人教版选修35 核裂变 第1课时 作业.doc

19.6核裂变1一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同时辐射一个光子。已知质子、中子、氘核的质量分别为m1、m2、m3，普朗克常量为h，真空中的光速为c。下列说法正确的是a. 核反应方程是b. 聚变反应中的质量亏损mm1m2m3c. 辐射出的光子的能量e(m3m1m2)c2d. 光子的波长【答案】 b【解析】核反应方程要遵循质量数和电荷数守恒；聚变反应后质量减小，放出能量；正确利用质能方程求释放的能量；掌握光子能量、频率、波长、光速之间关系该核反应方程质量数不守恒，a错误；聚变反应中的质量亏损，故b正确；聚变反应中亏损的质量转化为能量以光子的形式放出，故光子能量为e=（m1+m2-m3）c2，故c错误；根据，得光子的波长为： ，故d错误2下列四幅图的有关说法中，正确的是()a. 若两球质量相等，碰后m2的速度一定为vb. 射线甲是粒子流，具有很强的穿透能力c. 在光颜色保持不变的情况下，入射光越强，饱和光电流越大d. 链式反应属于重核的裂变【答案】 cd【解析】两球若发生弹性碰撞，质量相等将交换速度；粒子是氦原子核，带正电，穿透能力较弱根据左手定则判断射线甲的电性；根据光电效应规律分析饱和光电流与入射光强度的关系；链式反应属于重核的裂变解：a、若两球质量相等，只有当两球发生弹性碰撞时，才交换速度，碰后m2的速度为v，若是非弹性碰撞，碰后m2的速度小于v故a错误b、由轨迹知，甲粒子所受的洛伦兹力方向向左，根据左手定则判断可知，该射线带负电，是粒子对于粒子是氦原子核，带正电，穿透能力较弱故b错误c、在光颜色保持不变的情况下，入射光的频率不变，截止电压不变，由图看出，入射光越强，单位时间内发射出的光电子越多，形成的饱和光电流越大故c正确d、核裂变是指重核发生链式反应由较大的核变成两个较小原子核的现象故d正确故选cd3关于核反应，下列说法正确的是（）a. 氢弹和原子弹都是利用的重核裂变b. 在核反应过程中，质量守恒c. 半衰期越大，原子核衰变越快d. 目前，各个国家的核能发电都利用的重核裂变【答案】 d【解析】原子弹是利用核裂变，氢弹是利用核聚变，a错误；在核反应过程中，质量数守恒，有质量亏损，所以质量不守恒，b错误；半衰期越大，原子核衰变越慢，c错误；由于轻核聚变条件不好到达，所以目前，各个国家的核能发电都利用的重核裂变，d正确4静止的氡核放出粒子后变成钋核，粒子动能为，若衰变放出的能量全部变为反冲核和粒子的动能，真空中的光速为c，则该反应中的质量亏损为a. b. 0 c. d. 【答案】 c【解析】先根据动量守恒定律列方程求解出衰变后反冲核的动能；然后根据爱因斯坦质能方程求解质量亏损设粒子的质量为，反冲核的质量为，反冲核的速度大小为则根据动量守恒定律可得，得， 粒子动能为，反冲核的动能，则释放的总动能为，根据能量守恒，则释放的核能，根据爱因斯坦质能方程，得，c正确5一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同时辐射一个光子。已知质子、中子、氘核的质量分别为，普朗克常量为h，真空中的光速为c，若产生的核能全部被光子带走。下列说法正确的是_。a. 核反应方程是b. 聚变反应中的质量亏损c. 辐射出光子的能量d. 光子的波长【答案】 bd6电子的静止质量m09.111031 kg.(1)试用焦和电子伏为单位来表示电子的静质能(2)静止电子经过106 v电压加速后，其质量和速率各是多少？【答案】 (1)8.21014 j0.51 mev(2)2.95m00.94c【解析】(1)由质能方程得：emc29.111031(3108)2 j8.21014 jev0.51 mev.(2)由能量关系得：eu(mm0)c2，解得mm0kg9.111031 kg2.691030 kg2.95 m0.结果表明速度已非常大，所以.解得：vc 3108ms10.94c.点睛：本题考查了电子的静质能、电子质量与速度，应用质能方程、相对论公式即可解题，解题时注意单位换算7假设某航空母舰的动力来自核反应堆，其中主要的核反应方程式是( ).（1）在括号内填写前的系数；（2）用m1、m2、m3分别表示、核的质量，m表示中子的质量，则上述反应过程中一个铀235核发生裂变产生的核能e是多少？（3）假设核反应堆的功率p6.0105 kw，若一个铀235核裂变产生的能量为2.81011 j，则该航空母舰在海上航行一个月需要消耗多少kg铀235？(铀235的摩尔质量m0.235 kg/mol，一个月约为t2.6106 s，阿伏加德罗常数na6.01023 mol1，计算结果保留两位有效数字)【答案】 （1）3（2）(m1m2m32m)c2（3）22 kg【解析】(1)由质量数与核电荷数守恒可知，产生的中子数为3；(2)由题意知，质量亏损为m=m1-m2-m3-2m，由质能方程可知，释放的核能为：(3)一个月内核反应产生的总能量为：e=pt同时所以解得：【点睛】核反应过程中质量数与核电荷数守恒，应用质量数与核电荷数守恒、应用质能方程即可正确解题，注意计算的正确性8中国科学院某实验室工作人员，用初速度为vo的粒子，轰击静止的氮原子核，产生了质子.若某次碰撞可看做对心正碰，碰后释放的核能全部转化为动能，新核与质子同方向运动，且垂直磁场方向，通过分析偏转半径可得出新核与质子的速度大小之比为117.写出核反应方程.求出质子的速度. (质子中子的质量均为m)估算核反应中的质量亏损.【答案】 2v0【解析】根据质量数守恒和核电荷数守恒书写核反应方程由核反应中动量守恒求质子的速度根据能量守恒定律求出放出的核能，再根据爱因斯坦质能方程求质量亏损由质量数守恒及电荷数守恒可得：核反应方程为粒子、新核的质量分别为4m、17m，质子的速度为v，选取粒子的速度方向为正方向，由动量守恒定律得： 解出核反应中放出的核能为由爱因斯坦质能方程有联立解得9镭核发生衰变放出一个粒子变为氡核 。已知镭核226质量为226.025 4 u,氡核222质量为222.016 3 u,放出粒子质量为4.002 6 u。（1）写出核反应方程;（2）求镭核衰变放出的能量;（3）若衰变放出的能量均转变为氡核和放出的粒子的动能,求放出粒子的动能。【答案】 （1）（2）6.05mev（3）5.94 mev【解析】（1）根据电荷数守恒、质量数守恒写出核反应方程；（2）根据爱因斯坦质能方程求出释放的核能；（3）根据动量守恒定律与能量守恒定律写出相应的方程，即可求出放出粒子的动能（1）由质量数与核电荷数守恒可知，该反应方程中放射出一个粒子；核衰变反应方程为： （2）该核衰变反应中质量亏损为： ，根据爱因斯坦质能方程得，释放出的核能；（3）衰变的过程中动量守恒，若衰变放出的能量均转变为氡核和放出的粒子的动能，选择粒子运动的方向为正方向，则： 联立方程，代入数据得10一个锂受到一个质子的轰击，变成两个粒子。已知一个氦原子核的质量是6.646610-27kg,一个锂原子核的质量是1.1650610-26kg,一个氢原子核的质量是1.673610-27kg,（1）试写出这一过程的核反应方程；（2）计算这一过程中的质量亏损；（3）计算这一过程中所释放的核能。【答案】 （1）2；（2）3.110-29kg；（3）2.7910-12 j；【解析】（1）这一过程的核反应方程为： 2（2）质量亏损： =11.650610-27kg+1.673610-27kg26.646610-27 kg=3.110-29kg（3）释放核能： =3.110-29(3108)2 j=2.7910-12 j11用中子轰击li发生核反应，生成氚核和粒子，并放出4.8 mev的能量(1 u相当于931.5 mev的能量)。(1)写出核反应方程；(2)求出质量亏损；(3)若中子和li是以等值反向的动量相碰,则生成的氚核和粒子的动能之比是多少?【答案】 （1） （2） （3）【解析】（1）核反应方程： （2）根据质能方程 可得： （或8.3510-31kg）（3）设m1、m2、v1、v2分别为氦核和氚核的质量和速度根据动量守恒： 所以粒子和氚核的动能之比为： 12太阳能资源，不仅包括直接投射到地球表面上的太阳辐射能，而且也包括像所有矿物燃料能、水能、风能等间接的太阳能资源，严格地说，除了地热能、潮汐能和原子核能以外，地球上所有其他能源全部来自太阳能，太阳内部持续不断地发生着四个质子聚变为一个氦核的热核反应，这种核反应释放出的能量就是太阳能的能源。(1)写出核反应方程。(2)若mh=1.007 3 u,mhe=4.002 6 u,me=0.000 55 u,则该反应中的质量亏损是多少u？如果1 u相当于931.5 mev的能量，则该反应中释放的能量是多少mev？【答案】 （1） （2）23.75mev【解析】（1）核反应方程为：（2）核反应的质量亏损为：该核反应释放的能量为：13钚的放射性同位素静止时衰变为铀核激发态和a粒子，而铀核激发态立即衰变为铀核，并放出能量为e的光子已知、和a粒子的质量分别为mpu、mu和ma写出衰变方程已知衰变放出的光子的动量可忽略，求a粒子的动能ea【答案】 【解析】根据质量数和电荷数守恒可得衰变方程为上述衰变过程的质量亏损为 放出的能量为此能量是的动能， 粒子的动能和光子的能量之和，故联立解得设衰变后的铀核和粒子的速度分别为，则由动量守恒有： 由动能的定义可知， 由解得： 由联立解得14一个静止的铀核23290u（原子质量为232.037 2u）放出一个粒子（原子质量为4.0026u）后衰变成钍核 22890 th（原子质量为228.028 7u）（已知原子质量单位1u=1.671027kg，1u相当于931.5mev的能量）(1)写出铀核的衰变反应方程；(2)算出该衰变反应中释放出的核能；(3)若释放的核能全部转化为新核的动能，则粒子的动能为多少？【答案】 23290u22890 th+24he 5.50 mev 5.4 mev【解析】根据电荷数守恒、质量数守恒23290u22890 th+24he质量亏损m=mummth=0.0059 ue=mc2=0.0059931.5 mev=5.50 mev系统动量守恒，钍核和粒子的动量