13-09质量亏损及核能的计算

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.真题演练结束放映返回目录第2页数字媒体资源库1.考点精讲结束放映返回目录第3页数字媒体资源库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Δm，这就是质量亏损．由质量亏损可求出释放的核能ΔE＝_________.相邻结合mc2Δmc2核子短程结束放映返回目录第4页数字媒体资源库污染与防护举例与措施说明污染核爆炸核爆炸的最初几秒钟辐射出来的主要是强烈的γ射线和中子流，长期存在放射性污染核泄漏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医疗照射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，或者用特殊的方法覆盖，以防止射线泄漏距离防护距放射源越远，人体吸收的剂量就越少，受到的危害就越轻时间防护尽量减少受辐射的时间屏蔽防护在放射源与人体之间加屏蔽物能起到防护作用．铅的屏蔽作用最好结束放映返回目录第5页数字媒体资源库1．核能(1)核子在结合成原子核时出现质量亏损Δm，其能量也要相应减少，即ΔE＝Δmc2.(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Δm，吸收的能量为ΔE＝Δmc2.2．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．结束放映返回目录第6页数字媒体资源库2.典例剖析结束放映返回目录第7页数字媒体资源库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)．ΔE＝Δmc2＝(2.0141u＋3.0161u－4.0026u－1.0087u)×931.5MeV＝17.6MeV.答案n(或中子)17.6解析显隐【典例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结束放映返回目录第8页数字媒体资源库【典例2】(2012·浙江自选，14)一个静止的钚核23994Pu自发衰变成一个铀核23592U和另一个原子核X,并释放出一定的能量.其核衰变方程为：23994Pu―→23592U＋X.(1)方程中的“X”核符号为________；(2)钚核的质量为239.0522u,铀核的质量为235.0439u,X核的质量为4.0026u,已知1u相当于931MeV，则该衰变过程放出的能量是________MeV；(3)假设钚核衰变释放的能量全部转变为铀核和X核的动能，则X核与铀核的动能之比是________．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.5.3158.742He转解析结束放映返回目录第10页数字媒体资源库3.规律方法结束放映返回目录第11页数字媒体资源库解有关核能问题的方法规律方法(1)根据ΔE＝Δmc2计算，计算时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Δm利用ΔE＝Δmc2,计算释放的核能结束放映返回目录第12页数字媒体资源库4.跟踪训练结束放映返回目录第13页数字媒体资源库【变式跟踪】已知氦原子的质量为MHeu，电子的质量为meu，质子的质量为mpu，中子的质量为mnu，u为原子质量单位，且由爱因斯坦质能方程E＝mc2可知：1u对应于931.5MeV的能量，若取光速c＝3×108m/s，则两个质子和两个中子聚变成一个氦核，释放的能量为()．A．[2×(mp＋mn)－MHe]×931.5MeVB．[2×(mp＋mn＋me)－MHe]×931.5MeVC．[2×(mp＋mn＋me)－MHe]×c2JD．[2×(mp＋mn)－MHe]×c2J解析核反应方程为211H＋210n→42He，质量亏损Δm＝2×(mp＋mn)－(MHe－2me)＝2×(mp＋mn＋me)－MHe，所以释放的能量为ΔE＝Δm×931.5MeV＝[2×(mp＋mn＋me)－MHe]×931.5MeV，选项B正确．答案B解析显隐结束放映返回目录第14页数字媒体资源库5.真题演练结束放映返回目录第15页数字媒体资源库【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解析根据爱因斯坦质能方程ΔE＝Δmc2，得Δm＝ΔEc2＝4×10263×1082kg≈109kg.答案D解析显隐结束放映返回目录第16页数字媒体资源库【真题】(2011·上海卷，7)在存放放射性元素时，若把放射性元素①置于大量水中；②密封于铅盒中；③与轻核元素结合成化合物．则()．A．措施①可减缓放射性元素衰变B．措施②可减缓放射性元素衰变C．措施③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解析放射性元素的衰变快慢由其原子核内部结构决定，与外界因素无关，所以A、B、C错误，D正确．答案D解析显隐提示放射性元素的衰变快慢只由原子核内部的因素决定，跟原子所处的物理性质、化学性质、外界因素均无关.结束放映返回目录第17页数字媒体资源库【真题】(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ΔE＝Δmc2＝(m1＋m2－m3)c2，故C对，A、B、D均错。答案C解析显隐