热门试卷

一个稳定的原子核质量为M，处于静止状态，它放出一个质量为m的粒子后做反冲运动，已知该过程质量亏损为Δm，如果释放的能量全部转化反冲核和粒子的动能，则粒子的速度为多大？（Δm远小于m和M,真空中光速为c）

(8分)1932年查德威克用α粒子去轰击铍核发现了中子，并产生一个新核．已知铍核的质量为9.01219u，α粒子的质量为4.00260u，新核的质量为12.00000u，中子的质量为1.008665u。求：(1)写出核反应方程；(2)计算放出的能量。（1 u相当于931.5Mev，结果保留两位有效数字）

小题1:(1)放射性物质Pb和Co的核衰变方程分别为:Po→Pb+X1Co→Ni+X2方程中的X1代表的是        ,X2代表的是         .

小题2:(2)如图所示,铅盒内装有能释放、和射线的放射性物质,在靠近铅盒的顶部加上电场E或磁场B,在图(a)、   (b)中分别画出射线运动轨迹的示意图.(在所画轨迹上须标明是、和中的哪种射线)

小题3:(3)带电粒子的荷质比是一个重要的物理量.某中学物理兴趣小组设计了一个实验,探究电场和磁场对电子运动轨迹的影响,以求得电子的荷质比,实验装置如图所示.

①他们的主要实验步骤如下:

A.首先在两极板M1M2之间不加任何电场、磁场,开启阴极射线管电源,发射的电子束从两极板中央通过,在荧屏的正中心处观察到一个亮点;

B.在M1M2两极板间加合适的电场:加极性如图所示的电压,并逐步调节增大,使荧屏上的亮点逐渐向荧屏下方偏移,直到荧屏上恰好看不见亮点为止,记下此时外加电压为U.请问本步骤的目的是什么?

C.保持步骤B中的电压U不变,对M1M2区域加一个大小、方向合适的磁场B,使荧屏正中心处重现亮点,试问外加磁场的方向如何?

②根据上述实验步骤 ,同学们正确地推算出电子的荷质比与外加电场\,磁场及其他相关量的关系为.一位同学说,这表明电子的荷质比大小将由外加电压决定,外加电压越大则电子的荷质比越大,你认为他的说法正确吗?为什么?

2010年上海世博会倡导“绿色世博”和“低碳世博”的理念，世博会中国主题馆“东方之冠”高达68 m的屋顶平台上“镶嵌”有与建筑相融合的太阳能光伏组件，屋面太阳能板面积达3万多平方米，是目前世界最大单体面积太阳能屋面，上海世博会场馆周围80%～90%的路灯利用太阳能发电技术来供电，科学研究发现太阳发光是由于其内部不断发生从氢核到氦核的核聚变反应，即在太阳内部4个氢核(11H)转化成一个氦核和两个正电子(01e)并放出能量。已知质子质量mp=1.0073 u，α粒子的质量mα=4.0015 u，电子的质量me=0.0005 u。1 u的质量相当于931.5 MeV的能量。

(1)写出该热核反应方程；

(2)一次这样的热核反应过程中释放出多少MeV的能量？（结果保留四位有效数字）

（选做题）（请从A、B和C三小题中选定两小题作答，并在答题卡相应的答题区域内作答，如都作答则按A、B两小题评分）

A．（选修模块3-3）

如图所示，某种自动洗衣机进水时，洗衣机缸内水位升高，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量．

（1）当洗衣缸内水位缓慢升高时，设细管内空气温度不变，

则被封闭的空气______

A．分子间的引力和斥力都增大

B．分子的热运动加剧

C．分子的平均动能增大

D．体积变小，压强变大

（2）若密闭的空气可视为理想气体，在上述（1）中空气体积变化的过程中，外界对空气做了

0.6J的功，则空气______（选填“吸收”或“放出”）了______J的热量；当洗完衣服缸内

水位迅速降低时，则空气的内能______（选填“增加”或“减小”）．

（3）若密闭的空气体积V=1L，密度ρ=1.29kg/m3，平均摩尔质量M=0.029kg/mol，阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol-1，试估算该气体分子的总个数（结果保留一位有效数字）．

B．（选修模块3-4）

（1）下列说法正确的是______

A．光的偏振现象说明光是纵波

B．全息照相利用了激光相干性好的特性

C．光导纤维传播光信号利用了光的全反射原理

D．光的双缝干涉实验中，若仅将入射光从红光改为紫光，则相邻亮条纹间距一定变大

（2）如图1所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，波的传播速度v=2m/s，试回答下列问题：

①x=4m处质点的振动函数表达式y=______cm；

②x=5m处质点在0～4.5s内通过的路程s=______cm．

（3）如图2所示，直角三角形ABC为一三棱镜的横截面，

∠A=30°．一束单色光从空气射向BC上的E点，并

偏折到AB上的F点，光线EF平行于底边AC．已

知入射方向与BC的夹角为θ=30°．试通过计算判断光在F点能否发生全反射．

C．（选修模块3-5）

（1）如图所示，小车与木箱紧挨着静放在光滑的水平冰面上，现有一男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱，关于上述过程，下列说法中正确的是______

A．男孩和木箱组成的系统动量守恒

B．小车与木箱组成的系统动量守恒

C．男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒

D．木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量相同

（2）若氢原子的基态能量为E（E＜0），各个定态的能量值为En=E/n2（n=1，2，3…），则为使一处于基态的氢原子核外电子脱离原子核的束缚，所需的最小能量为______；若有一群处于n=2能级的氢原子，发生跃迁时释放的光子照射某金属能产生光电效应现象，则该金属的逸出功至多为______（结果均用字母表示）．

（3）在某些恒星内，3个α粒子可以结合成一个612C核，已知612C核的质量为1.99502×10-26kg，α粒子的质量为6.64672×10-27kg，真空中的光速c=3×108m/s，计算这个反应中所释放的核能（结果保留一位有效数字）．

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?

在磁感应强度为B的匀强磁场中,一静止的质量为M的原子核在云室中发生一次α衰变,放出的α粒子的质量为m,电荷量为q,运动轨迹在与磁场垂直的平面内,且轨道半径为R.若原子核衰变时其能量都以α粒子和新核的动能形式释放,求它释放出的总能量(亏损的质量在与粒子质量相比时可忽略).

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_____________________________________________ ．