时间:2017-03-01 00:35:52
1、计算题 （10分）一个静止的氡核
，放出一个α粒子后衰变为钋核
，同时放出能量为E＝0.09 MeV的光子γ。已知M氡＝222.086 63 u、mα＝4.002 6 u、M钋＝218.076 6 u，1 u相当于931.5 MeV的能量。
（1）写出上述核反应方程；
（2）求出发生上述核反应放出的能量。
参考答案：（1）
（2）6.92 MeV
本题解析：(1)根据质子数守恒，质量数守恒可得： （4分）
(2)质量亏损Δm="222.086" 63 u－4.002 6 u－218.076 6 u="0.007" 43 u （3分）
根据质能方程，核反应放出的能量ΔE=Δmc2="6.92" MeV （3分）
考点：考查了核反应方程，质能方程
本题难度：一般
2、简答题 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。维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应，核反应方程是
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＝6.4×106 m，地球质量m＝6.0×1024 kg，日地中心的距离r＝1.5×1011 m，地球表面处的重力加速度g＝10 m/s2，1年约为3.2×107秒，试估算目前太阳的质量M。
（2）已知质子质量mp＝1.6726×10－27 kg，质量mα＝6.6458×10－27 kg，电子质量me＝0.9×10－30 kg，光速c＝3×108 m/s。求每发生一次题中所述的核聚变反应所释放的核能。
（3）又知地球上与太阳垂直的每平方米截面上，每秒通过的太阳辐射能w＝1.35×103 W/m2。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。）
?
参考答案：（1）2×1030 kg?（2）4.2×10－12 J?（3）1百亿年
本题解析：（1）估算太阳的质量M
设T为地球绕日心运动的周期，则由万有引力定律和牛顿定律可知
?①
地球表面处的重力加速度
?②
?③
以题给数值代入，得M＝2×1030 kg?④
（2）根据质量亏损和质能公式，该核反应每发生一次释放的核能为
△E＝（4mp＋2me－mα）c2?⑤
代入数值，得
△E＝4.2×10－12 J?⑥
（3）根据题给假设，在太阳继续保持在主序星阶段的时间内，发生题中所述的核聚变反应的次数为?
?⑦
因此，太阳总共辐射出的能量为
E＝N·△E
设太阳辐射是各向同性的，则每秒内太阳向外放出的辐射能为
ε＝4πr2w?⑧
所以太阳继续保持在主星序的时间为
?⑨
由以上各式解得
以题给数据代入，并以年为单位，可得
t＝1×1010年＝1百亿年
本题难度：一般
3、选择题 为纪念爱因斯坦对物理学的巨大贡献，联合国将2005年定为“国际物理年”．对于爱因斯坦提出的质能方程E=mc2，下列说法中不正确的是（ ?）
A．E=mc2表明物体具有的能量与其质量成正比
B．根据△E=△mc2可计算核反应的能量
C．一个质子和一个中子结合成一个氘核时释放能量，表明此过程出现了质量亏损
D．E=mc2中的E是发生核反应中释放的核能
参考答案：D
本题解析：
本题难度：一般
4、选择题 今年3月11日，日本发生强烈地震，其灾情
A．核电站内释放的核能来自于重核的裂变
B．人只有直接接触核原料才会对人体产生危害
C．核电站内释放核能的核反应方程是
D．根据E=mc2可知，如果1kg铀全部发生核裂变反应，将释放9×1016J的能量
参考答案：A
本题解析：
本题难度：简单
5、选择题 在确保安全的前提下，我国将加大核电站建设。现已建成的核电站的能量来自于：
A．天然放射性元素衰变放出的能量
B．人工放射性同位素放出的的能量
C．重核裂变放出的能量
D．轻核聚变放出的能量
参考答案：C
本题解析：已建成的核电站的能量来自于重核裂变放出的能量，选项C正确
点评：本题难度较小，熟悉和了解核电站产生能量的原理
本题难度：简单