高中物理 精講精練精析 第16點 聚變反應的三大題型舉例 粵教版選修35.doc

第16點聚變反應的三大題型舉例一、認識“核聚變”對點例題1 (單選)下列核反應方程中，表示核聚變過程的是()a.psi01eb.hhhenc.cne d.uthhe 解題指導輕核結合成質量較大的核叫聚變此題關鍵在一個“聚”字，暗示變化之前應至少有兩種核，四個選項中只有b符合要求答案b方法點評掌握聚變的兩個特點：(1)“聚”：反應前至少有兩種核；(2)“輕”：“聚變”為“輕”核聚變，是兩個質量數(shù)較小的原子核聚合在一起產生的核反應，聚變反應的“燃料”一般為氫(h)和氫的同位素氘(h)、氚(h)二、聚變核能的計算對點例題2 一個質子和兩個中子聚變?yōu)橐粋€氚核，已知質子質量mh1.007 3 u，中子質量mn1.008 7 u，氚核質量m3.018 0 u.(1)寫出聚變方程(2)釋放出的核能多大？(3)平均每個核子釋放的能量是多大？解題指導(1)聚變方程為h2nh(2)質量虧損mmh2mnm(1.007 321.008 73.018 0) u0.006 7 u釋放的核能e0.006 7931.5 mev6.24 mev(3)平均每個核子放出的能量為 mev2.08 mev答案(1)h2nh(2)6.24 mev(3)2.08 mev點撥提升從數(shù)據上看本題中聚變釋放的能量并不很大，但如果考慮到輕核的摩爾質量很小，可知聚變出1 kg氚核放出的核能遠大于核裂變；因此，聚變能釋放出比重核裂變更多的能量(聚變反應中平均每個核子放出的能量比裂變反應中平均每個核子放出的能量大34倍)三、核聚變過程中動量和能量守恒對點例題3 兩個氘核聚變產生一個中子和一個氦核(氦的同位素)已知氘核質量md2.013 6 u，氦核質量mhe3.015 0 u，中子質量mn1.008 7 u.(1)寫出聚變方程并計算出釋放的核能(已知1 u931.5 mev)(2)若反應前兩氘核的動能均為ekd0.35 mev.它們正面對撞發(fā)生聚變，且反應后釋放的核能全部轉變?yōu)閯幽?，則反應產生的氦核和中子的動能各為多大？解題指導(1)聚變的核反應方程為2hhen這個核反應中的質量虧損為m2md(mhemn)(22.013 63.015 01.008 7) u0.003 5 u釋放的核能為e0.003 5931.5 mev3.26 mev(2)把兩個氘核作為一個系統(tǒng)，對撞過程中動量守恒由于反應前兩氘核動能相同，相向正碰，它們的動量等大反向，因此反應前后系統(tǒng)的總動量恒為零，即0mhevhemnvn又由于反應前后總能量守恒，故反應后氦核和中子的總動能為mhevmnve2ekd因為mhemn31，所以由得氦核和中子的速率之比把這兩個關系代入式得e2ekd4mhev4ekhe即(3.2620.35) mev4ekhe得氦核的動能和中子的動能分別為ekhe(3.2620.35) mev0.99 mevekn3ekhe2.97 mev答案(1)2hhen3.26 mev(2)0.99 mev297 mev易錯警示該題常犯的錯誤在于運用能量守恒定律解題時沒有將核反應過程中與原子核質量增減對應的能量吸收考慮進去，而認為作用后的總動能等于作用前的總動能1(雙選)“兩彈一星”可以說長了中國人的志氣，助了中國人的威風下列核反應方程中屬于研究兩彈的基本核反應方程的是()a.7nhe8ohb.92un9038sr54xe10nc.92u90thhed.hhhen答案bd2兩個動能均為1 mev的氘核發(fā)生正面碰撞，引起如下反應hhhh.(1)此核反應中放出的能量e為_(2)若放出的能量全部變?yōu)樾律说膭幽?，則新生的氚核具有的動能是_(已知h的質量為2.013 6 u，h的質量為3.015 6 u，h的質量為1.007 3 u)答案(1)4.005 mev(2)1.5 mev解析(1)此核反應中的質量虧損和放出的能量分別為：m(22.013 63.015 61.007 3) u0.004 3 u，emc20.004 3931.5 mev4.005 mev.(2)因碰前兩氘核動能相同，相向正碰，故碰前的總動量為零因核反應碰前動量守恒，故碰后質子和氚核的總動量也為零設其動量分別為p