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1、选择题 关于质能方程,下列哪些说法是正确的
[? ]
A.质量减少,能量就会增加,在一定条件下质量转化为能量
B.物体获得一定的能量,它的质量也相应的增加一定值
C.物体一定有质量,但不一定有能量,所以质能方程仅是某种特殊条件下的数量关系
D.某一定量的质量总是与一定量的能量相联系的
参考答案:BD
本题解析:
本题难度:简单
2、实验题 设宇宙射线粒子的能量是其静止能量的k倍.则粒子运动时的质量等于其静止质量的?倍,粒子运动速度是光速的?倍。
参考答案:k;
本题解析:根据相对论的知识,静止物体的能量是E=m0c?(m0是静止时的质量),运动时的能量E′=mc?(m为运动时的质量) E′/E=K? m/m0=K;由相对论的质量关系式
,解得
。
本题难度:简单
3、选择题 一个中子和一个质子相结合生成一个氘核,若它们的质量分别是m1、m2、m3,则(?)
A.由于反应前后质量数不变,所以m1+m2=m3,反应前后没有能量变化
B.由于反应时释放出了能量,所以m1+m2>m3
C.由于反应在高温高压下进行,从而吸收能量,所以m1+m2<m3
D.反应时放出的能量为(m1+m2-m3)c2(其中c是真空中的光速)
参考答案:BC
本题解析:解答本题需要掌握:核反应方程要遵循质量数和电荷数守恒;聚变反应后质量减小,放出能量;正确利用质能方程求释放的能量;掌握光子能量、频率、波长、光速之间关系.
解:该核反应方程质量数不守恒;聚变反应中的质量亏损△m=(m1+m2)-m3;聚变反应中亏损的质量转化为能量以光子的形式放出,故光子能量为E=(m1+m2-m3)c2;
点评:爱因斯坦质能方程为人类利用核能打开了大门,要正确理解质能方程中各个物理量是含义.
本题难度:简单
4、简答题
两个氘核聚变产生一个中子和氦核(氦的同位素)。已知氘核的质量,m0=2.0136u,氦核的质量
3.0150u,中子的质量,mu=1.0087u(1u相当于931MeV)。
(1)写出聚变方程并计算释放的核能。
(2)若反应前两个氘核的动能均为0.35MeV。它们对心正碰发生聚变,且反应后释放的核能全部转化为动能,则产生的氦核和中子的动能各为多大?
参考答案:(1)3.26MeV (2)2.97MeV
本题解析:(1)聚变的核反应方程:
……………………(2分)
核反应过程中的质量亏损为
释放的核能为
…………(2分)
(2)对撞过程动量守恒,由于反应前两氘核动能相同,其动量等值反向,因此反应前后系统的动量为0,即
…………………………(1分)
反应前后总能量守恒,即
…………(1分)
解得
……………………(2分)
本题难度:一般
5、填空题 一个铀核(
)放出一个α粒子后衰变成钍核(
),其衰变方程为?▲ ?;已知静止的铀核、钍核和α粒子的质量分别为m1、m2和m3,真空中的光速为c,上述衰变过程中释放出的核能为?▲?。
参考答案:
(2分)? (m1-m2-m3)c2(2分)
本题解析:衰变过程中,电荷数守恒,质量守恒,所以可得衰变方程为:
衰变过程中释放出的核能为
故答案为:
? (m1-m2-m3)c2
本题难度:简单