核反应和核能_章节学习

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题型：简答题

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简答题

一个原来静止的锂核俘获一个速度为，的中子后，生成一个氚核和一个氦核，已知氚核的速度为，方向与中子的运动方向相反。

（1）请写出核反应方程；

（2）求出氦核的速度v2。

正确答案

（1）核反应方程：

（2）设氚核速度为，氦核的速度为v，中子质量为m，则氚核质量为3m，氦核质量为4m

根据动量守恒定律得：

代人数据得：

略

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题型：简答题

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简答题

如图所示，静止在匀强磁场中的Li核俘获一个速度为v0=7.7×104m/s的中子而发生核反应，

Li＋nH＋He,

若已知He的速度为v2=2.0×104m/s，其方向跟中子反应前的速度方向相同，求：

(1) H的速度是多大？

(2）在图中画出粒子H和He的运动轨迹，并求它们的轨道半径之比．

(3）当粒子He旋转了3周时，粒子H旋转几周？

正确答案

（1）v1=-1.0×103 m/s，负号表示跟v0的方向相反（2）3:40

(3）2周

(1) Li核俘获n的过程，系统动量守恒，则

，即

代入数据="1" u, ="4" u, ="3" u，得v1=-1.0×103 m/s，负号表示跟v0的方向相反．

(2）如图所示H和He在磁场中半径之比为

(3) H和He的周期之比为

所以它们的转动周期之比为

当粒子转3周时，氘核转动2周．

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题型：简答题

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简答题

利用反应堆工作时释放出的热能使水汽化以推动汽轮发电机发电，这就是核电站。核电站消耗的"燃料"很少，但功率却很大，目前，核能发电技术已经成熟，我国已经具备了发展核电的基本条件。

(1) 核反应堆中的"燃料"是，完成下面的核反应方程式：

（）

(2)一座100万千瓦的核电站，每年需要多少浓缩铀？

已知铀235的质量为390.3139×10-27kg，中子质量为1.6749×10-27kg，钡141的质量为234.0016×10-27kg，氪92的质量为152.6047×10-27kg，浓缩铀中铀235的含量占2%。

正确答案

(1) 3 （2）1.91×104kg

(1) 3

（2）

根据题意有：

所以每年需要的浓缩铀x=1.91×104kg

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简答题

一个静止的质量为M的放射性原子核发生衰变，放出一个质量为m、速度大小为v的α粒子，设衰变过程中释放的核能全部转化为新原子核和α粒子的动能，真空中光速为c．求：

① 衰变后新原子核速度大小为多少？

② 衰变过程中质量亏损为多少？

正确答案

①；②Δm＝

试题分析：①首先在涉及动量问题时，不计相对论修正，亏损的质量可忽略不计，即衰变生成的新核质量为(M－m)，设衰变后新原子核速度为v′，根据动量守恒定律有：0＝mv＋(M－m)v′ ①

由①式解得：v′＝，其中“－”表示新原子核的速度方向与α粒子的速度方向相反，即衰变后新原子核速度大小为。

②由于衰变过程中释放的核能全部转化为新原子核和α粒子的动能，因此衰变过程中释放的核能为：

ΔE＝＋ ②

根据爱因斯坦质能方程有：ΔE＝Δmc2 ③

由①②③式联立解得衰变过程中质量亏损为：Δm＝

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题型：填空题

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填空题

关于核反应，下列说法中正确的是

正确答案

BC

核反应不都是放能的.

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题型：填空题

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填空题

一个锂核（）受到一个质子（）轰击变为2个a粒子（）．已知质子的质量为1. 672 6×10kg，锂原子的质量为11. 650 5×10kg，一个a原子的质量为6. 6467×10kg.写出该核反应的方程________，该核反应释放的核能是________J．（真空中光速c=3.0×10m/s）

正确答案

（1） +→2；（2）2.673×10－12J。

试题分析：（1）根据题意，一个锂核（）受到一个质子（）轰击变为2个a粒子（），故其核反应的方程为：+→2。

（2）因为E=△mc2=（11.650 5×10kg+1.672 6×10kg－2×6.6467×10kg）×（3×108m/s）2=2.673×10－12J。

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题型：填空题

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填空题

天然放射性元素Pu经过次α衰变和次β衰变，最后变成铅的同位素。（填入铅的三种同位素Pb、Pb、Pb中的一种）

正确答案

8 4 Pb

试题分析：设发生了x次α衰变和y次β衰变，设生成的铅的同位素质量数为m，则有：

2x-y+82=94，239=m+4x，根据题意m可能为206、207、208，而x，y为整数，由数学知识可知，m=207，x=8，y=4．

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题型：简答题

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简答题

静止在匀强磁场中Li俘获一个速度v0=7.7×104的中子而发生核反应，生成一个He和一个未知粒子X，若已知He的速度v2=2.0×104m/s，其方向与反应前中子的方向相同，试求：

①写出核反应方程式并求X粒子元素符号和x，y

②求出未知粒子X的速度大小和方向．

正确答案

①根据电荷数守恒、质量数守恒得，Li+n→H+He

未知粒子 H

②中子、未知核和He质量分别为m、3m和4m，未知核的速度为v2，对心正碰，

由动量守恒定律得：mv0=4mv1+3mv2

解出v2=-1000m/s，方向与v0相反．

答：①核反应方程式Li+n→H+He，x为1，质量数为3．

②未知粒子X的速度大小为1000m/s，方向与v0相反．

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题型：简答题

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简答题

[物理---选修3-5]

（1）下列说方法正确的是______．

A．人类关于原子核内部的信息，最早来自天然放射现象

B．在α、β、γ三种射线中γ射线电离作用最强

C．放射性元素的半衰期会随着温度的升高而缩短

D．较重的核分裂成中等质量大小的核或较轻的核合并成中等质量大小的核，核子的比结合能都会增加

（2）某小组在探究反冲运动时，将质量为m1一个小液化瓶固定在质量为m2的小玩具船上，利用液化瓶向外喷射气体做为船的动力．现在整个装置静止放在平静的水面上，已知打开液化汽瓶后向外喷射气体的对地速度为v1，如果在△t的时间内向后喷射的气体的质量为△m，则

①喷射出为△m后，小船的速度是多少？

②喷射出△m液体的过程中，小船所受气体的平均作用的大小是多少？

正确答案

（1）A、天然放射现象源自原子核内部的变化，人类最初对原子核的认识就是来源于对天然放射现象研究，故A正确；

B、α，β，γ三种射线中α射线的电离本领最强，γ射线穿透本领最强，故B错误；

C、半衰期由原子核本身决定，与外界任何因素都无关，故C错误；

D、裂变和聚变都伴随着巨大能量的释放，出现质量亏损，根据爱因斯坦质能方程知道：核子的比结合能都会增加．故D正确；

故选：AD

（2））①由动量守恒定律得：0=（m1+m2-△m）v船-△mv1

得：v船=

（2）对喷射出的气体运用动量定理得：-F△t=-△mv1

F=

由牛顿第三定律得，小船所受气体的平均作用力大小为 F=

故答案为：

（1）AD

（2）①喷射出为△m后，小船的速度是．

②喷射出△m液体的过程中，小船所受气体的平均作用的大小是．

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题型：简答题

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简答题

小玉所在的学习小组在研究了“嫦娥一号”相关报道后得知，绕月卫星在完成其绕月的伟大历史使命后，最终将通过撞击月球表面完成最后的多项科学使命，对此同学们做了相关的研究并提出了相应的问题．

（1）“嫦娥一号”探月卫星执行的一项重要任务就是评估月壤中氦-3的分布和储量．两个氘核聚变生成一个氦-3的核反应方程是：2H→He+______+3.26MeV，请在横线上写出相应粒子的符号．

（2）同学们提出若“嫦娥一号”以速率v竖直撞击月球后，可弹回到距月球表面大约为h的高度，设此过程动能损失了50%，则由此可推算出月球表面的重力加速度g′多大？

（3）设月球半径约为地球半径的1/4，月球的质量约为地球质量的1/81，不考虑月球自转的影响，在月球上要发射一颗环月卫星，则最小发射速度多大？（地表处的重力加速度g取10m/s2，地球半径R=6400km，计算结果保留两位有效数字）

正确答案

（1）核反应方程是2H→He+n+3.26MeV，

（2）设竖直弹回的速度大小为v2，则：m=mv2×50%

由机械能守恒定律可得：m=mg′h

两式联立解得：g′=

（3）设地球、月球质量分别为M1、M2，地球、月球半径分别为R1、R2，卫星质量为m，在地球、月球上发射卫星的最小速度分别为v1、v2．

在地球表面附近，mg=m

最小发射速度v1==m/s=8km/s

对地球近地卫星，根据万有引力定律有G=m①

对月球近地卫星，根据万有引力定律有G=m②

解①②两式得v2=v1=×8km/s=1.8km/s

答：（1）n；（2）月球表面的重力加速度g′为；（3）在月球上发射一颗环月卫星，最小发射速度为1.8km/s．

热门试卷

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