正确率60.0%在惯性参考系$${{S}}$$中有两个静止质量都是$${{m}_{0}}$$的粒子$${{A}}$$和$${{B}}$$均以大小相同的速度$${{v}}$$沿同一直线相向运动,相碰后合在一起成为一个粒子,则其合成的粒子的静止质量为()
C
A.$${{2}{{m}_{0}}}$$
B.$$\frac1 2 m_{0} \sqrt{1-\left( \frac{v} {c} \right)^{2}}$$
C. $$\frac{2 m_{0}} {\sqrt{1-\left( \frac{v} {c} \right)^{2}}}$$
D.$$2 m_{0} \sqrt{1-\left( \frac{v} {c} \right)^{2}}$$
2、['动量与能量的其他综合应用', '核反应', '质量亏损', '质能方程的计算']正确率40.0%一个静止的原子核$${^{a}_{b}{X}}$$经$${{α}}$$衰变放出一个$${{α}}$$粒子并生成一个新核,$${{α}}$$粒子的动能为$${{E}_{0}}$$.设衰变时产生的能量全部变成$${{α}}$$粒子和新核的动能,则在此衰变过程中的质量亏损为()
D
A.$$\frac{E_{0}} {c^{2}}$$
B.$$\frac{E_{0}} {( a-4 ) c^{2}}$$
C.$$\frac{( a-4 ) E_{0}} {c^{2}}$$
D.$$\frac{a E_{0}} {( a-4 ) c^{2}}$$
3、['理解核子、电荷数和质量数', '质量亏损', '质能方程的计算']正确率60.0%核电池可通过半导体换能器将放射性同位素$$\frac{2 3 9} {9 4} \mathrm{P u}$$衰变过程释放的能量转变为电能.一静止的$$\frac{2 3 9} {9 4} \mathrm{P u}$$衰变为铀核$$\mathrm{^{2 3 5} U}$$和新粒子,并释放出$${{γ}}$$光子.已知$$\frac{2 3 9} {9 4} \mathrm{P u}$$、$$\mathrm{^{2 3 5} U}$$的质量分别为$$m_{\mathrm{P u}}$$、$${{m}_{U}{,}}$$下列说法正确的是()
D
A.$$\frac{2 3 9} {9 4} \mathrm{P u}$$的衰变方程为$$\frac{2 3 9} {9 4} \mathrm{P u}$$→$$2 3 5_{9 2} \mathrm{U}+2_{1}^{1} \mathrm{H}+\gamma$$
B.核反应过程中的质量亏损为$$\Delta m=m_{\mathrm{P u}}-m_{\mathrm{U}}$$
C.核反应过程中的释放的核能为$$\Delta E=( m_{\mathrm{P u}}-m_{\mathrm{U}} ) c^{2}$$
D.释放的核能转变为$$\mathrm{^{2 3 5} U}$$的动能、新粒子的动能和$${{γ}}$$光子的能量
4、['质能方程的计算']正确率60.0%$${{1}}$$个铀$${{2}{3}{5}}$$吸收$${{1}}$$个中子发生核反应时,大约放出$${{1}{9}{6}{{M}{e}{V}}}$$的能量,则$${{1}{g}}$$纯铀$${{2}{3}{5}}$$完全发生核反应放出的能量为(阿伏加德罗常数为$${{N}_{A}{)}}$$()
D
A.$$N_{\mathrm{A}} \times1 9 6 \mathrm{M e V}$$
B.$$2 3 5 N_{\mathrm{A}} \times1 9 6 \mathrm{M e V}$$
C.$$2 3 5 \times1 9 6 \mathrm{M e V}$$
D.$${\frac{N_{\mathrm{A}}} {2 3 5}} \times1 9 6 \mathrm{M e V}$$
5、['理解同位素', '聚变的理解及计算', '质能方程的计算']正确率40.0%太阳内部的一个热核反应方程是$$\mathrm{^{2}_{1} H+^{3} H \to^{4}_{2} H e+X}$$. 已知$${^{2}_{1}{H}}$$的质量为$${{m}_{1}}$$,$${^{3}_{1}{H}}$$的质量为$${{m}_{2}}$$,$${^{4}_{2}{{H}{e}}}$$的质量为$${{m}_{3}}$$,$${{X}}$$的质量为$${{m}_{4}}$$,光速为$${{c}}$$,下列说法正确的是()
D
A.$${{X}}$$是质子
B.$${^{2}_{1}{H}}$$和$${^{3}_{1}{H}}$$是两种不同元素的原子核
C.$${^{2}_{1}{H}}$$和$${^{3}_{1}{H}}$$在常温下就能够发生聚变
D.反应释放的核能为$$\left( m_{1}+m_{2}-m_{3}-m_{4} \right) c^{2}$$
6、['核反应', '质能方程的计算', '聚变的理解及计算']正确率40.0%氘核聚变反应方程是$$\mathrm{_1^2 H+_1^2 H \to_2^3 H e+_0^1 n}$$,已知$${^{2}_{1}{H}}$$的质量为$$2. 0 1 3 6 u, ~ \mathrm{\AA~}_{2}^{3} \mathrm{H} e$$的质量为$$3. 0 1 5 0 u, \mathrm{\Lambda~}_{0}^{1} \mathrm{n}$$的质量为$$1. 0 0 8 7 u, \; \; 1 u=9 3 1 \; \mathrm{M e V}$$。氘核聚变反应中释放的核能约为()
C
A.$${{3}{{.}{7}}{{M}{e}{V}}}$$
B.$${{2}{{.}{7}}{{M}{e}{V}}}$$
C.$${{3}{{.}{3}}{{M}{e}{V}}}$$
D.$${{0}{{.}{9}{3}}{{M}{e}{V}}}$$
7、['核反应', '质能方程的计算']正确率60.0%一个氘核$${{(}{^{2}_{1}{H}}{)}}$$和一个氚核$${{(}{^{3}_{1}{H}}{)}}$$结合成一个氦核并放出一个中子时,质量亏损为$${{△}{m}{,}}$$已知阿伏加德罗常数为$${{N}_{A}}$$,真空中的光速为$${{c}}$$,若$${{1}{{m}{o}{l}}}$$氘和$${{1}{{m}{o}{l}}}$$氚完全发生上述核反应,则在核反应中释放的能量为()
A
A.$$N_{\mathrm{A}} \lfloor m c^{2} .$$
B.$$2 N_{\mathrm{A}} \triangle m c^{2}$$
C.$${\frac{1} {2}} N_{\mathrm{A}} \triangle m c^{2}$$
D.$$5 N_{\mathrm{A}} \triangle m c^{2}$$
8、['质能方程的计算']正确率40.0%已知质子$${、}$$中子$${、}$$氘核的质量分别是$$m_{1}, ~ m, ~ m_{3}$$,光速为$${{c}}$$。在质子和中子结合成氘核的过程中
B
A.释放的能量为$$( \, m_{1}+m_{2} \,+m_{3} \, ) \, \, c^{2}$$
B.释放的能量为$$( \, m_{1}+m_{2}-m_{3} \, ) \, \, c^{2}$$
C.吸收的能量为$$( \, m_{1}+m_{2} \,+m_{3} \, ) \, \, c^{2}$$
D.吸收的能量为$$( \, m_{1}+m_{2}-m_{3} \, ) \, \, c^{2}$$
9、['结合能与比结合能', '半衰期的相关计算', '理解核子、电荷数和质量数', '质能方程的计算']正确率60.0%下列说法中正确的是
C
A.放射性元素发生$${{β}}$$衰变时所释放的电子是核外的电子发生电离产生的
B.氡的半衰期为$${{3}{.}{8}}$$天,$$4 0 0 0 0$$个氡原子核经过$${{7}{.}{6}}$$天后就一定只剩下$$1 0 0 0 0$$个氡原子核
C.已知质子$${、}$$中子$${、{α}}$$粒子的质量分别为$$m_{1}, ~ m_{2}, ~ m_{3}$$,那么质子和中子结合成一个$${{α}}$$粒子,释放的能量是$$( 2 m_{1}+~ 2 m_{2} ~-~ m_{3} ) c^{2}$$
D.比结合能越大,原子核越不稳定
10、['裂变反应', '能级及能级跃迁', '结合能与比结合能', '质能方程的计算']正确率40.0%关于近代物理的知识,下列说法正确的是()
D
A.结合能越大,原子核内核子结合得越牢固,原子核越稳定
B.铀核裂变的一种核反应方程为$$2 3 5_{9 2} U \to_{5 6}^{1 4 1} B a+_{3 6}^{9 2} K r+2_{0}^{1} n$$
C.设质子$${、}$$中子$${、{α}}$$粒子的质量分别为$$m_{1}, ~ m_{2}, ~ m_{3}$$,两个质子和两个中子结合成一个$${{α}}$$粒子,释放的能量是$$( \, m_{1}+m_{2}-m_{3} \, ) \, \, c^{2}$$
D.若氢原子从$${{n}{=}{6}}$$能级向$${{n}{=}{1}}$$能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应,则氢原子从$${{n}{=}{6}}$$能级向$${{n}{=}{2}}$$能级跃迁时辐射出的光也不能使该金属发生光电效应
1. 解析:根据能量守恒和动量守恒,两个粒子的总能量为 $$2 \gamma m_0 c^2$$,其中 $$\gamma = \frac{1}{\sqrt{1 - (v/c)^2}}$$。合成粒子静止质量为 $$M_0$$,其能量为 $$M_0 c^2$$。由能量守恒得 $$M_0 = 2 \gamma m_0$$,即 $$M_0 = \frac{2 m_0}{\sqrt{1 - (v/c)^2}}$$。答案为 C。
2. 解析:衰变时动量守恒,设新核质量为 $$m$$,动能为 $$E_k$$,则 $$E_0 = \frac{p^2}{2m_\alpha}$$,$$E_k = \frac{p^2}{2m}$$。由能量守恒,总动能 $$E_0 + E_k = E_0 \left(1 + \frac{m_\alpha}{m}\right)$$。质量亏损 $$\Delta m = \frac{E_0 + E_k}{c^2} = \frac{E_0 (a-4 + 4)}{(a-4)c^2} = \frac{a E_0}{(a-4)c^2}$$。答案为 D。
3. 解析:衰变方程为 $$\mathrm{^{239}_{94}Pu \to ^{235}_{92}U + ^4_2He + \gamma}$$,A错误。质量亏损为 $$\Delta m = m_{\mathrm{Pu}} - m_{\mathrm{U}} - m_\alpha$$,B错误。释放的核能包括铀核、α粒子和γ光子的能量,D正确。答案为 D。
4. 解析:1g铀235的摩尔数为 $$\frac{1}{235}$$,原子数为 $$\frac{N_A}{235}$$。每个原子释放196MeV,总能量为 $$\frac{N_A}{235} \times 196 \mathrm{MeV}$$。答案为 D。
5. 解析:反应方程为 $$\mathrm{^2_1H + ^3_1H \to ^4_2He + ^1_0n}$$,X是中子,A错误。$$^2_1H$$和$$^3_1H$$是同位素,B错误。聚变需高温,C错误。核能 $$\Delta E = (m_1 + m_2 - m_3 - m_4)c^2$$,D正确。答案为 D。
6. 解析:质量亏损 $$\Delta m = 2 \times 2.0136u - (3.0150u + 1.0087u) = 0.0035u$$。释放能量 $$E = 0.0035 \times 931 \mathrm{MeV} \approx 3.3 \mathrm{MeV}$$。答案为 C。
7. 解析:1mol氘和1mol氚完全反应,共有 $$N_A$$ 次反应,释放能量为 $$N_A \Delta m c^2$$。答案为 A。
8. 解析:质子和中子结合成氘核时,质量亏损为 $$m_1 + m_2 - m_3$$,释放能量为 $$(m_1 + m_2 - m_3)c^2$$。答案为 B。
9. 解析:β衰变的电子来自核内中子转化,A错误。半衰期是统计规律,B错误。α粒子由2质子和2中子组成,释放能量为 $$(2m_1 + 2m_2 - m_3)c^2$$,C正确。比结合能越大,核越稳定,D错误。答案为 C。
10. 解析:比结合能越大,核越稳定,A错误。铀核裂变需中子轰击,B错误。α粒子结合能计算错误,应为 $$(2m_1 + 2m_2 - m_3)c^2$$,C错误。从n=6→1的跃迁能量大于n=6→2,若前者不能光电效应,后者也不能,D正确。答案为 D。