《质量亏损》质量亏损 - 人教版高考物理复习物理知识点练习 - 读趣百科

《质量亏损》质量亏损

1多选题

(多选)雷蒙德•戴维斯因研究来自太阳的中微子(v_e)而获得了2002年度诺贝尔物理学奖.他探测中微子所用的探测器的主体是一个贮满615吨四氯乙烯(C$_2$Cl$_4$)溶液的巨桶.中微子可以将一个氯核转变为一个氩核,其核反应方程式为v_e$_1$7Cl→$_1$8Ar_-1e,已知$_1$7Cl核的质量为36.95658u,$_1$8Ar核质量为36.95691u,_-1e的质量为0.00055u,1u质量对应的能量为931.5MeV,根据以上信息,可以判断(  )

A
中微子不带电
B
中微子就是中子
C
$_1$7Cl和$_1$8Ar是同位素
D
参与上述反应的中微子的最小能量约为0.82MeV

题目答案

AD

答案解析

分析:

根据题意可知该核反应过程中质量增加,因此需要提供能量,根据质能方程求出反应所需能量,然后根据能量的守恒即可求出中微子的最小能量;根据核反应方程判断中微子.

解答:

解:A、由核反应方程电荷数守恒知中微子不带电,故A正确;

B、由核反应方程质量数守恒知中微子不是中子,故B错误;

C、同位素的电荷数是相等的,故C错误;

D、反应过程需要能量为:E=mc_=(36.95691u+0.00055u-36.95658u)c_

根据l u质量对应的能量为931.5MeV,得:E≈0.82MeV,所以中微子的能量最小为0.82MeV,故D正确.

故选:AD

点评:

本题考查了能量守恒在原子物理知识中的应用,要解答这类问题关键是在计算上不要出错.

2单选题

某静止的放射性元素的原子核_zX,放出一个α粒子后转变成某种新核Y,设衰变过程产生的核能以动能的形式释放,若已知α粒子的动能为E_K,则(  )

A
新核Y的动能为$\frac {(m-4)E_K}{4}$
B
新核Y的动能为$\frac {E_K}{m-4}$
C
衰变中的质量亏损为$\frac {mE_K}{[(m-4)c_]}$
D
衰变中的质量亏损为$\frac {(m-4)E_K}{mc}$

题目答案

C

答案解析

分析:

原子核在衰变过程中动量守恒,由动量守恒定律求出新核与α粒子间的速度关系,然后求出新核所获得的动能;α粒子与新核获得的动能之和等于核反应释放出的能量,然后由质能方程求出质量亏损.

解答:

解:(1)核反应过程中,质量数与核电荷数守恒,α粒子的质量数是4,则新核Y的质量数是m-4,

设α粒子的速度为v,由动量守恒定律得:4v+(m-4)v′=0,v′=-$\frac {4v}{m-4}$,α粒子的动能:

E_K=$\frac {1}{2}$m_αv_=$\frac {1}{2}$×4×v_=2v_,新核Y的动能E_KY=$\frac {1}{2}$(m-4)v′_=$\frac {1}{2}$(m-4)($\frac {4v}{m-4}$)_=$\frac {8v}{m-4}$=$\frac {4E_K}{m-4}$,

故AB错误;

(2)核反应释放的能量E=E_K+E_KY=E_K+$\frac {4E_K}{m-4}$=$\frac {m}{m-4}$E_K,由质能方程可知:E=△mc_=$\frac {m}{m-4}$E_K,则质量亏损

△m=$\frac {mE_K}{(m-4)c}$,故C正确,D错误;

故选C.

点评:

熟练应用动量守恒定律、动能计算公式、质能方程即可正确解题.

3单选题

以m_D、m_p、m_n分别表示氘核、质子、中子的质量,则(  )

A
m_D=m_p+m_n
B
m_D=m_p+2m_n
C
m_D>m_p+2m_n
D
m_D<m_p+2m_n

题目答案

D

答案解析

分析:

根据聚变反应可知:一个质子和一个中子发生聚变反应生成一个氘核,然后根据聚变反应特点和质能方程可正确求解.

解答:

解:一个质子和一个中子发生聚变反应生成一个氘核,同时放出核能,必然存在质量亏损:△m=(m_p+m_n)-m_D,即m_D<m_p+m_n,故ABC错误,D正确.

故选D.

点评:

本题考查了质能方程在聚变反应中应用,考查角度比较新颖,要加强质能方程的理解与应用.

4多选题

(多选)用质子轰击锂核$_3$_Li生成2个α粒子,己知质子质量m_p=1.0078u,α粒子的质量m_α=4.0026u,锂核质量m_Li=7.0160u,质子的初动能是E$_1$=0.6MeV,则(  )

A
该核反应方程式为$_3$_Li+$_1$_H→2$_2$_He
B
核反应前后发生的静止质量的质量亏损为2.0056u
C
核反应中释放出的能量△E=17.3MeV
D
若释放的能量全部用来增加了两个α粒子的动能,则两个α粒子具有总动能为16.7MeV

题目答案

AC

答案解析

分析:

根据质量数和电荷数守恒可正确书写出该核反应方程;由各粒子的质量可以求出亏损的质量;

由质能方程E=△mc_可以求得释放的核能;由能量守恒定律可以求出两个α粒子具有总动能.

解答:

解:A、根据质量数与电荷数守恒,由题意可知反应方程式是:$_3$_Li+$_1$_H→2$_2$_He,故A正确;

B、核反应前后发生的静止质量亏损△m=m_Li+m_p-2m_α=7.0160u+1.0078u-2×4.0026u=0.0186u,故B错误;

C、由质能方程得,核反应释放的能量△E=△mc_=0.0186u×931.6MeV≈17.3MeV,故C正确;

D、两个α粒子具有总动能为E$_1$+△E=0.6MeV+17.3MeV=17.9MeV,故D错误;

故选AC.

点评:

本题比较简单考查了核反应方程、核能计算、能量守恒等,题目难度不大,应牢牢固掌握基础知识,灵活应用基础知识是即可正确解题.

5单选题

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4×10_J,根据爱因斯坦质能方程,太阳每秒钟减少的质量最接近(  )

A
10_Kg
B
10_ Kg
C
10_ Kg
D
10_ Kg

题目答案

D

答案解析

分析:

应用质能方程△E=△mc_求解太阳每秒钟减少的质量.

解答:

解:根据△E=△mc_得:

△m=$\frac {△E}{C}$=$\frac {4×10}{(3×10_)}$=4.4×10_kg,故D正确,ABC错误;

故选:D.

点评:

知道△E=△mc_中△m是亏损质量,△E是释放的核能.