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教材知识点
高中物理
质能方程
质能方程 知识点题库
取质子的质量
m
p
=1.6726×10
﹣
27
K
g,中子的质量
m
n
=1.6749×10
﹣
27
K
g,
α
粒子的质量
m
α
=6.6467×10
﹣
27
K
g,光速
c
=3.0×10
8
m
/s,请计算
α
粒子的结合能.(计算结果保留两位有效数字)
[选修3-5]
(1)
原子核的比结合能曲线如图所示,根据该曲线,下列判断中正的有 ( )
A .
He核的结合能约为14MeV
B .
He核比
Li核更稳定
C .
两个
H核结合成
He核时释放能量
D .
U核中核子的平均结合能比
Kr核中的大
(2) (2017•江苏)质子(
H)和α粒子(
He)被加速到相同动能时,质子的动量
(选填“大于”、“小于”或“等于”)α粒子的动量,质子和α粒子的德布罗意波波长之比为
.
(3) 甲、乙两运动员在做花样滑冰表演,沿同一直线相向运动,速度大小都是1m/s,甲、乙相遇时用力推对方,此后都沿各自原方向的反方向运动,速度大小分别为1m/s和2m/s.求甲、乙两运动员的质量之比.
核能作为一种新能源在现代社会中已不可缺少,我国在完善核电安全基础上将加大核电站建设.核泄漏中的钚(Pu)是一种具有放射性的超铀元素,它可破坏细胞基因,提高患癌的风险.已知钚的一种同位素
94
239
Pu的衰变方程为:
94
239
Pu→X+
2
4
He+γ,半衰期为24100年,则下列说法中正确的是( )
A .
衰变时发出的γ射线是波长很短的实物粒子,穿透能力很强
B .
X原子核中含有143个中子
C .
10个
94
239
Pu经过24100年后一定还剩余5个
D .
衰变过程的总质量不变
下列说法中正确的是( )
A .
康普顿效应表明光子只具有能量,不具有有动量
B .
光子在空间出现的概率可以通过波动的规律确定
C .
设质子、中子、α粒子的质量分别为m
1
、m
2
、m
3
, 两个质子和两个中子聚合成一个α粒子,释放的能量是(m
1
+m
2
﹣m
3
)c
2
D .
汤姆逊通过阴极射线在电场和磁场中的偏转实验,发现阴极射线是由带负电的粒子组成的,并测出了该粒子的比荷
一个X核与一个氚核结合成一个氦核时放出一个粒子Y,由于质量亏损放出的能量为△E,核反应方程是X+
H→
He+Y;Y可以通过释放一个电子而转化为质子.下列说法中不正确的是( )
A .
Y是中子
B .
U可以俘获Y发生裂变反应
C .
X+
H→
He+Y是原子核的人工转变方程
D .
核反应X+
H→
He+Y中亏损的质量为
在科学技术研究中,关于原子定态,原子核变化的过程中,下列说法正确的是( )
A .
采用物理或化学方法可以有效地改变放射性元素的半衰期
B .
U衰变成
6
Pb要经过8次α衰变和6次β衰变
C .
从高空对地面进行遥感摄影是利用紫外线良好的穿透能力
D .
原子核所含核子单独存在时的总质量小于该原子核的质量
下列说法错误的是( )
A .
半衰期表示放射性元素衰变的快慢,半衰期越长,衰变越慢
B .
同位素的核外电子数相同,因而具有相同的化学性质
C .
阴极射线和β射线都是电子流,它们的产生机理是一样的
D .
重核裂变过程中一定伴随着质量亏损
卢瑟福用α粒子轰击氮核发现质子.发现质子的核反应为:
N+
He→
O+
H.已知氮核质量为m
N
=14.00753u,氧核的质量为m
O
=17.00454u,氦核质量m
He
=4.00387u,质子(氢核)质量为m
p
=1.00815u.(已知:1uc
2
=931MeV,结果保留2位有效数字)求:
(1) 这一核反应是吸收能量还是放出能量的反应?相应的能量变化为多少?
(2) 若入射氦核以v
0
=3×10
7
m/s的速度沿两核中心连线方向轰击静止氮核.反应生成的氧核和质子同方向运动,且速度大小之比为1:50.求氧核的速度大小.
两个中子和两个质子可以结合成一个原子核氦4.已知质子质量为1.0073u,中子质量为1.0087u,α粒子质量为4.0015u,lu相当于931.5MeV.
(1) 写出该核反应方程.
(2) 原子核氦4的结合能为多少MeV?(保留3位有效数字)
(3) 已知原子核氦3的平均结合能为2.57MeV,用数据分析氦3、4这两种核素中哪个原子核更稳定?
一个质子和两个中子聚变为一个氚核,已知质子质量
=1.0073u,u为原子质量单位,中子质量
=1.0087u,氚核质量m=3.018Ou。已知1u相当于931.5Mev。
(1) 写出聚变方程;
(2) 求出释放的核能多大?(结果保留三位有效数字)
(3) 求出每个核子平均释放的能量是多大?(结果保留三位有效数字)
太阳内部核反应的主要模式之一是质子-质子循坏,循环的结果可表示为
,已知
和
的质量分别为
和
,1u=931MeV/
c
2
,
c
为光速。在4个
转变成1个
的过程中,释放的能量约为( )
A .
8 MeV
B .
16 MeV
C .
26 MeV
D .
52 MeV
衰变的核反应方程为
,其半衰期为5.27年。已知
、
、
的质量分别为 m
1
、 m
2
、 m
3
, 下列说法正确的是( )
A .
该核反应中释放的能量为(m
2
+m
3
-m
1
)c
2
B .
该核反应中释放出的γ射线的穿透本领比β粒子强
C .
若有16个
,经过5.27 年后一定只剩下8个
。
D .
β粒子是
核外的电子电离形成的
已知
、
、
的静止质量分别是226.0254u、222.0175u、4.0026u,u为原子质量单位,且1u相当于931.5MeV。当
发生α衰变时,下列说法正确的是( )
A .
的质量等于组成它的核子的质量之和
B .
发生一次α衰变释放的核能为4.93695MeV
C .
因
的比结合能比
小,所以
比
更稳定
D .
一个静止的
发生一次α衰变,产生的
和
的速度之比约为111:2
人们发现,不同的原子核,其核子的平均质量(原子核的质量除以核子数)与原子序数有如图所示的关系。下列关于原子结构和核反应的说法正确的是( )
A .
由图可知,原子核D和E聚变成原子核F时会有质量亏损要释放能量
B .
由图可知,原子核A裂变成原子核B和C时会有质量亏损要释放能量
C .
已知原子核A裂变成原子核B和时C放出的γ射线能使某金属板逸出光,若增加γ射线强度,则逸出光电子的最大初动能增大
D .
在核反应堆的铀棒之间插入镉棒是为了增加核反应速度
国家重大科技基础设施中国散裂中子源已经通过国家验收,投入正式运行。它是研究中子特性、探测物质微观结构和运动的科研装置。在某课题研究中核反应方程为
e+X,则X是
。已知
的质量为2.0136u,
的质量为3.0180u,
的质量为4.0026u,X的质量为1.0087112u,该反应释放能量为
MeV.(质量亏损1u释放的能量约931.5MeV)
太阳辐射的总功率约为
,其辐射的能量来自于聚变反应。在聚变反应中,一个质量为
(c为真空中的光速)的氘核(
)和一个质量为
的氚核(
)结合为一个质量为
的氦核(
),并放出一个X粒子,同时释放大约
的能量。下列说法正确的是( )
A .
X粒子是质子
B .
X粒子的质量为
C .
太阳每秒因为辐射损失的质量约为
D .
太阳每秒因为辐射损失的质量约为
2020年3月20日,电影《放射性物质》在伦敦首映,该片的主角——居里夫人是放射性元素钋(
)的发现者。钋210的半衰期是138天;钋210核发生衰变时,会产生α粒子和原子核X,并放出γ射线.下列说法正确的是( )
A .
γ射线是高速电子流
B .
原子核X的中子数为82
C .
10个钋210核经过138天,一定还剩下5个钋核
D .
衰变后产生的α粒子与原子核X的质量之和小于衰变前钋210核的质量
国家重大科技基础设施“中国散裂中子源”是研究中子特性、探测物质微观结构和运动的科研装置。应用该装置进行的某次核反应,其核反应方程式为:
。已知
的质量为2.0136 u,
的质量为3.0180 u,
的质量为4.0026u,X的质量为1.0087 u,该反应释放能量为
MeV。(质量亏损释放1 u的能量约931.5 MeV;结果保留三位有效数字)
核电站利用核反应堆工作时释放出的能量,使水汽化以推动汽轮发电机发电。核反应堆中的“燃料”是
, 核反应方程为
。
(1) 求核反应方程中的x和y;
(2) 已知铀核的质量
, 中子的质量
, 锶核的质量
, 氙核的质量
, 且1u相当于931.5MeV,求该核反应释放的能量Q(用MeV表示,结果保留三位有效数字)。
以下说法正确的是( )
A .
在核聚变反应
中,X为中子
B .
氡的半衰期为3.8天,1g氡原子核在经过7.6天后只剩下0.2g氡原子核
C .
发生
衰变时原子核放出电子,说明电子是原子核的组成部分
D .
中子和质子结合成氘核,此过程质量亏损为
, 则氘核的结合能为
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