高三物理教案：核反应教案

4.当两个中子和两个质子结合成一个 粒子时，放出28.30MeV的能量，当三个 粒子结合成一个碳核时，放出7.26MeV的能量，则当6个中子和6个质子结合成一个碳核时，释放的能量约为( )

A 21.04MeV B 35.56MeV C 77.64MeV D 92.16MeV

5.下列说法正确的是

A、太阳辐射的能量主要来自太阳内部的裂变反应

B、卢瑟福的a粒子散射实验可以估算原子核的大小

C、玻尔理论是依据a粒子散射实验分析得出的

D、氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，电势能增大，总能量增大

6.中微子失踪之迷是一直困扰着科学家的问题。原来中微子在离子开太阳向地球运动的过程中，发生“中微子振荡”，转化为一个 子和一个 子。科学家通过对中微子观察和理论分析，终于弄清了中微子失踪的原因，成为“2001年世界十大科技突破”之一。若中微子在运动中只转化为一个 子和一个 子，并已知 子的运动方向与中微子原来的方向一致，则 子的运动方向( )

A 一定与中微子方向一致 B一定与中微子方向相反 C 可能与中微子方向不在同一直线上 D 只能中微子方向在同一直线上

7.在一定条件下，让质子获得足够大的速度，当两个质子p以相等的速率对心正碰，将发生下列反应：P+P→P+P+P+ 其中 是P反质子(反质子与质子质量相等，均为mp，且带一个单位负电荷)，则以下关于该反应的说法正确的是

A.反应前后系统总动量皆为0

B.反应过程系统能量守恒

C.根据爱因斯坦质能方程可知，反应前每个质子的能量最小为2mpc2：

D.根据爱因斯坦质能方程可知，反应后单个质子的能量可能小于mpc286.用 粒8.子轰击铍核( Be)，生成一个碳核( C)和一个粒子，则该粒子 ( )

(A)带正电，能在磁场中发生偏转

(B)在任意方向的磁场中都不会发生偏转

(C)电离本领特别强，是原子核的组成部分之一

(D)用来轰击铀235可引起铀榱的裂变

9.假设钚的同位素离子 Pu静止在匀强磁场中，设离子沿与磁场垂直的方向放出 粒子后，变成铀的一个同位素离子，同时放出能量为E=0.09Mev的光子。(1)试写出这一核反应过程的方程式。(2)光子的波长为多少?(3)若不计光子的动量，则铀核与 粒子在匀强磁场中的回旋半径之比是多少?

10.如下图所示，一个有界的匀强磁场，磁感应强度B=0.50T，磁场方向垂直于纸面向里，MN是磁场的左边界。在磁场中A处放一个放射源，内装 (镭)， 放出某种射线后衰变成Rn(氡)。试写出： 衰变的方程，若A距磁场的左边界MN的距离OA=1.0m，放在MN左侧的粒子接收器接收到垂直于边界MN方向射出的质量较小的粒子，此时接收器位置距经过OA的直线1.0m，由此可以推断出一个静止镭核Ra衰变时放出的能量是多少?保留两位有效数字(取1u=1.6×10-27kg，电子电量e=1.6×10-19c)

11.自然界中的物体由于具有一定的温度，会不断地向外辐射电磁波，这种辐射因与温度有关，称为热辐射。热辐射具有如下特点：(1)辐射的能量中包含各种波长的电磁波;(2)物体温度越高，单位时间内从物体表面单位面积上辐射的能量越大;(3)在辐射的总能量中，各种波长所占的百分比不同。

处在一定温度的物体在向外辐射电磁能量的同时，也要吸收由其他物体辐射的电磁能量，如果它处在平衡状态，则能量保持不变。若不考虑物体表面性质对辐射与吸收的影响，我们定义一种理想的物体，它能100%地吸收入射到其表面的电磁辐射，这样的物体称为黑体。单位时间内从黑体表面单位面积辐射的电磁波的总能量与黑体绝对温度的四次方成正比，即P0=σT4，其中常量σ=5 .67×10-8W/(m•K4)

在下面的问题中，把研究对象都简单地看作黑体。

有关数据及数学公式：太阳半径Rs = 696000Km，太阳表面温度T = 5770K，火星半径r = 3395Km。已知球面积S = 4πR2，其中R为球半径。

(1) 太阳热辐射能量的绝大多数集中在波长为2×10-7～1×10-5m范围内，求相应的频率范围。

(2) 每小时从太阳表面辐射的总能量为多少?

(3) 火星受到来自太阳的辐射可认为垂直到面积为πr2(r为火星半径)的圆盘上。已知太阳到火星的距离约为太阳半径的400倍，忽略其他天体及宇宙空间的辐射，试估算火星的平均温度。

12.核聚变能是一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，并释放一个中子了。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。

⑴写出氘和氚聚合的反应方程。

⑵试计算这个核反应释放出来的能量。

⑶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=3.00×108m/s，结果取二位有效数字)

参考答案

1.D

2.AC

3.ABC

4. D

5.BD

6. D

7. A

8. BCD

9.

10. 2.0×10-12j

11.3×103~1.5×1015Hz、1.38×1030J,204K

12. ⑴略 ⑵2.8×10-12J ⑶23kg

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