2010年上海世博会倡导‘绿色世博’和‘低碳世博’的理念，世博会中国主题馆“东方之冠”高荙68米的屋顶平苔上“镶嵌”有与建筑相融合的太阳能光伏组件，屋面太阳能板 - 高中物理试题 - 超级试练试题库

题目

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2010年上海世博会倡导‘绿色世博’和‘低碳世博’的理念，世博会中国主题馆“东方之冠”高荙68米的屋顶平苔上“镶嵌”有与建筑相融合的太阳能光伏组件，屋面太阳能板面积达3万多平方米，是目前世界最大单体面积太阳能屋面，上海世博会场馆周围 80%～90% 的路灯利用太阳能发电技术来供电．科学研究发现太阳发光是由于其内部不断发生从氢核到氦核的核聚变反应，即在太阳内部4个氢核（

H）转化成一个氦核和两个正电子（

e）并放出能量．已知质子质量m_P=1.0073u，α粒子的质量m_α=4.0015u，电子的质量m_e=0.0005u． 1u的质量相当于931.5MeV的能量．
（1）写出该热核反应方程；
（2）一次这样的热核反应过程中释放出多少MeV的能量？（结果保留四位有效数字）

答案

（1）根据质量数和电荷数守恒有：
4₁¹H→₂⁴He+2₁⁰e　
故该热核反应方程：4₁¹H→₂⁴He+2₁⁰e　
（2）根据质能方程有：
△m=4m_P-m_α-2m_e
△m=4×1.0073u-4.0015u-2×0.0005u=0.0267 u　
△E=△mc²=0.0267 u×931.5MeV/u=24.87 MeV 　
故一次这样的热核反应过程中释放出24.87 MeV的能量．

核心考点

试题【2010年上海世博会倡导‘绿色世博’和‘低碳世博’的理念，世博会中国主题馆“东方之冠”高荙68米的屋顶平苔上“镶嵌”有与建筑相融合的太阳能光伏组件，屋面太阳能板】；主要考察你对质能方程等知识点的理解。[详细]

举一反三

在其他能源中，核能具有能量密度大，地区适应性强的优势．在核电站中，核反应堆释放的核能被转化为电能．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

23592

U+n→

14156

Ba+

9236

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m_U、m_Ba、mkr分别表示

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U、

14156

Ba、

9236

Kr核的质量，m_n、m_p分别表示中子、质子的质量，c为光在真空中传播的速度，则在上述核反应过程中放出的核能△E=______．
（2）有一座发电能力为P=1.00×10⁶kW的核电站，核能转化为电能的效率η=40%．假定反应堆中发生的裂变反应全是本题（1）中的核反应，已知每次核反应过程放出的核能△E=2.78×10^-11J，

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U核的质量mU=390×10-27kg．求每年（1年=3.15×10⁷s）消耗的

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U的质量．

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质子、中子和氘核的质量分别为m₁、m₂、m₃，质子和中子结合成氘核时，发出r射线，已知普朗克恒量为h，真空中光速为c，则这个核反应的质量亏损△m=______，r射线的频率v=______．

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太阳的能量来自下面的反应：四个质子（氢核）聚变成一个粒子，同时发射两个正电子，若太阳辐射能量的总功率为P，质子

H、氦核

He、正电子

e的质量分别为m_p、m_α、m_e，真空中的光速为c，求：
（1）写出核反应方程式．
（2）核反应所释放的能量△E．
（3）1s内参与上述热核反应的质子数目．

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₅¹⁰B核俘获一个中子后转变为₃⁷Li核，并放出一个α粒子，则在这一反应过程中放出的核能为多少？（已知₅¹⁰B核的质量为10.012938u，Li的质量为7.016004u，中子的质量为1.008665u，氦核的质量为4.002603u）（1μ≈930Mev）

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欧洲第一个月球探测器“智能一号”2006年9月3日在一小片闪光中成功撞击月球，以对月球的“温柔一击”结束了近3年的太空旅行，奏响了人类新一轮探月高潮的前奏．“智能一号”利用太阳能电池板把太阳辐射的能量转化为电能，而维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应，核反应方程是2

0-1

e+4

H→

He，释放的核能最后转化为辐射能，已知质子质量1.6726×10^-27kg，氦原子核的质量是6.6458×10^-27kg，电子质量是0.9×10^-30kg，光速c=3.0×10⁸m/s，求每发生一次上述反应所释放的核能E（计算结果保留3位有效数字）．

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