知识点挑题 - 高中物理 - 优优班--学霸训练营

1．

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27
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：较易

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2．（2016春•湖北期中）如图所示，有界匀强磁场的磁感应强度为B，区域足够大，方向垂直于纸面向里，直角坐标系xoy的y轴为磁场的左边界，A为固定在x轴上的一个放射源，内装镭核（

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Ra）沿着与+x成θ=60°角方向释放一个α粒子后衰变成氡核（Rn），α粒子在y轴上的N点沿-x方向飞离磁场，N点到O点的距离为l，α粒子质量为m，电荷量为q，氡核的质量为M
（1）写出镭核的衰变方程
（2）如果镭核衰变时释放的能量全部变为α粒子和氡核的动能，求一个原来静止的镭核衰变时放出的能量．

难度：较易

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3．已知中子的质量m_n=1.0087u，质子的质量m_p=1.0072u，氘核的质量为m_D=2.0135u．求质子与中子结合为氘核的过程中释放的核能为多少MeV．（已知1u相当于931MeV的能量，答案保留两位有效数字）

难度：较易

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4．三个α粒子结合成一个

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6
C，已知碳原子质量为12.0000U，氦原子质量为4.0026U．
（1）写出核反应方程；
（2）质量亏损为多少；
（3）这个核反应放出了多少Mev的能量？（1U相当于931Mev）

难度：较易

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5．（2016春•如皋市期中）如图所示，一个有界的匀强磁场，磁感应强度B=0.50T，磁场方向垂直于纸面向里，MN是磁场的左边界．在距磁场左边界MN的1.0m处有一个放射源A，内装放射物质

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Ra，

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Ra发生α衰变生成新核

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Rn（氡）．放在MN左侧的粒子接收器接收到垂直于边界．MN方向射出的质量较小的粒子，此时接收器位置距直线OA的距离为1.0m．
（1）试写出Ra的衰变方程；
（2）求衰变后α粒子的速率；
（3）求一个静止镭核衰变释放的能量．（设核能全部转化为动能，取1u=1.6×10^-27kg，电子电量e=1.6×10^-19C）

难度：较易

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6．用放射源钋的α射线轰击铍时，能发射出一种穿透力极强的中性射线，这就是所谓铍“辐射”．1932年，查德威克用铍“辐射”分别照射（轰击）氢和氮（它们可视为处于静止状态），测得照射后沿铍“辐射”方向高速运动的氢核和氮核的速度之比为7．假定铍“辐射”中的中性粒子与氢或氮发生弹性正碰，试在不考虑相对论效应的条件下计算构成铍“辐射”的中性粒子的质量．（注意：质量用原子质量单位u表示，1u等于一个¹²C原子质量的十二分之一，取氢核和氮核的质量分别为1u和14u）

难度：较易

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7．天文学家测得银河系中氦的含量约为25%，有关研究表明，宇宙中氦生成的途径有两种：一是在宇宙诞生后3分钟左右生成的；二是在宇宙演化到恒星诞生后，由恒星内部氢核聚变反应生成的．
（1）把轻核聚变反应简化为4个氢核（H）聚变成氦核（He），同时放出两个正电子（e）和两个中微子（ν），请写出氢核聚变反应的方程式，并计算一次反应释放的能量．
（2）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1×10³⁷J（即P=1×10³⁷J/s），现假定该能量全部来自于上述轻核聚变反应，试估算银河系中氦的质量（最后结果保留一位有效数字）．
（3）根据你的估算结果，对银河系中氦的主要生成途径作出判断．
〔可能用到的数据：银河系质量为M=3×10⁴¹kg，原子质量单位1u=1.66×10^-27kg，1u相当于1.5×10^-10J的能量，电子质量M_e=0.0005u，氦核质量M_α=4.0026u，氢核质量M_H=1.0078u，中微子（ν）质量为零．〕

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8． 2013年2月12日朝鲜进行了第三次核试验，韩美情报部门通过氙（Xe）和氪（Kr）等放射性气体，判断出朝鲜使用的核原料是铀（U）还是钚（Pu），若核实验的核原料是 $%20%C2%A0_%7B%2092%20%7D%5E%7B%20235%20%7D$ U，则
①完成核反应方程式 $%20%C2%A0_%7B%2092%20%7D%5E%7B%20235%20%7D$ U+ $%20%C2%A0_%7B%200%20%7D%5E%7B%201%20%7D$ n→ $%20%C2%A0_%7B%2038%20%7D%5E%7B%2090%20%7D$ Sr+ $%20%C2%A0_%7B%2054%20%7D%5E%7B%20136%20%7D$ X+ ______ ．
②本次核试验释放的能量大约相当于7000吨TNT当量，已知铀核的质量为235.0439u，中子质量为1.0087u，锶（Sr）核的质量为89.9077u，氙（Xe）核的质量为135.907 2u，1u相当于931.5MeV的能量，求一个 $%20%C2%A0_%7B%2092%20%7D%5E%7B%20235%20%7D$ U原子裂变释放的能量 ______ MeV．

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9．在所有能源中，核能具有能量密度大、区域适应性强的优势．在核电站中，核反应堆释放的核能被转化为电能．核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量的核能．
（1）核反应方程 $%20%C2%A0_%7B%2092%20%7D%5E%7B%20235%20%7D$ U+ $%20%C2%A0_%7B%200%20%7D%5E%7B%201%20%7D$ n→ $%20%C2%A0_%7B%2056%20%7D%5E%7B%20141%20%7D$ Ba+ $%20%C2%A0_%7B%2036%20%7D%5E%7B%2092%20%7D$ Kr+aX是反应堆中发生的许多核反应中的一种，则a的值为多少，X表示哪一种核？
（2）上述反应中，分别用m_U、m_B、m_K表示 $%20%C2%A0_%7B%2092%20%7D%5E%7B%20235%20%7D$ U、 $%20%C2%A0_%7B%2056%20%7D%5E%7B%20141%20%7D$ Ba、 $%20%C2%A0_%7B%2036%20%7D%5E%7B%2092%20%7D$ Kr的质量，用m_n和m_p表示中子和质子的质量，则该反应过程中释放的核能为多少？
（3）有一座核能发电站，发电能力P=1×10⁶kW，核能转化为电能的效率η=45%，设反应堆中发生的裂变反应全是（1）中的核反应，已知每次核反应过程中放出的核能E1=2.78×10^-11J，铀核的质量m_U=3.9×10^-25kg，求每年（365天）需要消耗的铀的质量．（结果保留2位有效数字）

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10．用速度几乎为零的慢中子轰击静止的硼核（

10
5
B）．产生锂核（

7
3
Li）和α粒子，已知中子的质量m_n=1.008665u，硼核的质量m_B=10.01677u，锂核的质量m_L=7.018822u，α粒子的质量m_α=4.001509u，涉及动量问题质量亏损不计．则：
（1）写出该反应的核反应方程；
（2）求出该反应放出的能量；
（3）若该反应放出的能量全部转变成生成物的动能，则锂核和a粒子的动能各是多少？（1u相当于931.5MeV，结果保留两位有效数字）

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