高中物理爱因斯坦质能方程试题

我国自行研制了可控热核反应实验装置“超导托卡马克” (英名称：EAST，俗称“人造太阳”)。设可控热核实验反应前氘核（）的质量为m₁，氚核（）的质量为m₂，反应后氦核（e）的质量为m₃，中子（）的质量为m₄。光速为c。下列说法中不正确的是（  ）

A．这种装置中发生的核反应方程式是

B．由核反应过程质量守恒可知m1+m2=m3+m4

C．核反应放出的能量等于 (m1+m2–m3–m4 )c^2

D．这种装置与我国大亚湾核电站所使用核装置的核反应原理不相同

太阳内部持续不断地发生着四个质子（氢核）聚变一个粒子，同时发射两个正电子和两个没有静止质量的中微子．这个核反应释放出的大量能量就是太阳的能源．
(m_p＝1.0073 u，m_α＝4.0015 u，m_e＝0.00055 u，太阳的质量为2×10³⁰kg)
(1)计算每一次聚变所释放的能量？
(2)已知太阳每秒释放能量为3.8×10²⁶J，则太阳每秒减少的质量为多少千克?

已知中子的质量是m_n=1.6749×10^－27kg，质子的质量是m_p=1.6726×10^－27kg，氘核的质量是m_D=3.3436×10^－27kg，质子和中子结合成氘核的过程中质量亏损是                kg，氘核的比结合能是                       J

据新华社报道，由我国自行设计、研制的世界第一套全超导核聚变实验装置（又称“人造太阳”）已完成了首次工程调试．下列关于“人造太阳”的说法正确的是

A．“人造太阳”的核反应方程是

B．“人造太阳”的核反应方程是

C．“人造太阳”释放的能量大小的计算公式是

D．“人造太阳”核能大小的计算公式是

已知在铀235裂变成钡和氪的过程中，质量亏损Δm="0.215" 3 u,则反应中平均每个核子释放的能量为多少？

一个静止的质量为M的放射性原子核发生衰变，放出一个质量为m、速度大小为v的α粒子，设衰变过程中释放的核能全部转化为新原子核和α粒子的动能，真空中光速为c．求：
① 衰变后新原子核速度大小为多少？
② 衰变过程中质量亏损为多少？

处于静止状态的某原子核X，发生α衰变后变成质量为M的原子核Y，被释放的α粒子垂直射人磁感强度为B的匀强磁场中，测得其圆周运动的半径为r，设α粒子质量为m，质子的电量为e，试求： （提示：原子核衰变过程中，动量和能量保持守恒）
（1）衰变后α粒子的速率υ_a和动能E_ka；
（2）衰变后Y核的速率υ_y和动能E_ky；
（3）衰变前X核的质量M_x．

（1）(4分)下列说法正确的是

A．光子像其他粒子一样，不但具有能量，也具有动量

B．玻尔认为，原子中电子轨道是量子化的，能量也是量子化的

C．将由放射性元素组成的化合物进行高温分解，会改变放射性元素的半衰期

D．原子核的质量大于组成它的核子的质量之和，这个现象叫做质量亏损

（2）(8分)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衰变。粒子的质量为m，带电量为q，其运动轨迹在与磁场垂直的平面内。现测得粒子运动的迹道半径为R，试求在衰变过程中的质量亏损。

静止的氡核Rn放出α粒子后变成钋核Po，α粒子动能为E_α。若衰变放出的能量全部变为反冲核和α粒子的动能，真空中的光速为c，则该反应中的质量亏损为（      ）

A．

B．0

C．

D．

太阳中含有大量的氘核，因氘核不断发生核反应释放大量的核能，以光和热的形式向外辐射．已知氘核质量为2.013 6 u，氦核质量为3.015 0 u，中子质量为1.008 7 u，1 u的质量相当于931.5 MeV的能量则：
(1)完成核反应方程：＋→________＋.
(2)求核反应中释放的核能．

质子的质量为m_p，中子的质量为m_n，它们结合成质量为m的氘核，放出的能量应为（   ）

A．（mp+mn-m）c^2	B．(mp+mn)c^2
C．mc^2	D．(m-mp)c^2

核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量核能。核电站就是利用核反应堆释放的核能转化为电能。
（1）核反应方程式U+⁰₁n→Ba+Kr+3 ⁰₁n 是反应堆中发生的许多核反应中的一种，以m_U、m、分别表示U、Ba、Kr核的质量，m_n、m_p分别表示中子、质子的质量，c为光在真空中传播的速度，求在上述核反应过程中放出的核能△E。
（2）有一座发电能力为P=1.00×10⁶kW的核电站，核能转化为电能的效率η=40%。假定反应堆中发生的裂变反应全是本题（1）中的核反应，已知每次核反应过程放出的核能△E=2.78J，U核的质量。求每年（1年=3.15×10⁷s）消耗的U的质量。

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，这个核反应释放出的大量能量就是太阳的能源
(1)写出这个核反应方程；
(2)这一核反应能释放多少能量？
(3)已知太阳每秒释放的能量为3.8×10²⁶ J，则太阳每秒减少的质量为多少？
(4)若太阳质量减少万分之三，热核反应不能继续进行，计算太阳能存在多少年.(太阳质量M＝2×10³⁰ kg,m_p＝1.007 3 u，m_He＝4.001 5 u，m_e＝0.000 55 u)

轻核聚变比重核裂变能够释放更多的能量，若实现受控核聚变，且稳定地输出聚变能，人类将不再有“能源危机”。一个氘核（）和一个氚核（）聚变成一个新核并放出一个中子（）。
①完成上述核聚变方程 +→      +
②已知上述核聚变中质量亏损为，真空中光速为c，则该核反应中所释放的能量为
        。

核动力航母利用可控核裂变释放核能获得动力．核反应是若干核反应的一种，其中X为待求粒子， y为X的个数，则X是        （选填“质子”、“中子”、“电子”）， y＝        .若反应过程中释放的核能为E，光在真空中的传播速度为c，则核反应的质量亏损表达式为        .