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2002年全国高考 目前普遍认为, 质子和中子都是 15 由被称为u夸克和d夸克的两类夸克组成。u夸克带电 2 1 量为 e ,d夸克带电量为 e ,e为基元电荷。 3 3 下列论断可能正确的是 ( B ) A. 质子由1个u夸克和1个d夸克组成, 中子由1个u夸克和2个d夸克组成 B. 质子由2个u夸克和1个d夸克组成, 中子由1个u夸克和2个d夸克组成 C. 质子由1个u夸克和2个d夸克组成, 中子由2个u夸克和1个d夸克组成 D. 质子由2个u夸克和1个d夸克组成, 中子由1个u夸克和1个d夸克组成
mC 2 子频率为___________ 。 h
例5、 填写下列核反应方程式
235 92
U n
1 0
138 56
Ba Kr ( 3 n )
95 36
1 0
2 1
H H n ( He )
2 1 1 0
3 2
226 88 14 6
Ra
0 1
222 86
Rn ( He )
解: ⑴核反应方程为
9 4
Be He C n
4 2 12 6 1 0
⑵ 在任意方向的磁场中均不发生偏转,则它不带电; 射线是电磁波,速度为光速c,这种射线的速度不到光速的1/10, 所以它不是 γ射线. 对打出氢核的实验,由弹性碰撞关系 (mH vH是氢核的质量和速度) 由动量守恒定律 由动能守恒
2 1 3 2 1 0
（2）由题给条件可求得质量亏损为：
Δm=2.0136×2－(3.0150+1.0087)=0.0035u ∴释放的核能为 ΔE=Δmc2=931.5×0.0035=3.26MeV
6 Li 静止在匀强磁场中的 原子核，俘获一个 例 8、 3 速度为7.7×104 m/s 的中子而发生核反应放出α粒子后 变成一个新原子核，已知中子速度方向与磁场方向垂 直，测得α粒子速度为：2×104m/s，方向与中子速度 方向相同，求： （1）生成的新核是什么？写出核反应方程式。 （2）生成的新核的速度大小和方向。 （3）若α粒子与新核间相互作用不计，则二者在磁场 中运动轨道半径之比及周期之比各为多少？
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1992年 三南 太阳辐射能量主要来自太阳内部的 [ D ] A. 化学反应 B. 放射性衰变 C. 裂变反应 D. 热核反应
11、正、负电子相遇时湮灭,同时产生一对
0 0 ＋1 －1 光子,反应方程式为_______________, 若正负
e e＝2
电子质量都为m,普朗克常数为h,则所产生的光
原子核（下）
吕叔湘中学 庞留根
/nv/4.html
五、核能 例1 1994年 全国 2000年高考试题 六、裂变和聚变 1992年 三南 例7 例8 例5 例9 例6 03年江苏高考1 04年广东5 2002年广东高考 例2 例3 例4
2002年全国高考 04年全国理综14
解：△m＝0.029282u △E＝ △mc2=931.5 × 0.029282= 27.3MeV
或 △E ＝ △mc2
＝ 0.029282 × 1.66×10-27 × (3×108 )2 ＝ 4.37 ×10－12J＝27.3MeV
1994年 全国 13. 一个铀核衰变为钍核时释放出一个α粒子 ，已知铀核的质量为3.853131×10-25 kg，钍核
239 94
(1)
由带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式得
RU =mU vU/qUB
Rα =mα vα/qαB
（ 2）
由(1) (2) 得 RU / Rα = qα /qU=2/92=1/46
（2）核反应中释放的核能为 ΔE=Δmc2=(238.999655 - 234.99347 - 4.001509)×931.5 =4.356MeV 由能的转化和守恒定律知 EkU+E kα=ΔE - 0.09 = 4.266MeV ∵pU=pα ∴由EK=1/2·mv2 =p 2/2m EKU / EKα=mα /mU=4/235 ∴ α粒子的动能为 EK α = (EkU+E kα ) × mU ／ (mα +mU )
16.（12分）如下一系列核反应是在恒星内部发生的，
13 p 12 C 6 7N 13 13 7 N 6 C e 13 14 p 6 C 7 N 2002年广东高考 14 15 p 7 N 8 O 15 15 8 O 7 N e 12 p 15 N 7 6 C
13 p 12 C 6 7N 13 13 7 N 6 C e 13 14 p 6 C 7 N 14 15 p 7 N 8 O 15 15 8 O 7 N e 12 p 15 N 7 6 C
m =6.644929×10 -27kg
B. 该方程表明物体的质量和能量可以相互转化 C. 该方程表明物体的能量跟它的质量成正比 D. 该方程既适用于微观粒子,也适合宏观物体
例4、 两个中子和两个质子可以结合成一个氦 核, 已知中子的质量是1.008665u, 质子的质量是 1.007276u, 氦核的质量是4.0026u, 求此核反应的 质量亏损和结合能, (1u=1.66×10-27千克, c=3×108米／秒)
中子的发现 例15：1930年发现，在真空条件下用α射线轰击铍 9时，会产生一种看不见的、贯穿能力极强的不知名射 线和另一种粒子，经过研究发现，这种不知名射线具有 如下特点：①在任意方向的磁场中均不发生偏转；②这 种射线的速度不到光速的十分之一，③用它轰击含有氢 核的物质，可以把氢核打出来，用它轰击含有氮核的物 质，可以把氮核打出来。并且被打出的氢核和氮核的最 大速度之比 vH:vN 近似等于15 ：2, 若该射线中的粒子 均具有相同的能量，与氢核和氮核碰前氢核和氮核可认 为静止，碰撞过程没有机械能损失，已知氢核和氮核的 质量之比等于1 :14，⑴写出α射线轰击铍核的反应方程。 ⑵试根据上面所述的各种情况，通过具体分析说明该射 线是不带电的，但它不是γ射线，而是由中子组成。
例2、一个质子和一个中子结合氘核时,产生 γ光子, 由此可见 ( B C)
A.氘核的质量等于质子和中子的质量之和
B.氘核的质量小于质子和中子的质量之和
C.核子结合成原子核时会释放核能
D.原子核分解成核子时会释放核能
例3、关于质能方程E=mc2,下述错误的是
（ B ）
A. 质能方程是爱因斯坦最先得出的
4 2
14 7
C e(
N )
【例6】地球绕太阳公转的轨道半径约为1.5×1011m，地 球的半径约为6.4×106m，若太阳每秒钟质量减少 4.2×109kg，地球上一天接受到太阳能约为多少J？ 【解答】每秒钟太阳能放出的能量约为：
ΔE=Δmc2=4.2×109×(3×108)2=3.78×1026J
235 92
U + n→ Ba+ Kr +3 n 200.6MeV
1 0 141 56 92 36 1 0
反应堆示意图
2、轻核的聚变：某些轻核结合成质量较大的核的 核反应过程，同时放出大量的核能。
3 1
H H He n 17.6MeV
2 1 4 2 1 0
反 应 堆 示 意 图
= 4.266 × 235／ 239 = 4.195(MeV)
03年江苏高考1 1．下列说法中正确的是 （ A ）
A．质子与中子的质量不等，但质量数相等
B．两个质子间，不管距离如何，核力总是大于
库仑力 C．同一种元素的原子核有相同的质量数，但中 子数可以不同 D．除万有引力外，两个中子之间不存在其它相 互作用力
94 Sr + 139Xe+ 3 1 n + 01 n→ 38 54 0
原子质量单位u为单位）。已知1u 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 。 1.8 ×102
解：Δm=0.1933u Δ E=931.5×0.1933=1.8 ×102 MeV
中子的发现
五、核能
1、质量亏损：组成核的核子总质量和 原子核的质量之差Δm 2、质能方程：E＝m c2 3、1 u = 931.5 MeV 4.核子在结合成原子核时，质量有亏损， 要放出能量。 反之，原子核分解成核子时要吸收能量。 ΔE＝ Δm c2
例1、由核子结合成原子核时 ( A C )
A. 核的质量总是小于组成它的核子的质量和 B. 原子核的质量应该等于组成它的核子的质量和 C. 核子结合成原子核时要放出能量 D. 核子结合成原子核时要吸收能量。
2000年高考试题 11．裂变反应是目前利用中常用的反应，以原子核
235 92
U
为燃料的反应堆中，当
235 U
235 92
U 俘获一个慢中子后发生的
裂变反应可以有多种方式，其中一种可表示为
92 235.0439 1.0087 93.9154 138.9178 反应方程下方的数字为中子及有关原子的静止质量（以
= - 1.0×103 m/s 方向与中子方向相反 （3）由 r=mv/qB∝ mv/q
rα : rH = mαvα/qα ： mHvH/qH =（4×2 ／ 2 ） : （3×0.1）= 40: 3
T=2πm/qB ∝m/q
Tα : TH=4/2 : 3/1=2: 3
Pu 核，沿与磁场垂直的方 静止在匀强磁场中的 239 例9. 94 向射出一个α粒子后，变成铀的一种同位素核，同时释放能量为
质量为3.786567×10-25 kg，α粒子的质量为
6.64672×10-27 kg，在这个衰变过程中释放出来
的能量等于
8.7×10 -13 J（保留两位二位数字）
12. 中子质量为1.0087u，质子质量为 1.0073u，氘核的质量为2.0136u，中子和质子 结合为氘核时释放的能量为 3.7×10 -13 J。 （1989年 全国）