时间:2022-12-15 06:26:53
1、选择题 爱因斯坦是近代最著名的物理学家之一，曾提出许多重要理论，为物理学的发展做出过卓越贡献。下列选项中不是他的理论的是（ ? ）
A．质能方程
B．分子电流假说
C．光电效应方程
D．光速不变原理
参考答案：B
本题解析：
本题难度：简单
2、计算题 已知一个铀235核裂变时能释放200 MeV的能量，问：?
（1）1 kg铀完全裂变能释放多少能量？
（2）相当于多少吨燃烧值为2.94×107 J/kg 的煤所放出的能量？
参考答案：（1）1 kg铀完全裂变能释放8.2×1013J的能量；
（2）相当于燃烧值为2.94×107 J/kg的煤2 789 t．
本题解析：
本题难度：一般
3、计算题 两个氘核聚变产生一个中子和一个氦核（氦的同位素）。已知氘核质量mD=2.013 6 u，氦核质量mHe=3.015 0 u，中子质量mn=1.008 7 u。
(1)写出聚变方程并算出释放的核能(已知l u= 931.5 MeV)；
(2)若反应前两氘核的动能均为EkD=0.35 MeV，它们正面对撞发生聚变，且反应后释放的核能全部转变为动能，则反应产生的氦核和中子的动能各为多大？
参考答案：解：(1)聚变的核反应方程为
这个核反应中的质量亏损△m=2mD-(mHe+mn)=(2×2.013 6-3.015 0-1.008 7)u=0.003 5 u
释放的核能△E=0.003 5×931.5 MeV=3.26 MeV
(2)把两个氘核作为一个系统，对撞过程中动量守恒，由于反应前两氘核动能相同，其动量等值反向，因此反应前后系统的总动量守恒为零，即0=mHevHe+mnvn
又由于反应前后总能量守恒，故反应后氦核和中子的总动能
①
因为
，所以氦核和中子的速率之比为
把这两个关系式代入①式得
即(3.26+2×0.35)MeV=4EkHe
得氦核的动能和中子的动能分别为 
Ekn=3EkHe=2.97 MeV
本题解析：
本题难度：困难
4、计算题 用中子轰击铀核
，其中的一个可能反应是分裂成钡
和氪
两部分，放出3个中子，各个核和中子的质量如下：mU=390.313 9×10-27 kg，mn=1.674 9×10-27 kg，mBa=234.001 6×10-27 kg，mKr=152.604 7×10-27 kg。试写出核反应方程，求出反应中释放的核能。
参考答案：解：根据核反应前后的质量亏损，用爱因斯坦的质能方程就可求出释放的核能
此铀核裂变方程为
则核反应前后的质量亏损为△m=mU+mn-mBa-mKr-3mn=0.357 8×10-27 kg
由爱因斯坦的质能方程可得释放的核能为△E=△mc2=0.357 8×10-27×(2.997 9×108)2 J=3.215 7×10-11 J
本题解析：
本题难度：一般
5、计算题 在其他能源中，核能具有能量密度大、地区适应性强的优势.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，释放出大量核能.
（1）核反应方程式
+n→
+
+aX是反应堆中发生的许多核反应中的一种，n为中子，X为待求粒子，a为X的个数，则X为______，a=______.以mU、mBa、mKr分别表示、、的质量.mn、mp分别表示中子、质子的质量，c为光在真空中传播的速度，则在上述反应过程中放出的核能ΔE=__________________________.
（2）有一座发电能力为P=1.00×106 kW的核电站，核能转化为电能的效率η=40%.假定反应堆中发生的裂变反应全是本题（1）中的核反应，已知每次核反应过程放出的核能ΔE=2.78×10－11 J,的质量mU=390×10－27 kg.求每年（1年=3.15×107 s）消耗的的质量.
参考答案：（1）中子? 3?［mU－(mBa+mKr+2mn)］c2
（2）1104.77 kg
本题解析：（1）由电荷数守恒易判定X的电荷数为0，这说明X即为中子.据质量数守恒有235+1=141+92+a,则a=3
反应中的质量亏损?Δm=mU－(mBa+mKr+2mn)
据质能方程得?ΔE=Δmc2=［mU－(mBa+mKr+2mn)］c2
（2）在1年内输出的电能?W=Pt
W总=
因ΔE=2.78×10－11 J，则核反应数n=
故消耗的的质量为
m=n·mU=
mU="1104.77" kg.
本题难度：简单