知识点挑题 - 高中物理 - 优优班--学霸训练营

现在太阳向外辐射的能量是由太阳内部氢核聚变产生的，大约在$40$亿年以后太阳内部将会启动另一种核反应，其核反应方程为：$ \;_{ 2 }^{ 4 }He+ \;_{ 2 }^{ 4 }He+ \;_{ 2 }^{ 4 }He→ \;_{ 6 }^{ 12 }C$，到那时太阳向外辐射的能量是由上述两种核反应共同产生的$.$已知$ \;_{ 2 }^{ 4 }He$的质量为$m_{1}$，$ \;_{ 6 }^{ 12 }C$的质量为$m_{2}$，则下列判断正确的是$($　　$)$

A．$3m_{1}=m_{2}$

B．$3m_{1} < m_{2}$

C．$3m_{1} > m_{2}$

D．$m_{1}=3m_{2}$

难度：较易

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4．

一静止原子核$ \;_{ n }^{ m }A$衰变为$2$个静止原子核$B$和$6$个电子并释放热量$E$，其中$A$的核子比结合能为$E_{1}$，$B$的比结合能比$E_{2}$，释放时一个电子的初动能为$E_{3}$，则下列说法正确的是$($　　$)$

A．放出的$B$粒子$ \;_{ \frac {n}{2} }^{ \frac {m}{2} }B$

B．$E_{2}-E_{1}=E_{3}+E$

C．比结合能$E_{1}$小于比结合能$E_{2}$

D．该反应过程质量一定增加

难度：较易

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5．太阳向外辐射的能量主要来自于其内部的氢核聚变反应．其反应过程可简化为4个氢核（ $%20%C2%A0_%7B%201%20%7D%5E%7B%201%20%7D$ H）聚变成氦核（ $%20%C2%A0_%7B%202%20%7D%5E%7B%204%20%7D$ He），同时放出2个正电子（ $%20%C2%A0_%7B%201%20%7D%5E%7B%200%20%7D$ e）和2个中微子（ν_e），则该氢核聚变的核反应方程式为 ______ ．研究表明，银河系的年龄约为t=3.8×10¹⁷s，每秒钟银河系产生的能量约为P=1×10³⁷J，现假定该能量全部来自上述氢核聚变反应，则银河系中氦的含量约为 ______ （最后结果保留一位有效数字）（银河系质量为M=3×10⁴¹kg，氦核质量为m_α=6.6443×10^-27kg，一次氢核聚变反应所释放的能量为△E=4.14×10^-12J）．

难度：较易

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6．太阳能量来源于太阳内部氢核的聚变，设每次聚变反应可以看作是4个氢核（ $%20%C2%A0_%7B%201%20%7D%5E%7B%201%20%7D$ H）结合成1个氦核（ $%20%C2%A0_%7B%202%20%7D%5E%7B%204%20%7D$ He），同时释放出正电子（ $%20%C2%A0_%7B%201%20%7D%5E%7B%200%20%7D$ e）．已知氢核的质量为m_P，氦核的质量为m_α，正电子的质量为m_e，真空中光速为c．计算每次核反应中的质量亏损及氦核的比结合能．

难度：中等

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7．一个静止的质量为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，则衰变后新原子核速度大小为 ______ ；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，则衰变过程中质量亏损为 ______ ．

难度：较易

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8．放射性原子核 $%20%C2%A0_%7B%2092%20%7D%5E%7B%20238%20%7D$ U先后发生α衰变和β衰变后，变为原子核 $%20%C2%A0_%7B%2091%20%7D%5E%7B%20234%20%7DPa$ ．已知 $%20%C2%A0_%7B%2092%20%7D%5E%7B%20238%20%7D$ U质量为m₁=23 8.0290u； $%20%C2%A0_%7B%2091%20%7D%5E%7B%20234%20%7DPa$ 质量为m₂=234.0239u，α粒子的质量为m_α=4.0026u，电子的质量为m_e=0.0005u．（原子质量单位1u相当于931MeV的能量）．则：
（1）放射性衰变方程为 ______
（2）原子核 $%20%C2%A0_%7B%2092%20%7D%5E%7B%20238%20%7D$ U衰变为 $%20%C2%A0_%7B%2091%20%7D%5E%7B%20234%20%7DPa$ 的过程中释放能量为 ______ MeV（保留三位有效数字）．
（3）在第（2）问中，若原来 $%20%C2%A0_%7B%2092%20%7D%5E%7B%20238%20%7D$ U静止，衰变后放出的α粒子速度为v_α=3×10⁷m/s，不计电子和衰变过程中释放光子的动量，则 $%20%C2%A0_%7B%2091%20%7D%5E%7B%20234%20%7DPa$ 的速度大小约为多少（保留两位有效数字）？（请写出必要的解答过程）

难度：中等

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9． $%20%C2%A0_%7B%2027%20%7D%5E%7B%2060%20%7D$ Co发生一次β衰变后变为Ni核，在该衰变过程中还发出频率为v₁和v₂的两个光子，试写出衰变方程式，并求出该核反应因释放光子而造成的质量亏损．

难度：易

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10．一个氢原子的质量为1.6736×10^-27 kg，一个锂原子的质量为11.6505×10^-27 kg，一个氦原子的质量为6.6467×10^-27 kg．一个锂核受到一个质子轰击变为2个α粒子．
（1）写出核反应方程，并计算该反应释放的核能是多少？
（2）1mg锂原子发生这样的反应共释放多少核能？

难度：易

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