高中物理 模塊要點(diǎn)回眸 第13點(diǎn) 對質(zhì)量虧損的三個(gè)誤解素材 教科版選修3-5（通用）

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1、第13點(diǎn)　對質(zhì)量虧損的三個(gè)誤解 誤解一　質(zhì)量虧損是核子個(gè)數(shù)減少 核反應(yīng)過程遵循質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，故核反應(yīng)中有質(zhì)量虧損現(xiàn)象時(shí)，核子個(gè)數(shù)不發(fā)生變化． 誤解二　質(zhì)量虧損是質(zhì)量消失 按相對論，物體的質(zhì)量是與速度有關(guān)的量，當(dāng)物體的速度越大時(shí)，物體的質(zhì)量越大．物體運(yùn)動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)質(zhì)量與物體靜止時(shí)的靜止質(zhì)量間存在一定關(guān)系．當(dāng)物體以遠(yuǎn)小于光速的速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，質(zhì)量的這一變化很不明顯．平時(shí)所說的質(zhì)子、中子、原子核的質(zhì)量都是指靜質(zhì)量．質(zhì)量虧損是靜質(zhì)量發(fā)生了變化．如一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子結(jié)合成氘核的這一過程中，2.22 MeV的能量是以輻射光子形式放出的，光子的靜質(zhì)量為零，但這個(gè)光子的運(yùn)動(dòng)質(zhì)量為.由此可見，當(dāng)計(jì)

2、算出光子的質(zhì)量后，雖說反應(yīng)前后發(fā)生了質(zhì)量虧損，這部分虧損恰好與光子的運(yùn)動(dòng)質(zhì)量是相同的，反應(yīng)前后的質(zhì)量仍是守恒量，質(zhì)量虧損并非是這部分質(zhì)量消失． 誤解三　質(zhì)量虧損是質(zhì)量轉(zhuǎn)化成能量 質(zhì)量虧損是靜質(zhì)量減少了，減少的靜質(zhì)量Δm所對應(yīng)的總能量ΔE＝Δmc2，并不是質(zhì)量Δm轉(zhuǎn)化成了Δmc2的能量． 對點(diǎn)例題　對于公式ΔE＝Δmc2，下列說法中正確的是(　　) A．能量可以轉(zhuǎn)化為質(zhì)量 B．質(zhì)量可以轉(zhuǎn)化為能量 C．能量的轉(zhuǎn)化與質(zhì)量的轉(zhuǎn)化是成比例的 D．在核反應(yīng)中，能量與質(zhì)量都不守恒 解題指導(dǎo)　ΔE＝Δmc2只說明質(zhì)量虧損和釋放出核能這兩種現(xiàn)象間的聯(lián)系，并不說明物體的質(zhì)量和能量之間存在著相互

3、轉(zhuǎn)化關(guān)系，故A、B錯(cuò)誤，C正確．我們都知道，在核反應(yīng)中，能量和質(zhì)量并不違背守恒定律，故D錯(cuò)誤． 答案　C 特別提醒　質(zhì)量虧損是靜質(zhì)量減少，動(dòng)質(zhì)量增加，但總質(zhì)量不變，且能量也仍然守恒． 1．靜止的氡核Rn放出α粒子后變成釙核Po，α粒子動(dòng)能為Ekα，若衰變放出的能量全部變?yōu)榉礇_核和α粒子的動(dòng)能，真空中的光速為c，則該核反應(yīng)中質(zhì)量虧損為(　　) A.· B．0 C.· D.· 答案　C 解析　核反應(yīng)過程中動(dòng)量守恒，釙核與α粒子動(dòng)量大小相等，由p＝可求出釙核動(dòng)能EkPo＝，ΔE＝EkPo＋Ekα＝Ekα，根據(jù)ΔE＝Δmc2可知選項(xiàng)C正確． 2．已知氮核質(zhì)量mN＝14.007 53 u，氧核質(zhì)量mO＝17.004 54 u，氦核質(zhì)量mHe＝4.003 87 u，質(zhì)子質(zhì)量mH＝1.008 15 u，試判斷核反應(yīng)N＋He→O＋H是吸能反應(yīng)還是放能反應(yīng)？能量變化為多少？(已知1 u相當(dāng)于931.5 MeV) 答案　吸能　1.2 MeV 解析　反應(yīng)前總質(zhì)量mN＋mHe＝18.011 40 u 反應(yīng)后總質(zhì)量mO＋mH＝18.012 69 u，因?yàn)榉磻?yīng)中質(zhì)量增加，所以此反應(yīng)是吸能反應(yīng)，所吸收能量為ΔE＝Δmc2＝[(mO＋mH)－(mN＋mHe)]c2＝(18.012 69－18.011 40)×931.5 MeV≈1.2 MeV.