第五章 微专题4 核能的计算-【导与练】2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第三册同步全程学习全书word（人教版）

学科网书城画 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 微专题4核能的计算 [定位·学习目标] 1.通过对核能计算方法的归纳，知道核能计算方法的多样性。 2.通过分析例题掌握核能计算方法在不同背景下的选用。 突破·关键能力 要点一利用质能方程计算核能 要点归纳 1.根据核反应方程，计算核反应前和核反应后的质量亏损△m。 2.根据爱因斯坦质能方程△E=△mc2计算核能。 其中△m的单位是千克，△E的单位是焦耳。 )典例研习 [例1]用中子轰击铀核(2D),其中的一个可能反应是分裂成钡（6 Ba)和氮CKr)两部分，放出3个中子。各个核和中子的质量如下： m-390.3139×1027kg, m=1.6749×10-27kg, mpa-234.0016×1027kg, m=152.6047×1027kg, 试写出核反应方程，算出反应中释放的核能。 解析：根据反应前后核的质量数守恒、电荷数守恒和反应中的能量守 恒，可以写出核反应方程为n+2说-1都a+影r+3n, 核反应前后的质量亏损为 △m=mu+Io MBaMKr3m=0.3578×1027kg, ·独家授权侵权必究· 学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 由爱因斯坦质能方程可得释放的核能为 △E=△mc2-0.3578×1027×(3×108)2J=3.2202×1011J。 答案n+2LU→Ba+Kr+3n 3.2202×1011J [即时训练1](2021·山东日照月考)氘核(D和氚核CD结合成氦 核(He)的核反应方程如下：H+H→e+n+17.6MeV。 (1)这个核反应称为 (2)要发生这样的核反应，需要将反应物质的温度加热到几百万开尔 文。式中17.6MeV是核反应中 (选填“放出”或“吸收”) 的能量，核反应后生成物的总质量比核反应前物质的总质量 (选填“增加”或“减少”)了 kg(结果保留1位有效数字)。 解析：(1)由题给反应方程知该反应为核聚变。 (2)在轻核聚变反应中，由于质量亏损，放出核能，由△E△mc2,可以 求得Am号≈3X1029kg。 答案：(1)核聚变(2)放出减少3×10-29 要点二利用原子质量单位ù和电子伏特计算核能 ②要点归纳 1.明确原子质量单位u和电子伏特之间的关系。 1u≈1.6605×1027kg,1eV≈1.602178×10-19J。 由E=mc2, 得E=16605x102x2998x109 1602178x101×10的 MeV-931.5MeV。 ·独家授权侵权必究· 学科网书城画 品牌书店·知名教捕·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 2.根据1原子质量单位(u)相当于931.5MeV的能量，用核子结合成原 子核时质量亏损的原子质量单位数乘931.5MeV,即△E=△m×931.5 MeV。 其中△m的单位是u,△E的单位是MeV。 公典例研习 [例2](2022·山东烟台模拟)能源危机是一个全球性的共同问题，科 学家们正在积极探索核能的开发与和平利用，其中可控热核反应向人 类展示了诱人的前景。热核反应比相同数量的核子发生裂变反应释放 的能量要大好几倍，同时所造成的污染也要轻得多，而且可用于热核 反应的氘(D在海水中的总含量非常丰富，所以一旦可控热核反应能 够达到实用，便可解决人类所面临的能源危机问题。 (1)热核反应中的一种反应是1个氘核和1个氚核(D聚变为一个氨 核(He),请完成核反应方程式细+-知e+」 +能量。 (2)若氘核的质量为2.0141u,氚核的质量为3.0161u,中子的质 量为1.0087u,氦核的质量为4.0026u。其中u是原子质量单位， 己知1u相当于931MeV的能量，则上述核反应过程中释放的能量为 MeV。(结果保留3位有效数字) 解析：(1)根据电荷数守恒、质量数守恒，知未知粒子的电荷数为0，质 量数为1，则该粒子为中子，即加。 (2)根据爱因斯坦质能方程得， △E=△mc2=(2.0141+3.0161-4.0026-1.0087)×931MeV≈17.6 Mev. ·独家授权侵权必究· 学科网书城国 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.2 xxk.com● 您身边的互联网+教辅专家 答案：(1)n (2)17.6 [即时训练2](2022·山东威海期末)裂变反应是目前核能利用中常 用的反应，以原子核2知为燃料的反应堆中，当2知俘获一个慢中子 后发生的裂变反应可以有多种方式，其中一种可表示为 0g",一4 反应方程下方的数字是中子及有关原子核的静止质量（以原子质量单 位u为单位)。已知1u的质量对应的能量为931.5MeV,则此裂变反 应过程中： (1)亏损质量为原子质量