- 核反应和核能
- 共210题
1996年清华大学和香港大学的学生合作研制出太阳能汽车,该车是利用太阳能电池将所接受的太阳光转化为电能提供给电动机驱动汽车的.已知车上太阳能电池正对太阳时,电池加在电动机上的电压为U,通过的电流为I,电动机的直流电阻为R,太阳辐射能量的总功率为P,太阳光垂直照射到该太阳能电池的面板(接受太阳光能的装置)时,单位面积的辐射功率为.问:
(1)此时电动机的效率=________________.
(2)假若太阳光在穿过太空及地球表面大气层到达地面时,沿途的能量损耗忽略不计,求太阳到地球的距离r
(3)太阳辐射的能量实际上由质子参与的一系列反应产生,而这一系列的反应的总效果相当于下述核反应:.若质子
,氦核
.正电
的质量分别为
,
,
,试求在1秒内参与上述热核反应的质子数目.
正确答案
(1)(2)
(3)
(1)
(2)依能量关系: ∴
(3)质量亏损为 ①
又 ②
设t=1s内参与热核反应的质子数为N,依据能量关系:
③
由①②③得:
一个高能γ光子,经过重核附近时与原子核场作用,能产生一对正负电子,请完成相应的反应方程:γ→_____________。已知电子质量m1=9.1×10-31 kg,光在真空中的传播速度为c=3×108 m/s,则γ光子的能量至少为_____________J。(取2位有效数字)
正确答案
,1.6×10-13
下列核反应中属于衰变的是______________,属于人工核反应的是______________,生成原来元素的同位素的是______________,放出β粒子的是______________。
①
②
③
④
正确答案
②③,①④,①,③
一个α粒子击中一个硼变成一个质子和一个碳14,还放出0.75 MeV的能量,其核反应方程为________,反应过程中质量亏损等于_________kg。(保留两位有效数字)
正确答案
,1.3×10-30
一个静止的氡核Rn,放出一个α粒子后衰变为钋核
Po,同时放出能量为E=0.26 MeV的光子.假设放出的核能完全转变为钋核与α粒子的动能,不计光子的动量.已知M氡=222.08663 u、mα=4.0026 u、M钋=218.0766 u,1 u相当于931.5 MeV的能量.
(1)写出上述核反应方程;
(2)求出发生上述核反应放出的能量;
(3)确定钋核与α粒子的动能.
正确答案
见解析
(1)Rn→
Po+
He+γ
(2)质量亏损Δm=222.08663 u-4.0026 u-218.0766 u=0.00743 u
ΔE=Δmc2≈6.92 MeV
(3)设α粒子、钋核的动能分别为Ekα、Ek钋,动量分别为pα、p钋,由能量守恒定律得:ΔE=Ekα+Ek钋+E
不计光子的动量,由动量守恒定律得:
0=pα+p钋
又Ek=
故Ekα∶Ek钋=218∶4
联立上面式子解得
Ek钋=0.21 MeV,Ekα=6.54 MeV.
某一静止的硼核(115B)俘获一个速度为v的α粒子后,放出一个粒子生成氮核(147N)此过程的核反应方程为___;若氮核的速度大小为,方向与原来α粒子速度方向相同,则放出粒子的速度大小为___。
正确答案
,
中国第三代核电自主化依托项目——山东海阳核电站一期工程,已于2009年10月正式开工。在核电站中,核反应堆释放的核能转化为电能。核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应,释放出大量核能。核反应方程式U+
n→
Ba+
Kr+aX是反应堆中发生的许多核反应中的一种,n为中子,X为待求粒子,a为X的个数,则X为________,a=________。以mu、mBa、mKr分别表示
U、
Ba、
Kr核的质量,mn、mp分别表示中子、质子的质量,c为真空中的光速,则在上述核反应过程中放出的核能ΔE=__________________。
正确答案
中子,3,(mu-mBa-mKr-2mn)c2
根据核反应过程中质量数守恒和电荷数守恒可以确定,X为中子,a=3。由爱因斯坦的质能联系方程可得,核反应过程中放出的核能ΔE=(mu-mBa-mKr-2mn)c2 。(5分)
请写出完整的核反应方程:
(1)发现质子的核反应方程
(2)发现中子的核反应方程
(3)原子核衰变方程:
正确答案
6,4
本题考查的是对核反应方程的掌握情况。熟练掌握核反应方程的书写和配平就可以轻松解出此题。
根据核反应方程,完成填空:mnX粒子中含有_____________个中子;物理学家卢瑟福用该粒子轰击氮核(147N),发现了_____________,该核反应方程是:_____________。
正确答案
2,质子(11H),147N+42He→178O十11H
【选修3-5选做题】
一个高能γ光子,经过重核附近时与原子核场作用,能产生一对正负电子,请完成相应的反应方程:γ→____________。已知电子质量me=9.10×10-31 kg,光在真空中的传播速度为速为c=3.00×108 m/s,则γ光子的能量至少为____________。
正确答案
,
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