dòng)量守恒和總能量守恒．對(duì)點(diǎn)例題已知氘核質(zhì)量為2.0136u，中子質(zhì)量為1.0087u,eq\o\al(3,2)He核的質(zhì)量為3。0150u．兩個(gè)速率相等的氘核對(duì)心碰撞聚變成eq\o\al（3，2）He并放出一個(gè)中子，釋放的核能也全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能．(質(zhì)量虧損為1u時(shí),釋放的能量為931.5MeV。除了計(jì)算質(zhì)量虧損外,eq\o\al（3，2）He的質(zhì)量可以認(rèn)為是中子的3倍）（1)寫出該核反應(yīng)的反應(yīng)方程式；(2)該核反應(yīng)釋放的核能是多少？(3）若測(cè)得反應(yīng)后生成中子的動(dòng)能是3。12MeV，則反應(yīng)前每個(gè)氘核的動(dòng)能是多少M(fèi)eV?解題指導(dǎo)(1)核反應(yīng)方程為:eq\o\al(2，1）H＋eq\o\al(2，1)H→eq\o\al(3，2)He＋eq\o\al(1,0)n（2)質(zhì)量虧損為：Δm＝2。0136×2u－（3。0150u＋1.0087u）＝0.0035u,釋放的核能為:ΔE＝Δmc2＝931.5×0。0035MeV≈3。26MeV（3)設(shè)中子和eq\o\al（3,2）He核的質(zhì)量分別為m1、m2，速度分別為v1、v2，反應(yīng)前每個(gè)氘核的動(dòng)能是E0，反應(yīng)后中子和eq\o\al(3，2)He核動(dòng)能分別為E1、E2，根據(jù)動(dòng)量守恒定律，得m1v1－m2v2＝0eq\f（E1,E2)＝eq\f（m2,m1)＝3E2＝eq\f(E1,3)＝1.04MeV由能量守恒定律得E1＋E2＝2E0＋ΔE，E0＝0.45MeV.答案(1)eq\o\al（2,1）H＋eq\o\al（2,1）H→eq\o\al（3，2)He＋eq\o\al(1，0)n（2）3。26MeV(3)0。45MeV易錯(cuò)警示該題常犯的錯(cuò)誤在于運(yùn)用能量守恒定律解題時(shí)沒(méi)有將核反應(yīng)過(guò)程中與原子核質(zhì)量增減對(duì)應(yīng)的能量考慮進(jìn)去,而認(rèn)為作用后的總動(dòng)能等于作用前的總動(dòng)能．靜止的氡核eq\o\al(222,86）Rn放出α粒子后變成釙核eq\o\al(218，84）Po，α粒子動(dòng)能為Ekα，若衰變放出的能量全部變?yōu)榉礇_核和α粒子的動(dòng)能,真空中的光速為c，則該核反應(yīng)中質(zhì)量虧損為（）A。eq\f(2Ekα,109c2） B．0C.eq\f（111Ekα,109c2) D。eq\f（109Ekα,111c2）答案C解析核反應(yīng)過(guò)程中動(dòng)量守恒,釙核與α粒子動(dòng)量大小相等,由p＝eq\r(2mEk)可求出釙核動(dòng)能EkPo＝eq\f(2，109）Ekα,ΔE＝EkPo＋Ekα＝eq\f（111Ekα,109），根據(jù)ΔE＝Δmc2可知選項(xiàng)C正確．

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