解析 质能方程E=mc2表明某一定量的质量与一定量的能量是相联系的,当物体获得一定的能量,即能量增加某一定值时,它的质量也相应增加一定值,并可根据ΔE=Δmc2进行计算,所以B、D正确.
4.原子质量单位为u,1 u相当于931.5 MeV的能量,真空中光速为c,当质量分别为m1和m2的原子核结合为质量为M的原子核时释放出的能量是( )
A.(M-m1-m2) u×c2
B.(m1+m2-M) u×931.5 J
C.(m1+m2-M)c
D.(m1+m2-M) u×931.5 MeV
答案 D
5.一个α粒子轰击硼(B)核变成碳14和一个未知粒子,并放出7.5×105 eV的能量,写出核反应方程并求出反应过程中的质量亏损.
答案 He+B→C+H 1.3×10-30 kg
解析 根据质量数守恒和核电荷数守恒可得He+B→C+H
ΔE=7.5×105×1.6×10-19 J=1.2×10-13 J.
由ΔE=Δmc2可得
Δm=≈1.3×10-30 kg.
6. H的质量是3.016 050 u,质子的质量是1.007 277 u,中子的质量为1.008 665 u.求:(质量亏损1 u相当于释放931.5 MeV的能量)
(1)一个质子和两个中子结合为氚核时,是吸收还是放出能量?该能量为多少?
(2)氚核的结合能和比结合能各是多少?
答案 (1)放出能量 7.97 MeV (2)7.97 MeV 2.66 MeV
解析 (1)一个质子和两个中子结合成氚核的反应方程式是H+2n―→H,
反应前各核子总质量为
mp+2mn=(1.007 277+2×1.008 665) u=3.024 607 u,
反应后新核的质量为mH=3.016 050 u,
质量亏损为Δm=(3.024 607-3.016 050) u=0.008 557 u.
因反应前的总质量大于反应后的总质量,故此核反应放出能量.
释放的核能为ΔE=0.008 557×931.5 MeV≈7.97 MeV.