鈾核裂變有多種形式，其中一種的核反應(yīng)方程是
23592
U+
10
n-→
14156
Ba+
9236
Kr+3
10
n．
（1）試計(jì)算一個(gè)鈾235原子核裂變后釋放的能量．（
23592
U、
14156
Ba、
9236
Kr、
10
n的質(zhì)量分別為235.0439u、140.9139u、91.8973u、1.0087u，1u相當(dāng)于931MeV）
（2）1kg鈾235原子核發(fā)生上述裂變時(shí)能放出多少核能？它相當(dāng)于燃燒多少煤釋放的能量？（煤的熱值為2.94×107J/kg）
（3）一座發(fā)電能力為P=1.00×106kW的核電站，核能轉(zhuǎn)化為電能的效率為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)，所用鈾礦石中鈾235的含量為4%，則該核電站一年消耗鈾礦石多少噸？
解析：（1）裂變反應(yīng)的質(zhì)量虧損為
△m=（235.0439+1.0087-140.9139-91.8973-3×1.0087）u=0.2153u
一個(gè)鈾235原子核裂變后釋放的能量為
△E=0.2153×931MeV≈200.4MeV．
（2）1kg鈾235中含原子核的個(gè)數(shù)為
N=
m
MU
NA=
103
235
×6.02×1023≈2.56×1024
則1kg鈾235原子核發(fā)生裂變時(shí)釋放的總能量
△EN=N△E=2.56×1024×200.4MeV≈5.13×1026MeV
設(shè)q為煤的熱值，m為煤的質(zhì)量，有△EN=qm，
所以m=
△EN
q
=
5.13×1026×106×1.6×10-19
2.94×107
kg≈2791.8t．
（3）核電站一年的發(fā)電量E=Pt，需要的核能為
E
η
=
Pt
η

設(shè)所用鈾礦石質(zhì)量為M，則鈾235的含量0.04M，
對應(yīng)的原子核數(shù)
0.04MNA
MU
，
因
Pt
η
=
0.04M
MU
NA△E
則M=
P
tMu
0.04
ηNA
△E
=
109×365×24×60×60×235
0.04×40%×6.02×1023×200.4×106×1.6×10-19
g
≈2.4×107g=24t
答：（1）一個(gè)鈾235原子核裂變后釋放的能量為200.4MeV
（2）1kg鈾235原子核發(fā)生上述裂變時(shí)能放出5.13×
1026
MeV的能量，它相當(dāng)于燃燒2791.8噸煤釋放的能量．
（3）該核電站一年消耗鈾礦石24噸．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：實(shí)驗(yàn)題


小題1:(1)放射性物質(zhì)Pb和Co?的核衰變方程分別為:Po→Pb+X1Co→Ni+X2方程中的X1代表的是        ,X2代表的是         .?
小題2:(2)如圖所示,鉛盒內(nèi)裝有能釋放、和射線的放射性物質(zhì),在靠近鉛盒的頂部加上電場E或磁場B,在圖(a)、   (b)中分別畫出射線運(yùn)動(dòng)軌跡的示意圖.(在所畫軌跡上須標(biāo)明是、和中的哪種射線)?
小題3:(3)帶電粒子的荷質(zhì)比是一個(gè)重要的物理量.某中學(xué)物理興趣小組設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn),探究電場和磁場對電子運(yùn)動(dòng)軌跡的影響,以求得電子的荷質(zhì)比,實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示.?

①他們的主要實(shí)驗(yàn)步驟如下:?
A.首先在兩極板M1M2之間不加任何電場、磁場,開啟陰極射線管電源,發(fā)射的電子束從兩極板中央通過,在熒屏的正中心處觀察到一個(gè)亮點(diǎn);?
B.在M1M2兩極板間加合適的電場:加極性如圖所示的電壓,并逐步調(diào)節(jié)增大,使熒屏上的亮點(diǎn)逐漸向熒屏下方偏移,直到熒屏上恰好看不見亮點(diǎn)為止,記下此時(shí)外加電壓為U.請問本步驟的目的是什么??
C.保持步驟B中的電壓U不變,對M1M2區(qū)域加一個(gè)大小、方向合適的磁場B,使熒屏正中心處重現(xiàn)亮點(diǎn),試問外加磁場的方向如何??
②根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)步驟 ,同學(xué)們正確地推算出電子的荷質(zhì)比與外加電場\,磁場及其他相關(guān)量的關(guān)系為.一位同學(xué)說,這表明電子的荷質(zhì)比大小將由外加電壓決定,外加電壓越大則電子的荷質(zhì)比越大,你認(rèn)為他的說法正確嗎?為什么??

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

物體運(yùn)動(dòng)時(shí)的能量和靜止時(shí)的能量之差就是物體的動(dòng)能Ek，試?yán)觅|(zhì)能方程E=mc2，證明宏觀低速物體的動(dòng)能為Ek=
1
2
mv2．[可能用到的數(shù)學(xué)知識：當(dāng)|x|＜＜1時(shí)，（1+x）n=1+nx]．

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科目：高中物理 來源：2013-2014學(xué)年四川省瀘州市高三第二次診斷性考試物理試卷（解析版） 題型：計(jì)算題

“嫦娥三號”在距月球表面高度為H的軌道上繞月球作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，測得此時(shí)的周期為。之后經(jīng)減速變軌下降到距離月表面h高度時(shí)，著陸器懸停在空中(此位置速度可視為0)，關(guān)閉反推發(fā)動(dòng)機(jī)，著陸器以自由落體方式降落，在月球表面預(yù)選區(qū)將腿部支架扎進(jìn)月球土層，成功實(shí)現(xiàn)軟著陸。已知月球的半徑為R,引力常為G.試求：

(1)月球的質(zhì)量； (2)“嫦娥三號”關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后自由下落的時(shí)間。

 

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

Th（釷）經(jīng)過一系列α和β衰變，變成Pb（鉛）.下列說法正確的是（   ）
A．鉛核比釷核少8個(gè)質(zhì)子
B．鉛核比釷核少16個(gè)中子
C．共經(jīng)過4次α衰變和6次β衰變
D．共經(jīng)過6次α衰變和4次β衰變

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

已知1個(gè)質(zhì)子的質(zhì)量mp=1.007277u，1個(gè)中子的質(zhì)量mn=1.008665u．氦核的質(zhì)量為4.001509u．這里u表示原子質(zhì)量單位，1u=1.660566×10-27kg．由上述數(shù)值，計(jì)算2個(gè)質(zhì)子和2個(gè)中子結(jié)合成氦核時(shí)釋放的能量．（1u的質(zhì)量虧損對應(yīng)的結(jié)合能為931.5MeV）

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

一個(gè)中子和一個(gè)質(zhì)子相結(jié)合生成一個(gè)氘核，若它們的質(zhì)量分別是m1、m2、m3，則?（　�。�
A．由于反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)不變，所以m1+m2=m3?
B．由于反應(yīng)時(shí)釋放出了能量，所以m1+m2＞m3?
C．由于反應(yīng)在高溫高壓下進(jìn)行從而吸收能量，所以m1+m2＜m3?
D．反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生了頻率為
(m1+m2+m3)c2
h
的光子，式中c是光速，h是普朗克常量

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

下列核反應(yīng)方程式中，表示核聚變過程的是（　�。�
A．
3015
P→
3014
Si+
01
e
B．
21
H+
31
H→
42
H+
10
n
C．
146
C→
147
N+
0-1
e
D．
23890
U→
23490
Th+
42
He

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

世界上有各種各樣的鐘——沙鐘、電子鐘、機(jī)械鐘、光鐘、生物鐘等，既然運(yùn)動(dòng)可以使某一種鐘變慢，在相同的情況下它一定會(huì)使所有的鐘都變慢，這種說法 （ ）
A．正確B．錯(cuò)誤
C．若變慢則變慢程度相同D．若變慢則與鐘的種類有關(guān)

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