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题型: 多选题
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多选题 · 8 分

已知氘核的比结合能是1.09 MeV,氚核的比结合能是2.78 MeV,氦核的比结合能是7.03 MeV。在某次核反应中,1个氘核和1个氚核结合生成1个氮核,则下列说法中正确的是       。(填正确选 项标号。选对1个得3分,选对2个得4分,选对3个得6分。每选错1个扣3分,最低得分为0分)

A这是一个裂变反应

B核反应方程式为

C核反应过程中释放的核能是17.6 MeV

D目前核电站都采用上述核反应发电

E该核反应会有质量亏损

正确答案

B,C,E

解析

试题分析:1个氘核和1个氚核结合生成1个氮核,这是两个比较轻的核转化成中等质量的核,所以属于聚变反应,故选项A错误;根据质量数和质子数守恒,可以知道当1个氘核和1个氚核结合生成1个氮核时会有一个中子生成,故选项B正确;根据质能方程,可以知道释放出的能量为:,故选项C正确;当前我们国家核电站都是采用裂变反应发电的,聚变反应还是不是很好的控制的,故选项D错误;该反应能够放出能量,所以一定会有质量亏损,由质量转化成能量,所以选项E正确。故本题正确选项为BCE。

考查方向

核反应方程

解题思路

步骤一:考生阅读题干,理解题干

步骤二:考生运用自己所学知识进行排除筛选

步骤三:最终选出正确正确答案

易错点

概念混淆

教师点评

考察考生审题能力,理论基础知识

知识点

原子核的结合能质量亏损爱因斯坦质能方程轻核的聚变
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题型:简答题
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简答题 · 15 分

选考题,请选择其中一道大题作答

选考题三

【物理—选修3-5】(15分)

34.1932年查德威克用α粒子去轰击铍核,发现了中子,并产生一个碳核,    已知α粒子质量为ma,铍核的质量为mp,中子的质量为mn,碳核的质量为mC。该核反应方程为_________,核反应过程的质量亏损为________________。

35.质量为M的小车。上面站着一个质量为m的人.如

图所示.一起以v0的速度在光滑的水平面上向右前进。现在人

用相对于小车为u的速率水平向后跳出后,车速增加了多少?

第(1)小题正确答案及相关解析

正确答案

(5分)

解析

(1)根据电荷数守恒、质量数守恒核反应方程为: 

(2)核反应的质量亏损:

考查方向

原子核的人工转变; 爱因斯坦质能方程

解题思路

根据电荷数守恒、质量数守恒写出核反应方程式.根据核反应前后的质量关系即可找出核反应过程的质量亏损.

易错点

输写核反应方程时注意质量数守恒,电荷数守恒.

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

(10分)                

解析

对人和车系统,水平方向动量守恒。设人跳出后,车对地的速度为v,以v0方向为正方向,以地为参考系。由动量守恒定律:

(Mm)v0=Mv+m (v –u)              

解得                    

所以                

考查方向

动量守恒定律

解题思路

人从车上跳下的过程中,人与车组成的系统动量守恒,由动量守恒定律可以分析答题.

易错点

运用动量守恒定律时,一定要注意所有的速度都是相对于同一个参考系.

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题型: 多选题
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多选题 · 5 分

39.选考题三

关于近代物理学,下列说法正确的是(    )

A卢瑟福的α粒子散射实验可以估测原子核的大小

B氢原子辐射出一个光子后,氢原子的电势能增大,核外电子的运动加速度增大

C重核裂变过程生成中等质量的核,反应前后质量数守恒,但反应后较反应前发生了质量亏损。

D20个放射性元素的原子核在经两个半衰期后,只剩下5个原子核未发生衰变

E在光电效应实验中,用同种频率的光照射不同的金属表面,从金属表面逸出的光电子的最大初动能Ek越大,则这种金属的逸出功W0越小

正确答案

A,C,E

解析

A、卢瑟福的α粒子散射实验可以估测原子核的大小.故A正确.

B、辐射一个光子,知从高能级跃迁到低能级,轨道半径减小,核外电子的加速度减小,库仑引力做正功,电势能减小.故B错误.

C、重核裂变过程生成中等质量的核,反应前后质量数守恒,但反应后较反应前发生了质量亏损。故C正确。

D、半衰期是统计概念上的,必须在足够大的数量背景下才有意义,20个原子数量太少,个体差别会非常明显。故D错误;

E、根据光电效应方程Ekm=hγ-W0知:在光电效应实验中,用同种频率的光照射不同的金属表面,从金属表面逸出的光电子的最大初动能Ek越大,则这种金属的逸出功W0越小。故E正确。

故选:ACE

考查方向

原子物理

解题思路

A、卢瑟福的α粒子散射实验可以估测原子核的大小.

B、辐射一个光子,知从高能级跃迁到低能级,轨道半径减小,核外电子的加速度减小,库仑引力做正功,电势能减小.

C、重核裂变过程生成中等质量的核,反应前后质量数守恒,但反应后较反应前发生了质量亏损。

D、半衰期是统计概念上的,必须在足够大的数量背景下才有意义,20个原子数量太少,个体差别会非常明显。

E、根据光电效应方程Ekm=hγ-W0知:在光电效应实验中,用同种频率的光照射不同的金属表面,从金属表面逸出的光电子的最大初动能Ek越大,则这种金属的逸出功W0越小。

易错点

记不住原子物理中的概念。

知识点

爱因斯坦光电效应方程粒子散射实验氢原子的能级公式和跃迁原子核衰变及半衰期、衰变速度质量亏损
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题型: 多选题
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多选题 · 8 分

已知氘核的比结合能是1.09 MeV,氚核的比结合能是2.78 MeV,氦核的比结合能是7.03 MeV。在某次核反应中,1个氘核和1个氚核结合生成1个氮核,则下列说法中正确的是       。(填正确选 项标号。选对1个得3分,选对2个得4分,选对3个得6分。每选错1个扣3分,最低得分为0分)

A这是一个裂变反应

B核反应方程式为

C核反应过程中释放的核能是17.6 MeV

D目前核电站都采用上述核反应发电

E该核反应会有质量亏损

正确答案

B,C,E

解析

试题分析:1个氘核和1个氚核结合生成1个氮核,这是两个比较轻的核转化成中等质量的核,所以属于聚变反应,故选项A错误;根据质量数和质子数守恒,可以知道当1个氘核和1个氚核结合生成1个氮核时会有一个中子生成,故选项B正确;根据质能方程,可以知道释放出的能量为:,故选项C正确;当前我们国家核电站都是采用裂变反应发电的,聚变反应还是不是很好的控制的,故选项D错误;该反应能够放出能量,所以一定会有质量亏损,由质量转化成能量,所以选项E正确。故本题正确选项为BCE。

解题思路

步骤一:考生阅读题干,理解题干

步骤二:考生运用自己所学知识进行排除筛选

步骤三:最终选出正确正确答案

易错点

概念混淆

教师点评

考察考生审题能力,理论基础知识

知识点

质量亏损爱因斯坦质能方程重核的裂变核反应堆
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题型: 多选题
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多选题 · 5 分

38.选考题二

以下有关近代物理内容的若干叙述正确的是_______。(填正确答案标号。选对一个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分;每选错一个扣3分,最低得分为0分)

A紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应,则当增大紫外线的照射强度时,

从锌板表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大

B光子的能量ε和动量p可以表示为ε=hv和p=,能量ε和动量p是描述物质的

粒子性的重要物理量,波长λ或频率v是描述物质的波动性的典型物理量

C重核的裂变过程质量增大,轻核的聚变过程有质量亏损

D根据玻尔理论,氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时,要释放一定频率

的光子,同时电子的动能增大,电势能减小

    E.自然界中含有少量的14C,14C具有放射性,能够自发地进行β衰变,在考古中可利用14C来测定年代

正确答案

B,D

解析

A、根据光电效应方程:,紫外线照射到锌板表面时能够产生光电效应,当增大紫外线的照射强度时,频率不变,故Ek不变,A错误;

B、在物质波的表达式ɛ=hv和中,能量ɛ和动量p是描述物质的粒子性的重要物理量,波长λ或频率v是描述物质的波动性的典型物理量,故B正确;

C、重核的裂变过程和轻核的聚变过程都释放能量,根据爱因斯坦质能方程可知这两个过程都有质量亏损,故C错误;

D、根据玻尔理论,氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时,要释放一定频率的光子,库仑力对电场做正功,电子的动能增大,电势能减小,故D正确;

E、自然界中来测含有少量的14C,14C具有放射性,能够自发地进行β衰变,因此在考古中可利用14C定年代,故E正确.

故本题选BDE

考查方向

爱因斯坦光电效应方程; 氢原子的能级公式和跃迁;爱因斯坦质能方程

解题思路

本题根据光电效应的规律、光的波动理论、爱因斯坦质能方程、玻尔理论等知识进行解答.

易错点

重核的裂变过程和轻核的聚变过程都存在质量亏损.

知识点

爱因斯坦光电效应方程物质波质量亏损
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题型:简答题
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简答题 · 12 分

(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,分别为粒子和Th核的质量,分别为粒子和Th核的速度大小,由题设条件知

                            ②

                                              ③

式中粒子和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

爱因斯坦光电效应方程爱因斯坦质能方程
1
题型: 单选题
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单选题 · 6 分

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

A1036Kg

B1018Kg

C1013Kg

D109Kg

正确答案

D

解析

略 

知识点

爱因斯坦质能方程
1
题型: 单选题
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单选题 · 6 分

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)

A

B

C

3

D

正确答案

C

解析


知识点

爱因斯坦质能方程
1
题型:简答题
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简答题 · 15 分

(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)

 (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

动量守恒定律能量守恒定律与能源爱因斯坦质能方程重核的裂变
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题型: 单选题
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单选题 · 5 分

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(    )

A该核反应类型属于人工转变

B该反应放出能量

Cx的值是3

D该核反应比聚变反应对环境的污染较少

正确答案

C

解析

知识点

爱因斯坦质能方程重核的裂变
1
题型: 单选题
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单选题 · 6 分

“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

A

B

C

D

正确答案

C

解析

知识点

爱因斯坦质能方程
1
题型:简答题
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简答题 · 12 分

(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

动量守恒定律爱因斯坦质能方程
1
题型: 多选题
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多选题 · 6 分

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

A核反应方程为

B这是一个裂变反应

C核反应过程中的质量亏损△m=m3+m4-(m1+m2)

D核反应过程中释放的核能△E=(m1+m2-m3-m4)c2

正确答案

A,D

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

质量亏损爱因斯坦质能方程轻核的聚变
1
题型: 单选题
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单选题 · 4 分

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

A该核反应类型属于人工转变

B该反应放出能量

Cx的值是3

D该核反应比聚变反应对环境的污染较少

正确答案

C

解析

知识点

爱因斯坦质能方程重核的裂变
1
题型: 单选题
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单选题 · 6 分

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

A吸收的能量为(m1+m2+m3)c2

B吸收的能量为(m1+m2-m3)c2

C释放的能量为(m1+m2+m3)c2

D释放的能量为(m1+m2-m3)c2

正确答案

D

解析

知识点

爱因斯坦质能方程
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