高中物理爱因斯坦质能方程试题

氮核N俘获一个速度为2.3×10⁷ m/s的中子,发生核反应后若只产生了两个新粒子,其中一个粒子为氦核(He)，它的速度大小是8.0×10⁶ m/s，方向与反应前的中子速度方向相同．
(1)写出此核反应的方程式，求反应后产生的另一个粒子的速度大小及方向；
(2)此反应过程中是否发生了质量亏损，说明依据．

2010年上海世博会倡导“绿色世博”和“低碳世博”的理念,世博会中国主题馆“东方之冠”高大68米的屋顶台上“镶嵌”有与建筑相融合的太阳能光伏组件,屋面太阳能板面积达3万多平方米,是目前世界最大的单体面积太阳能屋面,上海世博会场馆周围80%～90%的路灯利用太阳能发电技术来供电.
科学研究发现太阳发光是由于其内部不断发生从氢核到氦核的核聚变反应，即在太阳内部4个氢核(H)转化成一个氦核和两个正电子(e)并放出能量．已知质子的质量m_p＝1.0073 u，α粒子的质量m_α＝4.0015 u，电子的质量m_e＝0.0005 u．1 u的质量相当于931.5 MeV的能量．
(1)写出该热核反应方程；
(2)一次这样的热核反应过程释放出多少MeV的能量？(结果保留四位有效数字)

核聚变能量种具有经济性能优越、安全可靠、无环境污染等优势的新能源。近年来，受控核聚变的科学可行性已得到验证，目前正在突破关键技术，最终将建成商用核聚变电站。一种常见的核聚变反应是由氢的同位素氘（又叫重氢）和氚（又叫超重氢）聚合成氦，并释放一个中子。若已知氘原子的质量为2.0141u，氚原子的质量为3.0160u，氦原子的质量为4.0026u，中子的质量为1.0087u， 1u=1.66×10^－27kg。
（1）写出氘和氚聚合的反应方程；
（2）试计算这个核反应释放出来的能量；
（3）若建一座功率为3.0×10⁵kW的核聚变电站，假设聚变所产生的能量有一半变成了电能，每年要消耗多少氘的质量？（一年按3.2×10⁷s计算，光速c=3.0×10⁸m/s，结果取二位有效数字）

太阳内部持续不断地发生着4个质子（）聚变为1个氦核（）的热核反应，核反应方程是，这个核反应释放出大量核能。已知质子、氦核、X的质量分别为、、，真空中的光速为c.下列说法中正确的是

A．方程中的X表示中子（）

B．方程中的X表示正电子（）

C．这个核反应中质量亏损

D．这个核反应中释放的核能

2011年3月11日本福岛核电站发生核泄漏事故，其中铯137（Cs）对核辐射的影响最大，其半衰期约为30年。
①请写出铯137（Cs）发生衰变的核反应方程    [已知53号元素是碘（I），56号元素是钡（Ba）]
②若在该反应过程中释放的核能为E，则该反应过程中质量亏损为    （真空中的光速为c）。
③泄露出的铯l37约要到公元      年才会有87．5％的原子核发生衰变。

一个静止的放射性原子核处于垂直纸面向里的匀强磁场中，由于发生了某种衰变而形成了如图所示的两个圆形径迹，两圆半径之比为1∶16，有：（    ）

A．该原子核发生了α衰变

B．该原子核发生了β衰变

C．那个打出衰变粒子的反冲核沿小圆作逆时针方向运动

D．该衰变过程结束后其系统的总质量略有增加

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．

$1000\mathit{kg}$

下列说法正确的是_________。

A．卢瑟福通过粒子散射实验，提出了“原子核式结构”学说

B．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的重核裂变

C．质子、中子、粒子的质量分别是m1、m2、m3，质子和中子结合成一个粒子，释放的能量是

D．U衰变为Rn要经过4次衰变和2次衰变

已知质子、中子、氘核质量分别是m₁、m₂、m₃，光速为c。则质子和中子结合成氘核的过程中

A．吸收的能量为（m1+m2+m3）c^2

B．吸收的能量为（m1+m2-m3）c^2

C．释放的能量为（m1+m2+m3）c^2

D．释放的能量为（m1+m2-m3）c^2

(5分)一群处于激发态n=4的氢原子，跃迁时可能发出       种频率的光子；核反应方程中的X是     ，若的质量为m_u、的质量为m_T、X的质量为m_X，若光在真空中的传播速度为c，则该核反应释放的能量为        。

科学研究发现太阳发光是由于其内部不断发生从氢核到氦核的核聚变反应，即在太阳内部４个氢核转化成一个氦核和两个正电子并放出能量．已知质子的质量ｍｐ＝１．００７３ｕ， α粒子的质量ｍα＝４．００１５ｕ，电子的质量ｍｅ＝０．０００５ｕ．１ｕ的质量相当于９３１．５ＭｅＶ的能量．
①写出该热核反应方程；
②一个氢核反应平均释放出多少ＭｅＶ的能量？（结果保留４位有效数字）

卢瑟福用α粒子轰击氮核发现质子。发现质子的核反应为：。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：1uc²=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v₀=3×10⁷m/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。

卢瑟福用α粒子轰击氮核发现质子。发现质子的核反应为：。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：1uc²=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v₀=3×10⁷m/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。

利用反应堆工作时释放出的热能使水汽化以推动汽轮发电机发电，这就是核电站。核电站消耗的“燃料”很少，但功率却很大，目前，核能发电技术已经成熟，我国已具备了发展核电的基本条件。
(1)核反应堆中的“燃料”是，完成下面的核反应方程式：；
(2)一座100万千瓦的核电站，每年需要多少浓缩铀? 已知铀核的质量为235.043 9 u，中子质量为1.008 7 u，锶(sr)核的质量为89.907 7 u，氙(Xe)核的质量为135.907 2 u。1u=1.66×10^-27kg，浓缩铀中铀235的含量占2％。
(3)同样功率(100万千瓦)的火力发电站，每年要消耗多少吨标准煤?(已知标准煤的热值为2.93×10⁴KJ/kg)
(4)为了防止铀核裂变产物放出的各种射线对人体的危害和对环境的污染，需采取哪些措施?(举两种)

静止在匀强磁场中的放射性原子核X发生衰变，衰变后带电粒子运动速度和磁感线垂直，两轨迹圆半径之比，带电粒子在轨迹圆上运动的周期之比。设衰变过程释放的核能全部转化成射线粒子和反冲核的动能，已知该衰变过程前后原子核的质量亏损为m。
(1)该衰变为          衰变。(填“”或“”)
(2)写出核反应方程(反冲核的元素符号可用Y表示)：          。
(3)计算射线粒子和反冲核的动能。