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题型:简答题
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简答题

(1)氦原子被电离一个核外电子,形成类氢结构的氦离子。已知基态的氦离子能量为E1=-54.4eV,氦离子能级的示意图如图所示。在具有下列能量的光子中,不能被基态氦离子吸收的是______________;

A.60.3eV

B.51.0eV

C.43.2eV

D.54.4eV

(2)一个静止的,放出一个速度为2.22×107m/s的粒子,同时产生一个新核,并释放出频率为ν=3×1019Hz的γ光子。写出这种核反应方程式______________,这个核反应中产生的新核的速度为______________,因γ辐射而引起的质量亏损为______________;(已知普朗克常量h=6.63×10-34J·s)

(3)如图,滑块A、B的质量分别为m1与m2,m1<m2,置于光滑水平面上,由轻质弹簧相连接,用一轻绳把两滑块拉至最近,弹簧处于最大压缩状态后绑紧,接着使两滑块一起以恒定的速度v0向右滑动。运动中某时刻轻绳突然断开,当弹簧恢复到其自然长度时,滑块A的速度正好为零。则:

①弹簧第一次恢复到自然长度时,滑块B的速度大小为______________;

②从轻绳断开到弹簧第一次恢复到自然长度的过程中,弹簧释放的弹性势能Ep=______________。

正确答案

(1)C

(2),4×105m/s,2.21×10-31kg 

(3)

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题型:填空题
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填空题

正电子(PET)发射计算机断层显像,它的基本原理是:将放射性同位素15O注入人体,参与人体的代谢过程。15O在人体内衰变放出正电子,与人体内负电子相遇而湮灭转化为一对光子,被探测器探测到,经计算机处理后产生清晰的图象。根据PET原理,则15O的衰变的核反应方程为______________,正负电子湮灭的方程式为_________________________。将放射性同位素15O注入人体,15O的主要用途是______________。PET中所选的放射性同位素的半衰期应______________。(填“长”或“短”或“长短均可”)

正确答案

,示踪原子,短

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题型:简答题
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简答题

用中子轰击锂核()发生核反应,生成氚核()和α粒子,同时释放出的核能()。

(1)写出上述核反应方程。

(2)计算核反应过程中的质量亏损(以千克为单位,计算结果保留两位有效数字)。

(3)若反应前中子以的动能和锂核发生正碰,且碰撞前中子和锂核具有等大反向的动量,核反应过程中释放出的核能全部转化为动能,则反应后生成的氚核和α粒子的动能各为多大?

正确答案

解:(1)

(2)根据△E=△Mc2,得△M=8.5×10-30 kg 

(3)由,得

代入数据得

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题型:填空题
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填空题

平衡下列核反应方程式:

(1)xyB+α→713N+n,x=______,y=______.

(2)37Li+p→α+______.

正确答案

(1)方程中的n表示中子,所以根据电荷数与质量数守恒有:y+4=13+1,x+2=7,联立方程组解得:x=5,y=10.

故答案为:5,10.

(2)公式中p为质子,设生成的新核质量数为y,电荷数为x,则有:

7+1=y+4,3+12+x,所以解得:x=2,y=4,故生成的新核为α粒子,即24He.

故答案为:α.

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题型:简答题
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简答题

假设两个氘核在同一直线上相碰发生聚变反应生成氦同位素和中子,已知氘核的质量为2.0136u,中子的质量为1.0087u,氦的同位素的质量为3.0150u,求该聚变反应中释放的能量(保留两位有效数字)。

正确答案

在这个衰变过程中释放出3.3MeV的能量

由题可得出其核反应的方程式:

其反应过程中的质量亏损

所以

即在这个衰变过程中释放出3.3MeV的能量。

由上述可知:利用爱因斯坦的质能方程计算核能,关键是求出质量亏损,而求质量亏损主要是利用其核反应方程式,再利用质量与能量相当的关系求出核能。

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简答题

一个锂核()受到一个质子的轰击,变成两个α粒子.已知氢原子的质量是1.6736×10-27 kg,锂原子的质量是11.6505×10-27 kg,氦原子的质量是6.6466×10-27 kg,上述核反应的方程是________,释放出的能量是______J.(保留三位有效数字)

正确答案

+→2  2.78×10-12

本题考查核反应方程及质能方程

+→2

ΔEmc2=2.78×10-12 J.

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题型:简答题
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简答题

在β衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出,但中微子的性质十分特别,因此在实验中很难探测.1953年,莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统,利用中微子与水中H的核反应,间接地证实了中微子的存在,中微子与水中H发生核反应,产生中子和正电子,即:中微子,由此可以判定,中微子的质量数和电荷数分别是        (填入正确选项前的字母)

上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇,可以转变为两个能量相同的光子(),即.已知正电子和电子的质量都是9.1×10-31kg,反应中产生的每个光子的能量约为           J.(c =" 3.0" ×108m/s)

正确答案

(1)发生核反应前后,粒子的质量数和核电荷数均不变,据此可知中微子的质量数和电荷数分都是0,A项正确

(2)产生的能量是由于质量亏损。两个电子转变为两个光子之后,质量变为零,由,故一个光子的能量为,带入数据得=J

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简答题

两个动能均为1Mev的氘核发生正面碰撞,引起了如下的核反应:试求:

①此核反应中放出的能量ΔΕ 等于多少?

②若放出的能量全部变成核的动能,则生成的氢核具有的动能是多少?(已知的原子核的质量分别为1.0073u、2.0136u 、3.0156u)

正确答案

(1) ΔE =4.0MeV

(2)由动量守恒定律

m3v3 + m1v1 =0

EK1﹕EK3 =3﹕1

EK1+ EK3 ="ΔE" + 2 EK2=" 6" MeV

EK1="4.5" MeV

EK3="1.5" MeV

Δm="2×" 2.0136u – 3.0156u- 1.0073u="0.0043u"

ΔE ="931.5×" 0.0043=4.0MeV

由动量守恒定律

m3v3 + m1v1 =0

EK1﹕EK3 =3﹕1

EK1+ EK3 ="ΔE" + 2 EK2=" 6" MeV

EK1="4.5" MeV

EK3="1.5" MeV

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简答题

铀核裂变生成钡和氪已知以及中子的质量分别是235. 043 9 u、140. 913 9 u、91. 897 3 u和1.008 7 u.    

(1)试写出铀核裂变反应方程,并计算一个核裂变时放出的核能.   

(2)我国秦山核电站的功率为30万千瓦,假如全部都能够发生这样的裂变,释放核能的1. 2%可转化为电能,试由此估算该核电站一年要消耗多少.

正确答案

解:(1)核反应方程:    

核反应中的质量亏损为△m= 235. 043 9u-140. 913 9 u- 91. 897 3 u-2×1. 008 7u=0. 215 3 u

根据质能方程可知每一个裂变所释放的能量为:    

△E=△mc2=0. 215 3×931.5×106×1.6×10-19 J=3.21×10-11J  

 (2)核电站一年产生的电能为E=Pt=3×108×365×24×3600J=9.46×1015 J

每摩尔全部裂变所释放的能量为:E1=NA·△E

所以每年消耗的的质量为:

103 kg

(式中Mu的摩尔质量,Mu=0.235 kg/mol)

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题型:简答题
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简答题

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)

正确答案

解:(1)411H→42He+201e

(2)质量亏损△m=4mp-mα-2me=0.0267 u

故△E=931.5×0.0267 MeV=24.87 MeV

下一知识点 : 核裂变和裂变反应堆
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