1、填空题 质子、中子和氘核的质量分别为m1、m2、m3,质子和中子结合成氘核时,发出r射线,已知普朗克恒量为h,真空中光速为c,则这个核反应的质量亏损△m=______,r射线的频率v=______.
参考答案:一个质子和一个中子结合成氘核:?11H+?10n→?21H+γ
这个核反应的质量亏损为:△m=m1+m2-m3
根据爱因斯坦质能方程:E=△mc2
此核反应放出的能量:E=(m1+m2-m3)c2
以γ射线形式放出,由E=hυ得光子的频率为:υ=(m1+m2-m3)c2h
故答案为:m1+m2-m3,(m1+m2-m3)c2h
本题解析:
本题难度:简单
2、计算题 在真空中,原来静止的原子核在进行衰变,放出粒子的动能为E0,假设衰变后产生的新核用字母Y表示,衰变时产生的能量全部以动能形式释放出来,真空中的光速为c,原子核的质量之比等于质量数之比,原子核的重力不计。
①写出衰变的核反应方程;
②求衰变过程中总的质量亏损。
参考答案:①?②
本题解析:①衰变的核反应方程:
②根据动量守恒定律
??
根据动能和动量的关系式
得
?
总动能?
根据爱因斯坦质能方程?
得
点评:微观粒子的动能也可以根据来计算,亏损质量由来计算。
本题难度:一般
3、简答题 欧洲第一个月球探测器“智能一号”2006年9月3日在一小片闪光中成功撞击月球,以对月球的“温柔一击”结束了近3年的太空旅行,奏响了人类新一轮探月高潮的前奏.“智能一号”利用太阳能电池板把太阳辐射的能量转化为电能,而维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应,核反应方程是2
e+4H→He,释放的核能最后转化为辐射能,已知质子质量1.6726×10-27kg,氦原子核的质量是6.6458×10-27kg,电子质量是0.9×10-30kg,光速c=3.0×108m/s,求每发生一次上述反应所释放的核能E(计算结果保留3位有效数字).
参考答案:根据质量亏损和质能关系,可知每发生一次该核反应释放的核能为:
△E=(4mp+2me-mα)c2
代入数值,解得:△E=4.18×10-12 J
答:发生一次上述反应所释放的核能E为4.18×10-12J.
本题解析:
本题难度:一般
4、选择题 日本福岛第一核电站在地震后,数秒内就将控制棒插入核反应堆芯,终止了铀的裂变链式反应.但海啸摧毁了机组的冷却系统,因裂变遗留的产物铯、钡等继续衰变不断释放能量,核燃料棒温度不断上升.则下列说法正确的是( )
A.控制棒通过吸收中子来实现对核反应的控制
B.衰变释放的射线中,α射线的穿透力最强
C.铯、钡等衰变时释放能量,故会发生质量亏损
D.核裂变遗留物铯、钡等原子的质量可能比铀原子质量更大
参考答案:AC
本题解析:
本题难度:一般
5、选择题 为纪念爱因斯坦对物理学的巨大贡献,联合国将2005年定为“国际物理年”。对于爱因斯坦提出的质能方程E=mc2,下列说法中不正确的是( ? )
A.E=mc2表明物体具有的能量与其质量成正比
B.根据ΔE=Δmc2可计算核反应的能量
C.一个质子和一个中子结合成一个氘核时释放能量,表明此过程出现了质量亏损
D.E=mc2中的E是发生核反应中释放的核能
参考答案:D
本题解析:
本题难度:简单