高中物理爱因斯坦质能方程试题

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 $4{}_1{}^1\text{H}\to {}_2{}^4\text{H}\text{e+2}{}_1{}^0\text{e}\text{+2}v$ ，已知 ${}_1{}^1\text{H}$ 和 ${}_2{}^4\text{H}\text{e}$ 的质量分别为 $m_{\text{P}}=1.0078\text{u}$ 和 $m_{\alpha }=4.0026\text{u}$ ， $1\mathrm{u}=931\mathrm{MeV}/{\mathrm{c}}^2\mathrm{}$ ， c为光速。在4个 ${}_1{}^1\text{H}$ 转变成1个 ${}_2{}^4\text{H}\text{e}$ 的过程中，释放的能量约为（ ）           

A. $8\mathrm{MeV }$ B. $16\mathrm{MeV }$ C. $26\mathrm{MeV}$ D. $52\mathrm{MeV}$

大科学工程"人造太阳"主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电，氘核聚变反应方程是： ${}_1{}^{2}H+{}_1{}^{2}H\to {}_2{}^{3}He+{}_0{}^{1}n$ ，已知 ${}_1{}^{2}H$ 的质量为 $2.0136u$ ， ${}_2{}^{3}He$ 的质量为 $3.0150u$ ， ${}_0{}^{1}n$ 的质量为 $1.0087u$ ， $1u=931\mathit{MeV}/c^2$ ． 氘核聚变反应中释放的核能约为（　　）

A．

3.7MeV

B．

3.3MeV

C．

2.7MeV

D．

0.93MeV

（1）一静止的铝原子核 ${}_{13}{}^{27}Al$ 俘获一速度为 $\text{1.0}\times {\text{10}}^7\mathrm{m}/\mathrm{s}$ 的质子p后，变为处于激发态的硅原子核 ${}_{14}{}^{28}Si$ ，下列说法正确的是_________

A．	核反应方程为 $\text{P+}{}_{13}{}^{27}Al\text{→}{}_{14}{}^{28}Si$
B．	核反应方程过程中系统动量守恒
C．	核反应过程中系统能量不守恒
D．	核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和
E．	硅原子核速度的数量级为 ${\text{10}}^5\mathrm{m}/\mathrm{s}$ ，方向与质子初速度方向一致

（2）如图所示，水平地面上有两个静止的小物块a和b，其连线与墙垂直：a和b相距l；b与墙之间也相距l；a的质量为m，b的质量为 $\frac{3}{4}m$ ，两物块与地面间的动摩擦因数均相同，现使a以初速度 $v_0$ 向右滑动，此后a与b发生弹性碰撞，但b没有与墙发生碰撞，重力加速度大小为g，求物块与地面间的动摩擦力因数满足的条件。

氘核 ${}_1^{2}H$ 可通过一系列聚变反应释放能量，其总效果可用反应式 $6_1^{2}H\to 2_2^4\mathit{He}+2_1^{1}H+2_0^{1}n+43.15\mathit{MeV}$ 表示。海水中富含氘，已知 $1\mathit{kg}$ 海水中含有的氘核约为 $1.0\times {10}^{22}$ 个，若全都发生聚变反应，其释放的能量与质量为 $M$ 的标准煤燃烧时释放的热量相等；已知 $1\mathit{kg}$ 标准煤燃烧释放的热量约为 $2.9\times {10}^{7}J$ ， $1\mathit{MeV}=1.6\times {10}^{-13}J$ ，则 $M$ 约为 $($ 　　 $)$

A．

$40\mathit{kg}$

B．

$100\mathit{kg}$

C．

$400\mathit{kg}$

D．

$1000\mathit{kg}$

一静止的U核经一次α衰变成为一个新核，释放出的总动能为4.76 MeV.问此衰变后新核的动能为多少MeV？

卢瑟福通过实验首次实现了原子核的人工转变，其核反应方程为：He+N→O+H下列说法错误的是（ ）

A．卢瑟福通过该实验提出了原子的核式结构模型

B．实验中是用α粒子轰击氮核的

C．卢瑟福通过该实验发现了质子

D．原子核在人工转变的过程中，电荷数一定守恒

E．原子核在人工转变的过程中，产生质量亏损，能量守恒不守恒

下列说法正确的是       。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）

A．查德威克通过实验发现了质子的核反应方程为

B．氡222的衰变方程，已知其半衰期越为3.8天，则约经过15.2天，16克氡222衰变后还剩1克

C．链式反应中，重核裂变时放出的中子可以使裂变不断进行下去

D．对于某种金属，超过其极限频率的入射光强度越弱，所逸出的光电子的最大初动能越小

E. 质子、中子、粒子的质量分别为m₁、m₂、m₃，质子和中子结合成一个粒子，释放的能量是（表示真空中的光速）

卢瑟福通过实验首次实现了原子核的人工转变，其核反应方程为： 下列说法错误的是

A．卢瑟福通过该实验提出了原子的核式结构模型

B．实验中是用粒子轰击氮核的

C．卢瑟福通过该实验发现了质子

D．原子核在人工转变的过程中，电荷数一定守恒

E．原子核在人工转变的过程中，产生质量亏损，能量守恒不守恒。

下列说法正确的是（ ）

A．卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型

B．结合能越大，原子核结构一定越稳定

C．如果使用某种频率的光不能使某金属发生光电效应，则需增大入射光的光照强度才行

D．发生β衰变时，元素原子核的质量数不变，电荷数增加1

E．在相同速率情况下，利用质子流比利用电子流制造的显微镜将有更高的分辨率

关于原子核的结合能，下列说法正确的是（ ）

A．原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量

B．一重原子核衰变成α粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能

C．铯原子核（Cs）的结合能小于铅原子核（Pb）的结合能

D．比结合能越大，原子核越不稳定

E．自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能

下列说法中正确的是

A．α粒子散射实验发现了质子

B．玻尔理论能解释氢的原子光谱，不能解释氦的原子光谱

C．研究辐射选用黑体的原因是因为它不反射

D．中子与质子结合成氘核的过程中能放出能量

关于近代物理，下列说法正确的是_______(选对l个给2分，选对2个给4分，有选错得0分)。

A．β衰变时β射线是原子内部核外电子释放出的

B．玻尔将量子观念引入原子领域，成功地解释了氢原子光谱规律

C．光电效应现象中，光电子的最大初动能与照射光的频率成线性关系

D．α粒子散射实验表明核外电子轨道是量子化的

E．爱因斯坦的质能方程说明质量就是能量

若核实验的核原料是，则
(i)完成核反应方程式       
(ii)已知铀核的质量为235.0439 u，中子质量为1.0087 u，锶(Sr)核的质量为89.9077 u，氙(Xe)核的质量为135.9072 u,1 u相当于931.5 MeV的能量，求一个原子核裂变释放的能量为________MeV。（小数点后保留一位）

首次用实验验证“爱因斯坦质能方程”的核反应方程是：_，，已知m_Li=7.0160u，m_H=1.0078u，m_He=4.0026u，则该核反应方程中的K值和质量亏损分别是（   ）

A．2和0.0186u	B．2和1.9970u
C．1和4.0212u	D．1和2.0056u

用初动能为E₁=0.6MeV的质子轰击静止锂核生成2个α粒子．己知质子质量m_p=1.0078u，α粒子的质量 m_a="4.0026" u，锂核质量m_Li="7.0160" u，质子的质量m_H="1.0078" u，．试回答下列问题(1 u相当于931.5MeV)
(1)写出核反应方程式
(2)核反应中释放出的能量ΔE
(3)核反应释放的能量全部用来增加了两个α粒子的动能，则核反应后两个α粒子具有总动能是多少?