高考物理一轮总复习 第4章 第4节 质量亏损及核能的计算课件 鲁科版选修35.ppt

考点强化 质量亏损及核能的计算 1 考点精讲 2 典例剖析 3 规律方法 4 跟踪训练 选修3 5动量守恒波粒二相性原子结构与原子核 5 真题演练 一 考点精讲 1 考点精讲 1 核力核子间的作用力 核力是 强引力 作用范围在1 5 10 15m之内 只在 的核子间发生作用 2 核能 结合为原子核时释放的能量或原子核分解为核子时吸收的能量 叫做原子核的 能 亦称核能 3 质能方程 质量亏损爱因斯坦质能方程e 原子核的质量必然比组成它的核子的质量和要小 m 这就是质量亏损 由质量亏损可求出释放的核能 e 相邻 结合 mc2 mc2 核子 短程 1 核能 1 核子在结合成原子核时出现质量亏损 m 其能量也要相应减少 即 e mc2 2 原子核分解成核子时要吸收一定的能量 相应的质量增加 m 吸收的能量为 e mc2 2 核能释放的两种途径的理解 1 使较重的核分裂成中等大小的核 2 较小的核结合成中等大小的核 核子的比结合能都会增加 都可以释放能量 二 典例剖析 2 典例剖析 解析热核聚变的核反应方程为 21h 31h 42he 10n 所以x为n 或中子 e mc2 2 0141u 3 0161u 4 0026u 1 0087u 931 5mev 17 6mev 答案n 或中子 17 6 解析显隐 例1 2012 课标 35 1 氘核和氚核可发生热核聚变而释放出巨大的能量 该反应方程为 h h he x 式中x是某种粒子 已知 h h he和粒子x的质量分别为2 0141u 3 0161u 4 0026u和1 0087u 1u 931 5mev c2 c是真空中的光速 由上述反应方程和数据可知 粒子x是 该反应释放出的能量为 mev 结果保留三位有效数字 中子 17 6 根据核反应中质量数守恒 电荷数守恒解答 先计算钚核衰变过程中的质量亏损 再根据爱因斯坦质能方程求出衰变放出的能量 静止的钚核衰变成铀核和x核 遵从动量守恒定律 由铀核与x核动量大小相等 可求其动能之比 5 31 58 7 42he 转解析 转原题 三 规律方法 3 规律方法 1 根据 e mc2计算 计算时 m的单位是 kg c的单位是 m s e的单位是 j 2 根据 e m 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 m的单位是 u e的单位是 mev 3 根据能量守恒和动量守恒计算 4 在计算具有宏观质量的物质中所有原子核发生核反应所释放能量时用阿伏加德罗常数来计算核能 书写核反应方程 计算质量亏损 m 利用 e mc2 计算释放的核能 变式训练4 对质量亏损的考查 2014 北京卷 14 质子 中子和氘核的质量分别为m1 m2和m3 当一个质子和一个中子结合成氘核时 释放的能量是 c表示真空中的光速 a m1 m2 m3 cb m1 m2 m3 cc m1 m2 m3 c2d m1 m2 m3 c2 解析由质能方程知 该反应释放核能 e mc2 m1 m2 m3 c2 故c对 a b d均错 答案c 解析显隐 变式训练5 对结合能的考查 多选 关于原子核的结合能 下列说法正确的是 a 原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量b 一重原子核衰变成 粒子和另一原子核 衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能c 铯原子核 cs 的结合能小于铅原子核 pb 的结合能d 比结合能越大 原子核越不稳定e 自由核子组成原子核时 其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能 解析由原子核的结合能定义知 原子核分解成自由核子时所需的最小能量为原子核的结合能 选项a正确 重原子核的核子平均质量大于轻原子核的平均质量 因此原子核衰变产物的结合能之和一定大于衰变前的结合能 选项b正确 铯原子核的核子数少 因此其结合能小 选项c正确 比结合能越大的原子核越稳定 选项d错误 自由核子组成原子核时 其质量亏损所对应的能量等于该原子核的结合能 选项e错误 答案abc 解析显隐 四 跟踪训练 4 跟踪训练 解析显隐 五 真题演练 5 真题演练 真题 2010 北京卷 15 太阳因核聚变释放出巨大的能量 同时其质量不断减少 太阳每秒钟辐射出的能量约为4 1026j 根据爱因斯坦质能方程 太阳每秒钟减少的质量最接近 a 1036kgb 1018kgc 1013kgd 109kg 解析显隐 真题 2011 上海卷 7 在存放放射性元素时 若把放射性元素 置于大量水中 密封于铅盒中 与轻核元素结合成化合物 则 a 措施 可减缓放射性元素衰变b 措施 可减缓放射性元素衰变c 措施 可减缓放射性元素衰变d 上述措施均无法减缓放射性元素衰变