热门试卷

静止的放射性原子核发生衰变时，设放出的能量都转变成了粒子和新核Y的动能.若测得粒子的动能为E，则新核Y的动能为多大？衰变放出的能量为多大？

镭（Ra）是历史上第一个被分离出来的放射性元素，已知能自发地放出α粒子而变成新核Rn，已知的质量为M1=3.7533×10－25kg，新核Rn的质量为M2=3.6867×10－25kg，α粒子的质量为m=6.6466×10－27kg，现有一个静止的核发生α衰变，衰变后α粒子的速度为3.68×105m/s。则：（计算结果保留两位有效数字）

①写出该核反应的方程式。

②此反应过程中放出的能量是多少？

③反应后新核Rn的速度是多大？

一个静止的（原子质量为232.0372u），放出一个α粒子（原子质量为4.00260u）后，衰变为（原子质量为228.0287u）。假设放出的核能完全变为Th核和α粒子的动能，试计算α粒子的动能（1uc2=931.5MeV）。

为确定爱因斯坦质能联系方程ΔE=Δmc2的正确性，设计了如下实验：用动能为E1="0.9 " MeV的质子去轰击静止的锂核Ｌi，生成两个α粒子，测得这两个α粒子的动能之和为E="19.9" MeV.

(1)写出该核反应方程；

(2)计算核反应过程中释放出的能量ΔE；

(3)通过计算说明ΔE=Δmc2的正确性.(计算中质子、α粒子和锂核Ｌi的质量分别取：mp="1.007" 3  u，mα="4.001" 5  u，mＬi="7.016" 0  u)

原子在不停地做热运动，为了能高精度地研究孤立原子的性质，必须使它们几乎静止下来并能在一个很小的空间区域停留一段时间，例如纳米技术中需要移动或修补分子.科学家已发明了一种称为“激光制冷”的技术，原理如下：

在一个真空室内，一束非常准直的Na-23原子束（通过样品在1 000 K高温下蒸发而获得，原子做热运动的速率近似为v0="1" 000 m/s),受一束激光的正面照射，如图15-2-3所示.设原子处在基态，运动方向与激光光子的运动方向相反，选好激光频率使光子能量E等于钠原子第一激发态与基态间能量差，原子就能吸收它而发生跃迁，跃迁后原子的速度为v1，随后该原子发射光子并回到基态.设所发射光子的运动方向与速度v0的方向总是相同的，此时原子的速度为v2,接着重复上述过程，直到原子的速度减小到零.

图15-2-3

（1）吸收与发射光子的总次数为多少？

（2）原子停留在激发态上的时间称为原子在这种状态下的寿命，大小约为10-8 s.忽略每次吸收与发射光子的时间，按上述方式，原子初速度v0减小到零，共需多长时间？该时间内原子共走过的路程为多少？（E=3.36×10-19 J，钠原子的质量m=3.84×10-26 kg,NA=6.0×1023 mol-1,c=3.0×108 m/s）

（20分）静止在匀强磁场中的锂原子核（），俘获一个速度为7．7×104m/s的中子而发生核反应放出粒子后变成一个新原子核，已知中子速度方向与磁场方向垂直，测得粒子速度为2×10m/s，方向与中子速度方向相同，求：

（1）写出核反应方程式；

（2）生成的新核的速度大小和方向（在运用动量守恒时，不考虑质量亏损）：

（3）若粒子与新核间相互作用不计，则二者在磁场中运动轨道半径之比为多少?

（4）经过测量发现在核反应前后原子核总质量减少了0.035u，则这个反应放出了多少焦耳的能量?

随着社会经济的发展，迫切需要大量的能源。因此，核能的应用作为第三次技术革命的标志之一，受到了人们的普遍重视．

（1）核电站中要用核反应堆使重核裂变，将释放出的巨大能量转化为电能．

①完成下列核反应方程式：

＋＋Zr＋3＋8＋反中微子（反中微子的质量数和核电荷数均为零）

②核裂变反应和化学反应有一些不同点，如：

a：对单位质量的物质而言，核裂变反应的能量远远大于化学反应释放的能量；

b：同一元素的不同同位素，它们的化学性质是相同的，但它们的核反应性质是不同的；

C：_________________________________________________________．

③核电站热量传递的循环系统中应用了钠钾合金作为传热介质，试根据钠钾合金的性质说明这一应用的两点理由：

a．______________________________________________；

b．___________________________________________________．

（2）依据上述核反应计算：

①lkg铀235全部裂变产生多少千焦的能量?

（已知：核的质量为235.0439u，中子（n）质量为1.0087u，钕（Nd）核的质量为    142.9098u，锆（Zr）核的质量为89.9047u，1u＝1.6606×10－27kg．）

（3）核反应除释放巨大的能量外，还可以用来生产各种放射性同位素，请举例说明放   射性同位素在医疗和工业上的应用：①_____________________________________________；   ②_____________________________________________ ．

（12分）从静止的镭核中射出的粒子垂直进入正交的匀强电场E和匀强磁场B，在电磁场中做直线运动，已知E=3.72×104N/C，B=2.0×10-3T。

（1）写出核反应式。

（2）放出粒子后，反冲核速度多大？

（3）若静止的镭核放出粒子是在匀强磁场中进行的，而且衰变后它们的速度均垂直于匀强磁场B，求粒子与反冲核做圆周运动的半径之比，并定性地画出粒子和反冲核运动的完整轨迹。

由于铀235具有俘获慢中子而发生裂变的特点，但裂变时产生的中子速度很大，不易被铀235俘获而诱发新的裂变，所以在核反应堆中常用石墨作减速荆，当快中子与石墨原子核经过若干次弹性碰撞后变会变为慢中子．设每次碰撞前石墨的原子核都处于静止状态，一个具有初动能E0的中子，去正面弹性碰撞质量是中子质量的k倍的石墨原子核，试问：

(1)第一次碰撞后，中子的动能是多少？

(2)第n次碰撞后，中子的动能是多少？

两个动能均为0.35MeV的氘核对心正碰，聚变后生成氦核同时放出一个中子，已知氘核的质量为3. 3426 ×10-27kg ，氦核的质量为5.0049 ×10-27kg ，中子的质量为1. 6745 ×10-27kg. 设聚变中放出的能量都转变成了氦核和中子的动能，求氦核的动能．