在其他能源中，核能具有能量密度大、地區(qū)適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)勢.在核電站中，核反應(yīng)堆釋放的核能被轉(zhuǎn)化為電能.核反應(yīng)堆的工作原理是利用中子轟擊重核發(fā)生裂變反應(yīng)，釋放出大量核能.

（1）核反應(yīng)方程式+n→++aX是反應(yīng)堆中發(fā)生的許多核反應(yīng)中的一種，n為中子，X為待求粒子，a為X的個(gè)數(shù)，則X為______，a=______.以mU、mBa、mKr分別表示、、的質(zhì)量.mn、mp分別表示中子、質(zhì)子的質(zhì)量，c為光在真空中傳播的速度，則在上述反應(yīng)過程中放出的核能ΔE=__________________________.

（2）有一座發(fā)電能力為P=1.00×106 kW的核電站，核能轉(zhuǎn)化為電能的效率η=40%.假定反應(yīng)堆中發(fā)生的裂變反應(yīng)全是本題（1）中的核反應(yīng)，已知每次核反應(yīng)過程放出的核能ΔE=2.78×10－11 J,的質(zhì)量mU=390×10－27 kg.求每年（1年=3.15×107 s）消耗的的質(zhì)量.

 

【答案】

（1）中子   3   ［mU－(mBa+mKr+2mn)］c2

（2）1104.77 kg

【解析】（1）由電荷數(shù)守恒易判定X的電荷數(shù)為0，這說明X即為中子.據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒有235+1=141+92+a,則a=3

反應(yīng)中的質(zhì)量虧損  Δm=mU－(mBa+mKr+2mn)

據(jù)質(zhì)能方程得  ΔE=Δmc2=［mU－(mBa+mKr+2mn)］c2

（2）在1年內(nèi)輸出的電能  W=Pt

W總=

因ΔE=2.78×10－11 J，則核反應(yīng)數(shù)n=

故消耗的的質(zhì)量為

m=n·mU=mU=1104.77 kg.

 

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

在其他能源中，核能具有能量密度大，地區(qū)適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)勢．在核電站中，核反應(yīng)堆釋放的核能被轉(zhuǎn)化為電能．核反應(yīng)堆的工作原理是利用中子轟擊重核發(fā)生裂變反應(yīng)，釋放出大量核能．
（1）核反應(yīng)方程式
 
235
92
U+n→
 
141
56
Ba+
 
92
36
Kr+aX是反應(yīng)堆中發(fā)生的許多核反應(yīng)中的一種，n 為中子，X為待求粒子，a為X的個(gè)數(shù)，則X為
 
，a=
 
．以mU、m_Ba、mkr分別表示
 
235
92
U、
 
141
56
Ba、
 
92
36
Kr核的質(zhì)量，mn、mp分別表示中子、質(zhì)子的質(zhì)量，c為光在真空中傳播的速度，則在上述核反應(yīng)過程中放出的核能△E=
 
．
（2）有一座發(fā)電能力為P=1.00×106kW的核電站，核能轉(zhuǎn)化為電能的效率η=40%．假定反應(yīng)堆中發(fā)生的裂變反應(yīng)全是本題（1）中的核反應(yīng)，已知每次核反應(yīng)過程放出的核能△E=2.78×10-11J，
 
235
92
U核的質(zhì)量mU=390×10-27kg．求每年（1年=3.15×107s）消耗的
 
235
92
U的質(zhì)量．

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科目：高中物理 來源： 題型：

在其他能源中，核能具有能量大、地區(qū)適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)勢．在核電站中，核反應(yīng)堆釋放的核能轉(zhuǎn)化為電能．核反應(yīng)堆的工作原理是利用中子轟擊重核發(fā)生裂變反應(yīng)，釋放出大量核能．其核反應(yīng)方程為：
 235
 92
U+
 1
 0
n→
 141
 56
Ba+
 92
 36
Kr+aX是反應(yīng)堆中發(fā)生的許多核反應(yīng)中的一種，n為中子，X為待求粒子，a為X的個(gè)數(shù)，則X為
 
，a=
 
．以mu、mBa、mKr分別表示
 235
 92
U、
 1
 0
n、
 141
 56
Ba、
 92
 36
Kr核的質(zhì)量，mn、mp分別表示中子、質(zhì)子的質(zhì)量，c為光在真空中傳播的速度，則在上述核反應(yīng)過程中放出的核能△E=
 
．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和生產(chǎn)力的發(fā)展，能源構(gòu)成也在不斷地發(fā)生變化。圖7反映了能源消費(fèi)構(gòu)成的變化。請完成31～36題。

圖7

31.大約在　　　世紀(jì)　　　年代以后，人類利用化石能源（煤炭、石油、天然氣）的比重超過了生物能源。造成這種變化的歷史條件是：　　　　　　　　　　　　　　　。

32.據(jù)測算，我國工業(yè)產(chǎn)品能源、原材料的消耗占企業(yè)生產(chǎn)成本的75%左右，如果能降低1個(gè)百分點(diǎn)，就能取得100多億元的效益。我國應(yīng)采取哪些措施降低能耗？

33.在其他能源中，核能具有能量密度大，地區(qū)適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)勢。在核電站中，核反應(yīng)堆釋放的核能被轉(zhuǎn)化為電能。核反應(yīng)堆的工作原理是利用中子轟擊重核發(fā)生裂變反應(yīng)，釋放出大量核能。

（1）核反應(yīng)方程式U+n→Ba+Kr+aX是反應(yīng)堆中發(fā)生的許多核反應(yīng)中的一種，n為中子，X為待求粒子，a為X的個(gè)數(shù)，則X為　　　，a=　　　。以m U、m B a、m K r分別表示U、Ba、Kr核的質(zhì)量，mn、mp分別表示中子、質(zhì)子的質(zhì)量，c為光在真空中傳播的速度，則在上述核反應(yīng)過程中放出的核能ΔE=　　　。

（2）有一座發(fā)電能力為P=1.00×106 kW的核電站，核能轉(zhuǎn)化為電能的效率η=40%。假定反應(yīng)堆中發(fā)生的裂變反應(yīng)全是本題（1）中的核反應(yīng)，已知每次核反應(yīng)過程放出的核能ΔE=2.78×10－11 J，U核的質(zhì)量mU=390×10－27 kg。求每年（1年=3.15×107 s）消耗的U的質(zhì)量。

34.自然界中的鈾和鈷都有同位素。

（1）鈾主要以三種同位素的形式存在，三種同位素的原子百分含量分別為U 0.005%、U 0.72%、U 99.27%。請列出計(jì)算U元素近似原子量的計(jì)算式（不必算出具體數(shù)值）：　　　。

（2）放射性同位素60Co能夠產(chǎn)生γ射線。高速運(yùn)動的γ射線作用于DNA，能夠產(chǎn)生氫鍵斷裂、堿基替換等效應(yīng)，從而有可能誘發(fā)生物產(chǎn)生　　　，使生物體出現(xiàn)可遺傳的變異，從而選擇和培育出優(yōu)良品種。此外用γ射線照射過的食品有利于貯藏，這是因?yàn)棣蒙渚�能　   　、　  　。在進(jìn)行照射生物或食品的操作時(shí)，需要注意人體防護(hù)。操作完畢后，人體　　　（可以、不可以）直接觸摸射線處理過的材料。

35.中國發(fā)展核武器對世界政治軍事格局產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。請回答。

（1）根據(jù)下表資料分析我國核試驗(yàn)的特點(diǎn)。

    比較項(xiàng)目

國別

首次核試

驗(yàn)?zāi)甏?/p>

試驗(yàn)

次數(shù)

備 注

美國

1945

1032

 

蘇（俄）

1949

715

 

英國

1952

45

不包括1962年以后與美國共同試驗(yàn)之次數(shù)

法國

1960

210

 

中國

1964

45

 

（2）結(jié)合所學(xué)知識說明我國核試驗(yàn)的目的。

（3）我國在核武器使用問題上堅(jiān)持的原則是什么？這一原則所依據(jù)的我國外交政策的基本點(diǎn)是什么？

36.我們應(yīng)如何辯證地看待人類對核資源的利用？

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和生產(chǎn)力的發(fā)展，能源構(gòu)成也在不斷地發(fā)生變化。圖4反映了能源消費(fèi)構(gòu)成的變化。請完成31～36題：

圖4

31.大約在　　　世紀(jì)　　　年代以后，人類利用化石能源（煤炭、石油、天然氣）的比重超過了生物能源。造成這種變化的歷史條件是：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

32.據(jù)測算，我國工業(yè)產(chǎn)品能源、原材料的消耗占企業(yè)生產(chǎn)成本的75%左右，如果能降低1個(gè)百分點(diǎn)，就能取得100多億元的效益。我國應(yīng)采取哪些措施降低能耗？

33.在其他能源中，核能具有能量密度大，地區(qū)適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)勢。在核電站中，核反應(yīng)堆釋放的核能轉(zhuǎn)化為電能。核反應(yīng)堆的工作原理是利用中子轟擊重核發(fā)生裂變反應(yīng)，釋放出大量核能。

（1）核反應(yīng)方程式U+n→Ba+Kr+aX是反應(yīng)堆中發(fā)生的許多核反應(yīng)中的一種，n為中子，X為待求粒子，a為X的個(gè)數(shù)，則X為　　　，a =　　　。以,m U、m B a、m K r分別表示U、Ba、Kr核的質(zhì)量，mn、mp分別表示中子、質(zhì)子的質(zhì)量，c為光在真空中傳播的速度，則在上述核反應(yīng)過程中放出的核能ΔE=　                 　　。

（2）有一座發(fā)電能力為P=1.00×106kW的核電站，核能轉(zhuǎn)化為電能的效率η=40%。假定反應(yīng)堆中發(fā)生的裂變反應(yīng)全是本題（1）中的核反應(yīng)，已知每次核反應(yīng)過程放出的核能ΔE=2.78×10－11 J，U核的質(zhì)量mU=390×10－27 kg。求每年（1年=3.15×107 s）消耗的U的質(zhì)量。

34.自然界中的鈾和鈷都有同位素。

（1）鈾主要以三種同位素的形式存在，三種同位素的原子百分含量分別為U 0.005%、U 0.72%、U 99.275%。請列出計(jì)算U元素近似原子量的計(jì)算式（不必算出具體數(shù)值）：　　      。

（2）放射性同位素60Co能夠產(chǎn)生γ射線。高速運(yùn)動的γ射線作用于DNA，能夠產(chǎn)生氫鍵斷裂、堿基替換等效應(yīng)，從而有可能誘發(fā)生物產(chǎn)生    　　　，使生物體出現(xiàn)可遺傳的變異，從而選擇和培育出優(yōu)良品種。此外用γ射線照射過的食品有利于貯藏，這是因?yàn)棣蒙渚�能　　　、　　　。在進(jìn)行照射生物或食品的操作時(shí)，需要注意人體防護(hù)。操作完畢后，人體　　　（可以、不可以）直接觸摸射線處理過的材料。

35.中國發(fā)展核武器對世界政治軍事格局產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。請回答：

   （1）根據(jù)下表資料分析我國核試驗(yàn)的特點(diǎn)。

     比較項(xiàng)目　　　　　　　

　　　　　

國　別

首次核試驗(yàn)?zāi)甏?

試驗(yàn)次數(shù)

備  注

美國

1945

1032

 

蘇（俄）

1949

715

 

英國

1952

45

不包括1962年以后與美國共同試驗(yàn)之次數(shù)

法國

1960

210

 

中國

1964

45

 

  （2）結(jié)合所學(xué)知識說明我國核試驗(yàn)的目的。

  （3）我國在核武器使用問題上堅(jiān)持的原則是什么？這一原則所依據(jù)的我國外交政策的基本點(diǎn)是什么？

36.我們應(yīng)如何辯證地看待人類對核資源的利用？

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