Question

（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）．如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）如圖所示，甲、乙兩冰球運動員為爭搶冰球而合理沖撞（可視為正碰），已知甲運動員的質(zhì)量為60kg，乙運動員的質(zhì)量為70kg，接觸前兩運動員相向運動，速度大小均為5m/s，結(jié)果甲被撞回，速度大小為2m/s，求沖撞后乙的速度大小和方向．

Answer 1

分析：（1）①根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，進行配平，寫出核反應(yīng)方程式．②先求出核反應(yīng)中質(zhì)量的虧損，再由愛因斯坦質(zhì)能方程，求解發(fā)生一次核反應(yīng)釋放的能量．
（2）取碰前甲的速度方向為正方向，對系統(tǒng)運用動量守恒定律求解，沖撞后乙的速度大小和方向．

解答：解：（1）①氫核聚變的核反應(yīng)方程為：4

1 1

H→

4 2

He+2

0 1

e
②發(fā)生一次核反應(yīng)釋放的核能為△E=△mc²=（4m_p-m_α-2m_e）c²=（4×1.0073u-4.0015u-2×0.00055u）?931.5MeV/u=24.8 MeV．
（2）取碰前甲的速度方向為正方向，對系統(tǒng)運用動量守恒定律，有：
   m_甲v_甲-m_乙v_乙=-m_甲v′_甲+m_乙v′_乙
解得v′_乙=1m/s，方向與碰前甲速度方向相同
故答案為：（1）①4

1 1

H→

4 2

He+2

0 1

e．②發(fā)生一次核反應(yīng)釋放的能量是24.8 MeV．
（2）沖撞后乙的速度大小是1m/s，方向與碰前甲速度方向相同．

點評：書寫核反應(yīng)方程時，關(guān)鍵根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)配平．碰撞的基本規(guī)律是動量守恒定律，要注意在規(guī)定正方向的基礎(chǔ)上，用正負號表示動量的方向．