14.科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)發(fā)光是由于其內(nèi)部不斷發(fā)生從氫核到氦核的核聚變反應(yīng),即在太陽(yáng)內(nèi)部4個(gè)氫核(${\;}_{1}^{1}$H)轉(zhuǎn)化成一個(gè)氦核(${\;}_{2}^{4}$He)和兩個(gè)正電子(${\;}_{1}^{0}$e)并放出能量.已知質(zhì)子質(zhì)量mP=1.0073u,α粒子的質(zhì)量mα=4.0015u,電子的質(zhì)量me=0.0005u. 1u的質(zhì)量相當(dāng)于931.5MeV的能量.NA=6.02×1023mol-1
(1)寫(xiě)出該熱核反應(yīng)方程;
(2)該熱核反應(yīng)過(guò)程中釋放出多少M(fèi)eV的能量?(結(jié)果保留四位有效數(shù)字)
(3)1kg氫核(${\;}_{1}^{1}$H)完全進(jìn)行熱核反應(yīng)能放出多少焦耳的能量.

分析 (1)根據(jù)核反應(yīng)方程質(zhì)量數(shù)和核電荷數(shù)守恒列出熱核反應(yīng)方程.
(2)應(yīng)用質(zhì)能方程△E=△mc2求解熱核反應(yīng)過(guò)程中釋放出的能量;
(3)依據(jù)阿伏加德羅常數(shù),求解1kg氫核的個(gè)數(shù),再結(jié)合第(2)問(wèn)即可求解.

解答 解:(1)根據(jù)質(zhì)量數(shù)與質(zhì)子數(shù)守恒,
則有:熱核反應(yīng)方程為4${\;}_1^1$H→${\;}_{2}^{4}$He+2${\;}_{-1}^{0}$e                             
(2)△m=4mP-mα-2me=4×1.0073u-4.0015u-2×0.0005u=0.0267 u                         
熱核反應(yīng)過(guò)程中釋放的能量
△E=△mc2=0.0267×931.5MeV=24.87 MeV;                     
(3)1 kg氫核(${\;}_1^1$H)完全進(jìn)行熱核反應(yīng)放出能量:
E=$\frac{1}{4}{N}_{A}△E$=$\frac{1}{4}×6.02×1{0}^{23}×24.87MeV$=37.43×1023MeV=5.989×1011J
答:(1)該熱核反應(yīng)方程;
(2)該熱核反應(yīng)過(guò)程中釋放出24.87 MeV的能量;
(3)1kg氫核(${\;}_{1}^{1}$H)完全進(jìn)行熱核反應(yīng)能放出5.989×1011J的能量.

點(diǎn)評(píng) 考查核反應(yīng)方程的書(shū)寫(xiě)規(guī)律,知道△E=△mc2中△m是虧損質(zhì)量,△E是釋放的核能.
注意有效數(shù)字的保留,及原子質(zhì)量單位u與kg的轉(zhuǎn)換.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

17.如圖甲為某同學(xué)設(shè)計(jì)的一個(gè)測(cè)定激光波長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)裝置,當(dāng)激光器發(fā)出的一束直徑很小的紅色激光進(jìn)入一端裝有雙縫,另一端裝有感光片的遮光筒,感光片上出現(xiàn)一排等距的亮點(diǎn).

(1)通過(guò)測(cè)出感光片上相鄰亮點(diǎn)的距離可算出激光的波長(zhǎng),若雙縫的縫間距離為a,雙縫到感光片的距離為L(zhǎng),感光片上相鄰兩亮點(diǎn)間的距離為b,則光的波長(zhǎng)λ=$\frac{ba}{L}$(寫(xiě)表達(dá)式).已知L=700mm,a=0.250mm.如圖乙所示,該同學(xué)用螺旋測(cè)微器測(cè)得感光片上第K個(gè)亮點(diǎn)到第K+3個(gè)亮點(diǎn)的位置則對(duì)準(zhǔn)第K點(diǎn)時(shí)讀數(shù)x1=2.190mm、對(duì)準(zhǔn)第K+3點(diǎn)時(shí)讀數(shù)  x2=7.868mm.實(shí)驗(yàn)中激光的波長(zhǎng)λ=676nm(保留3位有效數(shù)字).
(2)如果實(shí)驗(yàn)時(shí)將紅激光換成藍(lán)激光,感光片上相鄰兩亮點(diǎn)間的距離將變小  (填“變大”、“變小”、“不變”).

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

5.設(shè)地球半徑為R0,質(zhì)量為m的衛(wèi)星在距地面R0高處做勻速圓周運(yùn)動(dòng),地面的重力加速度為g,則正確的是( 。
A.衛(wèi)星的線速度為$\sqrt{2g{R}_{0}}$B.衛(wèi)星的角速度為$\sqrt{\frac{g}{8{R}_{0}}}$
C.衛(wèi)星的加速度為$\frac{g}{2}$D.衛(wèi)星的周期為2π$\sqrt{\frac{2{R}_{0}}{g}}$

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

2.1687年,牛頓在其著作《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》中科學(xué)、系統(tǒng)地定義了慣性定律、加速度定律和作用力與反作用力定律,即牛頓第一定律、第二定律和第三定律,從而奠定了經(jīng)典物理學(xué)的基礎(chǔ).以下是對(duì)這三個(gè)定律的理解或應(yīng)用,其中正確的是(  )
A.物體抵抗運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的本領(lǐng)越強(qiáng),表明物體的質(zhì)量越小
B.舉重運(yùn)動(dòng)員舉重時(shí),人處于超重狀態(tài)
C.當(dāng)物體質(zhì)量改變,但其所受合力的水平分力不變時(shí),物體水平方向的加速度大小與其質(zhì)量成反比
D.牛頓第三定律在物體處于非平衡狀態(tài)時(shí)不再適用

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

9.在某星球發(fā)射人造衛(wèi)星的最小速度為v,若以初速度v0豎直向上拋出一小球,小球返回出發(fā)點(diǎn)的時(shí)間為t,求萬(wàn)有引力常量G與該星球質(zhì)量M的乘積GM.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

19.下列說(shuō)法正確的是( 。
A.溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志,物體溫度升高,則物體的分子平均動(dòng)能增大
B.布朗運(yùn)動(dòng)是指在顯微鏡下觀察到的組成懸浮顆粒的固體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)
C.一定質(zhì)量的理想氣體,若氣體的壓強(qiáng)和體積都不變,其內(nèi)能可能發(fā)生變化
D.當(dāng)分子間的距離大于平衡位置的間距r0時(shí),分子間的距離越大,分子勢(shì)能越小

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:填空題

6.機(jī)械波和電磁波都能傳遞能量,其中電磁波的能量隨波的頻率的增大而增大;波的傳播及其速度與介質(zhì)有一定的關(guān)系,在真空中機(jī)械波是不能傳播的,電磁波是能傳播的(填“能”、“不能”或“不確定”);在從空氣進(jìn)入水的過(guò)程中,機(jī)械波的傳播速度將增大,電磁波的傳播速度將減小.(填“增大”、“減小”或“不變”)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

3.鋁的逸出功w0=4.2ev,現(xiàn)在將波長(zhǎng)λ=200nm的光照射鋁的表面.已知普朗克常數(shù)h=6.6×10-34Js
(1)求光電子的最大初動(dòng)能
(2)求遏止電壓
(3)求鋁的截止頻率.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:填空題

4.所有的物體都發(fā)射紅外線.熱物體的紅外輻射比冷物體的紅外輻射強(qiáng).當(dāng)你在爐火旁感受到溫暖時(shí),你的皮膚正在接收紅外線.

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同步練習(xí)冊(cè)答案