题目内容
4．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${\;}_{92}^{235}$U+n→${\;}_{56}^{141}$Ba+${\;}_{36}^{92}$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${\;}_{0}^{1}$n，a=3．以mU、mBa、mKr分别表示${\;}_{92}^{235}$U、${\;}_{56}^{141}$Ba、${\;}_{36}^{92}$Kr核的质量，mn、mp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=（mU-mBa-mKr-2mn）c2．
（2）有一座发电能力为P=1.00×106 kW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=2.78×10-11 J，${\;}_{92}^{235}$U核的质量mU=390×10-27 kg．求每年（1年=3.15×107 s）消耗的${\;}_{92}^{235}$U的质量．
分析 （1）根据电荷数守恒、质量数守恒确定该粒子是什么粒子，以及确定a的数值．根据爱因斯坦质能方程求出上述核反应中放出的核能．
（2）根据能量守恒定律求解每年消耗的${\;}_{92}^{235}$U的质量．
解答 解：（1）根据电荷数守恒和质量数守恒可判断，X为中子（${\;}_{0}^{1}$n），且a=3，
根据爱因斯坦质能方程△E=△mc2，
有△E=（mU-mBa-mKr-2mn）c2．
（2）反应堆每年提供的核能E=$\frac{PT}{η}$（其中T表示一年的时间），
以M表示每年消耗的${\;}_{0}^{1}$n的质量，
则M：mU=E：△E，
解得M=$\frac{{m}_{U}PT}{η△E}$．
代入数据得M=1.10×103 kg．
故答案为：（1）${\;}_{0}^{1}$n，3，（mU-mBa-mKr-2mn）c2，（2）1.10×103 kg．
点评 本题关键是明确爱因斯坦质能方程和能量守恒定律，用质能方程求解核能，用能量守恒定律求解消耗的核燃料质量，不难．
练习册系列答案
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15．一个做直线运动的物体，某时刻速度是10m/s，那么这个物体（ ）
| A． | 在这一时刻之前的0.2 s内位移一定是2 m | |
| B． | 在这一时刻之后的1 s内位移一定是1 m | |
| C． | 在这一时刻起10 s内位移可能是60 m | |
| D． | 如果从这一时刻起开始做匀速直线运动，那么它继续通过1 000 m路程所需时间一定是100 s |
在做游戏时，将一质量为m=0.5kg的木块，以v0=3.0m/s的速度推离光滑固定高木块，恰好进入等高的另一平板车M上，如图所示，平板车的质量M=2.0kg．若小木块没有滑出平板车，而它们之间的动摩擦因数μ=0.03，重力加速度g=10m/s2．求：
9．
如图所示，范围足够大、磁感应强度为B的匀强磁场垂直于xoy平面向里，两质量相等的粒子带等量异种电荷，它们从x轴上关于O点对称的两点同时由静止释放，运动过程中未发生碰撞，不计粒子所受的重力．则（ ）
如图所示，范围足够大、磁感应强度为B的匀强磁场垂直于xoy平面向里，两质量相等的粒子带等量异种电荷，它们从x轴上关于O点对称的两点同时由静止释放，运动过程中未发生碰撞，不计粒子所受的重力．则（ ）| A． | 两粒子沿x轴做直线运动 | |
| B． | 运动过程中，若两粒子间的距离等于初始位置间的距离时，它们的速度均为零 | |
| C． | 运动过程中，两粒子间的距离最小时，它们的速度沿y轴方向的分量vy最大 | |
| D． | 若减小磁感应强度，再从原处同时由静止释放两粒子，它们可能会发生碰撞 |
16．
如图为某电源的伏安特性曲线，电源的电动势用E表示，电源的内阻用r表示，短路电流用I0表示，则下列选项正确的是（ ）
如图为某电源的伏安特性曲线，电源的电动势用E表示，电源的内阻用r表示，短路电流用I0表示，则下列选项正确的是（ ）| A． | E=6.0V | |
| B． | r=12Ω | |
| C． | I0=0.5A | |
| D． | 若该电源与一阻值为18Ω的定值电阻相连接，则流过电源的电流为0.3A |
13．某交变电压为u=6$\sqrt{2}$sin314t V，则（ ）
| A． | 用此交变电流作打点计时器的电源时，打点周期为0.02 s | |
| B． | 把额定电压为6 V的小灯泡接在此电源上，小灯泡正常发光 | |
| C． | 把额定电压为6 V的小灯泡接在此电源上，小灯泡将烧毁 | |
| D． | 耐压6 V的电容器不能直接用在此电源上 |