[选修3﹣5]氘核和氚核可发生热核聚变而释放巨大的能量,该…——2012 高考物理第 17 题答案解析

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2012 全国 第 17 题 解答题 区分题
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17.[选修3﹣5]氘核和氚核可发生热核聚变而释放巨大的能量,该反应方程为:$\begin{array} { l l } { { \ l _ { 1 } ^ { 2 } \mathsf { H } \ l ^ { + } } } & { { \ l _ { 1 } ^ { 3 } \mathsf { H } \ l ^ { + } \ l } \to } & { { \ l _ { 2 } ^ { 4 } \mathsf { H } \ l \mathsf { e } \ l ^ { + } \mathsf { x } } } \end{array}$ ,式中x是某种粒子.已知: $\frac { 2 } { 1 } { \mathsf { H } } \cdot \mathsf { \Pi } _ { 1 } ^ { 3 } { \mathsf { H } } \cdot \mathsf { \Pi } _ { 2 } ^ { 4 } { \mathsf { H } } { \mathsf { e } }$ 和粒子x的质量分别为 2.0141u、3.0161u、4.0026u 和 1.0087u; $1 \mathsf { u } { = } 9 3 1 . 5 \mathsf { M e V / c } ^ { 2 }$ ,c是真空中的光速.由上述反应方程和数据可知,粒子 x 是 中子 ,该反应释放出的能量为 17.6 MeV(结果保留3位有效数字)

参考答案

中子;17.6

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【考点】JI:爱因斯坦质能方程

【专题】16:压轴题;54P:爱因斯坦的质能方程应用专题

【分析】由核电荷数与质量数守恒可以判断出x粒子是哪种粒子;

先求出质量亏损,然后由质能方程可以求出释放的能量

【解答】解:由核电荷数守恒可知,x粒子的核电荷数为: $1 + 1 - 2 = 0$

由质量数守恒可知,x粒子的质量数为: $2 + 3 - 4 = 1$ ,则x粒子是 $_ { \mathfrak { d } ^ { \mathrm { n } } } ^ { 1 }$ 或中子;

核反应过程中释放的能量为 $E { = } \triangle \mathsf { m c } ^ { 2 } { = } 1 7 . 6 \mathsf { M e V }$

故答案为:中子;17.6

【点评】应用核电荷数与质量数守恒、质能方程是正确解题的关键

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