13-09-考点强化：质量亏损及核能的计算

1、考点强化：考点强化：质量亏损及核能的计算质量亏损及核能的计算 1.考点精讲考点精讲 2.典例剖析典例剖析 3.规律方法规律方法 4.跟踪训练跟踪训练选修选修3-53-5 动量守恒动量守恒 波粒二相性波粒二相性原子结构与原子核原子结构与原子核 5.真题演练真题演练第第2 2页页20172017版高三一轮物理教学实用课件版高三一轮物理教学实用课件结束放映结束放映返回目录返回目录一、考点精讲一、考点精讲1.考点精讲考点精讲第第3 3页页20172017版高三一轮物理教学实用课件版高三一轮物理教学实用课件结束放映结束放映返回目录返回目录1核力核力核子间的作用力核力是核子间的作用力核力是_强引力，作用范

2、围在强引力，作用范围在1.51015 m之内，只在之内，只在_的核子间发生作用的核子间发生作用2核能核能_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，叫做原子核的的能量，叫做原子核的_能，亦称核能能，亦称核能3质能方程、质量亏损质能方程、质量亏损爱因斯坦质能方程爱因斯坦质能方程E_，原子核的质量必然比组成它的，原子核的质量必然比组成它的核子的质量和要小核子的质量和要小m，这就是质量亏损由质量亏损可求出释，这就是质量亏损由质量亏损可求出释放的核能放的核能E_. 相邻相邻结合结合mc2mc2核子核子短程短程第第4 4页页20172017版

3、高三一轮物理教学实用课件版高三一轮物理教学实用课件结束放映结束放映返回目录返回目录污染与污染与防护防护举例举例与措施与措施说明说明污染污染核爆炸核爆炸核爆炸的最初几秒钟辐射出来的主要是强烈的核爆炸的最初几秒钟辐射出来的主要是强烈的射线和中子流，长期存在放射性污染射线和中子流，长期存在放射性污染核泄漏核泄漏核工业生产和核科学研究中使用放射性原材料，核工业生产和核科学研究中使用放射性原材料，一旦泄露就会造成严重污染一旦泄露就会造成严重污染医疗照射医疗照射医疗中如果放射线的剂量过大，也会导致病人受医疗中如果放射线的剂量过大，也会导致病人受到损害，甚至造成病人的死亡到损害，甚至造成病人的死亡防护防护密

4、封防护密封防护把放射源密封在特殊的包壳里，或者用特殊的方把放射源密封在特殊的包壳里，或者用特殊的方法覆盖，以防止射线泄漏法覆盖，以防止射线泄漏距离防护距离防护距放射源越远，人体吸收的剂量就越少，受到的距放射源越远，人体吸收的剂量就越少，受到的危害就越轻危害就越轻时间防护时间防护 尽量减少受辐射的时间尽量减少受辐射的时间屏蔽防护屏蔽防护在放射源与人体之间加屏蔽物能起到防护作用在放射源与人体之间加屏蔽物能起到防护作用铅的屏蔽作用最好铅的屏蔽作用最好第第5 5页页20172017版高三一轮物理教学实用课件版高三一轮物理教学实用课件结束放映结束放映返回目录返回目录1核能核能 (1)核子在结合成原子核时

5、出现质量亏损核子在结合成原子核时出现质量亏损m，其能量也要相应，其能量也要相应减少，即减少，即Emc2.(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，吸收的能量为Emc2. 2核能释放的两种途径的理解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，较小的核结合成中等大小的核，核子的比结合能都会增加，都可以释放能量都可以释放能量 第第6 6页页20172017版高三一轮物理教学实用课件版高三一轮物理教学实用课件结束放映结束

6、放映返回目录返回目录二、典例剖析二、典例剖析2. 典例剖析典例剖析第第7 7页页20172017版高三一轮物理教学实用课件版高三一轮物理教学实用课件结束放映结束放映返回目录返回目录解析解析热核聚变的核反应方程为：热核聚变的核反应方程为：21H31H42He10n，所以，所以x为为n(或中子或中子)Emc2(2.014 1 u3.016 1 u4.002 6 u1.008 7 u) 931.5 MeV17.6 MeV.答案答案n(或中子或中子)17.6 解析显隐解析显隐【例例1】 2012课标课标,35(1)氘核和氚核可发生热核聚变而释放氘核和氚核可发生热核聚变而释放出巨大的能量出巨大的能量,该

7、反应方程为该反应方程为:HHHex，式中，式中x是某种粒是某种粒子子.已知已知:H、H、He和粒子和粒子x的质量分别为的质量分别为2.0141u、3.0161u、4.0026u和和1.0087u；1u931.5 MeV/c2，c是真空中的光速由是真空中的光速由上述反应方程和数据可知，粒子上述反应方程和数据可知，粒子x是是_，该反应释放出，该反应释放出的能量为的能量为_MeV(结果保留三位有效数字结果保留三位有效数字).中子中子17.6第第8 8页页20172017版高三一轮物理教学实用课件版高三一轮物理教学实用课件结束放映结束放映返回目录返回目录根据核反应中质量数根据核反应中质量数守恒、电荷数

8、守恒解守恒、电荷数守恒解答答.先计算先计算钚核衰变过程钚核衰变过程中的质量亏损中的质量亏损，再根，再根据爱因斯坦质能方程据爱因斯坦质能方程求出衰变放出的能量求出衰变放出的能量 静止的静止的钚核衰变成铀钚核衰变成铀核和核和X核，遵从动量守核，遵从动量守恒定律恒定律. 由铀核与由铀核与X核核动量大小相等，可求动量大小相等，可求其动能之比其动能之比.5.3158.742He转转 解析解析第第9 9页页20172017版高三一轮物理教学实用课件版高三一轮物理教学实用课件结束放映结束放映返回目录返回目录转转 原题原题第第1010页页20172017版高三一轮物理教学实用课件版高三一轮物理教学实用课件结束

9、放映结束放映返回目录返回目录三、规律方法三、规律方法3.规律方法规律方法第第1111页页20172017版高三一轮物理教学实用课件版高三一轮物理教学实用课件结束放映结束放映返回目录返回目录规律方法规律方法(1)根据根据Emc2计算，计算时计算，计算时m的单位是的单位是“kg”，c的单位是的单位是“m/s”，E的单位是的单位是“J”。(2)根据根据Em931.5 MeV计算。因计算。因1原子质量单位原子质量单位(u)相当相当于于931.5 MeV的能量，所以计算时的能量，所以计算时m的单位是的单位是“u”，E的单的单位是位是“MeV”。(3)根据能量守恒和动量守恒计算根据能量守恒和动量守恒计算(

10、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放能量时用阿伏加德罗常数来计算核能 书写书写核反应方程核反应方程计算质量计算质量亏损亏损m 利用利用Emc2,计算释放的核能计算释放的核能 第第1212页页20172017版高三一轮物理教学实用课件版高三一轮物理教学实用课件结束放映结束放映返回目录返回目录【变式训练变式训练4 4】 对质量亏损的考查对质量亏损的考查 (2014北京卷，北京卷，14)质子、质子、中子和氘核的质量分别为中子和氘核的质量分别为m1、m2和和m3，当一个质子和一个中子，当一个质子和一

11、个中子结合成氘核时，释放的能量是结合成氘核时，释放的能量是(c表示真空中的光速表示真空中的光速)()A(m1m2m3)c B(m1m2m3)cC(m1m2m3)c2 D(m1m2m3)c2 解析解析由质能方程知，该反应释放核能由质能方程知，该反应释放核能Emc2(m1m2m3)c2，故，故C对，对，A、B、D均错。均错。答案答案C解析显隐解析显隐第第1313页页20172017版高三一轮物理教学实用课件版高三一轮物理教学实用课件结束放映结束放映返回目录返回目录【变式训练变式训练5 5】对结合能的考查对结合能的考查（多选）（多选）关于原子核的结合能，关于原子核的结合能，下列说法正确的是（）下列说

12、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和一定大于原来重核的结合能C铯原子核（铯原子核（Cs）的结合能小于铅原子核（）的结合能小于铅原子核（Pb）的结合能）的结合能D比结合能越大，原子核越不稳定比结合能越大，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核的结合能解析解析由原子核的结合能定义知由

13、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能量为原子核的结合能,选项选项A正确；重原子核的核子平均质量大于轻正确；重原子核的核子平均质量大于轻原子核的平均质量原子核的平均质量,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的结合能,选项选项B正确；铯原子核的核子数少正确；铯原子核的核子数少,因此其结合能小因此其结合能小,选项选项C正正确；比结合能越大的原子核越稳定确；比结合能越大的原子核越稳定,选项选项D错误；自由核子组成原子核错误；自由核子组成原子核时时,其质量亏损所对应的能量等

14、于该原子核的结合能其质量亏损所对应的能量等于该原子核的结合能,选项选项E错误。错误。答案答案ABC解析显隐解析显隐第第1414页页20172017版高三一轮物理教学实用课件版高三一轮物理教学实用课件结束放映结束放映返回目录返回目录四、跟踪训练四、跟踪训练4.跟踪训练跟踪训练第第1515页页20172017版高三一轮物理教学实用课件版高三一轮物理教学实用课件结束放映结束放映返回目录返回目录解析显隐解析显隐第第1616页页20172017版高三一轮物理教学实用课件版高三一轮物理教学实用课件结束放映结束放映返回目录返回目录五、真题演练五、真题演练5.真题演练真题演练第第1717页页20172017版

15、高三一轮物理教学实用课件版高三一轮物理教学实用课件结束放映结束放映返回目录返回目录【真题真题】(2010北京卷，北京卷，15)太阳因核聚变释放出巨大的能量，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同时其质量不断减少太阳每秒钟辐射出的能量约为41026J，根据爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟减少的质量最接近根据爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟减少的质量最接近()A1036 kg B1018 kg C1013 kg D109 kg解析显隐解析显隐第第1818页页20172017版高三一轮物理教学实用课件版高三一轮物理教学实用课件结束放映结束放映返回目录返回目录【真题真题】(2011上海卷，上海卷，7)在存放放射性元素时，若把放射性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成化合物则()A措施可减缓放射性元素衰变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措施可减缓放射性元素衰变C措施可减缓放射性