- 爱因斯坦质能方程
- 共21题
“国际热核聚变实验堆(ITER)计划”是目前全球规模最大、影响最深远的国际科研合作项目之一。某热核聚变反应方程为,相关的原子核或核子质量如下表,该反应中放出的能量为
正确答案
解析
略
知识点
(1)产生光电效应时,关于逸出光电子的最大初动能,下列说法正确的是__________
A对于同种金属,与照射光的强度无关
B对于同种金属,与照射光的波长成正比
C对于同种金属,与照射光的时间成正比
D对于同种金属,与照射光的频率成线性关系
E对于不同种金属,若照射光频率不变,Ek与金属的逸出功成线性关系
(2)一静止的核经
衰变成为
,释放出的总动能为4.27MeV,问此衰变后
核的动能为多少MeV(保留1位有效数字)?
正确答案
见解析。
解析
(1)ADE
(2)
据题意知,此衰变的衰变方程为
根据动量守恒定律得
①
式中,和
分别为
粒子和Th核的质量,
和
分别为
粒子和Th核的速度大小,由题设条件知
②
③
式中是
粒子和Th核的总动能。
由①②③式得
④
代入数据解得,衰变后核的动能
⑤
知识点
(1)假设钚的周位素离子粒子后,变成铀的一个同位素离子,同时放出能量为
的光子。则这一核反应过程的方程式为________; 光子的波长为________。 (普朗克常量
)
(2)两块厚度相同的木块A和B,紧靠着放在光滑的水平面上,其质量分别为,它们的下底面光滑,上表面粗糙,另有一质量
的滑块C,以
的速度恰好水平地滑到A的上表面,如图所示。由于摩擦,滑块最后停在木块B上,B和C的共同速度为0.50m/s。求:
①木块A的最终速度;
②滑块C离开A时的速度。
正确答案
(1);
(2)①;②
解析
(1)略。
(2)C从开始滑上A到恰好滑上A的右端过程中,A、B、C组成系统动量守恒
C刚滑上B到两者相对静止,对B、C组成的系统动量守恒
知识点
氘核、氚核、中子、氦核的质量分别是m1、m2、m3和m4,如果氘核和氚核结合生成氦核,则下列说法中正确的是
正确答案
解析
由质量数守恒及电荷数守恒知A正确;这是一个聚变反应而不是一个裂变反应,B错;核反应过程中的质量亏损△m=m1+m2-(m3+m4),C错;由△E=△m c2知D正确。
知识点
典型的铀核裂变是生成钡和氪,同时放出x个中子: ,铀235质量为m1,中子质量为m2,钡144质量为m3,氪89的质量为m4,下列说法正确的是
正确答案
解析
略
知识点
太阳因核聚变释放出巨大的能量,同时其质量不断减少。太阳每秒钟辐射出的能量约为4×1026J,根据爱因斯坦质能方程,太阳每秒钟减少的质量最接近
正确答案
解析
略
知识点
质子、中子和氘核的质量分别为m1.m2和m3.当一个质子和一个中子结合成氘核时,释放的能量是(c表示真空中的光速)
正确答案
解析
略
知识点
(1)(6分)2013年2月12日朝鲜进行了第三次核试验,韩美情报部门通过氙(Xe)和氪(Kr)等放射性气体,判断出朝鲜使用的核原料是铀(U)还是钚(Pu),若核实验的核原料是,则
①完成核反应方程式。
②本次核试验释放的能量大约相当于7000吨 TNT 当量,已知铀核的质量为235.043 9 u,中子质量为1.008 7 u,锶(Sr)核的质量为89.907 7 u,氙(Xe)核的质量为135.907 2 u,1 u相当于931.5 MeV的能量,求一个原子裂变释放的能量
。
(2)(9分)光滑水平面有两个物块A、B在同一直线上相向运动,A的速度为4 m/s,质量为2 kg,B的速度为2 m/s,二者碰后粘在一起沿A原来的方向运动,且速度大小变为1 m/s.求B的质量及这一过程产生的内能。
正确答案
(1) ①;②140.4
(2)2kg;18 J
解析
(1) ①根据电荷数守恒和质量数守恒可得:;
②该反应的质量亏损是:
Δm=235.0439 u+1.0087 u—89.9077 u—135.9072 u—10×1.0087 u=0.1507 u
根据爱因斯坦方程= 0.150 7×931.5 MeV =140.4 MeV。
(2)设A、B两物块的质量分别为,碰前速度为
,碰后共同速度为v,以A物块的运动方向为正向,由碰撞过程动量守恒有
(3分)
则 (kg)(3分)
碰撞过程产生的内能为
Q=ΔEk=×(2+2)×12=18(J)(3分)
知识点
典型的铀核裂变是生成钡和氪,同时放出x个中子: ,铀235质量为m1,中子质量为m2,钡144质量为m3,氪89的质量为m4,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
略
知识点
已知质子、中子、氘核质量分别是m1、m2、m3,光速为c。则质子和中子结合成氘核的过程中
正确答案
解析
略
知识点
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