上海中国中学高中物理选修三第五章《原子核》测试(包含答案解析)

一、选择题
1．(0分)[ID ：130928]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，则以下说法正确的是（ ）
A ．该原子核发生了α衰变
B ．反冲核沿小圆做逆时针方向运动
C ．原静止的原子核的原子序数为17
D ．沿大圆和沿小圆运动的粒子的周期相同
2．(0分)[ID ：130914]我国科学家为解决“玉兔号”月球车长时间处于黑夜工作的需要，研制了一种小型核能电池，将核反应释放的核能转变为电能，需要的功率并不大，但要便于防护其产生的核辐射。

请据此猜测“玉兔号”所用核能电池有可能采纳的核反应方程是（ ）
A ．3241
1120H H He n +→+
B ．
235
1141921
92056360U n Ba kr 3n +→++
C ．
238
2380
94951Pu Am e -→+
D ．274301
132150Al He P n +→+
3．(0分)[ID ：130913]放射性同位素14C 在考古中有重要应用，只要测得该化石中14C 残存量，就可推算出化石的年代，为研究14C 的衰变规律，将一个原来静止的14C 原子核放在匀强磁场中，观察到它所放射的粒子与反冲核的径迹是两个相内切圆，圆的半径之比R ：r =7：1，如图所示，那么14C 的衰变方程式应是（ ）
A ．14104
642C Be+He → B ．14140
651C Be+e → C ．14
14
671C N+e -→
D ．14
13
1
651C B+H →
4．(0分)[ID ：130910]下列说法中正确的是（ ） A ．钍的半衰期为24天。

1g 钍234
90
Th 经过 120 天后还剩0.2g 钍
B ．一单色光照到某金属表面时，有光电子从金属表面逸出，延长入射光照射时间，光电子
的最大初动能不会变化 C ．放射性同位素
23490
Th 经α、β衰变会生成22286Rn ，其中经过了2次α衰变和 3 次β衰变
D ．大量处于n =4激发态的氢原子向低能级跃迁时，最多可产生4种不同频率的光子 5．(0分)[ID ：130885]某原子核A 先进行一次β衰变变成原子核B ，再进行一次α衰变变成原子核C ，则（ ）
A ．核C 的质子数比核A 的质子数少2
B ．核A 的质量数减核
C 的质量数等于3 C ．核A 的中子数减核C 的中子数等于3
D ．核A 的中子数减核C 的中子数等于5
6．(0分)[ID ：130875]在匀强磁场里有一个原来静止的放射性碳14，它所放射的粒子与反冲核X 的径迹是两个相切的圆．圆的直径比为7∶1，碳14的衰变方程是( ) A ．14
4
10
624C He X →+ B ．14115
606C e X -→+
C ．14
14
617C e X -→+ D ．142
12
615
C H X →+
7．(0分)[ID ：130866]一个静止的铀核，放射一个α粒子而变为钍核，在匀强磁场中的径迹
如图所示，则正确的说法( )
A ．1是α，2是钍
B ．1是钍，2是α
C ．3是α，4是钍
D ．3是钍，4是α
8．(0分)[ID ：130861]在匀强磁场中有一个原来静止的碳14原子核，它放射出的粒子与反冲核的径迹是两个内切的圆，两圆的直径之比为7：1，如图所示，那么碳14的衰变方程为
A ．14014
615C e B →+ B ．14410
624C He B e →+ C ．142
14615
C H B →+
D ．14
146-17
C e N →+
9．(0分)[ID ：130859]铀核裂变的产物是多样的，一种典型的铀核裂变的核反应方程是
2351891
92
036r 0U n X K 3n +→++，则下列叙述正确的是
A ．X 原子核中含有144个核子
B ．X 原子核中含有86个中子
C ．因为裂变时释放能量，出现质量亏损，所以裂变后的总质量数减少
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
10．(0分)[ID ：130854]贝克勒尔在120年前首先发现了天然放射现象，如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用．下列属于放射性衰变的是 A ．14
14067
1C N e -→
+
B ．2351139951
920533902U n I Y n +→++
C ．23
4
1
1120H +H He+n → D ．4
27
301
213
150He +
Al P+n →
11．(0分)[ID ：130950]研究表明，中子（1
0n ）发生β衰变后转化成质子和电子，同时放出质量可视为零的反中微子e ν。

在磁感应强度为B 的匀强磁场中，一个静止的中子发生β衰变，放出的质子在与磁场垂直的平面内做匀速圆周运动，其动能为E k 。

已知中子、质子、电子的质量分别为m 1、m 2、m 3，元电荷为e ，真空中光速为c ，则下列说法正确的是（ ）
A ．质子的动量大小为2m c
B ．中子衰变的核反应式为0
110
011e 1n p e ν-→++
C ．电子和反中微子的总动能为（m 2+m 3–m 1）c 2–E k
D ．质子的圆周运动可等效成一个环形电流，其大小为22
2e B m π
12．(0分)[ID ：130936]最近几年，原子核科学家在超重元素的探测方面取得重大进展。

1996年科学家在研究某两个重核结合成超重元素的反应时，发现生成的超重元素的核A
Z X
经过6次α衰变、2次β衰变后的产物为253
100
Y 。

由此可以判定超重元素的原子序数和质量数分别是（ ） A ．110，265
B ．110，277
C ．114，277
D ．114，265
二、填空题
13．(0分)[ID ：131042]核电站利用核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。

请解答以下问题，计算结果保留两位有效数字。

(1)核反应堆中的“燃料”是235
92U ，请完成核反应方程式：
()()235
1901
92
0540U n Sr Xe 10n +→++；（_______）（________）
(2)铀核的质量U m 为235.0439u ，中子的质量n m 为1.0087u ，锶（Sr ）核的质量Sr m 为
89.9077u ，氙（Xe ）核的质量Xe m 为135.9072u ，1u 为271.6610kg -⨯，浓缩铀中铀
235的含量占2%。

求一座100万千瓦的核电站每年（73.1510s t =⨯）大约需要多少吨浓缩铀？（________）
14．(0分)[ID ：131038]在核反应134
012n X H He E +→++∆E 过程中，X 是未知核。

由核反应知识可以确定X 核为______ 。

若1
0n 、X 核、3
1H 和4
2He 的静止质量分别为1m 、x m 、
3m 和4m ，则E ∆的值为______。

15．(0分)[ID ：131029]
23290
Th(钍)经过一系列α和β衰变，变成
20882
Pb(铅),这一系列反应
中有___次α衰变____次β衰变。

16．(0分)[ID ：131006]辽宁红沿河核电站位于瓦房店市东岗镇，是中国首次一次性同意4台百万千瓦级核电机组标准化、规模化建设的核电项目，是东北地区第一个核电站。

如图所示，1号机组2013年2月17日15时09分并网成功。

核电站将_____________能最终转化为电能。

核电站一台发电功率为106kW 的核电机组每天能发_____________kW•h （一天按24h 计算）。

17．(0分)[ID ：131001]随着现代科学的发展，大量的科学发展促进了人们对原子、原子核的认识，下列有关原子、原子核的叙述正确的是_______________．（填选项前的编号） ①卢瑟福α粒子散射实验说明原子核内部具有复杂的结构 ②天然放射现象标明原子核内部有电子 ③轻核骤变反应方程有：2
3
6
1
1220H H He n +→+
④氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级和从n=2能级跃迁到n=1能级，前者跃迁辐射出的光子波长比后者的长
18．(0分)[ID ：130968]人类认识原子结构和开发利用原子能经历了十分曲折的过程。

请按要求回答下列问题。

(1)卢瑟福、玻尔、查德威克等科学家在原子结构或原子核的研究方面作出了卓越的贡献。

请选择其中的两位，指出他们的主要成绩。

①___________________________________________________； ②___________________________________________________。

(2)在贝克勒尔发现天然放射现象后，人们对放射线的性质进行了深入研究，图为三种射线在同一磁场中的运动轨迹，请从三种射线中任选一种，写出它的名称和一种用途。

__________________________________________________。

19．(0分)[ID ：130965]一个原子核经过一次α衰变和一次β衰变，成为一新原子核，则新核与原来核相比，质子少了___________个，中子少了___________个。

20．(0分)[ID ：130955]在β衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出。

中微子的性质十分特别，因此在实验中很难探测。

1953年，莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统，利用中微子与水中11H 的核反应，间接地证实了中微子的存在。

(1)中微子与水中的11H 发生核反应，产生中子（1
0n ）和正电子（0
1e ），即：中微子＋
11
H →10n ＋0
1e ，可以判定，中微子的质量数和电荷数分别是___________。

(2)上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体后，可以转变
为两个光子（γ），即01e ＋0
1e -→2γ，已知正电子和电子的质量都为9.1×10-31kg ，反应中产
生的每个光子的能量约为___________J 。

正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子，原因是什么__________________？
三、解答题
21．(0分)[ID ：131144]核聚变的燃料可从海水中提取。

海水中的氘主要以重水的形式存在，含量为0.034g/L 。

从1L 海水中提取的氘发生聚变反应时，能释放多少能量？相当于燃烧多少升汽油？（汽油的热值为74.610J/kg ⨯）
22．(0分)[ID ：131105]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。

求：
(1)一座100万千瓦的核电站，每年需要多少吨浓缩铀？已知铀核的质量为235.0439u ，中子质量为1.0087u ，锶（Sr ）核的质量为89.9077u ，氙核（Xe ）的质量为135.9072u ，
271u 1.6610kg -=⨯，浓缩铀中铀235的含量占2%。

(2)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73.0810J/kg ⨯）？
(3)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2种）？
23．(0分)[ID ：131099]核电站的核心部件是原子核反应堆。

现有一座原子核反应堆的功率为4110kW ⨯，1h 消耗燃料为8.75g 。

已知每个铀235裂变时放出的核能为8210eV ⨯，求燃料中铀235所占的百分率。

24．(0分)[ID ：131098]某核电站，一天要消耗0.53kg
23592
U 。

设每个铀核裂变时放出200
MeV 的能量核电站的效率为20%，求这座核电站的发电功率。

25．(0分)[ID ：131089]静止在匀强磁场中的锂核6
3Li 获一个速度为v 0=7.7×104m/s 的中子而发生核反应，反应中放出α粒子及一个新核，已知α粒子的速度大小为v 2=2×104m/s ，方向与反应前的中子速度方向相同，如图所示，设质子质量与中子质量相等。

(1)写出核反应方程式并求出新生核的速度；
(2)在图中画出α粒子与新生核的运动轨迹，并求出轨道半径之比； (3)α粒子旋转3周时，新生核旋转几周。

26．(0分)[ID ：131065]两个动能均为1MeV 的氘核发生正面碰撞，引起如下反应：
22311
111H H H H +→+试求：
（1）此核反应中放出的能量E ∆为多少？
（2）若放出的能量全部变为新生核的动能，则新生的氢核具有的动能是多少？(21H )的质量为2.0136u ，31H 的质量为3.0156u 。

1
1H 的质量为1.0073u 。

1u=931.5MeV ）
【参考答案】
2016-2017年度第*次考试试卷 参考答案
**科目模拟测试
一、选择题 1．B 2．C 3．C 4．B 5．C 6．C 7．B 8．D 9．A 10．A 11．D 12．B
二、填空题 13．13627吨
14．
15．4
16．核
17．③
18．卢瑟福提出了原子的核式结构模型(或其他成就)玻尔首次把量子理论引入到原子结构中提出了轨道量子化和能量量子化的思想进一步发展了原子结构理论并成功解释了氢光谱(或其他成就)1为α射线利用它的电离作用很强
19．3
20．0和082×10-14产生一个光子违反动量守恒定律
三、解答题
21．
22．
23．
24．
25．
26．
2016-2017年度第*次考试试卷参考解析
【参考解析】
**科目模拟测试
一、选择题
1．B
带电粒子速度垂直于磁场时，在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，则有
2
v qvB m r
=
则粒子做圆周运动的半径和周期分别为
mv r qB
=
，22r m
T v qB ππ== A ．由运动轨迹可知，衰变产生的新粒子与新核所受洛伦兹力方向相同，而两者运动方向相反，故小粒子应该带负电，故发生了β衰变，故A 错误；
B ．根据动量守恒可知，静止的原子核发生衰变产生的β粒子与反冲核的动量相等，且反冲核的电荷量大于β粒子的电荷量，由mv
r qB
=
得，反冲核必沿小圆周运动，又因为反冲核带正电，由左手定则可知，反冲核运动方向为逆时针，故B 正确；
C ．设反冲核圆周运动的半径为r 1，β粒子圆周运动的半径为r 2，由A 、B 项的分析和公式
mv r qB
=
得 1221116
r q r q == β粒子的电荷数为1，反冲核核电荷数为16，则静止的原核的原子序数为15，故C 错误； D ．由周期公式2m
T qB
π=得，周期与比荷有关，而β粒子与反冲核比荷不同，故D 错误。

故选B 。

2．C
解析：C
A ．是聚变反应，反应剧烈，至今可控聚变反应还处于各种实验研究阶段，故A 项不合题意；
B ．是裂变反应，虽然实现了人工控制，但因反应剧烈，防护要求高还不能小型化，故B 项不合题意；
C ．是人工放射性同位素的衰变反应，是小型核能电池主要采用的反应方式，故C 项符合题意；
D ．是人工核反应，需要高能α粒子，故D 项不合题意。

故选C 。

3．C
解析：C
由图看出，原子核衰变后放出的粒子与新核所受的洛伦兹力方向相同，而两者速度方向相反，则知两者的电性相反，新核带正电，则放出的必定是β粒子，发生了β衰变，β粒子是电子，故C 正确，ABD 错误。

4．B
解析：B
A ．钍的半衰期为24天，1g 钍23490
Th 经过120天后，发生5个半衰期，1g 钍经过120天后
还剩
5
10.031252
m m g ==（） 故A 错误。

B ．光电效应中，依据光电效应方程E km =hγ-W ，可知，光电子的最大初动能由入射光的频率和逸出功决定，与入射光照射时间长短无关，故B 正确。

C ．钍
23490
Th 衰变为22286Rn 可知质量数少12，电荷数少4，因为经过一次α衰变，电荷数少
2，质量数少4，经过一次β衰变，电荷数多1，质量数不变，可知经过3次α衰变，2次β衰变，故C 错误。

D ．大量处于n =4激发态的氢原子向低能级跃迁时，最多可产生2
4
6C =种不同频率的光子，故D 错误。

故选B 。

5．C
解析：C
原子核A 进行一次β衰变后，一个中子转变为一个质子并释放一个电子，再进行一次α衰变，又释放两个中子和两个质子，所以核A 比核C 多3个中子、1个质子．故C 项正确，ABD 三项错误．
点睛：α衰变：新核比旧核的质量数少4，电荷数少2；新核中质子数、中子数比旧核均少2．β衰变：新核与旧核的质量数相等，电荷数多1，新核中质子数比旧核多1，中子数比旧核少1；β衰变的本质是原子核中一个中子变成质子的同时立即从核中放出一个电子．
6．C
解析：C 因mv
r qB
=
，由动量守恒可知，放出的粒子和反冲核满足1122m v m v =，所以11122212217·1
r m v q B q r q B m v q ===，又因为两个粒子的速度方向相反，根据左手定则可知两个粒子的带电量电性相反，一正一负，可得14
14
617C e N -→+，故C 正确，ABD 错误； 故选C ． 【点睛】
静止的放射性碳14，它所放射的粒子与反冲核，系统动量守恒，结合带电粒子在匀强磁场中的半径公式，求出放射的两粒子的电量比，再根据左手定则确定电荷的电性，从而根据电荷数守恒、质量数守恒选出正确的核反应方程式
7．B
一个静止的铀核发生α衰变后变为钍核，α粒子和钍核都在匀强磁场中做匀速圆周运动，根据动量守恒定律知，两粒子的动量大小相等，速度方向相反，都为正电，根据左手定则，为两个外切圆；根据mv
r qB
=
，因两粒子的动量大小相等、磁感应强度B 相同，则电量大的轨道半径小，知1是钍核的径迹，2是α粒子的径迹。

故选B 。

8．D
解析：D 【分析】
核衰变过程动量守恒，反冲核与释放出的粒子的动量大小相等，根据左手定则判断粒子与反冲核的电性关系．结合带电粒子在匀强磁场中圆周运动的半径公式可得粒子与反冲核的电荷量之比．
原来静止的146C 原子核衰变，原子核的衰变过程满足动量守恒，粒子与反冲核的速度方向相反，根据左手定则判断得知，粒子与反冲核的电性相反，则知粒子带负电，所以该衰变是β衰变，此粒子是β粒子，符号为0
1e -,可得两带电粒子动量大小相等，方向相反，就动量大小而言有：m 1v 1=m 2v 2,由带电粒子在匀强磁场中圆周运动的半径公式可得：mv
r qB
=
，可见r 与q 成反比．由题意，大圆与小圆的直径之比为7:1，半径之比为7:1，则得粒子与反冲核的电荷量之比为1:7．所以反冲核的电荷量为7e ，电荷数是7，其符号为147N .碳14的衰变方程应为14
14
617C e+N -→.故选D ． 【点睛】
原子核的衰变过程类比于爆炸过程，满足动量守恒，而带电粒子在匀强磁场中圆周运动的半径公式中的分子恰好是动量的表达式，要巧妙应用.
9．A
解析：A 【解析】
试题分析：根据质量数守恒与电荷数守恒即可判断出X 中的质子数与中子数；根据质量亏损，结合爱因斯坦质能方程求出释放的能量．铀核裂变放出的能量很高，反应前后质量数守恒，有质量亏损．
根据质量数守恒，则X 的质量数：m=235+1-89-3=144，可知X 原子核中含有144个核子；根据核电荷数守恒，得：z=92-36=56，所以X 中的中子数：n=m-z=144-56=88，可知X 原子核中含有88个中子，故A 正确B 错误；在核反应的过程中，质量数是守恒的．总质量数既不减小，也不增加，由于存在质量亏损，所以生成物的质量小于反应物的质量之和，CD 错误．
10．A
解析：A
A 为β衰变方程，
B 为重核裂变，
C 轻核聚变，
D 原子核的人工转换，所以A 正确．
11．D
解析：D
A ．质子的动量大小为 p ，A 错误；
B ．根据核反应过程质量数，电荷数守恒定律可知，中子衰变的核反应式为
110
11e
0n p e ν-→++ B 错误；
C ．电子和反中微子的总动能为（m 2-m 3–m 1）c 2–E k ，C 错误；
D ．质子的圆周运动可等效成一个环形电流，由洛伦兹力提供向心力，则有
2
2v qvB m R
= ，2R T v π= ，e I T =
联立解得
22
2e B
I m π=
D 正确。

故选D 。

12．B
解析：B
由题意可知，设“超重”元素的原子序数为n ，质量数为m ，因此中子数为m −n ，设经6次α衰变和2次β衰变后变为253
100Y ，由质量数和电荷数守恒有
n =100+2×6−2 m =253+4×6
解得
n =110 m =277
所以ACD 错误，B 正确。

故选B 。

二、填空题 13．13627吨 解析：136 27吨
(1)[1][2]根据电荷数守恒和质量数守恒可得，核反应方程式为
2351901361
92
038540U n Sr Xe 10n +→++
(2)[3]核反应的质量亏损是
235.0439u 1.0087u 89.9077u 135.9072u 10 1.0087u 0.1507u m ∆=+---⨯=
根据爱因斯坦质能方程，每个235
92U 发生裂变释放的能量为
()2278110.1507 1.6610310J 2.2510J E mc --∆=∆=⨯⨯⨯⨯≈⨯
一座100万千瓦的核电站每年产生的电能为
971610 3.1510J 3.1510J Q Pt ==⨯⨯=⨯
设需要浓缩铀中铀235的质量为m ，总个数为N
27235.0439 1.66102%
m N -⨯=
⨯⨯ 由能量守恒得
Q N E =⨯∆
代入数据解得
42.710kg m ≈⨯
所以大约需要27吨浓缩铀。

14．
6
3
Li ()2134x m m m m c +-- [1]由核反应过程中电荷数，质量数守恒可知X 核子的质量数为6和电荷数为3则X 核为
63
Li 。

[2]根据爱因斯坦的质能方程求释放的能量
()221x 34E mc m m m m c ∆=∆=+--。

15．4
解析：4
[1]发生一次α衰变质量数减少4，故发生α衰变的次数为
(232208)46-÷=
[2] 发生一次α衰变核电荷数减少2，发生一次β 衰变核电荷数增加1，故发生β衰变的次数为反应物的总的核电荷数增加数
82(26)904+⨯-=16．核
解析：核 72.410⨯
[1] 核电站主要是依靠可控的核裂变，将核能最终转化为电能的； [2] 一台核电机组一天的发电量：610W Pt ==kW×24h=72.410⨯kW•h 。

17．③
解析：③
卢瑟福通过α粒子散射实验提出原子核式结构模型，天然放射现象说明原子核内部具有复杂的结构，故①②错误．轻核聚变方程电荷数守恒、质量数守恒．故③正确．氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级放出的光子能量比从n=2能级跃迁到n=1能级大，由公式
hc
E λ
=
，可知，前者跃迁辐射出的光子波长比后者的短，故④错误；故选③
点睛：解决本题的关键理解物理学史，以及掌握核反应的方程的规则，注意理解天然放射与α粒子散射实验的现象的意义．
18．卢瑟福提出了原子的核式结构模型(或其他成就)玻尔首次把量子理论引入
到原子结构中提出了轨道量子化和能量量子化的思想进一步发展了原子结构理论并成功解释了氢光谱(或其他成就)1为α射线利用它的电离作用很强
解析：卢瑟福，提出了原子的核式结构模型(或其他成就)。

玻尔，首次把量子理论引入到原子结构中，提出了轨道量子化和能量量子化的思想，进一步发展了原子结构理论，并成功解释了氢光谱(或其他成就)。

1为α射线，利用它的电离作用很强，可消除静电。

(1)①[1]卢瑟福，提出了原子的核式结构模型(或其他成就)。

②[2]玻尔，首次把量子理论引入到原子结构中，提出了轨道量子化和能量量子化的思想，进一步发展了原子结构理论，并成功解释了氢光谱(或其他成就)。

(2)[3]1为α射线，利用它的电离作用很强，可消除静电； 2为γ射线，利用它的穿透本领很强，可用于工业探伤；
3为β射线，利用它的穿透本领较强，可用于控制工业生产线上某些金属板的厚度。

19．3
解析：3
[1][2] 某放射性元素经过1次α衰变和1次β衰变共产生：一个氦原子核一个电子，所以质子数减少：2×1+1×（-1）=1，中子数减少：2+1=3。

20．0和082×10-14产生一个光子违反动量守恒定律
解析：0和0 8.2×10-14 产生一个光子违反动量守恒定律。

(1)[1]发生核反应前后，粒子的质量数和电荷数均不变，据此可知中微子的质量数和电荷数都是0。

(2)[2]产生能量是由于质量亏损。

两个电子转变为两个光子之后，质量变为零，则ΔE=Δmc 2，故一个光子的能量为
2E
∆，代入数据得
148.210J 2
E -∆=⨯。

[3]正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体，故系统总动量为零，故只有产生2个光子，此过程才遵循动量守恒定律，即产生一个光子违反动量守恒定律。

三、解答题 21．
101.910J ⨯，551L
氘聚变方程为
2
24
1
12
H+H He → 两个氘核释放的能量为
2ΔΔ(2 2.0141 4.0026)931.5Mev 23.8464Mev E mc ==⨯-⨯=
1L 海水中含有氘核为
23220.034
6.02101102
N =
⨯⨯=⨯个 从1L 海水中提取的氘发生聚变反应时，能释放
2210Δ23.84640.510Mev=1.910J 2
N
E E =
=⨯⨯⨯
相当于燃烧的汽油质量为
17
04.610
1.910kg 413kg m ⨯==⨯ 其体积为
413L=551L 0.75
m V ρ=
=22． (1)27t ；(2)61.0210t ⨯；(3) 见解析 (1)一次核反应的质量亏损为
235.0439u 1.0087u 89.9077u 135.9072u 10 1.0087u 0.1507u m ∆=+---⨯=
一年释放的核能为
9110365243600(J)E W Pt ===⨯⨯⨯⨯
根据质能方程
2E mc =
总的质量亏损为
0.3504kg m =
需要的浓缩铀为
235.0439u 2%m
M m
∆=
解得
7t 2M =
(2)根据题意得
7W 3.0810J /kg Pt m '==⨯⨯
解得
61.0210(t)m '=⨯
(3)修建水泥层，屏蔽防护，废料深埋等。

23．
5%
该反应堆每小时输出的能量为
E =Pt =1×107×3600J=3.6×1010J
设放出这些能量消耗的纯铀235的质量为m ，则有
23819106.0210210 1.610J 8.210m 235
m
E -=
⨯⨯⨯⨯⨯⨯≈⨯ 那么纯铀235的质量
10
10
3.6100.4398.210
m g g ⨯=≈⨯ 则燃料中铀235所占的百分率为
0.439
0.055%8.75
≈=24． 8110W ⨯
0.53kg 含有的铀原子个数
3
23240.5310 6.0210 1.3610235
A A m N nN N M ⨯===⨯⨯=⨯个
每个铀核裂变时放出200MeV 的能量，那么0.53kg 铀235裂变后释放的能量
E =1.36×1024×200×106×1.6×10-19=4.35×1013J
因核电站的效率为20%，因此核电站一天的发电量
W =20%×4.35×1013J=8.7×1012J
则这座核电站的发电功率为
1288.710W 110W 243600
W P t ⨯===⨯⨯25．
(1)6134
3012Li n H He +→+，3110m/s ⨯，与中子初速度相反；(2)
，
3
40
；(3)2 (1)根据质量数和电荷数守恒可得，核反应方程为
6134
3
012Li n H He +→+
核反应前后满足动量守恒，选取中子的初速度的方向为正方向，则有
ααn n H H m v m v m v =+
则
44
3H 17.7104210m/s=110m/s 3
v ⨯⨯-⨯⨯=-⨯
(2)α粒子与新生核在磁场中做匀速圆周运动，由左手定则可知它们的运动方向如图所示
α粒子和新生核在磁场中做匀速圆周运动，其洛伦兹力提供向心力得
2
v qvB m r
=
则
mv r qB
=
所以
H H
H H H ααααα23=402m v r m v e B m v r m v e B
⋅==⋅ (3)由周期公式2π=
m
T qB
得 αH αH αH 142233
T q m T q m ⨯===⨯ 在时间t 内旋转的圈数
=
t N T
所以它们的转动圈数之比为
H ααH :2:3:n n T T ==
则当α粒子转3周时，新生核旋转2周
26．
（1）4.005MeV ；（2）4.5MeV
（1）此核反应中的质量亏损和放出的能量分别为
2 2.0136 3.0156 1.0073u 0.004()3u m ∆=⨯--=
20.004
931.5MeV 4.005MeV 3
E mc ∆=∆=
⨯= （2）因碰前两氘核动能相同，相向正碰，故碰前的总动量为零，因核反应中的动量守恒，故碰后质子和氚核的总动量也为零，设其动量分别为1p 和1p -必有
12p p =-
设碰后质子和氚核的动能分别为E k1和E k2，质量分别为m 1和m 2，则
2
12k1111222
2k2
22
12
31p E m v m m p E m v m m ==== 故新生的氢核的动能为
()1k033
(4.0052) 4.5MeV 44
k E E E MeV =
∆+=+=。