2019年高三物理总练习二轮课时功课核反应 核能的利用新苏版
九年级物理全册第二十二章第节核能课时练新版新人教版
第2节核能学校：姓名：班考号：A、只有裂变才能释放出核能B、氢弹爆炸是利用裂变释放出核能C、核反应堆中发生的链式反应是不可以控制的D、原子弹爆炸时发生的链式反应是不加控制的2、下列关于放射现象、原子核和核能的说法中,正确的是( )A、通过对放射现象的研究,物理学家确认,原子核由质子和电子组成B、放射性有着广泛的应用,但是强剂量或长时间的辐射对人体有害C、目前的核电站是利用核聚变释放的核能来发电的D、核聚变的原料“铀”在地球上的储量非常有限3、在作为人类主要能源的化石能源发生危机时,核能由于其能量密度远高于化石能源,给人类解决能源危机带来希望.但1986年切尔诺贝利核电站的核泄漏和2011年日本福岛核电站的核泄漏等,使各国对核电站的安全性不得不高度重视.造成核电站的安全性得不到保障的最主要的原因是( )A、核废料不好处理B 、核能发电技术还不成熟C、只有核裂变可控,核聚变不可控D、意外发生核泄漏时,会产生放射性污染4、关于原子弹和氢弹,下列说法正确的是( )A、原子弹就是氢弹B、原子弹爆炸时发生的是核裂变C、氢弹爆炸时发生的是核裂变D、原子弹和氢弹的威力相同5、如图所示的是一种核反应,这种核反应的原理可用于制造( )A、原子弹B、氢弹C、导弹D、普通炮弹6、关于裂变和聚变,下列说法正确的是( )A、裂变又叫链式反应,反应速度不可控制B、裂变又叫链式反应,反应速度可以控制C、聚变又叫热核反应,反应速度不用控制D、聚变又叫热核反应,反应速度可以控制7、核电站发电流程如图所示,在核电站的发电过程中,下列所述能量转化顺序正确的是( )A、核能→化学能→内能→电能B、核能→化学能→机械能→电能C、核能→内能→机械能→电能D、核能→机械能→内能→电能8、核电站发电时利用了( )A、太阳能B、核能C、风能D、水能9、核电站利用核能发电,它的核心设备是核反应堆.下列说法错误的是( )A、目前核电站都是通过聚变反应来利用核能B、核反应堆中发生的链式反应是可以控制的C、原子核分裂或聚合时释放出核能D、核能是一种不可再生能源10、下列关于核能开发的说法,你认为正确的是( )A、停止开发核能,因为开发核能会带来可怕的核泄漏,弊远大于利B、核能不是一种稳定、高效、清洁的能源,还没有好的方式和平利用核能C、站开发核能是利用可控核裂变过程中释放的核能D、核能开发是绝对安全的,即使有核泄漏也是清洁无污染的11、中科院的全超导的“人造太阳”——托克马克核聚变试验装置的调试运行成功，使我国在该领域的研究处于世界前列.氘和氚是核聚变的原料(氘、氚原子核内都只有1个质子，但含不同数目的中子)，聚变发生后，氘、氚原子核转变为氦原子核.根据以上叙述，下列说法正确的是( )A、核聚变是化学变化B、氘原子和氚原子属于不同元素C、氘原子和氚原子是氢的两种同位素D、氘原子和氚原子的相对原子质量相同12、现代的大型舰艇及航空母舰常以核反应堆作为动力,其目的是( )A、利用核裂变的巨大威力B、利用核裂变提供的巨大能量C、核反应堆在使用上比使用化石燃料更安全D、利用它发二、填空题原子核是由和中子构成的;核电站的核反应堆是利用可控制的核变释放的能量来发电的.14、今年是我国第一颗原子弹试爆成功50周年,目前核能已经被广泛和平利用,其中核电站是利用铀核(填“裂变”或“聚变”)时释放出大量的核能来发电的,核能属于(填“一次”或“二次”)能源.15、将质量很小的原子核在超高温下结合成新的原子核,会释放出更大的核能,这就是变,图中(填“甲”或“乙”)反映的就是这一核变化.16、将火柴搭成图示的结构,点燃第一根火柴后,发生的现象与相似,利用这一原理,人们发明了.17、日本福岛核电站是目前世界上最大的核电站,如图为福岛第一核电站震前全景及核电站发电流程示意图.(1)核反应堆中的核燃料是(填“可”或“不可”)再生能源.(2)核能发电的过程中,能量转化情况是核能→→→电能.发电机是利用的原理来工作的.(3)与火电站相比,核电站因其清洁、高效而备受世界多国青睐.日本强震和海啸引发的核泄漏事故,使世界各国政府在高度关注核电站安全、检讨核电发展规划的同时,也加强了对等安全、清洁能源的补贴扶持力度(填一种新能源).三、简答题,结合这张图,简要叙述核电站是如何工作的.四、计算题,能源危机开始困扰人类.人们正在寻找各种可能的未来的能源,以维持人类社会的持续发展.2006年5月24日,欧盟、美国、中国、俄罗斯等国在布鲁塞尔欧盟总部草签了一系列关于国际热核聚变试验反应堆的协议.这是人类开发新能源的一个重大尝试.热核聚变是在上亿摄氏度的高温条件下,利用氢的同位素氘、氚在可控情况下发生的核聚变.聚变反应中释放出来的核能提供大量的热量,就像造出一个“人造太阳”.反应后的生成物是无放射性污染的氦.于2010年建成的实验反应堆,可以在16 min产生1、44×1012J的热量.据媒体报道:1 L海水提取的氢的同位素,在完全聚变反应中释放的能量,相当于300 L汽油完全燃烧所释放的热量.请根据所提供的数据进行估算,并回答以下问题:(1)若汽油的密度为0、7×103kg/m3,300 L汽油的质量是多少?(1 L=1×10-3m3)(2)若汽油的热值为5×107J/kg,300 L汽油完全燃烧时能释放多少热量?(3)需要从多少升海水中提取氢的同位素,在发生聚变时才可以产生1、44×1012J的热量?若这些热量转化为电能的效率为50 %,则它可以供给一台功率是2 kW的空调正常工作多少小时?参考答案1、【答案】D 【解析】核裂变和核聚变都能放出核能,A错误;氢弹爆炸是核聚变,B错误;核反应堆中发生的链式反应是可以控制的,C错误.2、【答案】B3、【答案】D4、【答案】B5、【答案】B6、【答案】B7、【答案】C【解析】核反应堆里将核能转化为内能，通过汽轮机将内能转化为机械能，最后发电机将机械能转化为电能.8、【答案】B9、【答案】A【解析】核电站是利用核裂变来工作的而不是聚变.10、【答案】C【解析】A、开发核能可能会发生核泄漏，造成的核辐射严重污染周边环境,但合理开发核能能够解决人类面临的能源危机,错误; B、核能是一种相对较为清洁的能源,和平利用核能的方式是建造核反应堆进行发电,错误; C、核电站是利用原子核裂变发生链式反应时释放的大量能量来发电的,是可控制的,正确; D、核能开发不是绝对安全的,核辐射污染、核废料污染是极为严重的,错误.11、【答案】C【解析】考查原子核的组成、12、【答案】B【解析】核裂变可提供巨大能量----核能,加一次燃料后能使舰艇工作的时间较长，故选B.17、(1) 【答案】不可【解析】核反应堆中的核燃料在地球上的储量是有限的，是不可再生能源;(2) 【答案】内能机械能电磁感应【解析】在核电站发电过程中能量转化情况：核反应堆放出的核能转化为高温蒸汽的内能,再通过蒸汽轮机将内能转化为机械能，蒸汽机轮带动发电机转动将机械能转化为电能.(3) 【答案】太阳能、风能、地热能、生物质能(只填一种即可)【解析】世界各国加强开发利用安全、清洁能源，这些能源包括太阳能、风能、水能、潮汐能、生物质能等.18、【答案】解:核反应堆中的核裂变产生大量内能,导出的热量可以使水变成水蒸气,水蒸气推动汽轮机带动发电机发电.19、(1) 【答案】210 kg【解析】m=ρV=0、7×103×300×10-3kg=210 kg.(2) 【答案】1、05×1010J【解析】Q=mq=210×5×107J=1、05×1010J.(3) 【答案】1、37×102L1×105h【解析】设产生1、44×1012J的热量需要的海水体积为V, 因为1 L海水可产生的热量是1、05×1010J,所以所需提取氢的同位素的海水体积为V=L≈1、37×102L,空调能正常工作的时间为t==s=3、6×108s=1×105h.。
2019-2020年高考物理总复习 第12章 第2课时 原子核 核反应与核能分组训练(含解析)
2019-2020年高考物理总复习第12章第2课时原子核核反应与核能分组训练（含解析）A组半衰期及三种射线1．在存放放射性元素时，若把放射性元素①置于大量水中；②密封于铅盒中；③与轻核元素结合成化合物．则( )A．措施①可减缓放射性元素衰变B．措施②可减缓放射性元素衰变C．措施③可减缓放射性元素衰变D．上述措施均无法减缓放射性元素衰变【答案】D【解析】放射性元素的衰变快慢由其原子核内部结构决定，与外界因素无关，所以A、B、C错误，D正确．2．目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素，比如，有些含有铀、钍的花岗岩等岩石会释放出放射性惰性气体氡，而氡会发生放射性衰变，放射出α、β、γ射线，这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道等方面的疾病，根据有关放射性知识可知，下列说法正确的是( )A．氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后就剩下一个原子核了B．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子时所产生的C．γ射线一般伴随着α或β射线产生，在这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱D．发生α衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了4【答案】BC【解析】半衰期遵循统计规律，对单个或少数原子核是没有意义的，A项错误；根据三种射线的特性及衰变实质可知B、C两项正确，D项错误．B组核反应方程3．表示放射性元素碘131(13153I)β衰变的方程是( )A.13153I→12751Sb＋42He B．13153I→13154Xe＋0－1eC.13153I→13053I＋10n D．13153I→13052Te＋11H【答案】B【解析】β衰变的实质是放射出电子(0－1e)，由核反应过程中的质量数和电荷数守恒可知B 正确．4．原子核23892U 经放射性衰变①变为原子核23490Th ，继而经放射性衰变②变为原子核23491Pa ，再经放射性衰变③变为原子核23492U.放射性衰变①、②和③依次为( )A ．α衰变、β衰变和β衰变B ．β衰变、α衰变和β衰变C ．β衰变、β衰变和α衰变D ．α衰变、β衰变和α衰变【答案】A【解析】238 92U ――→① 234 90Th ，质量数少4，电荷数少2，说明①为α衰变.23490Th ――→②23491Pa ，质子数加1，说明②为β衰变，中子转化成质子．23491Pa ――→③ 23492U ，质子数加1，说明③为β衰变，中子转化成质子．C 组 核能5．太阳内部持续不断地发生着4个质子(11H)聚变为1个氦核(42He)热核反应，核反应方程是411H→42He ＋2X ，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m 1、m 2、m 3，真空中的光速为c .下列说法正确的是( )A ．方程中的X 表示中子(10n) B ．方程中的X 表示电子( 0－1e)C ．这个核反应中质量亏损Δm ＝4m 1－m 2D ．这个核反应中释放的核能ΔE ＝(4m 1－m 2－2m 3)c 2【答案】D【解析】由质量数守恒、电荷数守恒可推断出X 为01e ，A 、B 错；质量亏损为Δm ＝4m 1－m 2－2m 3，释放的核能为ΔE ＝Δmc 2＝(4m 1－m 2－2m 3)c 2，C 错、D 对．6．上海世博会太阳能应用技术引领了世界．太阳能屋顶、太阳能幕墙、太阳能汽车、太阳能动态景观……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(11H)转化成一个氦核(42He)和两个正电子(01e)并放出能量．已知质子质量m p ＝1.007 3 u ，α粒子的质量m α＝4.001 5 u ，电子的质量m e ＝0.000 5 u ，1 u 的质量相当于931 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中释放出多少MeV 的能量？(结果保留四位有效数字) 【答案】(1)411H→42He ＋201e (2)24.86 MeV 【解析】(1)411H→42He ＋201e(2)Δm ＝4m p －m α－2m e ＝4×1.007 3 u－4.001 5 u －2×0.000 5 u＝0.026 7 u ΔE ＝Δmc 2＝0.026 7 u×931 MeV＝24.86 MeV.2019-2020年高考物理总复习 第12章 第2课时 原子核 核反应与核能课时作业（含解析）一、单项选择题1．(xx·重庆)铀是常用的一种核燃料，若它的原子核发生了如下的裂变反应：23592U ＋10n→a ＋b ＋210n ，则a ＋b 可能是( )A.14054Xe ＋9336Kr B ．141 56Ba ＋9236Kr C.14156Ba ＋9338Sr D ．14054Xe ＋9438Sr【答案】D【解析】本题考查的是核反应方程式的书写，主要考查考生的理解能力．难度较小．根据裂变前后质量数守恒和核电荷数守恒可知，a 与b 的质量数之和为235＋1－2＝234，选项AB 错误；a 与b 的核电荷数之和为92，选项C 错误，选项D 正确．2．(xx·郑州模拟)下列与α粒子相关的说法中正确的是( ) A ．天然放射现象中产生的α射线速度与光速相当，穿透能力很强 B.23892U(铀238)核放出一个α粒子后就变为23490Th (钍234)C ．高速α粒子轰击氮核可从氮核中打出中子，核反应方程为42He ＋147N→168O ＋10n D ．丹麦物理学家玻尔进行了α粒子散射实验并首先提出了原子的核式结构模型 【答案】B【解析】α射线是速度为0.1c 的氦核流，穿透能力最弱，A 错误．由核反应过程中质量数、核电荷数守恒可知B 项正确．C 项中核电荷数和质量数都不守恒，C 错误．D 项中的物理学家不是玻尔而是卢瑟福所以D 错误．3．某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论，其中的两个核反应方程为11H ＋12 6C→137N ＋Q 1 11H ＋157N→126C ＋X ＋Q 2方程中Q 1、Q 2表示释放的能量，相关的原子核质量见下表： 原子核 11H 32He 42He 12 6C 13 7N 157N质量/u1.007 8 3.016 0 4.002 6 12.000 0 13.005 7 15.000 1A ．X 是32He ，Q 2>Q 1 B ．X 是42He ，Q 2>Q 1 C ．X 是32He ，Q 2<Q 1 D ．X 是42He ，Q 2<Q 1【答案】B【解析】由核反应过程中必须遵守的质量数守恒和核电荷数守恒知X 是42He ，放出热量分别为Q 1和Q 2的两个核反应中的质量亏损分别为0.002 1 u 和0.005 3 u ，故Q 2>Q 1.4．(xx·全国大纲)放射性元素氡(22286Rn)经α衰变成为钋(21884Po)，半衰期约为3.8天；但勘测表明，经过漫长的地质年代后，目前地壳中仍存在天然的含有放射性元素22286Rn 的矿石，其原因是( )A ．目前地壳中22286Rn 主要来自于其他放射性元素的衰变 B ．在地球形成的初期，地壳中元素22286Rn 的含量足够高C ．当衰变产物21884Po 积累到一定量以后，21884Po 的增加会减慢22286Rn 的衰变进程 D.22286Rn 主要存在于地球深处的矿石中，温度和压力改变了它的半衰期 【答案】A【解析】本题综合考查了衰变、半衰期等知识．难度中等.22286Rn 半衰期只有3.8天，就算在地球形成的初期地壳中元素22286Rn 的含量足够高，经过漫长的地质年代后，22286Rn 也所剩无几，选项B 错误；22286Rn 的半衰期与21884Po 的含量无关，选项C 错误；外界的温度和压强不会影响22286Rn 的半衰期，选项D 错误；22286Rn 的主要来源只能是其他放射性元素的衰变，选项A 正确．二、双项选择题5．(xx·深圳一模)核潜艇是以核反应堆为动力来源的潜艇．有一种核裂变方程为23592U ＋1n→X＋9438Sr ＋1010n ，下列说法正确的是( )A ．裂变反应中亏损的质量变成了能量B ．裂变反应出现质量亏损导致质量数不守恒C ．X 原子核中有54个质子D ．X 原子核比铀核的平均结合能大 【答案】AC6.23892U 放射性衰变有多种可能途径，其中一种途径是先变成21083Bi ，而21083Bi 可以经一次衰变变成210 a X(X 代表某种元素)，也可以经一次衰变变成 b 81Ti ，210 a X 和 b 81Ti 最后都变成20682Pb ，衰变路径如图1所示，则图中( )图1A ．a ＝84，b ＝206B ．①是正β衰变，②是α衰变C ．①是α衰变，②是正β衰变 D. b81Ti 经过一次α衰变变成20682Pb 【答案】AB7．正电子发射型计算机断层显像(PET)的基本原理是：将放射性同位素158O 注入人体，158O在人体内衰变放出的正电子与人体内的负电子相遇而湮灭转化为一对γ光子，被探测器采集后，经计算机处理生成清晰图象，则根据PET原理判断下列表述正确的是( )A.158O在人体内衰变的方程是158O→157N＋01eB．正、负电子湮灭的方程是01e＋0－1e→2γC．在PET中，158O主要用途是穿透作用D．在PET 中，158O主要用途是参与人体的新陈代谢【答案】AB【解析】由题意知A、B正确，显像的原理是采集γ光子，即注入人体内的158O衰变放出正电子和人体内的负电子湮灭转化为γ光子，因此158O主要用途是作为示踪原子，故C、D错．8．我国科学家研制“两弹”所涉及的基本核反应方程有：(1)235 92U＋10n→9038Sr＋136 54Xe＋k10n；(2)21H＋31H→42He＋d10n；关于这两个方程，下列说法正确的是( )A．方程(1)属于α衰变B．方程(2)属于轻核聚变C．方程(1)中k＝10，方程(2)中d＝1D．方程(1)中k＝6，方程(2)中d＝1【答案】BC【解析】本题考查核反应方程．(1)式为典型的裂变方程，故A选项错误．(2)为聚变反应，故B项正确．根据质量数守恒和电荷数守恒定律可得k＝10，d＝1，故C选项正确．三、非选择题9．(xx·吉林二模)目前，在居家装修中，经常用到花岗岩、大理石等装修材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素，比如有些含有铀、钍的花岗岩等岩石都会释放出放射性惰性气体氡，而氡会发生放射性衰变，放出α、β、γ射线，这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道方面的疾病，根据有关放射性知识可知，下列说法正确的是( ) A．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子时产生并发射出来的B．β射线是原子核外电子电离形成的电子流，它具有中等的穿透能力C．已知氡的半衰期为3.8天，若取1 g氡放在天平左盘上，砝码放于右盘，左右两边恰好平衡，则7.6天后，需取走0.75 g砝码天平才能再次平衡D．发生α衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了2【答案】AD【解析】β衰变是原子核内的中子转化成质子同时释放一个电子，A正确，B错误．半衰期是指原子核有半数发生衰变所需的时间，而不是原子核的质量减少一半，C错误．α粒子为氦原子核，根据质量数守恒和电荷数守恒可知，发生α衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了2，D正确．。
2019 高考物理 专题 知识讲解 核能、核能的利用
物理总复习：核能、核能的利用编稿：李传安审稿：张金虎【考纲要求】1、知道核力及结合能、质量亏损等概念2、会配平和书写核反应方程式3、知道核能获取的两种方式，了解核反应堆的主要组成部分，能进行简单的有关核能的计算问题【考点梳理】考点一、核能要点诠释：1、核力核子间作用力。
其特点为短程强引力：作用范围为2.0×10－15m，只在相邻的核子间发生作用。
2、核能核子结合为原子核时释放的能量或原子核分解为核子时吸收的能量，叫做原子核的结合能，亦称核能。
比结合能：结合能与核子数之比称做比结合能，也叫平均结合能。
比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定。
不同原子核的比结合能是不一样的，由比结合能曲线可以看出：中等大小的核比结合能最大（平均每个核子的质量亏损最大），这些核最稳定。
3、质能方程、质量亏损爱因斯坦质能方程E＝mc2说明物体的质量和能量之间存在着一定的关系，一个量的变化必然伴随着另一个量的变化。
核子在结合成原子核时放出核能，因此，原子核的质量必然比组成它的核子的质量和要小△m，这就是质量亏损。
由质量亏损可求出释放的核能△E＝△mc2；反之，由核能也可求出核反应过程的质量亏损。
4、△E＝△mc2是计算核能的常用方法。
在具体应用中要注意单位制的统一及不同单位的换算。
若质量单位取原子质量单位u，则：此结论亦可在计算中直接应用。
另外，在无光子辐射的情况下，核反应中释放的核能转化为生成的新核和新粒子的动能。
因而在此情况下可应用力学原理—动量守恒和能量守恒来计算核能。
5、质能方程的理解对于质量亏损，切忌不能认为这部分质量转化成了能量，质能方程的本质是：第一，质量或能量是物质的属性之一，决不能把物质和它们的某一属性（质量和能量）等同起来。
第二，质能方程揭示了质量和能量的不可分割性，方程建立了这两个属性在数值上的关系，这两个量分别遵守质量守恒和能量守恒，质量和能量在量值上的联系决不等于这两个量可以相互转化。
高考物理《核反应、核能》真题练习含答案
高考物理《核反应、核能》真题练习含答案1．[2024·江苏省扬州市开学考试]理论认为，大质量恒星塌缩成黑洞的过程，受核反应C612＋Y→O816的影响．下列说法正确的是()A．Y是β粒子，β射线穿透能力比γ射线强B．Y是β粒子，β射线电离能力比γ射线强C．Y是β粒子，β射线穿透能力比γ射线强D．Y是β粒子，β射线电离能力比γ射线强答案：D解析：根据质量数和电荷数守恒可知核反应为C612＋42He→O816，可知Y是α粒子，α射线穿透能力比γ射线弱，电离能力比γ射线强，D正确．2.质量为m0的某放射性元素原子核发生衰变，经过时间t，该元素原子核剩余的质量为m，其mm0－t关系如图所示．该元素的半衰期约为()A．41.5d B．100dC．141.5d D．183d答案：B解析：半衰期代表元素衰变一半所用的时间，由题可知从mm0＝34到mm0＝38，即衰变一半所用时间为100d，所以半衰期约为100d，B项正确．3．原子核的比结合能曲线如图所示，根据该曲线，下列判断中不正确的是()A.16 8O核的结合能约为128 MeVB．42He核比63Li核更稳定C ．两个21 H 核结合成42 He 核时释放能量D ．235 92 U 核中核子的平均结合能比8936 Kr 核中的大答案：D解析：由题图可知，16 8 O 的比结合能约为8 MeV ，故16 8 O 核的结合能约为128 MeV ，A项正确；42 He 核比63 Li 核的比结合能更大，故42 He 核比63 Li 核更稳定，B 项正确；从比结合能小的元素生成比结合能大的元素，有核能释放，故两个21 H 核结合成42 He 核时释放能量，C 项正确；由题图可知，235 92 U 核的平均结合能比8936 Kr 核的平均结合能小，D 项错误．4．[2024·河北省沧州市联考]2023年6月7日，国家核安全局给予中国科学院上海应用物理研究所一张核反应堆运行许可证，甘肃省钍基反应堆正式开始运行，再生层钍232(Th 90232)吸收一个中子后会变成钍233.钍233不稳定，会变成易裂变铀233(U 90233)，成为新增殖铀燃料，下列说法正确的是( )A ．钍基反应堆是通过衰变把核能转化为电能B ．钍233的比结合能大于铀233的比结合能C ．钍232变成铀233的核反应方程式是Th 90232＋10 n →U 92233＋2 0－1 eD ．铀233的裂变方程可能为U 92231＋10 n →Ba 36141＋Kr 3689＋310 n答案：C解析：钍基反应堆是通过裂变把核能转化为电能，A 错误；钍233通过衰变转化为铀233，该过程放出能量，故钍233的比结合能小于铀233的比结合能，B 错误；根据题意可知钍232变成铀233的核反应方程式是Th 90232＋10 n →U 92233＋2 0－1 e ，C 正确；铀233的裂变方程质量数不守恒，D 错误．5．[2024·湖北鄂东南教学改革联盟联考]现代核电站主要是通过可控链式裂变反应来实现核能的和平利用，U 92235是核裂变的主要燃料之一、铀核裂变的产物是多样的，一种典型的铀核裂变是生成钡和氪，同时放出3个中子，核反应方程是U 92235＋X →Ba 56144＋8936 Kr ＋310 n.关于该核反应，下列说法正确的是( )A ．X 是质子，质子是卢瑟福通过实验最先发现的B ．U 92235与Ba 56144、8936 K 相比，U 92235核子数最多，结合能最大，最稳定C ．U 92235有放射性，经过一个半衰期，1 000个U 92235只剩下500个未衰变D ．该核反应中，X 的速度不能太快，否则铀核不能“捉”住它，不能发生核裂变答案：D解析：据质量数和电荷数守恒可知，X 的质量数为1，电荷数为0，故X 是中子，中子是查德威克通过实验最先发现的，A 错误；U 92235核子数最多，结合能最大，但Ba 56144、8936 K 比结合能较大，较稳定，B 错误；半衰期针对的是大量原子核的统计规律，对于1 000个U 92235不适用，C 错误；核裂变中，中子的速度不能太快，否则铀核不能“捉”住它，不能发生核裂变，D 正确．6．[2024·湖南省先知高考第二次联考]在核反应中B 510具有较强的防辐射和吸收中子的功能，其原理为硼核(B 510)吸收一个慢中子后释放出一个α粒子，转变成新核，并释放出一定的能量．已知硼核B 510的比结合能为E 1，生成新核的比结合能为E 2，α粒子的比结合能为E 3，真空中光速为c .下列判断正确的是( )A ．核反应方程为B 510＋10 n →73 Li ＋42 HeB ．该反应类型为α衰变C ．硼核的比结合能E 1大于新核的比结合能E 2D ．该核反应质量亏损为Δm ＝E 3＋E 2－E 1c 2答案：A解析：根据反应过程，质量数和电荷数守恒可知，核反应方程为B 510＋10 n →73 Li ＋42 He ，A 正确；该反应需要吸收一个慢中子，不是α衰变，B 错误；反应过程存在质量亏损，反应后的原子核比反应前的原子核更稳定，所以硼核的比结合能E 1小于新核的比结合能E 2，C错误；该核反应质量亏损为Δm ＝4E 3＋7E 2－10E 1c 2，D 错误．。
高考物理二轮复习 专题29 核能专题训练
高考物理二轮复习 专题29 核能专题训练知识达标：1．在核反应中，质量数和电荷数 ．核反应中放出的能量称为 ．2．如果反应后原子核的总质量比反应前原子核的总质量小些，这种现象叫做3.爱因斯坦的相对论指出，____________________________________________________ 即 ，这就是著名的爱因斯坦质能方程．4．核子在结合成原子核时出现 ，所以要 能量．5．在计算原子核的质量时，以u 为单位比较方便，u 叫 1u=1.66×10-27kg ，1u 相当于931.5MeV 的能量．6.某些 的过程叫做裂变，裂变反应会释放巨大的能量．7. 是利用链式反应制造的一种大规模杀伤武器，原理属于 ； 是利用热核反应制造的一种大规模杀伤武器，原理属于 ．8．核反应堆中浓缩铀制成铀棒，插入越深，反应越 ．减速剂的作用是与 碰撞使其能量减少，变成 ，容易被铀235俘获而引起裂变，提高反应效率.控制棒可以控制反应速度，可以使控制棒插入 些，以减缓反应速度．在反应堆的外面需要修建很厚的水泥层，以避免射线对 和对9．某些轻核能够结合在一起，生成一个较大的原子核，这种核反应叫做 ．一般地, 反应比 反应平均每个核予放出的能量要大好几倍． 需要几百万摄氏度以上的高温，又叫热核反应．太阳和许多恒星内部，激烈地进行着热核反应．经典题型1．吸收能量的核反应是：A ．重核分裂成中等质量的核B ．核子结合成原子核C ．反应前的总质量大于反应后的总质量D ．原子核分解成核子2．设质子、中子、氘核的质量分别为m 1、m 2和m 3，那么，当一个质子和一个中子结合成 氘核时，释放的能量是：A ．m 2C 2 B.(m 1+m 2)C2 C ．(m 3-m 2-m 1)C 2 D.(m 1+m 2-m 3)C2 3．太阳辐射能量主要来自太阳内部的：A ．化学反应B ．放射性衰变C ．裂变反应D ．热核反应4．关于聚变，以下说法正确的是：A ．两个轻核聚合为中等质量的原子核放出的能量比裂变物质的一个原子核裂变时放出 的能量大好多倍B ．同样质量的聚变物质发生聚变时放出的能量比同样质量的裂变物质裂变时释放的能 量大好多倍C ．聚变反应的条件是聚变物质的体积要大于临界体积D ．发生裂变反应时原子核必须有足够大的动能5．裂变反应是目前核能利用中常用的反应，以原子核U 23592为燃料的反应堆中，当U 23592俘获一个慢中子后发生的裂变反应可以有多种方式，其中一种表示为：n Sr Xe n U 1094381395410235923++→+235.0139 1.0087 138.9178 93.9154反应方程下方的数字是中子及有关原子的静止质量(以原子质量单位u 为单位)．已知 lu 的质量对应的能量为9.3×102MeV ，此裂变反应释放出的能量是 MeV ．6．一个α粒子击中一个硼核B 115变成一粒子和碳14核，还放出0.75×106eV 的能量，写出 核反应方程式_________________________，反应过程中质量亏损等于 kg ．7．平衡核反应方程赁n Xe Sr U 101365490382359210_____++→+． 反应堆中石墨起的作用.镉棒起 的作用．8．有效大量释放核能的途径：一是 核的 变；另一是 核的 变．核电站是利用 核的 变．9．在正负电子对撞机中，一个电子和一个正电子对撞发生湮灭而转化为一对能量相同的光子．设正、负电子的静止质量在对撞前均为m ，对撞前的动能均为E ．光在真空中的传播速度为c 、普朗克常量为h ，则转化成的光子在真空中的波长等于10．用质子轰击锂核Li 73生成2个α粒子．己知质子质量mp=1.0078u ，α粒子的质量ma=4.0026 u ，锂核质量mLi=7.0160 u ，质子的初动能是E 1=0.6MeV ．试回答下列问题(1)写出核反应方程式(2)核反应前后发生的静止质量的质量亏损ΔM(3)核反应中释放出的能量ΔE(4)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?知识达标。
江苏省2019年高考物理试题(解析版)
（2）选择电阻丝的_____（选填“同一”或“不同”）位置 进行多次测量，取其平均值作为电阻丝的直径．
（3）2 图甲中 Rx，为待测电阻丝．请用笔画线代替导线，将滑动变阻器接入 2 图乙实物电路中 正确位置 ____
（4）为测量 R，利用 2 图甲所示的电路，调节滑动变阻器测得 5 组电压 U1 和电流 I1 的值，作出的 U1–I1 关 系图象如图图所示．接着，将电压表改接在 a、b 两端，测得 5 组电压 U2 和电流 I2 的值，数据见下表：
D. 物块在 A 点的初速度为 2gs
【答案】BC
【详解】小物块压缩弹簧最短时有 F弹 mg ，故 A 错误；全过程小物块的路程为 2s ，所以全过程中克服
摩擦力做的功为：mg 2s ，故 B 正确；小物块从弹簧压缩最短处到 A 点由能量守恒得：EPmax mgs ，
故
C
正确；小物块从
A.
运动周期为 2πR
B. 线速度的大小为 ωR
C. 受摩天轮作用力的大小始终为 mg
D. 所受合力的大小始终为 mω2R
【答案】BD
【详解】由于座舱做匀速圆周运动，由公式 2π ，解得：T 2π ，故 A 错误；由圆周运动的线速度与
T
角速度的关系可知，v R ，故 B 正确；由于座舱做匀速圆周运动，所以座舱受到摩天轮的作用力是变力，
α
粒子轰击氮核打出了质子．后来，人们用
α
粒子轰击
60 28
Ni
核也打出了质子：
42He+6208Ni 6229Cu+11H X ；该反应中的 X 是______（选填“电子”“正电子”或“中子”）．此后，对原子核反应的 持续研究为核能利用提供了可能．目前人类获得核能的主要方式是_______（选填“核衰变”“核裂变”或“核聚 变”）． 【答案】 (1). 中子 (2). 核裂变
11-19年高考物理真题分专题汇编之专题109.核反应 核能
第109节核反应核能【2019年4月浙江物理选考】静止在匀强磁场中的原子核X 发生α衰变后变成新原子核Y 。
已知核X 的质量数为A ，电荷数为Z ，核X 、核Y 和α粒子的质量分别为m X 、m Y 和m α，α粒子在磁场中运动的半径为R 。
则A.衰变方程可表示为B.核Y 的结合能为（m x -m y -m α）c 2C.核Y 在磁场中运动的半径为D.核Y 的动能为【答案】AC【解析】【详解】A ．根据质量数和电荷数守恒可知，衰变方程可表示为，选项A 正确；B ．此反应中放出的总能量为：∆E=（m x -m y -m α）c 2，可知核Y 的结合能不等于（m x -m y -m α）c 2，选项B 错误；C ．根据半径公式，又mv=P （动量），则得，在衰变过程遵守动量守恒，根据动量守恒定律得：0=P Y -P α，则P Y =P α，得半径之比为，则核Y 在磁场中运动的半径为，故C 正确；D ．两核的动能之比：，因，解得，选项D 错误。
【2019年物理全国卷2】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1401214H He+2e+2v →，已知11H 和42He 的质量分别为P1.0078u m =和 4.0026u m α=，1u=931MeV/c 2，c 为光速。
在4个11H 转变成1个42He 的过程中，释放的能量约为A.8MeVB.16MeVC.26MeVD.52MeV 【答案】C【解析】【详解】由2E mC ∆=∆知()242p e E m m m c α∆=⨯--⋅，2E m c ∆∆==6191693110 1.610J 910-⨯⨯⨯⨯27311.710kg 0.910kg --≈⨯⨯ ，忽略电子质量，则：()241.0078 4.0026MeV 26E u u c ≈∆=⨯-⋅，故C 选项符合题意；【2019年物理天津卷】我国核聚变反应研究大科学装置“人造太阳”2018年获得重大突破，等离子体中心电子温度首次达到1亿度，为人类开发利用核聚变能源奠定了重要的技术基础。
2019届高考物理二轮复习专题六原子物理课后演练强化提能
专题六原子物理一、单项选择题一 41417__1. （2018 •高考北京卷）在核反应方程2He + 7N ~ 83 X 中，X 表示的是（ ）A 质子 D.a 粒子解析：选A.由核反应方程中，电荷数守恒和质量数守恒可知， X 为〔H,选项A 正确.2.（2018 •四川宜宾二诊）在光电效应的实验结果中，与光的波动理论不矛盾的是 （ ）A. 光电效应是瞬时发生的B. 所有金属都存在极限频率C. 光电流随着入射光增强而变大D. 入射光频率越大，光电子最大初动能越大解析：选 C.按照光的波动理论，电子吸收光子的能量需要时间，因此光电效应不可能瞬时 发生，这与光电效应具有瞬时性矛盾；按照光的波动理论，只要有足够长的时间， 电子会吸 收足够的能量，克服原子的束缚成为光电子，因此所有金属均可以发生光电效应，这与光电 效应有极限频率矛盾；按照光的波动理论，照射光越强， 电子获得的能量越大，打出的光电子的最大初动能越大，这与光电效应中打出的光子的最大初动能与光强无关， 而与照射光的 频率有关矛盾；按照光的波动理论也可以得到光越强打出的光电子越多， 光电流越大，因此C 项正确.3. （2017 •高考北京卷）2017年年初，我国研制的“大连光源”一一极紫外自由电子激光装 置，发出了波长在 100 nm （1 nm= 10「9 m ）附近连续可调的世界上最强的极紫外激光脉冲.大 连光源因其光子的能量大、密度高， 可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用.一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子，但又不会把分子打碎. 据此判断，能够电离一个分子的能量约为 （取普朗克常量h = 6.6 x 10「32J • s ，真空光速c = 3x 108 m/s ）（ ）A. 10「21 JB. 10「18 JC. 10「15 JD. 10「12 J解析：选B.光子的能量E = h v , c = Xv ，联立解得 E ~2X 10T 8 J , B 项正确. 4.（2018 •北京海淀二B.中子C.电子（建议用时：35分钟）模）对下列各原子核变化的方程，表述正确的是（）A. 3 H^ ?H R ；He+ 0n是核聚变反应B・3H^ f b R；He+ i n 是a 衰变c.34s尸36K「+ 2-1e是核裂变反应D.29!U+ 0m 15°Xe+ 94Sr + 20n 是B 衰变解析：选A. ?H+ 2H R 4He+ 1n,属于核聚变反应，A正确，B错误；站尸82Kr + 2-?e是B衰变,C错误；92U+ o n^ 54 Xe+ 38Sr + 2o n是核裂变反应，D错误.5. （2017 •高考天津卷）我国自主研发制造的国际热核聚变核心部件在国际上率先通过权威机构认证，这是我国对国际热核聚变项目的重大贡献.下列核反应方程中属于聚变反应的是（）A・2H+ 1H R；He+ O nB. 147N+ ；H尸178g 1H_ 4 27 30 1C. 2He+ 13Al T 15P+ 0n235」 1 144 89 1D. 92 U+ 0n T 56 Ba+ 36Kr + 3o n解析：选A.A项是氢元素的两种同位素氘和氚聚变成氦元素的核反应方程，B项是用a粒子轰击氮原子核发现质子的核反应方程，C项属于原子核的人工转变，D项属于重核的裂变，因此只有A项符合要求.6. （2018 •广东汕头二模）如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线，普朗克常量h= 6.63 x 10-34 J • s，由图可知（）A. 该金属的极限频率为B. 该金属的极限频率为.. 一20C. 该金属的逸出功为8 X 10 JD. 该图线斜率的倒数表示普朗克常量解析：选A.由光电效应方程E<m= h v - W知该图线的斜率为普朗克常量，图线与横轴交点的横坐标为金属的极限频率v 0,即卩v 0= 4.3 X 1014 Hz , A选项正确，B、D选项均错误；金属—34 14 一19的逸出功W= h v 0= 6.63 X 10 X 4.3 X 10 J 沁 2.85 X 10 J , C 选项错误.7. （2018 •山西太原模拟）核电站泄漏的污染物中含有碘131和铯137.碘131的半衰期约为8天，会释放B射线；铯137是铯133的同位素，半衰期约为30年，发生衰变时会辐射丫射线.下列说法正确的是（）A. 碘131释放的B射线由氦核组成B. 铯137衰变时辐射出的丫光子能量小于可见光光子能量144.3 X 10 Hz145.5 X 10 HzC. 与铯137相比，碘131衰变更慢D. 铯133和铯137含有相同的质子数解析：选D. B 射线是高速运动的电子流， 不是氦原子核，A 错误；丫射线的频率大于可见光 的频率，根据 E = h v 可知，丫射线光子能量大于可见光光子能量，B 错误；半衰期越短,衰变越快，C 错误；铯133和铯137都是铯元素，是质子数相同而中子数不同的同位素，所 以D 正确.8.（2018 •天津五区检测）如图所示为氢原子的能级结构示意图，一群氢原子处于n =3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外辐射出 光子，用这些光子照射逸出功为 2.49 eV 的金属钠.下列说法正确的是（）波长最短B. 这群氢原子在辐射光子的过程中电子绕核运动的动能减小，电势能增大C. 能发生光电效应的光有三种D.金属钠表面发出的光电子的最大初动能是 9.60 eV解析：选D •处于n =3能级氢原子，向低能级跃迁可能发出d=3种不同频率的光，对应的光子能量分别为（曰—E i ） = 12.09 eV 、（已―E 2） = 1.89 eV 和（E — E ） = 10.2 eV ，其中从n =3能级跃迁到n =2能级所发出的光子能量最小，对应波长最长，另外两种光子的能量都 大于金属钠的逸出功，可以使其发生光电效应； 氢原子辐射光子过程中， 氢原子总能量降低， 核外电子由较高能级轨道向较低能级轨道运动，原子核的静电力做正功，电子动能增加，电势能减小；用能量为 12.09 eV 的光子照射金属钠时，光电子的最大初动能最大，为 （12.09—2.49） eV = 9.60 eV.选项 A 、B 、C 错误，D 正确.9. （2018 •山东日照联考）14C 测年法是利用14C 衰变规律对古生物进行年代测定的方法•若 以横坐标t 表示时间，纵坐标 m 表示任意时刻14C 的质量，m 为t = 0时14C 的质量，下面四14幅图中能正确反映C 衰变规律的是（）mm:— i ■JABc 7 " -------------tD1丄解析：选C.14C 的衰变规律满足式 m= R 3 2 T ,其中T 为半衰期，故C 项正确.10. （2018 •杭州四中模拟）日本福岛核电站发生核泄漏危机引起世界对安全利用核能的关jn=4 ---------[LM5 eV1.51 flV-------- -------- 3.40D-I • -116 eVA.这群氢原子能辐射出三种不同频率的光，其中从 n = 3能级跃迁到 n =2能级所发出的光注.泄漏的污染物中含有131I和137Cs.131I发生衰变时会释放B射线，137Cs发生衰变时会释放丫射线，过量的射线对人体组织有破坏作用. 核泄露一旦发生，应尽量避免污染物的扩散. 下列说法正确的是（）A. Y射线电离作用很强B. B射线是高速电子流C. 目前世界上运行的核电站均采用轻核聚变D. 可以通过降低温度减小污染物的半衰期，从而减小危害解析：选B.三种射线中，丫射线的电离作用最弱，故A错误；B射线是高速的电子流，故B 正确；目前世界上运行的核电站均采用重核裂变，故C错误；半衰期的大小与温度、压强等因素无关，由原子核内部因素决定，故D错误.、多项选择题11 •在光电效应实验中，用频率为v的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法正确的是（）A. 增大入射光的强度，光电流增大B. 减小入射光的强度，光电效应现象消失C. 改用频率小于v的光照射，一定不发生光电效应D. 改用频率大于v的光照射，光电子的最大初动能变大解析：选AD.增大入射光强度，单位时间内照射到单位面积的光电子数增加，则光电流将增大，故选项A正确；光电效应是否发生取决于照射光的频率，而与照射强度无关，故选项B 错误；用频率为v的光照射光电管阴极，发生光电效应，用频率较小的光照射时，若光的1 2频率仍大于极限频率，则仍会发生光电效应，故选项C错误；根据h v —W fe=?mV可知，增加照射光频率，光电子的最大初动能也增大，故选项D正确.239 23912.研制核武器的钚F列叙述正确的是239( 94 Pu)可由铀239( 92 U)经过衰变而产生,A. 钚239和铀239是同位素B. 大量铀239经过一个半衰期时原子核的数量减少为原来的一半C. 铀239经过一次a衰变产生钚239D. 铀239经过二次B衰变产生钚239解析：选BD.同位素具有相同的质子数和不同的中子数，故A错误；由半衰期的概念可知B 正确；由29?L R29?Pu+ 2—0e,可知C错误，D正确.13. （2016 •高考全国卷I ）现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时, 有光电流产生.下列说法正确的是（）A. 保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大B. 入射光的频率变高，饱和光电流变大C. 入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大D. 保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生E. 遏止电压的大小与入射光的频率有关，与入射光的光强无关解析：选ACE.根据光电效应规律，保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，则饱和光电流变大，选项A正确；由爱因斯坦光电效应方程知，入射光的频率变高，产生的光电子最大初动能变大，但饱和光电流不一定变大，选项B错误，C正确；保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，当入射光的频率小于极限频率时，就不能发生光电效应，没有光电流产生，选项D错误；遏止电压与产生的光电子的最大初动能有关，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的光强无关，选项E正确.14. （2018 •合肥一六八中学模拟）关于原子结构和核反应的说法中正确的是（）A.卢瑟福在a粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型B.发现中子的核反应方程是9Be+4H尸16c+ O n200万个2SU的原子核经过两个半衰期后剩下50万个238UD. 据图可知，原子核D和E聚变成原子核F要吸收能量解析：选AB.本题考查核裂变、核聚变以及核反应方程.卢瑟福在a粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型，选项A正确；发现中子的核反应方程为4Be+ 2He^?C+ ：n,选项B正确；半衰期为统计规律，适用于大量的原子发生衰变，选项C错误；在核反应过程中，若有质量亏损，将放出能量，由题图中核子的平均质量可知，原子核D和E聚变成原子核F过程中，有质量亏损，要放出能量，选项D错误.15. 中国“氢弹之父”于敏获得2014年度国家最高科学技术奖.氢弹是利用原子弹爆炸的能量引发氢的同位素的聚变反应而瞬时释放出巨大能量的核武器. 下列有关氢弹爆炸可能出现的核反应及说法正确的是（）八235 … 1 144 89 1A. 92 U+ 0n f 56 Ba+ 36Kr + 3°n2 3 4 1B. 1H+ 2He+ 0nc.轻核聚变过程中无质量亏损D.氢弹爆炸后不会产生放射性污染解析：选AB.氢弹是利用原子弹爆炸的能量引发氢的同位素的聚变反应而瞬时释放出巨大能量的核武器，故A、B正确；聚变反应和裂变反应都有质量亏损，C错误；由物理常识易知D错误.三、非选择题16. （1）表示放射性元素碘131（^1）B衰变的方程是_______ .八13仁127 4…A. 53I f 51 Sb+ 2He131 131 0B. 53I f 54Xe+ —1eC.131. 130. 1C・53 1 f 53 I + 0n131. 130 1 …D. 531 f 52Te+1H(2) 现有四个核反应：A/H^ ?H R 2He+ 0nB. 鬱U+ 0n~ X+ 3"Kr + 30n24 24 0C. ii Nai^ i2Mgj+ - i eD. 2He+ 4Be^ 6C+ o n①_______ 是发现中子的核反应方程，__________ 是研究原子弹的基本核反应方程，__________ 是研究氢弹的基本核反应方程．②求B中X的质量数和中子数.解析：(1)碘(^l)的原子核内一个中子放出一个电子，变成一个质子，质量数没有发生变化，i3i核电荷数增加1，所以生成54号元素54Xe，放出一个电子，B选项正确.(2)①人工转变方程的特点是箭头的左边是氦核与常见元素的原子核.箭头的右边也是常见元素的原子核.D是查德威克发现中子的核反应方程，B是裂变反应，是研究原子弹的核反应方程.A是聚变反应，是研究氢弹的核反应方程.②由电荷数守恒和质量数守恒可以判定，X质量数为144,电荷数为56，所以中子数为144—56 = 88.答案：(1)B (2)① DBA②质量数144，中子数88。
江苏专版高考物理第二轮复习第8讲电磁原子与动量的联系课后练习
第8讲电磁原子与动量的联系题一：从宏观现象中总结出来的经典物理学规律不一定都能适用于微观体系。
但是在某些问题中利用经典物理学规律也能得到与实际比较相符合的结论。
例如，玻尔建立的氢原子模型，仍然把电子的运动看做经典力学描述下的轨道运动。
他认为，氢原子中的电子在库仑力的作用下，绕原子核做匀速圆周运动。
已知电子的质量为 m 电荷为e ,静电力常量为k ，氢原子处于基态时电子的轨道半径为 「°(1) 氢原子处于基态时，电子绕原子核运动，可等效为环形电流，求此等效电流值。
(2)在微观领域，动量守恒定律和能量守恒定律依然适用。
已知光在真空中的速度为 C ,氢原子在不同能级之间跃迁时，跃迁前后可认为质量不变，均为 M 设氢原子处于基态时的能量为E i ( E v 0)，当原子处于第一激发态时，能量为 E /4，求原子从第一激发态跃迁到基态时，放出的光子的能量和氢原子的反冲速度。
题二：处于静止状态的 X 原子核，经历一次 a 衰变后变成质量为 M 的Y 原子核。
放出的 a 粒子垂直射入磁感应强度为 B 的匀强磁场，测得其做匀速圆周运动的半径为 r 。
已知a 粒 子的质量为m 电荷量为q ,求此衰变过程亏损的质量。
题三：如图所示，竖直平面 MN 与纸面垂直，MN 右侧的空间存在着垂直纸面向里的匀强磁场 和水平向左的匀强电场， MN 左侧的水平面光滑，右侧的水平面粗糙。
质量为m 电荷量为一1q 的物体A 静止在MN 左侧的水平面上，一质量为-m 的不带电的物体 B 以速度V o 冲向物体A 3N(1) 碰撞后物体 A 的速度大小V A ； (2) 若A 与水平面的动摩擦因数为 B 3mg，电场强度的大小为 Eqv o速度增大到最大值。
求：a. 此过程中物体A 克服摩擦力所做的功 Wb. 此过程所经历的时间 t 。
题四：如图所示，小车 A 的质量M= 2 kg ，置于光滑水平面上，初速度 V 0 = 14 m/s 。
2019年高考物理二轮复习专题讲义：原子物理 109.结合能和核能的利用
核反应和核能的利用一、核反应所有核反应的反应前后都遵守：质量数守恒、电荷数守恒。
（注意：质量并不守恒。
） 核反应类型有衰变、人工转变、重核的裂变和轻核的聚变 1、衰变： α衰变：e H Th U 422349023892+→（核内He n H 42101122→+）β衰变：e Pa Th 012349123490-+→（核内e H n 011110-+→）+β衰变：e Si P 0130143015+→（核内e n H 011011+→）γ衰变：原子核处于较高能级，辐射光子后跃迁到低能级。
2、人工转变：H O He N 1117842147+→+（发现质子的核反应）n C He Be 101264294+→+（发现中子的核反应）n P He Al 103015422713+→+ e Si P 0130143015+→（人工制造放射性同位素）3、重核的裂变：n 3Kr Ba n U 109236141561023592++→+ 在一定条件下（超过临界体积），裂变反应会连续不断地进行下去，这就是链式反应。
4、轻核的聚变：n He H H 10423121+→+（需要几百万度高温，所以又叫热核反应） 二、核能——核反应中放出的能叫核能。
1．结合能由于核子间存在着强大的核力，原子核是一个坚固的集合体。
要把原子核拆散成核子，需要克服核力做巨大的功，,或者需要巨大的能量。
这表明要把原子核分开成核子要吸收能量，核子结合成原子核要放出能量，这个能量叫做原子核的结合能.原子核越大，它的结合能越高,因此有意义的是它的结合能与核子数之比，称做比结合能，也叫平均结合能。
比结合能越大,表示原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定. 2．质量亏损核子结合生成原子核，所生成的原子核的质量比生成它的核子的总质量要小些，这种现象叫做质量亏损。
3、爱因斯坦质能方程： E ＝mc 2物体所具有的能量跟它的质量成正比。
由于c 2这个数值十分巨大，因而物体的能量是十分可观的。
【配套K12】[学习](江苏专版)2019年高考物理总复习 第64讲 原子核讲义
2019年高考物理总复习 第64讲 原子核讲义](https://img.taocdn.com/s3/m/d720b7ea6137ee06eff9185e.png)
第64讲 原子核弱项清单,核反应方程的书写没有真正了解衰变的本质特征，核反应方程式书写错误，质量亏损的方程ΔE ＝Δmc 2写错，对核反应中吸能和放能不理解．知识整合一、天然放射现象1．天然放射现象：某些元素________放射某些射线的现象称为天然放射现象，这些元素称为________．2．三种射线的实质与对比3.原子核的组成(1)原子核：由________和________组成，质子和中子统称为________．(2)核电荷数(Z)：等于核内____________，也等于核外____________，还等于元素周期表中的____________．(3)核质量数(A)：等于核内的________，即________与________之和．(4)原子核通常用AZ X 表示．具有相同质子数和不同中子数的原子核，在元素周期表中处于同一位置，因而互称________．有放射性的称放射性________．二、原子核的衰变1．定义：原子核自发地放出某种粒子而转变为________的变化叫原子核的________． 2．分类(1)α衰变：A Z X →A －4Z －2Y ＋42He ，同时放出γ射线；(2)β衰变：A Z X → A Z ＋1Y ＋0－1e ，同时放出γ射线． 3．半衰期(1)定义：放射性元素的原子核________发生衰变需要的时间．(2)半衰期的大小由放射性元素的________决定，跟原子所处的外部条件(如压强、温度等)和化学状态(如单质或化合物)无关．三、放射性同位素及应用1．放射性同位素放出的射线应用于工业、探伤、农业、医疗等．2．做示踪原子．四、核反应用高能粒子轰击靶核，产生另一种新核的反应过程．典型核反应：1．卢瑟福发现质子的核反应方程为：14 7N＋42He→17 8O＋11H.2．查德威克发现中子的核反应方程为：94Be＋42He→12 6C＋10n.3．约里奥居里夫妇发现放射性同位素和正电子的核反应方程为：2713Al＋42He→3015P＋10n，3015P →3014Si＋01e.常见的核反应有：________、________、________和________．五、核力与结合能1．核力和结合能由于原子核中的核子间存在强大的核力，使得原子核成为一个坚固的集合体，要把原子核中的核子拆散，就得克服核力而做巨大的功，反之，要把核子集合成一个原子核，就要放出巨大的能量．原子核是核子结合在一起的，要把它们分开，也需要能量，这就是原子核的结合能．原子核越大，结合能越________，因此有意义的是它的结合能与核子数之比，称________，也叫平均结合能．平均结合能越________，表示原子核子核中核子结合的越牢固，原子核越稳定．2．质能方程(1)质能方程：________，m是物体的质量，c是真空中的光速．上述表明：物体的质量和能量间有一定联系，即物体具有的能量与其质量成正比，当物体的能量增加或减小ΔE，它的质量也会相应地增加或减少Δm，ΔE与Δm的关系是________．(2)质量亏损核子结合成原子核时要释放能量，按上述关系，原子核的质量要________组成原子核的核子总质量，这个质量差异叫质量亏损．3．获得核能的途径(1)重核裂变：重核俘获一个中子后分裂成为两个(或多个)中等质量核的反应过程．重核裂变的同时放出几个________，并释放出大量核能．重核裂变时发生链式反应的最小体积叫临界体积．(2)轻核聚变：某些轻核结合成质量较大的核的反应过程，同时释放出大量的核能，要想使氘和氚核合成氦核，必须达到几百万摄氏度以上的高温，因此聚变反应又叫________．方法技巧考点1 原子核和原子核的衰变1．衰变规律及实质(1)两种衰变的比较衰变规律,电荷数守恒、质量数守恒 (2)γ射线：γ射线衰变规律经常是伴随着α衰变或β衰变同时产生的．其实质是放射性原子核在发生α衰变或β衰变的过程中，产生的新核由于具有过多的能量(核处于激发态)而辐射出光子．2．原子核的人工转变用高能粒子轰击靶核，产生另一种新核的反应过程． 3．确定衰变次数的方法(1)设放射性元素X 经过n 次α衰变和m 次β衰变后，变成稳定的新元素Y ，则表示该核反应的方程为A Z X →A ，Z ，Y ＋n 42He ＋m 0－1e根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程A ＝A′＋4n ，Z ＝Z′＋2n －m.(2)确定衰变次数，因为β衰变对质量数无影响，先由质量数的改变确定α衰变的次数，然后再根据衰变规律确定β衰变的次数．4．半衰期(1)公式：N 余＝N 原⎝ ⎛⎭⎪⎫12t τ，m 余＝m 原⎝ ⎛⎭⎪⎫12tτ.式中N 原、m 原表示衰变前的放射性元素的原子数和质量，N 余、m 余表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子数和质量，t 表示衰变时间，τ表示半衰期．(2)影响因素：放射性元素衰变的快慢是由原子核内部因素决定的，跟原子所处的物理状态(如温度、压强)或化学状态(如单质、化合物)无关．【典型例题1】 (17年徐连宿三模)一静止的铀核23892U 发生α衰变后变为钍核Th ，放出的α粒子速度为0.1c(c 是光在真空中的速度)，不考虑相对论效应．(1)试写出该衰变的核反应方程； (2)求钍核的速度大小．1.(17年盐城三模)氡222经过α衰变变成钋218，t ＝0时氡的质量为m 0，任意时刻氡的质量为m ，下列四幅图中周期的是( )ABCD【学习建议】 原子核衰变后剩余质量与原质量之间的关系式要熟悉．考点2 核反应类型及核反应方程的书写1人工转变,人工控制, 14 7N ＋42He →17 8O ＋11H (卢瑟福发现质子) 94Be ＋42He →12 6C ＋10n (查德威克发现中子) 2713Al ＋42He →3015P ＋10n 3015P →3014Si ＋01e ,约里奥·居里夫妇发现放射性同位素，同时发现正电子 重核裂变,比较容易进行人工控制, 235 92U ＋10n →144 56Ba ＋8936Kr ＋310n 235 92U ＋10n →136 54Xe ＋9038Sr ＋1010n轻核聚变,除氢弹外无法控制,21H ＋31H →42He ＋10n 2.书写核反应方程的注意点 (1)核反应过程一般都是不可逆的，所以核反应方程只能用单向箭头表示反应方向，不能用等号连接．(2)核反应的生成物一定要以实验为基础，不能凭空只依据两个守恒规律杜撰出生成物来写核反应方程．(3)核反应遵循质量数守恒而不是质量守恒．遵循核电荷数守恒．【典型例题2】 (17年南京二模)一个静止的氮核14 7N 俘获一个速度为1.1×107m /s 的氦核变成B 、C 两个新核，设B 的速度方向与氦核速度方向相同、大小为4×106m /s ，B 的质量数是C 的17倍，B 、C 两原子核的电荷数之比为8∶1.(1)写出核反应方程； (2)估算C 核的速度大小．【学习建议】书写衰变方程时，注意质量数，电荷数守恒．2.(17年苏北六市联考)原子核的能量也是量子化的，钍核(226 90Th)的能级图如图所示.226 89Ac能发生β衰变产生钍核，钍核处于n＝3的能级．(1)写出226 89Ac发生β衰变的方程；(2)发生上述衰变时，探测器能接收到γ射线谱线有几条？求出波长最长γ光子的能量E.考点3 关于核能的计算1．应用质能方程解题的流程图(1)根据ΔE＝Δmc2计算，计算时Δm的单位是“kg”，c的单位是“m/s”，ΔE的单位是“J”．(2)根据ΔE＝Δm×931.5 MeV计算．因1原子质量单位(u)相当于931.5 MeV的能量，所以计算时Δm的单位是“u”，ΔE的单位是“MeV”．2．利用质能方程计算核能时，不能用质量数代替质量进行计算．【典型例题3】(17年苏锡常镇二模)以一定速度运动的原子核A Z X放出α粒子后变成静止的原子核Y，若X、Y和α粒子的静质量分别是M、m1和m2，真空中光速为c，不考虑相对论效应．求反应过程中释放的能量以及α粒子的动能．【典型例题4】太阳能屋顶、太阳能幕墙、太阳能汽车、太阳能动态景观……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(11H)转化成一个氦核(42He)和两个正电子(01e)并放出能量．已知质子质量m p＝1.0073 u，α粒子的质量mα＝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中释放出多少MeV的能量？(结果保留四位有效数字)当堂检测 1.(多选)科学家使用核反应获取氚，再利用氘和氚核反应获得能量，核反应方程分别为X ＋Y→42He ＋31H ＋4.9 MeV 和21H ＋31H →42He ＋X ＋17.6 MeV ，下列表述正确的有( )A ．X 是中子B ．Y 的质子数是3，中子数是6C ．两个核反应都没有质量亏损D ．氘和氚的核反应是核聚变反应2．(17年江苏高考)(多选)原子核的比结合能曲线如图所示，根据该曲线，下列判断中正确的有( )第2题图A .42He 核的结合能约为14 MeVB .42He 核比63Li 核更稳定C ．两个21H 核结合成42He 核时释放能量D .23592U 核中核子的平均结合能比8936Kr 核中的大 3．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：21H ＋21H →32He ＋10n .已知21H 的质量为2.0136 u ，32He 的质量为3.0150 u ，10n 的质量为1.0087u ，1 u ＝931 MeV /c 2.氘核聚变反应中释放的核能约为( )A ．3.7 MeVB ．3.3 MeVC ．2.7 MeVD ．0.93 MeV4．(17年常州一模)静止的63Li 原子核，俘获一个速度为7.7×104m /s 的中子而发生核反应放出α粒子后变成一个新原子核，测得α粒子速度为2×104m /s ，方向与中子速度方向相同．(1)写出核反应方程式．(2)求生成的新核的速度大小．5．1926年美国波士顿的内科医生卢姆加特等首次应用放射性氡研究人体动、静脉血管床之间的循环时间，被誉为“临床核医学之父”．氡的放射性同位素有27种，其中最常用的是222 86Rn.222 86Rn经过m次α衰变和n次β衰变后变成稳定的20682Pb.(1)求m、n的值；(2)一个静止的氡核(222 86Rn)放出一个α粒子后变成钋核(218 84Po)．已知钋核的速率v＝1×106m/s，求α粒子的速率．第64讲 原子核知识整合 基础自测一、1.自发地 放射性元素2．氦核 电子 正 负 4 0 42He0－1e 0.1 0．99 3．(1)质子 中子 核子 (2)质子数 电子数 原子序数 (3)核子数 质子数 中子数 (4)同位素 放射性同位素二、1.新核 衰变 3.(1)有半数 (2)内部自身的因素 四、3.衰变 人工转变 裂变 聚变 五、1.大 比结合能 大2．(1)E ＝mc 2 ΔE ＝Δm ·c 2(2)小于 3．(1)中子 (2)热核反应 方法技巧·典型例题1· (1)238 92U →234 90Th ＋42He(2)1585c 【解析】 (1)质量数与电荷数守恒得方程： 238 92U →234 90Th ＋42He ；(2)设钍核的质量为M ，反冲速度为v ，由动量守恒定律0＝m (0.1c )－Mv 其中m M ＝4234，得v ＝1585c . ·变式训练1·B 【解析】 每经过一个半衰期有一半质量发生衰变，则剩余质量m＝m 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12t τ，计算得出m m 0＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12tτ，τ为半衰期，可以知道m m 0与t 成指数函数关系，所以B 选项是正确的．·典型例题2·(1)14 7N ＋42He →17 8O ＋11H (2)2.4×107m/s 【解析】 (1)根据电荷数守恒、质量数守恒得，B 、C 电荷数之和为9，因为B 、C 两原子核的电荷数之比为8∶1.则C 的电荷数为1，B 、C 质量数之和为18.因为B 的质量是中子的17倍，则B 的质量数为17，则C 的质量数为1，所以C 为质子； 故核反应方程为： 14 7N ＋42He →17 8O ＋11H ；(2)设氦核的速度方向为正方向； 根据动量守恒得， m He v He ＝m B v B ＋m C v C ，计算得出v C ＝＋2．4×107m/s.·变式训练2·(1)226 89Ac →226 90Th ＋0－1e(2)3条 0.0721 MeV 【解析】 (1)根据电荷数守恒、质量数守恒知， β衰变的方程为： 226 89Ac →226 90Th ＋ 0－1e ；(2)根据C 23＝3知，探测器能接收到γ射线谱线有3条. 波长最长对应能级差最小，则波长最长γ光子的能量E ＝E 2－E 1＝0.0721 MeV.·典型例题3·(M －m 1－m 2)c 2MM －m 2(M －m 1－m 2)c 2 【解析】 根据爱因斯坦质能方程得ΔE ＝Δmc 2＝(M －m 1－m 2)c 2;因为反应后存在质量亏损，所以反应前后总动能之差等于质量亏损而释放的核能，则有： ΔE k ＝12m 2v 2α－12Mv 2X ＝(M －m 1－m 2)c 2；反应过程中三个粒子组成的系统动量守恒，则有： Mv X ＝m 2v α； 联立计算得出α粒子的动能为E k ＝12m 2v 2α＝MM －m 2(M －m 1－m 2)c 2.·典型例题4·(1)411H →42He ＋201e(2)24.87 MeV 【解析】 (1)411H →42He ＋201e ；(2)Δm ＝4m p －m α－2m e ＝4×1.0073 u－4.0015 u－2×0.0005 u＝0.0267 u，ΔE＝Δmc2＝0.0267×931.5 MeV＝24.87 MeV.当堂检测1．AD 【解析】根据核反应中质量数、电荷数守恒，由21H＋31H→42He＋X＋17.6 MeV 知X是中子，A正确，由X＋Y→42He＋31H＋4.9 MeV，可知，Y的质量为6，电荷数为3，可以确定该核的质子数为3，中子数为3.B错误．因两个核反应都向外辐射能量，所以两个反应质量亏损．氘和氚的核反应是轻核聚变反应．2．BC 【解析】由图可以知道，氦核的结合能大约为7 MeV，氦核的核子数为4，则氦核的结合能大约为28 MeV，故A错误．由图可以知道，氦核的比结合能大，所以B选项是正确的．两个21H核结合成42He核时有质量亏损，释放能量，所以C选项是正确的．由图可以知道，23592U核中核子的平均结合能比8936Kr核中的小，故D错误.3．B 【解析】质量亏损为Δm＝0.0035 u，释放的核能为ΔE＝Δmc2＝0.0035×931＝3．2585 MeV，约为3.3 MeV，故B项正确．4．(1)63Li＋10n→31H＋42He (2)1.0×103 m/s 【解析】(1)核反应方程为：63Li＋10n→31H ＋42He；(2)核反应过程中的动量守恒，取中子速度方向为正：m n v n＝m H v H＋mαvα，v H＝－1×103 m/s，即新核速度大小为1×103 m/s，方向与中子速度方向相反．5．(1)4 4 (2)5.45×107 m/s 【解析】(1)核反应过程质量数与核电荷数守恒，根据质量数与核电荷数守恒求出m、n的值．由题意可得：4m＝222－206，解得：m＝4，86＝82＋2m－n，解得：n＝4；(2)核反应过程系统动量守恒，以α粒子的速度方向为正方向，由动量守恒定律得：mαvα－m pb v＝0，代入数据解得：vα＝5.45×107 m/s.。
2019年高三物理总练习二轮课时功课功功率新苏版
2019年高三物理总练习二轮课时功课功功率新苏版注意事项：认真阅读理解，结合历年的真题，总结经验，查找不足！重在审题，多思考，多理解！无论是单选、多选还是论述题，最重要的就是看清题意。
在论述题中，问题大多具有委婉性，尤其是历年真题部分，在给考生较大发挥空间的同时也大大增加了考试难度。
考生要认真阅读题目中提供的有限材料，明确考察要点，最大限度的挖掘材料中的有效信息，建议考生答题时用笔将重点勾画出来，方便反复细读。
只有经过仔细推敲，揣摩命题老师的意图，积极联想知识点，分析答题角度，才能够将考点锁定，明确题意。
课时作业17功功率时间：45分钟总分值：100分【一】选择题(8×8′＝64′)1、一人乘电梯从1楼到20楼，在此过程中经历了先加速，后匀速，再减速的运动过程，那么电梯支持力对人做功情况是()A、加速时做正功，匀速时不做功，减速时做负功B、加速时做正功，匀速和减速时做负功C、加速和匀速时做正功，减速时做负功D、始终做正功解析：考查功的概念、人乘电梯时，无论是加速还是减速、匀速，支持力的方向总是向上，与运动方向相同，所以支持力与位移方向夹角小于90°，总是做正功，选D.答案：D2、关于做功，以下说法正确的选项是()A、静摩擦力总是不做功B、滑动摩擦力总是做负功C、力对物体不做功，物体一定静止D、物体在运动过程中，假设受力的方向总是垂直于速度的方向，那么此力不做功答案：D3、以一定的初速度竖直向上抛出一个小球，小球上升的最大高度为h，空气阻力的大小恒为F f，那么从抛出点至落回到原出发点的过程中，空气阻力对小球做的功为()A、0B、－F f hC、－2F f hD、－4F f h答案：C4、某汽车以额定功率在水平路面上行驶，空载时的最大速度为v1，装满货物后的最大速度为v2，汽车空车的质量为m0，汽车所受的阻力跟车重成正比，那么汽车后来所装的货物的质量是()A.v1－v2v2m0 B.v1＋v2v2m0C、m0 D.v1 v2m0答案：A5、起重机的钢索将重物由地面吊到空中某个高度，某速度图象如图1所示，那么钢索拉力的功率随时间变化的图象可能是()图1答案：B图26、如图2所示，木板可绕固定的水平轴O 转动，在木板从水平位置OA 缓慢转到OB 位置的过程中，木板上重为5N 的物块始终相对于木板静止，物块的重力势能增加了4J 、用F N 表示木板对物块的支持力，F f 表示木板对物块的摩擦力，(g ＝10m/s 2)那么 ()A 、物块被抬高了0.8mB 、F N 对物块做功4J ，F f 对物块不做功C 、F N 对物块不做功，F f 对物块做功4J图3D 、F N 和F f 对物块所做功的代数和为0 答案：AB7、如图3所示在倾角为θ的光滑斜面上，木板与滑块质量相等，均为m ，木板长为l .一根不计质量的轻绳通过定滑轮分别与木板、滑块相连，滑块与木板间的动摩擦因数为μ，开始时，滑块静止在木板的上端，现用与斜面平行的未知力F ，将滑块缓慢拉至木板的下端，拉力做功为 ()A 、μmgl cos θB 、2μmglC 、2μmgl cos θ D.12μmgl解析：对滑块、木板受力分析分别如图甲、乙所示，在拉力F 的作用下，滑块和木板缓慢移动，由滑块受力平衡知图4F ＋mg sin θ＝F T ＋μmg cos θ.对木板受力平衡得F T ＝mg sin θ＋μmg cos θ 解以上两式得F ＝2μmg cos θ.又因F 作用点的位移x ＝l2.所以W F ＝Fx ＝μmgl cos θ. 应选A. 答案：A图58、水平地面上有一木箱，木箱与地面之间的动摩擦因数为μ(0<μ<1)、现对木箱施加一拉力F ，使木箱做匀速直线运动、设F 的方向与水平面夹角为θ，如图5，在θ从0逐渐增大到90°的过程中，木箱的速度保持不变，那么 ()A 、F 先减小后增大B 、F 一直增大C 、F 的功率减小D 、F 的功率不变解析：此题考查共点力的平衡条件、功率的计算，意在考查考生应用数学知识处理物理问题的能力、木箱在F 作用下向右匀速运动的过程中，受4个力作用而平衡、即F cos θ＝μ(mg －F sin θ)，解得：F ＝μmgcos θ＋μsin θ，F 有极值，所以A 对B 错；F 的功率P ＝Fv cosθ＝μmgv1＋μtan θ，所以C 对D 错、答案：AC【二】计算题(3×12′＝36′)图69、质量为m 1的长木板放在光滑的水平面上(如图6所示)，一个质量为m 2的滑块以某一速度沿木板表面从A 点滑至B 点，在木板上前进了l ，而木板前进x .假设滑块与木板间的动摩擦因数为μ，问：(1)摩擦力对滑块所做的功是多大？ (2)摩擦力对木板所做的功是多大？图7解析：(1)滑块受力情况如图7甲所示，摩擦力对滑块所做的功为：Wm 2＝－μm 2g (x ＋l ) (2)木板受力情况如图7乙所示，摩擦力对木板所做的功为：Wm 1＝μm 2gx 答案：(1)－μm 2g (x ＋l ) (2)μm 2gx10、跳绳是一种健身运动、设某运动员的质量是50kg ，他1min 跳绳180次、假定在每次跳跃中，脚与地面的接触时间占跳跃一次所需时间的25，那么该运动员跳绳时克服重力做功的平均功率是多大？(取g ＝10m/s 2)解析：人跳一次所需的时间为t 0＝t n ＝60180s ＝13s人跳离地面后做竖直上抛运动，从跳离地面到回到地面的时间为t 1＝t 0·⎝ ⎛⎭⎪⎫1－25＝13×⎝ ⎛⎭⎪⎫1－25s ＝15s 人从跳离地面到上升到最高点的时间为t 2＝12t 1＝12×15s ＝110s 此过程中人克服重力做功W 0＝mgh ＝mg ·12gt 22＝50×10×12×10×⎝ ⎛⎭⎪⎫1102J ＝25J.所以，运动员跳绳时克服重力做功的平均功率为P ＝nW 0t ＝180×2560W ＝75W. 答案：75W11、图8为修建高层建筑常用的塔式起重机、在起重机将质量m ＝5×103kg 的重物竖直吊起的过程中，重物由静止开始向上做匀加速直线运动，加速度a ＝0.2m/s 2，当起重机输出功率达到其允许的最大值时，保持该功率直到重物做v m ＝1.02m/s 的匀速运动、取g ＝10m/s 2，不计额外功、求：(1)起重机允许输出的最大功率、(2)重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2秒末的输出功率、图8解析：(1)设起重机允许输出的最大功率为P 0，重物达到最大速度时，拉力F 0等于重力、 P 0＝F 0v m ①F 0＝mg ②代入数据，有：P 0＝5.1×104W ③(2)匀加速运动结束时，起重机达到允许输出的最大功率，设此时重物受到的拉力为F ，速度为v 1，匀加速运动经历时间为t 1，有：P 0＝Fv 1④F －mg ＝ma ⑤ v 1＝at 1⑥由③④⑤⑥，代入数据，得：t 1＝5s ⑦t ＝2s 时，重物处于匀加速运动阶段，设此时速度为v 2，输出功率为P ，那么v 2＝at ⑧P ＝Fv 2⑨由⑤⑧⑨，代入数据，得：P ＝2.04×104W ⑩。
核能及其应用二
核反应堆中反应处于临界 状态
2.临界状态、临界尺寸、临界质量
临界状态时，反应堆内核燃料的质量称为临界质量， 堆芯体积称为临界体积
可证明：
临界尺寸
其中L 为中子扩散长度
L ke 1
临界体积
L3 Ke 1 32
临界质量
rL3 Ke 1 32
r是堆中物质的平均密度。
一座天然铀石墨反应堆的临界体积： 立方形，229m3，每边6.12m； 圆柱形，211m3， 高6.44m，半径 3.23m； 球形181m3，半径3．51m。
零功率堆也是一种试验堆，其功 率低于100W。主要用于模拟研究新型 准的各种物理性能，取得数据为新型 堆的设计提供依据。相对地说，这种 反应堆就很小，但与一般实验室的仪 器设备相比,它也算庞然大物。此堆 可建在城市中。
动。 力堆
用于核潜艇生产蒸汽，推动汽轮机。 民用方面，用一种强烈感情影响而产生的 奇怪现象。工业化国家中，那些非常关注 潜伏着的、由散发到大气中的数十亿吨温 室气体引起的灾难性温室效应的人,基本上 也是那些最反对核能的人。或者说，那些 能够非常透彻地看清楚全球变暖问题的那 些人，往往是最强烈反对这一问题最现实 解决方案的人。
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2019年高三物理总练习二轮课时功课核反应核能的利用新苏版注意事项：认真阅读理解，结合历年的真题，总结经验，查找不足！重在审题，多思考，多理解！无论是单选、多选还是论述题，最重要的就是看清题意。
在论述题中，问题大多具有委婉性，尤其是历年真题部分，在给考生较大发挥空间的同时也大大增加了考试难度。
考生要认真阅读题目中提供的有限材料，明确考察要点，最大限度的挖掘材料中的有效信息，建议考生答题时用笔将重点勾画出来，方便反复细读。
只有经过仔细推敲，揣摩命题老师的意图，积极联想知识点，分析答题角度，才能够将考点锁定，明确题意。
课时作业52核反应核能的利用时间：45分钟总分值：100分【一】选择题(8×8′＝64′)1、在以下四个方程中，x1、x2、x3和x4各代表某种粒子、①23592U＋10n→9538Sr＋13854Xe＋3x1②21H＋x2→32He＋10n③23892U→23490Th＋x3④2412Mg＋42He→2713Al＋x4以下判断正确的选项是()A、x1是中子B、x2是质子C、x3是α粒子D、x4是氘核解析：根据质量数和电荷数守恒可知，x1是中子，x2是氘核，x3是α粒子，x4是质子、答案：AC2、激光中子是由一重原子核吸收一光子后发射一中子而产生的，光子的极限能量大约是10MeV.假定中子从原子核上向外移开距离10－13cm所受的力保持不变，那么中子与原子核间的作用力的数量级是()A、10－3NB、10NC、103ND、无法计算解析：10MeV＝1.6×10－12J，而根据功的知识，f＝1.6×10－1210－15N＝1.6×103N，比较接近C项、答案：C3.“轨道电子俘获”也是放射性同位素衰变的一种形式，它是指原子核(称为母核)俘获一个核外电子，其内部一个质子变为中子，从而变成一个新核(称为子核)，并且放出一个中微子的过程、中微子的质量极小，不带电，很难被探测到，人们最早是通过子核的反冲而间接证明中微子的存在的、关于一个静止的母核发生“轨道电子俘获”，衰变为子核并放出中微子，下面的说法中不正确的选项是()A、子核的动量与中微子的动量相同B、母核的电荷数大于子核的电荷数C、母核的质量数等于子核的质量数D 、子核的动能大于中微子的动能解析：子核的动量与中微子的动量大小相等，方向相反，由p ＝2mE k 可知，子核的动能小于中微子的动能，母核的电荷数等于子核的电荷数，中微子的质量极小，质量数为零、答案：ABD4、静止在匀强磁场中的238 92U 核，发生α衰变后生成Th 核，衰变后的α粒子速度方向垂直于磁场方向，那么以下结论中正确的选项是()①衰变方程可表示为：238 92U ＝234 90Th ＋42He②衰变后的Th 核和α粒子的轨迹是两个内切圆，轨道半径之比为1∶45③Th 核和α粒子的动能之比为2∶117④假设α粒子转了117圈，那么Th 核转了90圈A 、①③B 、②④C 、①②D 、③④解析：衰变过程不可逆，不能用等号；衰变后的Th 核和α粒子的轨迹是两个外切圆，由于Th 核和α粒子的动量大小相等，因此动能之比等于质量比的倒数为2∶117，周期之比等于比荷比的倒数为117∶90，故α粒子转了117圈，那么Th 核转了90圈、答案：D5.原子核聚变可望给人类未来提供丰富的洁净能源。
当氘等离子体被加热到适当高温时，氘核参与的几种聚变反应可能发生，放出能量。
这几种反应的总效果可以表示为621H ―→k 42He ＋d 11H ＋210n ＋43.15MeV由平衡条件可知()A 、k ＝1，d ＝4B 、k ＝2，d ＝2C 、k ＝1，d ＝6D 、k ＝2，d ＝3解析：此题考查的是原子核反应方程的有关知识，意在考查考生对核反应过程中质量和电荷数守恒这一知识点的理解和应用能力；根据质量数和电荷数守恒可知：⎩⎪⎨⎪⎧ 4k ＋d ＝102k ＋d ＝6.解得：k ＝2，d ＝2；应选B.答案：B6.某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论，其中的两个核反应方程为11H ＋126C →137N ＋Q 1，11H ＋157N →126C ＋X ＋Q 2()A 、X 是32He ，Q 2>Q 1B 、X 是42He ，Q 2>Q 1C 、X 是32He ，Q 2<Q 1D 、X 是42He ，Q 2<Q 1解析：此题考查核反应方程的书写和计算核反应能量，意在考查考生推理判断和运算能力、由核反应过程中必须遵守的质量数守恒和核电荷数守恒知X 是42He.放出热量分别为Q 1和Q 2的两个核反应中质量亏损分别为0.0021u 和0.0053u ，故Q 2>Q 1.答案：B7、一个23592U 原子核在中子的轰击下发生一种可能的裂变反应，其裂变方程为235 92U ＋10n →X＋9438Sr ＋210n ，那么以下说法正确的选项是()A 、X 原子核中含有86个中子B 、X 原子核中含有141个核子C 、因为裂变释放能量，根据E ＝mc 2，所以裂变后的总质量数增加D 、因为裂变释放能量，出现质量亏损，所以裂变后的总质量数减少解析：由质量数守恒和电荷数守恒知：235＋1＝a ＋94＋2×1,92＝b ＋38，解得：a ＝140，b ＝54，其中a 是X 的质量数，b 为X 的电荷数，X 核中的中子数为：a －b ＝140－54＝86，由此可知A 选项对，B 选项错；裂变释放能量，由质能关系可知，其总质量减小，但质量数守恒，故C 、D 均错、答案：A8、雷蒙德·戴维斯因研究来自太阳的电子中微子(νe )而获得了2002年度诺贝尔物理学奖，他探测中微子所用的探测器的主体是一个贮满615t 四氯乙烯溶液的巨桶、电子中微子可以将一个氯核转变为一个氩核，其核反应方程式为νe ＋3717Cl ―→3718Ar ＋0－1e3717Cl 核的质量为36.95658u ，3718Ar 核的质量为36.95691u ，0－1e 的质量为0.00055u,1u 质量对应的能量为931.5MeV.根据以上数据，可以判断参与上述反应的电子中微子的最小能量为()A 、0.82MeVB 、0.31MeVC 、1.33MeVD 、0.51MeV解析：根据1原子质量单位(u)相当于931.5兆电子伏能量，那么ΔE ＝Δm ×931.5MeV ＝(36.95691＋0.00055－36.95658)×931.5MeV ＝0.82MeV.答案：A【二】计算题(3×12′＝36′)9、某些建筑材料可产生放射性气体——氡，氡可以发生α和β衰变，如果人长期生活在氡浓度过高的环境中，氡经过人的呼吸道沉积在肺部，并放出大量射线，从而危害人体健康、原来静止的氡核(222 86Rn)发生一次α衰变生成新核钋(P O )、放出的α粒子速度为v .(1)写出衰变方程；(2)求衰变生成的钋核的速度、答案：(1)衰变方程为：222 86Rn →218 84Po ＋42He(2)放出的α粒子速度方向为正方向，设钋核和α粒子的质量分别为M 、m 由动量守恒定律得Mv 1＋mv ＝0M m ＝2184，v 1＝－2v 109方向与α粒子速度方向相反10、云室处在磁感应强度为B 的匀强磁场中，一静止的质量为M 的原子核在云室中发生一次α衰变，α粒子的质量为m ，电量为q ，其运动轨迹在与磁场垂直的平面内、现测得α粒子运动的轨道半径R ，试求在衰变过程中的质量亏损、(注：涉及能量问题时，亏损的质量可忽略不计)解析：要求亏损质量，由ΔE ＝Δmc 2，可知应先求核反应中释放的能量ΔE ，此问题中ΔE 是以新核和α粒子动能形式释放的、要求新核和α粒子动能，应求出两者速度，由题意可知利用动量守恒和向心力公式即可求得、答案：令v 表示α粒子的速度，由洛伦兹力和牛顿定律可得qvB ＝m v 2R ①令v ′表示衰变后剩余核的速度，在考虑衰变过程中系统的动量守恒时，因为亏损质量小，可不予考虑，由动量守恒可知(M －m )v ′＝mv ②在衰变过程中，α粒子和剩余核的动能来自于亏损质量即Δm ·c 2＝12(M －m )v ′2＋12mv 2③联立①②③式解得Δm ＝M (qBR )22c 2m (M －m ).11、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23592U ，完成下面的核反应方程式23592U ＋10n → 90( )Sr ＋( ) 54Xe ＋1010n ；(2)一座100万千瓦的核电站，每年需要多少吨浓缩铀？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(Xe)核的质量为135.9072u 、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？(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)解：(1)根据电荷数守恒和质量数守恒可得：质量数为136，电荷数为38.(2)该反应的质量亏损是：Δm ＝235.0439u ＋1.0087u －89.907u －135.9072u －10×1.0087u ＝0.1507u根据爱因斯坦方程ΔE ＝Δmc 2＝0.1507×1.66×10－27×(3×108)2＝2.3×10－11J核电站每年放出的热量Q ＝P ·t ＝1.0×109×3.6×103×24×365J ＝3.2×1016J那么由题意知：Q ＝m ·2%0.235·ΔEm ＝Q ·0.235ΔE ·N A ·2%＝ 3.2×1016×0.2352.3×10－11×6.23×1023×0.02＝2.7×104kg(3)根据煤的燃烧值计算可得：消耗煤的质量为109×365×24×3600/2.93×107t ＝1.1×106t.(4)核反应堆外面需要修建很厚的水泥保护层，用来屏蔽射线；对放射性废料，要装入特制的容器，埋入地层深处进行处理、答案：见解析。