1、简答题 为确定爱因斯坦的质能方程△E=△mc2的正确性,设计了如下实验:用动能为E1=0.60MeV的质子轰击静止的锂核
Li,生成两个α粒子,测得两个α粒子的动能之和为E2=19.9MeV,已知质子、α粒子、锂粒子的质量分别取mα=4.0015μ、mp=1.0073μ、mLi=7.0160μ,求:
(1)写出该反应方程.
(2)通过计算说明△E=△mc2正确.(1u=1.6606×10-27㎏)
参考答案:(1)核反应方程为:37Li+11H→224He
(2)核反应的质量亏损:
△m=mLi+mp-2mHe
=7.0160u+1.0073u-2×4.0015u=0.0203u
由质能方程可得与质量亏损相当的能量:
△E=△mc2=0.0203×931MeV=18.9MeV
而系统增加的能量:△E′=E2-E1=19.3MeV
这些能量来自核反应中,在误差允许的范围内可认为相等,
所以△E=△mc2正确.
答:(1)核反应方程是37Li+11H→224He;(2)△E=△mc2正确.
本题解析:
本题难度:一般
2、选择题 有些元素的原子核有可能从很靠近它的核外电子中“俘获”一个电子形成一个新原子(例如从离原子核最近的K层电子中俘获电子,叫“K俘获”),发生这一过程后,新原子核(?)
A.带负电
B.是原来原子的同位素
C.比原来的原子核多一个质子
D.比原来的原子核多一个中子
参考答案:D
本题解析:
本题难度:简单
3、选择题 据报道,中国科技大学研制成功了比较先进的HT-7型超导托卡马克,托卡马克( Tokamak) 是研究受控核聚变的一种装置,这个词是toradal(环形的)、kamera(真空室)、magnit(磁)的头两个字母以及katushka(线圈)的第一个字母组成的缩写词,根据以上信息,下列说法错误的是
[? ]
A.这种装置的核反应原理是轻核聚变,与太阳发光的原理类似?
B.这种装置同我国秦山核电站、大亚湾核电站所使用的核装置反应原理相同?
C.这种装置可以控制热核反应速度,使聚变能缓慢而稳定地进行?
D.这种装置产生的核废料对环境的污染比核裂变要轻很多
参考答案:B
本题解析:
本题难度:简单
4、计算题 天文学家测得银河系中氦的含量约为25%。有关研究表明,宇宙中氦生成的途径有两条:一是在宇宙诞生后3分钟左右生成的;二是在宇宙演化到恒星诞生后,由恒星内部的氢核聚变反应生成的。
(1)把氢核聚变反应简化为4个氢核聚变成氦核同时放出2个正电子和2个中微子,请写出该氢核聚变反应的方程,并计算一次反应释放的能量。
(2)研究表明,银河系的年龄约为t=3.8×1017s,每秒钟银河系产生的能量约为1×1037J(即P=1×1037 J/s)。现假定该能量全部来自上述氢核聚变反应,试估算银河系中氦的含量(最后结果保留一位有效数字)。
(3)根据你的估算结果,对银河系中氦的主要生成途径作出判断。
(可能用到的数据:银河系质量约为M=3×1041kg,原子质量单位1 u=1.66×10-27 kg,1 u相当于1.5×10-10 J的能量,电子质量me=0.000 5 u,氦核质量mα=4.002 6 u,氢核质量mp=1.007 8 u,中微子ve质量为零.)
参考答案:解:(1)
△m=4mp-mα-2me
△E=△mc2=4.14×10-12 J
(2)
即氦的含量
(3)由估算结果可知,k=2%远小于25%的实际值,所以银河系中的氦主要是宇宙诞生后不久生成的
本题解析:
本题难度:一般
5、选择题 质子、中子、α粒子的质量分别为m1、m2、m3。质子和中子结合成一个α粒子,释放的能量是
[? ]
A.(m1+m2-m3)c2
B.m3c2
C.(2m1+2m2-m3)c2
D.(m3-2m1-2m2)c2
参考答案:C
本题解析:
本题难度:一般