Question

物理选修3-5
（1）太阳内部发生的核反应主要是轻核的聚变，太阳中存在的主要元素是氢，氢核的聚变反应可以看做是4个氢核（

1 1

H）结合成1个氦核（

4 2

He）．下表中列出了部分粒子的质量（1u相当于931.5MeV的能量）

粒子名称	质子p	α粒子	电子e	中子n
质量/u	1.0073	4.0015	0.00055	1.0087

①写出氢核聚变的核反应方程：

 

．
②计算发生一次核反应释放的能量．（以MeV为单位，结果保留三位有效数字）
（2）在2010年温哥华冬奥会上，首次参赛的中国女子冰壶队喜获铜牌，如图为中国队员投掷冰壶的镜头．假设在此次投掷中，冰壶运动一段时间后以0.4m/s的速度与对方的静止冰壶发生正碰，碰后中国队的冰壶以0.1m/s的速度继续向前滑行．若两冰壶质量相等，则对方冰壶获得的速度多大？

Answer 1

分析：（1）根据核反应方程质量数和核电荷数守恒列出热核反应方程．应用质能方程△E=△mc²求解发生一次核反应释放的能量．
（2）冰壶碰撞过程中动量守恒，根据动量守恒定律即可求解．

解答：解：（1）①根据核反应方程质量数和核电荷数守恒得：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）设冰壶的质量为m，冰壶碰撞过程中动量守恒，根据动量守恒定律得：
mv₀=mv₁+mv₂
解得：v₂=0.3m/s
答：（1）①该热核反应方程为  4₁¹H→₂⁴He+2₁⁰e
②一次这样的热核反应过程中释放出 24.8 MeV能量．
（2）0.3m/s

点评：（1）知道△E=△mc²中△m是亏损质量，△E是释放的核能．注意有效数字的保留．
（2）主要考查了动量守恒定律的直接应用，难度不大，属于基础题．