Question

物理選修3-5
（1）太陽內(nèi)部發(fā)生的核反應(yīng)主要是輕核的聚變，太陽中存在的主要元素是氫，氫核的聚變反應(yīng)可以看做是4個氫核（

1 1

H）結(jié)合成1個氦核（

4 2

He）．下表中列出了部分粒子的質(zhì)量（1u相當(dāng)于931.5MeV的能量）

粒子名稱	質(zhì)子p	α粒子	電子e	中子n
質(zhì)量/u	1.0073	4.0015	0.00055	1.0087

①寫出氫核聚變的核反應(yīng)方程：

 

．
②計算發(fā)生一次核反應(yīng)釋放的能量．（以MeV為單位，結(jié)果保留三位有效數(shù)字）
（2）在2010年溫哥華冬奧會上，首次參賽的中國女子冰壺隊喜獲銅牌，如圖為中國隊員投擲冰壺的鏡頭．假設(shè)在此次投擲中，冰壺運動一段時間后以0.4m/s的速度與對方的靜止冰壺發(fā)生正碰，碰后中國隊的冰壺以0.1m/s的速度繼續(xù)向前滑行．若兩冰壺質(zhì)量相等，則對方冰壺獲得的速度多大？

Answer 1

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．應(yīng)用質(zhì)能方程△E=△mc²求解發(fā)生一次核反應(yīng)釋放的能量．
（2）冰壺碰撞過程中動量守恒，根據(jù)動量守恒定律即可求解．

解答：解：（1）①根據(jù)核反應(yīng)方程質(zhì)量數(shù)和核電荷數(shù)守恒得：4₁¹H→₂⁴He+2₁⁰e
②△m=4m_P-m_α-2m_e=4×1.0073u-4.0015u-2×0.00055u=0.0266 u
△E=0.0266 u×931.5MeV/u=24.8 MeV    
（2）設(shè)冰壺的質(zhì)量為m，冰壺碰撞過程中動量守恒，根據(jù)動量守恒定律得：
mv₀=mv₁+mv₂
解得：v₂=0.3m/s
答：（1）①該熱核反應(yīng)方程為  4₁¹H→₂⁴He+2₁⁰e
②一次這樣的熱核反應(yīng)過程中釋放出 24.8 MeV能量．
（2）0.3m/s

點評：（1）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．
（2）主要考查了動量守恒定律的直接應(yīng)用，難度不大，屬于基礎(chǔ)題．