时间:2017-08-07 15:09:50
1、计算题 （1）用质子轰击锂核
生成2个α粒子．己知质子质量mp=1.007 91EXAM.org8u，α粒子的质量ma="4.0026" u，锂核质量mLi="7.0160" u，已知 lu的质量对应的能量为931.5MeV。
写出该反应的核反应方程式?，核反应中释放出的能量为?。
（2）如图甲所示，在光滑水平面上的两小球发生正碰．小球的质量分别为m1和m2.图乙为它们碰撞后的s－t 图象．已知m1＝0.1 kg.求m2的质量。
参考答案：（1）
?（1分）；? 17.3MeV?（2分）
（2）解：图乙可以计算出碰前m1的速度v1＝4m/s? (1分)
碰后的速度v1′＝－2m/s?（1分）
由动量守恒m1v1＋m2v2＝m1v′1＋m2v2′?（2分）
解之得m2＝0.3 kg?（1分）
本题解析：略
本题难度：一般
2、选择题 核子结合成原子核或原子核分解为核子时，都伴随着巨大的能量变化，这是因为
[? ]
A．原子核带正电，电子带负电，电荷间存在很大的库仑力
B．核子具有质量且相距最近，存在很大的万有引力
C．核子间存在着强大的核力
D．核子间存在着复杂磁力
参考答案：C
本题解析：
本题难度：简单
3、选择题 天文学家测得银河系中的氦的含量约为25%，有关研究表明，宇宙中氦生成的途径有两条：一是宇宙诞生后的3分钟内生成；二是宇宙演化到恒星诞生后，由恒星内部的氢核聚变反应生成的，氢核聚变反应可简化为4个氢核（
H）聚变成氦核（
He），同时放出2个正电子（
e）和2个中微子（
）。已知氦核质量
4.0026u，氢核质量
=1.0078u，电子质量
=0.0005u，中微子
质量为零，1u相当于931.5 MeV的能量，则该核反应方程式和一次反应中释放出的核能分别为?（?）
A．
B．
C．
D．
参考答案：A
本题解析：考查轻核的聚变、质量亏损和核能等。四个氢核聚变成氦核的核反应方程为
，CD错；该反应中质量亏损为
，则反应释放的核能
，代入数据计算得A正确。难度较易。
本题难度：一般
4、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
5、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ΔE=Δmc2可以计算核反应中释放的核能
C．一个中子和一个质子结合成氘核时，释放出核能，表明此过程中出现了质量亏损
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：：A、爱因斯坦提出的质能方程E=mc2告诉我们，物体具有的能量与它的质量成正比．故A正确．
B、△E=△mc2中△m是亏损质量，△E是释放的核能，故B正确．
C、核反应中若质量亏损，就要释放能量，所以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．故C正确．
D、E=mc2中的E是物体具有的能量．故D错误．
清楚E=mc2和△E=△mc2的各个量的意义．
本题难度：简单