原子与原子核核反应

核反应、核能 一、单选： 本大题共38小题， 第1小题为3分； 从第2小题到第38小题每题4分 小计148分； 共计151分。    1、光子能量为E的一束光，照射容器中的氢气(设氢原子处于n=3的能级)，氢原子吸收光子后，能发出频率为 1， 2， 3， 4， 5， 6的6种光，且 1＜ 2＜ 3＜ 4＜ 5＜ 6，则E等于： [　　] A．h 1　　　　　　　　　 B．h 6 C．h( 6－ 1)　　　　　　　D．h( 1+ 2+ 3+ 4+ 5+ 6)    2、硼10浮获一个 [　　] A．中子和正电子　　　B．中子和电子 C．质子和正电子　　　D．质子和中子    3、原子质量单位为u(kg)，1u=931.5Mev，真空中光速为c(m/s)．当质量分别为(kg)和(kg)的原子核结合为质量为M(kg)的原子核时释放的能量是 　　　　　　 [　　]    4、下列粒子由静止开始经加速电压为U的电场之后，运动速度最大的是 　　　 [　　] A．质子　　　B．氘核　　　C．α粒子　　　D．钠离子    5、静止的镭核Ra发生衰变，释放出的粒子的动能为．假定衰变时能量全部以动能形式释放出去，则衰变过程中总的质量亏损是 [    ] A．； B．； C．； D．．    6、静止的铀原子核U，经过衰变，变成钍Th，假设衰变时释放出的能量全部转化成粒子和钍核的动能，则粒子的动能跟钍核动能之比是 [　　] A．1：1　　 　B．4：234 C．1：45　　　D．234：4    7、质量为m的中子以速度射入静止的碳核，碳核质量为M.入射后，中子与碳核结合在一起，这过程所形成的新核和新核的速度分别是 [    ]    8、一个氘核和一个氚核结合成一个氦核时,质量亏损为。已知阿伏加德罗常数为，真空中的光速为c，若1mol氘和1mlo氚完全发生核反应生成氦，则在这个核反应中释放的能量为 [    ]    9、一束含有不同带电粒子的粒子流，垂直于磁场方向射入一个匀强磁场中，在匀强磁场中回转半径不相同的是　　　 [　　] A．动量相同的质子与氘核　　  　B．动量相同的氘核与α粒子 C．速度相同的氘核与α粒子　　　D．动能相同的质子与α粒子    10、根据爱因斯坦的质能方程，ΔE=Δmc2，即发生质量亏损Δm时，相应地要释放能量ΔE=Δmc2．那么下面的哪些核反应是可以释放核能的反应？ [　　] A．由平均核子质量较小的原子核变为平均核子质量较大的原子核的反应 B．由平均核子质量较大的原子核变为平均核子质量较小的原子核的反应 C．由核子数较大的原子核变为核子数较小的原子核的反应 D．由核子数较小的原子核变为核子数较大的原子核的反应    11、太阳辐射的能量主要来自太阳内部的哪种反应 [    ] A．化学反应 B．放射性衰变 C．核裂变反应 D．热核反应    12、氢核、中子、氘核的质量分别是，那么氘核的结合能是 [    ] A．； B．； C．； D．．    13、最初发现中子的核反应是 [    ] A． B． C． D．    14、原子质量单位为u，真空中的光速为c，当质量为kg和kg的原子核结合为质量为Mkg的原子核时，释放的能量是 [    ] A．              B． C．()×931.5MeV     D．()×931.5MeV    15、重核的裂变和轻核的聚变是人类利用核能的两种主要方法，下面关于它们的说法中正确的是 [    ] A．裂变和聚变过程都有质量亏损 B．裂变过程有质量亏损，聚变过程质量有所增加 C．裂变过程质量有所增加，聚变过程有质量亏损 D．裂变和聚变过程质量都有所增加    16、原子的核式结构学说的实验基础是　　　 [　　] A．汤姆逊对电子荷质比的测定　　　B．卢瑟福的α粒子散射实验 C．居里夫妇发现放射性元素　　  　D．查德威克发现中子    17、He式示的是 [    ] A．衰变方程                      B．衰变方程 C．发现中子的核反应方程            D．铀核裂变方程    18、α粒子轰击硼10，变为氮13，放出X粒子，而氮13具有放射性，它放出Y粒子变为碳13，则X粒子和Y粒子分别是　　　 [　　] A、质子和电子　　  　B、质子和中子 C、中子和正电子　　　D、中子和电子    19、以下说法正确的是　　　 [　　] A．光的色散实验证实了光的波动说 B．杨氏双缝干涉实验证实了光的粒子说 C．α粒子轰击铍核的实验揭示了原子的核式结构 D．α粒子轰击氮核的实验发现了质子是原子核的组成部分    20、核反应方程，原来靶核中含有的中子数是 [    ] A．9个          B．5个          C．4个        D．3个    21、下列核反应方程中，哪个是不平衡的 [    ]    22、以下几个原子核反应式中，X代表粒子的反应式是 [    ]    23、查德威克最初发现中子的核反应方程是 [　　]    24、最早证实卢瑟福设想的中子的核反应是 [    ]    25、历史上发现中子的核反应是下列四个核反应方程中的 [    ] A． B． C． D．    26、查德威克最初发现中子的核反应方程是 [　　]    27、下列核反应方程式中发现质子的核反应方程是 [　　]    28、太阳辐射的能量主要是来自太阳内部的　　　 [　　] A．化学反应　　　B．放射性衰变 C．裂变反应　　　D．热核反应    29、重核的裂变和轻核的聚变是人类利用原子核能的两种主要方法，下面关于它们的说法中正确的是　　　 [　　] A．裂变和聚变过程都有质量亏损 B．裂变过程有质量亏损，聚变过程质量有所增加 C．裂变过程质量有所增加，聚变过程有质量亏损 D．裂变和聚变过程质量都有所增加    30、质子、中子、氦核的质量分别为．氦核的结合能是 [　　]    31、两个质量均为m的核子，结合成一个质量为m'的原子核时，放出的能量是　　　 [　　]    32、碳原子的原子量是12.000000u，氢原子的原子量是1.007825u，质子质量是1.007276u，中子质量是1.008665u．12个核子结合成碳原子核时，释放的能量所相当的质量是　　　 [　　] A．0.098940u　　　B．0.087312u C．0.095646u　　　D．以上答案都不对    33、原子核的裂变和聚变都是人类利用原子核能的途径，我国已建设了秦山和大亚湾两座核电站，下面关于这两座核电站的说法中正确的是 [    ] A．它们都是利用核裂变释放的原子核能 B．它们都是利用核聚变释放的原子核能 C．一座是利用核裂变释放原子核能，另一座是利用核聚变释放原子核能 D．以上说法都不正确    34、已知质子的质量为，中子的质量为，α粒子的质量为，则 [　　]    35、一个氘核和一个氚核结合成一个氦的过程中，释放出的能量是△E。已知阿伏加德罗常数为，则2克氘与3克氚完全结合成氦的过程中，释放出的能量为 [　　]    36、下列关于数量级的叙述，正确的是　　　 [　　] A．分子直径的数量级是m B．可见光波长的数量级是m C．核子质量的数量级是kg D．宇宙速度的数量级是m/s    37、下列说法中正确的是　　　 [　　] A．β射线和伦琴射线在垂直于电场方向进入电场中，都会发生偏转 B．中子流的穿透本领很强 C．紫外线是由于原子内层电子受激发而释放出来的 D．半衰期是放射性元素原子核全部衰变所需时间的一半    38、下面关于物理学史的记叙，有错误的是　　　 [　　] A．汤姆生发现电子　　　        B．卢瑟福提出原子的核式结构模型 C．玻尔总结出氢光谱的规律　　　D．贝克勒耳发现铀具有放射性 二、填空题： 本大题共48小题， 从第39小题到第41小题每题2分 小计6分； 从第42小题到第48小题每题3分 小计21分； 从第49小题到第73小题每题4分 小计100分； 从第74小题到第78小题每题5分 小计25分； 从第79小题到第84小题每题6分 小计36分； 第85小题为7分； 第86小题为9分； 共计204分。    39、在核反应方程中X应是________.    40、质量为的质子和质量为的中子组成原子核，的质量为M，若光速为c，则在组成核的过程中释放的能量是___________    41、h为普朗克恒量，c为真空中的光速，那么原子核每辐射一个波长为λ的光子，所引起的质量亏损为_____________________________．    42、中子质量=1.0087u．一个中子的质量=_______________kg．相当的能量是_________J；__________________MeV．    43、一个氘核与一个氚核结合成一个氦核，同时产生一个中子，这个核反应式为___________，此过程中释放出17.6MeV的能量=__________J。结合过程中的质量亏损为___________ kg。（电子电量e=1.6×C）    44、平衡以下核反应式    45、完成下列核反应方程：    46、完成下列核反应方程：    47、1932年英国物理学家_________在研究用__________轰击铍的实验中发现了中子，这核反应方程是___________．    48、质子、中子和氘核的质量分别为．质子和中子结合成氘核时，发出γ射线．已知普朗克常量为h，真空中的光速为c．则γ射线的频率为________．    49、完成下列核反应方程式，并注明核反应的类型：    50、完成下列核反应方程    51、质子的质量数为，中子质量为，氦核的质量为M，光速为c，两个质子和两个中子结合成氦核的过程中，是放出还是吸收能量?答：____________．其表达式为___________J．（质量单位为kg）    52、写出静止状态的镭原子核衰变为氡核的反应方程：____________．设它们的质量分别为，则放出的能量为_________________．    53、在括号内填上各核反应的名称    54、完成下列核反应方程，并指出分别属于何种反应    55、一个质子和一个中子结合为一个氘核，并释放出E焦耳的能量，这个核反应的方程式为____________．若质子的质量为(kg)，中子的质量为(kg)，则氘核的质量为_________________．    56、一个质子击中硼核，生成一个铍核和一个粒子，总质量减少了1.51×kg，则释放出的核能是_______J，其核反应方程是_______.    57、用γ光子轰击氘核，使之分解为质子和中子，已知氘核、质子和中子的质量分别为2.0135u、1.0072u和1.0086u。写出这个核反应的方程式___________________________________________________。计算出γ光子在真空中的波长是________m。（要求2位有效数字）（普朗克常数h=6.63×J·s，1u=1.66×kg）    58、完成下列核反应方程：    59、完成下列核反应方程．    60、一个粒子击中一个硼核，发生核反应时，放出一个质子和0.75MeV能量，这个能量以光子的形式辐射出去，此核反应方程是：________．反应过程中质量亏损为________kg    61、(原子量为232.0372u)衰变为Th核(原子量为228.02087u)时，放出粒子(原子量为4.0026u)．其核反应方程为_______________，衰变过程中要________能量．(填“释放”或“吸收”)    62、铝核粒子击中后发生的反应生成物是磷核，同时放出一个________，这个核反应方程是________。    63、在本题的横线上，填上粒子名称或符号，完成核反应方程．    64、质量为的质子和质量为的中子结合为质量为的氚核，核反应方程为________，核反应过程中释放的能量为________．    65、铝核被粒子击中后产生的反应生成物是磷核，同时放出一个________，这个核反应方程是：________.    66、一个铀235原子核裂变时放出的能量约为200Mev．求500g铀在反应堆中分裂时放出能量为______若煤的燃烧值为2.93×J/g，要获得同样大的能量，需要燃烧____kg煤．    67、两个氘核结合成一个氦核要放出能量．已知氘核的质量为2.0141u，氦核质量为4.0026u．则 (1)两个氘核给合成一个氦核放出的能量为E=________． (2)1kg氘完全结合成氦放出的能量E=________________．(1u=1.66×kg)    68、质子击中核，发生核反应，放出两个粒子和17.3×eV的能量，该反应的核反应方程式是________，在反应中质量亏损为________.    69、 (1)衰变时放出的能量E=_______________． (2)设衰变时放出的能量都转变成了α粒子和氡核的动能，则α粒子的动能EK=______________________________．(1u=1.66×kg)    70、氦核的核能为28.4Mev，氘核的核能为2.2MeV．两个氦核结合成一个氮核时，可放出的能量为___________，其质量亏损为____________．    71、和中子的质量分别为235.0439u、140.9139u、91.8973u和1.0087u写出铀核裂变反应方程式为________________________一个U裂变时释放的能量为________________________MeV(1u=931.50MeV)    72、一个粒子击中一个棚核变成一个碳核同时放出一个粒子和0.75Mev的能量，其核反应方程为________，反应过程中质量亏损________kg.(已知1个基本电荷的电量为1.6×C)    73、一个氘核与一个氚核聚变成一个氦核时，约释放18MeV的能量，写出核反应方程______________________________；总质量为1kg的氘和氚完全聚变将释放能量为____________________________J（取两位有效数字）（阿佛伽德罗常数为6.0×；1eV=1.6×J）    74、一对正负电子对撞而消失，可生成两个频率相同的光子．已知电子质量为0.91×kg，普朗克恒量h=6.6×J·s．那么这两个光子的频率为______Hz．    75、________现象的发现说明原子核中具有复杂的结构，并且是能变化的，________发现了质子，其核反应方程是________.________发现了中子，其核反应方程是________.    76、如图为查德威克发现中子的实验示意图，其中①为________；②为________；③为________．核反应方程为__________________．    77、完成下列核反应方程： ＋________；   →________＋； ＋________；   ＋________； ＋________→．    78、用粒子轰击铝时，产生新核磷并放出一个粒子，核反应方程为_________.磷30具有放射性，衰变时放出一个粒子生成新核硅，其衰变方程为_________，比较核和核，磷30衰变的实质是磷核中的_________转化为_________放出一个_________通常称为衰变.    79、一个锂核()受到一个质子的轰击后，变成两个α粒子，这一核反应的方程是________．在这一核反应过程中同时放出17.5Mev的能量，则这一反应过程中的质量亏损Δm＝________kg．(保留两位有效数字)    80、在中子、质子、电子、正电子、粒子中选出一个适当的粒子，分别填在下列核反应式的横线上：  +________；  +________；  +→+________．    81、Na俘获一个中子后，将变为钠的同位素，而具有放射性，进行衰变后变为一种新的原子核，这个衰变的半衰期是15h，则俘获中子的核反应式为__________，放射性同位素衰变的核反应式为___________．经过7.5h，这种钠同位素还剩有原质量的____________倍．    82、一个静止的原子核发生衰变时，放出一个速度为1.11×m/s的粒子.并伴随有一个波长为0.1辐射. ①核反应方程为______________________ ②反应中产生的新核的速度为______________________ ③因辐射而引起的质量亏损为______________________    83、在上万度的高温下聚合为氦核时放出一个中子和能量，这个核反应方程是________，已知的质量=2.0141u，的质量=3.0160u，氦核质量=4.0026u，中子质量=1.0087u，反应过程中放出能量=________J，(1u=1.66×kg)    84、近几年，我国北京、上海、广州等地引进了十多台“γ刀”，成为治疗脑肿瘤的最佳仪器．用“γ刀”治疗不用麻醉，时间短，效果佳，“γ刀”被人们誉为“神刀”．据报道，我国研制的旋式“γ刀”性能更好，即将进入各大医院为患者服务．“γ刀”治疗脑肿瘤主要是利用γ射线的_______和_______．γ射线产生的机理是____________．    85、用粒子轰击铍核()发现中子的核反应方程为______________．如已知铍核质量为9.01219u，粒子的质量为4.001509u，产生的新核质量为12.00000u，中子质量为1.008665u．则这一反应过程________(填“吸收”或“放出”)的能量为____________J．(结果取三位有效数字，1u=1.66×kg)    86、完成下列核反应，并指出属于哪种核变化 ＋_____(　   　) ＋_____(　   　) ＋____→＋_____(　   　) ＋____(　   　) 三、多选题： 本大题共18小题， 从第87小题到第88小题每题3分 小计6分； 从第89小题到第104小题每题4分 小计64分； 共计70分。    87、在某些恒星内，3个α粒子结合成1个核，原子的质量是12.0000u，原子的质量是4.0026u．已知kg，则 [　　] A．反应过程中的质量亏损是u B．反应过程中的质量亏损是kg C．反应过程中释放的能量是7.26MeV D．反应过程中释放的能量是J    88、“随着岁月的流逝，地球绕太阳公转的周期、日地间的平均距离、地球表面温度变化的趋势”问题的讨论中，有下列结论，请你根据你所学物理知识判断哪些结论正确 [　　] A．太阳内部进行着剧烈的热核反应，辐射大量光子，根据ΔE=Δmc2可知，太阳质量M在不断减少 B．根据、F向=ma向和a向＝知，日地距离r不断增大，地球环绕速度将减小，且周期T=2πr／v将增大 C．根据、F向=ma向和a向＝知，日地距离r不断减小，地球环绕速度将增大，且周期T=2πr／v将减小 D．由于太阳质量M不断减小，辐射光子的功率不断减小，而日地距离r增大，所以辐射到地球表面的热功率也减小，地球表面温度也将逐渐降低    89、在下列核反应方程中，正确的是 [    ]    90、下列核反应过程中，哪些是不平衡的 [    ]    91、下面叙述的几种情况中，能释放核能的是　　　 [　　] A．由核子组成原子核　　　  B．产生质量亏损的核反应 C．用γ射线轰击氘原子　　　D．中子和质子合成氘核    92、关于下述核反应，如下说法中正确的是 [　　] A、①是卢瑟福发现质子的核反应 B、②是查德威克发现中子的核反应 C、③是约里奥·居里和伊丽芙·居里用人工方法获得放射性同位素的核反应 D、④是铀核裂变反应    93、下面一些关于原子物理学的问题，哪些说法正确 [　　] A．经过多次衰变和衰变后生成新的原子核，在这过程中中子减少了22个 B．氢核、中子、氚核的质量分别是，那么氢核、中子结合成氚核时放出的能量是(+2-) C．某放射性元素的半衰期为16d，则经过8d后此元素衰变了一半 D．核反应堆中减速剂的作用是使快中子变为慢中子    94、中子和质子结合成氘核，同时放出光子，核反应方程是：                     以下说法正确的是 [    ] A．反应后的质量一定小于反应前的质量 B．反应前后质量数不变，因而质量不变 C．由核子组成原子核，一定向外释放能量 D．光子所具有的能量为，△m为反应中的质量亏损，c为光速    95、用质子轰击锂核生成两个粒子，以此进行有名的验证爱因斯坦质能方程的实验．已知质子初动能是0.6MeV，质子、α粒子和锂核的质量分别是1.0073、4.0015、7.0160原子质量单位(u)，已知1u=931.5MeV，则下述中正确的是　　　 [　　] A．此反应过程质量的减少量是0.02u B．核反应中释放的能量是18.9MeV． C．两个α粒子的动能之和是18.9MeV与实验相符 D．两个α粒子的动能之和是19.5MeV与实验相符    96、下列单位中是能量单位的有 [    ] A．焦耳    B．千瓦时  C．电子伏    D．    97、最近，俄罗斯与我国政府签署了在我国江苏建设核电站的。该核电站 [    ] A．利用重核裂变过程中释放的原子核能 B．利用轻核聚变过程中释放的原子核能 C．核反应过程中参与反应的物质质量保持不变 D．核反应过程中参与反应的物质质量有亏损    98、关于裂变和聚变，以下说法正确的是 [    ] A．裂变是重核分裂成两个中等质量的核的反应过程，能释放能量 B．裂变时一定能够发生链式反应 C．聚变是轻核结合成质量较大的核的反应过程，要吸收能量 D．热核反应是指在超高温条件下发生的聚变    99、以下说法中符合历史事实的是　　　 [　　] A．1905年，爱因斯坦提出了光子说 B．牛顿首先在实验室里比较准确地测出了万有引力常量 C．英国物理学家卢瑟福首先提出了原子核式结构学说 D．英国物理学家麦克斯韦建立了完整的电磁场理论    100、关于核反应方程所表示的原子核的变化，下列判断正确的是 [    ]    101、在下列4个核反应方程中，X表示中子的是哪些？　　　 [　　]    102、下列核反应过程中，一定会放出能量的是　　　 [　　] A．两个核子结合成一个原子核 B．一个原子核分裂成两个原子核 C．天然核衰变过程 D．反应前核的总质量小于反应后核的总质量    103、在原子物理学中，下面说法正确的是　　　 [　　] A．裂变过程有质量亏损，聚变过程也有质量亏损 B．人类认识原子核具有复杂的结构是从研究α粒子散射实验开始的 C． 卢瑟福发现了原子是有核结构，也首先发现了原子核中有质子 D．原子核中具有相同中子数不同质子数的原子互称同位素    104、一个中子和一个质子相结合生成一个氘核，若它们的质量分别是 INCLUDEPICTURE "http://www.wdmcxp.com/wangyie/tk/03/03/03/0303st.files/0618330099_A_a.htm23.gif" \* MERGEFORMATINET ，则　　　 [　　] A．由于反应前后质量数不变，所以 B．由于反应时释放出了能量，所以 C．由于反应在高温高压下进行从而吸收能量，所以 D． 反应时产生了频率为的光子，式中c是光速、h是普朗克常量。 四、计算题： 本大题共23小题， 从第105小题到第109小题每题6分 小计30分； 从第110小题到第113小题每题8分 小计32分； 从第114小题到第122小题每题10分 小计90分； 从第123小题到第124小题每题12分 小计24分； 从第125小题到第126小题每题15分 小计30分； 第127小题为18分； 共计224分。    105、中子的发现是两个守恒定律在核反应过程中的重要应用．1930年发现用钋放出的α射线轰击Be核时产生一种射线，其贯穿能力极强，能穿透几厘米厚的铅板，当时著名物理学家居里夫妇也不知道这是一种什么射线．1932年，英国青年物理学家查德威克用这种射线分别轰击氢原子和氮原子，结果打出了一些氢核和氮核．若未知射线均与静止的氢核和氮核正碰，测出被打出的氢核的最大速度为vH=3.5×107m/s，被打出的氮核的最大速度vN=4.7×106m/s．假定正碰时无能量损失，设未知射线中粒子的质量为m，初速为v，被打出的核的质量为m． ①推导出被打出的核的速度v′的表达式； ②根据上述数据，推算出未知射线中粒子的质量m与质子质量之比． (氮核质量mN，为氢核质量mH的14倍) ③用n表示这个未知粒子写出题文中所涉及到的核反应方程    106、一个质子击中一个锂核，发生核反应时放出两个粒子和17.3MeV的能量． ①写出核反应方程 ②求反应过程中的质量亏损    107、4个质子发生聚变生成氦核，同时释放出28MeV的结合能(mp=1.6726×10－27kg),试求： ①这一核反应的方程：＋________＋28MeV． ②现有1g的质子，如完全发生聚变，能放出多少结合能？    108、已知中子质量为1.0087u，质子质量为1.0073u，氦核质量为4.0026u．1u=1.6606×kg，求两个中子和两个质子结合成一个氦核的过程中可释放多少eV的能量？(最后答案保留3位数字)    109、一放射性原子核A经一系列α、β衰变后，变为原子核B．若B核比A核的质子数少8、中子数少16，则发生α、β衰变各多少次？    110、 已知氘核()的质量为2.0136u，中子的质量为1.0087u，氦3的质量为3.0150u．(1u=1.66×10－27kg)求： (1)写出两个氘核聚变成氦3的核反应方程式． (2)上述聚变释放出的能量是多少？    111、　　阅读下面的材料 　　(1)锂的密度是0.53kg/，是自然界中最轻的金属．如果将1kg锂燃烧可释放出42998kJ的热量．而将1kg锂通过热核反应放出的能量相当于2万吨优质煤完全燃烧时放出的热量． 　　(2)锂的一种同位素捕捉低速中子的能力很强． 　　请回答以下各题： (1)根据上述材料你能判断出金属锂有哪些用途？还有什么特殊的用途？ (2)已知1mol在原子核反应堆中用中子照射后可以得到等质量的氚，试写出该核反应的方程式．    112、碳原子质量是12.000000u，可以看做由6个氢原子和6个中子组成的．求核子结合成碳原子核时释放的能量．(已知1.008665u,1u相当于931.5MeV)    113、粒子轰击钪产生质子的核反应方程为，已知和的质量分别为44.9559u、4.0026u、47.9480u和1.0078u，试判断这个核反应过程中是吸收能量，还是释放能量，并求出吸收或释放的能量值．(1u=1.66×10-27kg)    114、两个氘核以相同的动能0.35MeV正碰，碰后生成氦3和中子，已知氘核的质量为3.3426×kg，中子质量为1.6744×kg，氦3的质量为5.0049×kg。求： (1)聚变过程释放出的能量。 (2)中子和氦3的动能。    115、静止的铀235进行α衰变，产生的α粒子垂直飞入B=1T的匀强磁场中，测得α粒子轨道半径为0.31m．求 (1)α粒子的动能． (2)铀235衰变时放出的总能量．    116、设有钚的同位素粒子Pu,静止在匀强磁场中，设粒子以与磁场垂直的方向放出粒子后，变成铀的同位素粒子，同时放出能量为0.09MeV的光子.（钚核质量为238.999655u，铀核质量为234.99347u，粒子质量为4.001509u）. (1)求所发射光子的波长和动量． (2)不计光子动量，求铀核和α粒子在磁场中运动半径之比． (3)不计光子动量，求α粒子的动能．    117、在磁感应强度为0.8T的匀强磁场中，一个静止的锂核俘获一个速度方向与磁场垂直大小为7.7×m/s的中子后，放出一个粒子。如果测得粒子的速度大小为2.0×m/s，方向与入射中子的速度方向相同，求粒子和反应生成核在磁场中的径迹轨道半径之比。    118、用γ光子轰击氘核，使之分裂成中子和质子．已知氘核的质量为2.0135u，质子的质量为1.0072u，中子的质量为1.0086u．其中1u=1.66，普朗克常数h=6.63．求：所用γ光子在真空中的波长．结果取两位有效数字．    119、能源危机是一个全球性的共同问题，科学家们正在积极探索核能的开发与和平利用，其中可控热核反应向人类展示了诱人的前景．热核反应比相同数量的核子发生裂变反应释放的能量要大好几倍，同时所造成的污染也要轻得多，而且可用于热核反应的氘()在海水中的总含量非常丰富，所以一旦可控热核反应能够达到实用，便可解决人类所面临的能源危机问题． (1)热核反应中的一种反应是1个氘核和1个氚核()聚变为一个氦核()，试完成这个反应的方程式． (2)若氘核的质量为2.0141u，氚核的质量为3.0161u，中子的质量为1.0087u，氦核的质量为4.0026u．其中u是原子质量单位，已知1u相当于931MeV的能量，则上述核反应过程中释放的能量为多少？(保留3位有效数字)    120、两个氘核结合成一个氦核的过程中可释放多少核能？若1千克氘完全结合成氦，则可放出多少能量？已知m氘＝2.0141u，m氦＝4.0026u．阿伏伽德罗常数N0＝6×1023.1/mol．    121、铀核裂变生成钡，已知铀、钡、氪和中子的质量分别为235.0439u、140.9139u、91.38973u和1.0087u。 (1)试写出铀核裂变反应方程，并计算一个235U核裂变时放出的能量。 (2)我国秦山核电站的功率是30万kW，假设235U核能够完全发生裂变，其中一半的核能转化成电能。以上述核反应来估算（取2位有效数字），电站一年要消耗多少235U？    122、一个锂核(Li)吸收2.2MeV能量的光子后，衰变成一个 粒子(He)和一个氘核(H)，在这个衰变过程中，释放的能量为多少？已知Li的平均结合能是5.3MeV，He的平均结合能是7.03MeV，H的平均结合能是1.09MeV.    123、原来静止的氡核在进行衰变时，放出的粒子具有动能，设此过程中核能均转化为粒子动能， 1)求出α衰变过程中氡核剩余核动能 2)估算此过程中质量亏损是多少千克，（要求1位有效数字）    124、静止状态的镭核在α衰变中，释放出能量为0.19MeV的γ光子，并有4.87MeV的能量转化为α粒子和新核氡的动能． (1)写出衰变方程． (2)计算衰变过程中的质量亏损． (3)试求释放出的γ光子的频率．    125、科学家发现空中的γ射线都是从很远的星球发射出现的．当γ射线爆发时，在数秒钟内所产生的能量，相当于太阳在过去一百亿年内所发出的能量的总和的一千倍左右，大致相当于太阳质量全部亏损得到的能量．科学家利用超级计算机对γ射线的爆发状态进行了模拟，发现γ射线爆发是起源于一个垂死星球的“坍塌”过程，只有星球“坍塌”时，才能释放这么巨大的能量．已知太阳光照到地球所需时间为t，地球公转周期为T，真空中的光速为c，万有引力恒量为G，试推算出一次γ射线爆发所产生的能量．    126、太阳现正处于主序星演化阶段，它主要是由电子和、等原子核组成，维持太阳辐射的是内部的核聚变反应，核反应方程是2e＋4→＋释放的核能，这些核能最后转化为辐射能．根据目前关于恒星演化的理论，若由于聚变反应而使太阳中的核数目从现有数减少10％，太阳将离开主序星阶段而转入红巨星的演化阶段，为了简化，假定目前太阳全部由电子和核组成． 　　(1)为了研究太阳演化进程，需知道目前太阳的质量M．已知地球半径R=6.4×m，地球质量m＝6.0×kg，日地中心的距离r＝1.5×m，地球表面处的重力加速度g＝，一年约为3.2×．试估算目前太阳的质量M．   (2)已知质子质量=1.6726×kg，质量＝6.6458×kg，电子质量=0.9×kg，光速c＝3×m/s．求每发生一次题中所述的核聚变反应所放出的核能．     (3)又知地球上与太阳光垂直的每平方米截面上，每秒通过的太阳辐射能=1.35×．试估算太阳继续保持在主序星阶段还有多少年的寿命．(估算结果只要求一位有效数字．)    127、太阳现正处于主序星演化阶段，它主要是由电子和等原子核组成，维持太阳辐射的是内部的核聚变反应，核反应方程是2e＋→＋释放的核能，这些核能最后转化为辐射能．根据目前关于恒星演化的理论，若由于聚变反应而使太阳中的核数目从现有数减少10％，太阳将离开主序星阶段而转入红巨星的演化阶段，为了简化，假定目前太阳全部由电子和核组成． (1)为了研究太阳演化进程，需知道目前太阳的质量M．已知地球半径R=6.4×m，地球质量m=6.0×kg，日地中心的距离r=1.5×m，地球表面处的重力加速度g=10m/，一年约为3.2×s．试估算目前太阳的质量M． (2)已知质子质量=1.6726×kg，质量=6.6458×kg，电子质量=0.9×kg，光速c=3×m/s．求每发生一次题中所述的核聚变反应所放出的核能． (3)又知地球上与太阳光垂直的每平方米截面上，每秒通过的太阳辐射能=1.35×W/．试估算太阳继续保持在主序星阶段还有多少年的寿命．(估算结果只要求一位有效数字．) 核反应、核能 答案 一、单选题： 本大题共38小题， 第1小题为3分； 从第2小题到第38小题每题4分 小计148分； 共计151分。   1、◆标准答案：A       ★ 试题提示： 处于n=4的能级的氢原子回到n=1的能级的过程中，可以放出6种不同能量(对应于不同频率)的光子，其中从n=4 n=3，放出的光子能量最小，频率最低，由题意可推知，此最低的频率为 1，故处于n=3的能级的氢原子吸收频率为 1的光子跃迁到n=4的能级以后，可能有如下的6种跃迁分别发出频率为 1、 2、 3、 4、 5、 6的光．   2、◆标准答案：A   3、◆标准答案：B   4、◆标准答案：A   5、◆标准答案：D   6、◆标准答案：D   7、◆标准答案：A   8、◆标准答案：A   9、◆标准答案：B   10、◆标准答案：B   11、◆标准答案：D   12、◆标准答案：C   13、◆标准答案：C   14、◆标准答案：B   15、◆标准答案：A       ★ 试题详解： A;裂变、聚变都放出能量，依据质能互换，都有质量亏损．   16、◆标准答案：B   17、◆标准答案：B   18、◆标准答案：C       ★ 试题提示： 　   19、◆标准答案：D   20、◆标准答案：B   21、◆标准答案：B   22、◆标准答案：C   23、◆标准答案：A   24、◆标准答案：C   25、◆标准答案：B   26、◆标准答案：A   27、◆标准答案：D   28、◆标准答案：D   29、◆标准答案：A   30、◆标准答案：C   31、◆标准答案：C   32、◆标准答案：A   33、◆标准答案：A   34、◆标准答案：B   35、◆标准答案：A   36、◆标准答案：A   37、◆标准答案：B   38、◆标准答案：C 二、填空题： 本大题共48小题， 从第39小题到第41小题每题2分 小计6分； 从第42小题到第48小题每题3分 小计21分； 从第49小题到第73小题每题4分 小计100分； 从第74小题到第78小题每题5分 小计25分； 从第79小题到第84小题每题6分 小计36分； 第85小题为7分； 第86小题为9分； 共计204分。   39、◆标准答案：中子   40、    ★ 试题详解：   41、    ★ 试题详解： h/cλ   42、    ★ 试题详解：   43、    ★ 试题详解：   44、    ★ 试题详解：   45、    ★ 试题详解：   46、    ★ 试题详解：   47、    ★ 试题详解：   48、    ★ 试题详解：   49、    ★ 试题详解：   50、    ★ 试题详解：   51、    ★ 试题详解：   52、    ★ 试题详解：   53、    ★ 试题详解： 聚变,裂变,α衰变,β衰变   54、    ★ 试题详解：   55、    ★ 试题详解：   56、    ★ 试题详解：   57、    ★ 试题详解：   58、    ★ 试题详解：   59、    ★ 试题详解：   60、    ★ 试题详解： ;1.33×   61、    ★ 试题详解： ;放能   62、    ★ 试题详解：   63、◆标准答案：质子,中子,正电子,电子       ★ 试题详解： 质子;中子;正电子;电子   64、    ★ 试题详解： ,   65、    ★ 试题详解：   66、    ★ 试题详解： 2.56×MeV,1.40×   67、    ★ 试题详解： (1)3.82×J或23.85MeV (2)5.72×J或3.58×MeV 　   68、    ★ 试题详解：   69、    ★ 试题详解： (1)9.7×J或6.06MeV (2)9.5×J或5.9MeV 提示：   70、    ★ 试题详解： 24MeV,4.3×kg   71、    ★ 试题详解：   72、    ★ 试题详解：   73、    ★ 试题详解：   74、    ★ 试题详解： 1.2×   75、    ★ 试题详解：   76、    ★ 试题详解： 粒子,中子,质子,→   77、    ★ 试题详解： ,,,,   78、    ★ 试题详解：   79、    ★ 试题详解： ,3.1×   80、    ★ 试题详解： ,,   81、    ★ 试题详解：   82、    ★ 试题详解：   83、    ★ 试题详解：   84、    ★ 试题详解： 很高的能量；很强的贯穿本领；原子核受到激发后而产生(处于激发态的原子核向较低激发态或基态跃迁时发出的．   85、    ★ 试题详解： ;放出;7.52×   86、    ★ 试题详解： , 衰变； ； ； 三、多选题： 本大题共18小题， 从第87小题到第88小题每题3分 小计6分； 从第89小题到第104小题每题4分 小计64分； 共计70分。   87、◆标准答案：ABC       ★ 试题详解： 由题目可得到此核反应的方程为．则反应后的质量亏损为 　u 由质能方程　J＝7.26 MeV 原子物理部分的考题有时还要担负检查考生用数学解决物理问题的运算能力的的任务，此题就要通过准确的计算来完成．在计算过程要注意质量、能量不同单位的表示，以及不同单位之间的换算关系．   88、◆标准答案：AB       ★ 试题提示： 根据爱因斯坦质能方程，太阳内部进行着剧烈的热核反应，发出巨大的太阳光，必然会有与能量损失相对应的质量亏损．所以A选项正确．当太阳的质量亏损时，对于地球的万有引力减小，使得万有引力所提供的向心力不足以使地球在原轨道上做圆周运动．地球将远离太阳而去．在远离过程中，地球克服太阳引力做负功，动能减小，r增大，势能增加．       ★ 试题详解： 　   89、◆标准答案：BD   90、◆标准答案：BD   91、◆标准答案：ABD   92、◆标准答案：ABCD   93、◆标准答案：ABD   94、◆标准答案：CD   95、◆标准答案：BD   96、◆标准答案：ABCD   97、◆标准答案：AD   98、◆标准答案：AD   99、◆标准答案：ACD   100、◆标准答案：ABD   101、◆标准答案：BCD   102、◆标准答案：AC   103、◆标准答案：AC   104、◆标准答案：BD 四、计算题： 本大题共23小题， 从第105小题到第109小题每题6分 小计30分； 从第110小题到第113小题每题8分 小计32分； 从第114小题到第122小题每题10分 小计90分； 从第123小题到第124小题每题12分 小计24分； 从第125小题到第126小题每题15分 小计30分； 第127小题为18分； 共计224分。   105、    ★ 试题详解： ①设撞击后中子速度为v’，用中子撞击氢核时，根据弹性碰撞的规律有和，由此可得：． 同理用中子撞击氮核后，氮核的速度为：． ②由，可得：． ③．   106、    ★ 试题详解： ①;②△m=3.08×kg   107、    ★ 试题详解： ①2;②4.2×MeV   108、    ★ 试题详解： 两个中子质量：1.0087u×2=2.0174u． 两个质子质量：1.0073u×2=2.0146u． 两个中子和两个质子的质量和：4.0320u． 氦核质量：4.0026u． 质量差：0.0294u． ΔE==0.0294×1.6606×J=27.4MeV   109、◆标准答案：6次α衰变，8次β衰变       ★ 试题详解： 设发生α衰变x次，发生β衰变y次，A核原质量数为m、电荷数为z．则根据衰变规律可写出如下方程：　　 利用守恒关系可列出方程：z－(z－2x＋y)＝8…………………… ① 　　　　　　　　　　　　m－(m－4x)＝8＋16…………………② 联立这两个方程，可解得x＝6，y＝4．即发生6次α衰变，8次β衰变．   110、    ★ 试题详解： 　　(1) 　　(2)5.23×J或3.27MeV   111、    ★ 试题详解： 　　(1)可用作火箭的助推燃料,控制热核反应的进行速度 　　(2)   112、    ★ 试题详解： 解：氢原子质量及碳原子质量中均应包含它们核外电子的质量．但在计算中可减掉，故碳原子的质量代替碳原子核的质量，用氢原子质量代替氢原子核的质量． 6个氢原子质量=6×1.007825u=6.046950u 中子质量 =6×1.008665u=6.051990u 质量亏损 △m=(+)-=12.098940u-12.000000u=0.098940u 释放能量=0.098940×931.5=92.16MeV   113、◆标准答案：释放,2.52MeV能量       ★ 试题详解： 释放2. 52 Me V能量   114、    ★ 试题详解： (1)3.32MeV (2)中子3.01MeV ，氦31.01MeV   115、    ★ 试题详解： (1)7.41×J (2)7.54×J   116、    ★ 试题详解：   117、    ★ 试题详解： 　 　   118、    ★ 试题详解： 5.8   119、    ★ 试题详解： 　　(1) 　　(2)17.6MeV   120、    ★ 试题详解： 解：根据核能的可知，两个氘核结合成一个氦核的过程中，释放的核能为：△E＝△m×931.5＝(2m氘－m氦)×931.5＝23.8MEV． 知道了两个氘核结合成一个氦核所释放23.8MEV的能量，欲求1 kg氘完全结合成氦核所放出的能量，则需先弄清1kg氘中有多少对氘核．由氘的摩尔质量m0＝2×10－3kg，可以求出1kg氘中所含氘核的对数N：N＝=1.5×1026 则1kg氘完全结合成氦的过程中所放出的能量为： E＝N·△E＝1.5×1026×23.8＝3.57×1027MEV．   121、    ★ 试题详解：   122、◆标准答案：0.7MeV       ★ 试题详解： 解：把一个锂核分解成6个自由核子要消耗能量：E耗=5.3 6=31.8MeV 由6个自由核子，分别结合成一个氦核和一个氘核，能释放的能量为 E释=7.03 4+1.09 2=30.3MeV 在整个反应中释放和得到的总能量为30.3+2.2=32.5MeV 在整个反应中耗去的能量为31.8MeV 最后得到整个反应中净得释放的能量为32.5－31.8=0.7MeV   123、    ★ 试题详解：   124、    ★ 试题详解： (1) (2)9.0 (3)4.6×   125、    ★ 试题详解： 由题给信息可知，太阳光照射到地球所通过的距离就是地球绕太阳公转的半径R，则　　　　　　　　　　　　R＝ct　　　　　　……① 设太阳质量为M，地球质量为m，地球绕太阳公转做匀速圆周运动所需的向心力由万有引力来提供，则　　　　 ……② 由爱因斯坦质能方程，可得太阳的质量全部亏损而释放的能量，依题设也是一次γ射线爆发所产生的能量为　ΔE=Mc2　　　　　　……③ 联立①②③式可得　．   126、    ★ 试题详解： 　　(1)M＝2×kg 　　(2)4.2×J 　　(3)1×年=1百亿年   127、    ★ 试题详解： 　　(1)M=2×kg 　　(2)4.2×J 　　(3)1×年=1百亿年