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1、选择题 目前,由中科院等离子物理研究所设计并制造的世界上首个“人造太阳”实验装置大部件已安装完毕,若在此装置中发生核反应的方程是已知氘核的质量为m1,氦核的质量为m2,阿伏加德罗常数为NA,而每升海水中含有氘0.03克,如果1升海水中的氘完全参与上述核反应,则所能释放的核能为(?)
A.0.03NA(2m1-m2)C2
B.0.015NA(2m1-m2)C2
C.0.0075NA(2m1-m2)C2
D.7.5 NA(2m1-m2)C2×10-6
参考答案:C
本题解析:0.03g的氘核共有摩尔数
,所以含有氘核个数为
,两个氘核发生一次反映,所以共有
个反应,每个反应释放能量为(2m1-m2)C2,所以1升海水中的氘核完全参与反应,释放的能量为0.0075NA(2m1-m2)C2 ?,C正确。
本题难度:简单
2、选择题 北京奥运会场馆周围80%~90%的路灯利用太阳能发电技术。太阳能的产生是由于太阳内部所发生的一系列核反应形成的。其主要的核反应过程可表示为
A.
B.
C.
D.
参考答案:A
本题解析:B是原子核的人工转变方程;C是重核裂变方程;D是衰变方程。太阳内部所发生的核反应是轻核的聚变反应,即
所以选项A正确。
本题难度:简单
3、简答题 1930年发现,科学家在真空条件下用α粒子轰击
Be时,产生了一种看不见的、贯穿力很强的不带电粒子,为了弄清楚这是一种什么粒子,人们用它分别去轰击氢原子和氮原子,结果打出一些氢核和氮核,并以此推算出了该粒子的质量,从而确定改粒子为中子.设氢核的质量为mH,氮核的质量为氢核质量的14倍,碰撞后氢核的速度为vH,氮核的速度为vN,假设中子与它们的碰撞为弹性弹性碰撞,碰撞的粒子分别为中子和氢核及中子和氮核.
(1)试写出α粒子轰击Be的核反应方程;
(2)试根据中子与氢原子和氮原子的碰撞结果,利用题中的可测量量,推算出中子的质量.
参考答案:(1)根据电荷数守恒、质量数守恒得:94Be+42He→10n+126C
(2)查德威克认为氢核、氮核与中性粒子之间的碰撞是弹性正碰;设中性粒子质量为m,速度为v0,氢核的质量为mH,最大速度为vH,并认为氢核在打出前为静止的,那么根据动量守恒和能量守恒可知:
mv0=mv+mHvH…①
12mv20=12mv2+12mHv2H…②
其中v是碰撞后中性粒子的速度,由此可得:
vH=2mv0m+mH…③
同理,mv0=mv+mNvN
12mv02=12mv2+12mNvN2
可得出中性粒子与氮原子核碰撞后打出的氮核的速度 vN=2mv0m+mN…④
因为mN=14mH,由方程③④可得vHvN=m+mNm+mH=m+14mHm+mH…⑤
将速度的最大值代入方程⑤,解得:m=1.05mH…⑥
答:(1)94Be+42He→10n+126C;
(2)中性粒子(中子)的质量m与氢核的质量mH的关系是m=1.05mH.
本题解析:
本题难度:一般
4、选择题 在核反应方程
+
→
+(X)的括弧中,X代表的粒子是( )
A.
B.
C.
D.