(12分,2009年海南理综卷)
(I)(5分)已知:功率为100W的灯泡消耗的电能的5%转化为所发出的可见光的能量,光速,普朗克常量,假定所发出的可见光的波长都是560nm,计算灯泡每秒内发出的光子数。
(II)(7分)钚的放射性同位素静止时衰变为铀核激发态和粒子,而铀核激发态立即衰变为铀核,并放出能量为的光子。已知:、和粒子的质量分别为、和。
(1)写出衰变方程;
(2)已知衰变放出的光子的动量可忽略,球粒子的动能。
据悉,中国第三代核电自主化依托项目——山东海阳核电站两台机组,已于2008年春季正式开工,在全世界引起了轰动。核能与在其他能源相比具有能量大、地区适应性强的优势。在核电站中,核反应堆释放的核能转化为电能。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。
(1)核反应方程式U+n→Ba+Kr+aX是反应堆中发生的许多核反应中的一种,n为中子,X为待求粒子,a为X的个数,则X为________,a=________。以mu、mBa、mKr分别表示U、Ba、Kr核的质量,mn 、mp分别表示中子、质子的质量,c为真空中的光速,则在上述核反应过程中放出的核能ΔE=__________________。
(2)已知U有一种同位素,比U核多3个中子。某时刻,有一个这样的同位素核由静止状态发生衰变时放出的粒子的速度大小为v0,试求衰变后的残核初速度多大?
如图所示是一个物理演示实验,它显示:图中自由下落的物体A和B经反弹后,B能上升到比初始位置高得多的地方。A是某种材料做成的实心球,质量m1=0.28 kg,在其顶部的凹坑中插着质量m2=0.10 kg的木棍B。 B只是松松地插在凹坑中,其下端与坑底之间有小空隙。将此装置从A下端离地板的高度H=1.25 m处由静止释放。实验中,A触地后在极短时间内反弹,且其速度大小不变;接着木棍B脱离球A开始上升,而球A恰好停留在地板上不再运动。求木棍B上升的高度。重力加速度g=10 m/s2。
(2009山东理综卷)
(1)历史中在利用加速器实现的核反应,是用加速后动能为0.5MeV的质子H轰击静止的X,生成两个动能均为8.9MeV的He.(1MeV=1.6×-13J)
①上述核反应方程为_____________________。
②质量亏损为_______________kg。
(2)如图所示,光滑水平面轨道上有三个木块,A、B、C,质量分别为mA=mc=2m,mB=m,A、B用细绳连接,中间有一压缩的弹簧 (弹簧与滑块不栓接)。开始时A、B以共同速度v0运动,C静止。某时刻细绳突然断开,A、B被弹开,然后B又与C发生碰撞并粘在一起,最终三滑块速度恰好相同。求B与C碰撞前B的速度。
太阳的能量来源是轻核的聚变,太阳中存在的主要元素是氢,核聚变反应可以看作是4个氢核结合成1个氦核同时放出2个正电子。该核反应方程为______________;由下表中有关数据计算出该聚变反应过程中释放的能量为_________ J(取1u = kg)。
粒子名称 |
质子p |
α粒子 |
电子e |
中子n |
质量/ u |
1.0073 |
4.0015 |
0.00055 |
1.0087 |
一个静止的氡核Rn放出α粒子后变成钋核Po,已知放出的α粒子的动能为Eα。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,上述核反应方程为______________,该反应中的质量亏损为____________________