上海市龙柏高中2019-2020学年物理沪科版选修3-5：5.1核能来自何方 配套作业（含解析）
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| 名称 | 上海市龙柏高中2019-2020学年物理沪科版选修3-5：5.1核能来自何方 配套作业（含解析） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 483.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 沪科版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-07-17 20:01:15 | ||
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5.1核能来自何方
1．关于原子核、原子核的衰变、核能，下列说法正确的是（ ）
A．原子核的结合能越大，原子核越稳定
B．发生α衰变时，新核与原来的原子核相比，中子数减少了2
C．卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出了原子核内有中子存在
D．衰变成要经过8次β衰变和6次α衰变
2．根据里克特在 1953 年提出的公式计算，每一级地震释放的能量 E2与次一级地震能量E1的关系为 lg（E2/E1）=1.5，其中 1.0 级地震释放能量为 2.0106J。广岛原子弹爆炸的能量约相等于 13000 吨的 TNT 烈性炸药，即大概为 5.51013J。2008 年 5 月中国地震局将四川汶川大地震定为里氏 8.0级，那么汶川大地震的能量相当于多少颗广岛原子弹爆炸释放的能量（ ）
A．10 颗 B．100 颗 C．1000 颗 D．10000 颗
3．下列说法正确的是
A．卢瑟福粒子散射实验证明了汤姆孙的“西瓜模型”的正确性
B．贝克勒尔发现天然放射性现象，该现象说明原子具有复杂结构
C．比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定
D．康普顿效应说明光具有波动性
4．关于近代物理知识的叙述，下列说法正确的是
A．大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，只能产生3种不同频率的光
B．某种原子的发射光谱是线状谱，说明该原子只能发出几种特定频率的光
C．核聚变反应中，反应前的结合能之和与反应后的结合能之和相等
D．人工转变核反应中，遵循电荷守恒、质量守恒
5．下列说法中错误的是( )
A．卢瑟福通过实验发现质子的核反应方程为＋→＋
B．铀核裂变的核反应方程是：→＋＋2
C．质子、中子、α粒子的质量分别为m1、m2、m3，质子和中子结合成一个α粒子，释放的能量是(2m1＋2m2－m3)c2
D．原子从a能级状态跃迁到b能级状态时发射波长为λ1的光子；原子从b能级状态跃迁到c能级状态时吸收波长为λ2的光子，已知λ1＞λ2，那么原子从a能级状态跃迁到c能级状态时将要吸收波长为的光子
6．下列说法正确的是（ ）
A．原子核的结合能是组成原子核的所有核子的能量总和
B．镭226衰变为氡222的半衰期为1620年，也就是说100个镭226核经过1620年的一定还剩下50个镭226没有发生衰变
C．γ射线的穿透能力很强，甚至能穿透几厘米厚的铅板
D．天然放射现象中放出的射线是电子流，该电子是原子的内层电子受激发后辐射出来的
7．2019年1月3日，“嫦娥四号”探测器完成了人类历史上的首次月背软着陆。“嫦娥四号”的核电池利用放射性同位素Pu衰变供电；静止的Pu衰变为铀核U和X粒子，产生热能并放出频率为ν的γ光子。已知：Pu、U和X粒子的质量分别为mPu、mU和mX，普朗克常数为h，光速为c。则下列说法正确的是
A．X粒子是He
B．U的比结合能比Pu的大
C．释放出的γ光子能量为(mPu—mU—mX)c2
D．若γ光子照射到某金属并发生光电效应，则光电子的最大初动能为hν
8．核电站中采用反应堆使重核裂变，将释放出的巨大能量转换成电能。反应堆中一种可能的核反应方程式是，设U核质量为m1，中子质量为m2，Nd核质量为m3，Zr核质量为m4，x质量为m5，y质量为m6，那么，在所给的核反应中（ ）
A．x可能是，y可能是
B．x可能是3，y可能是
C．释放的核能为（m1＋m2－m3－m4－m5－m6）c2
D．释放的核能为（m3＋m4＋m5＋m6－m1－m2）c2
9．在原子核中,下列说法正确的是 ( )
A．质子数和中子数总是相等的
B．核子间的核力可能是引力也可能是斥力
C．发生β衰变是由核子间的弱相互作用引起的
D．结合能指将原子核中的核子全部分开需要的能量
10．铀核裂变的一种方程为U＋X→Sr＋Xe＋2n，已知原子核的比结合能与质量数的关系如图所示，下列说法正确的有( )
A．X粒子是中子
B．X粒子是质子
C．U、Sr、Xe相比，Sr的比结合能最大，最稳定
D．U、Sr、Xe相比，U的质量数最多，结合能最大，最稳定
11．1932年，有人使动能为0.5MeV的质子与静止的Li核碰撞，发现有两个同样的新核产生，这个核反应方程式为 ____________________。实验中测得放出的那两个新核的动能之和为17.6MeV，已知上述反应中放出的那种新核的质量为kg，H和Li的质量分别为kg和kg，则反应中质量亏损_________ kg，按爱因斯坦质能关系，相当于放出 _______MeV的能量，这个计算值与实验结果符合得很好，从而证实了爱因斯坦的质能方程。
12．在正、负电子对撞机中，一个负电子和一个正电子对撞发生湮灭而转化为一对光子。设正、负电子的静止质量均为m，对撞前的动能均为E，光在真空中的速度为c，普朗克常量为h，则对撞前后比较：
（1）质量亏损△m=_______
（2）转化成光子在真空中的波长λ= ________________
13．一静止的轴核发生衰变成钍核，已知放出的粒子的质量为，速度为．假设铀核发生衰变时，释放的能量全部转化为粒子和钍核的动能。
（1）试写出铀核衰变的核反应方程；
（2）求出铀核发生衰变时的质量亏损。（已知光在真空中的速度为，不考虑相对论效应）
14．一静止的铀核（）发生α衰变成钍核（Th），已知放出的α粒子的质量为m，速度为v0．假设铀核发生衰变时，释放的能量全部转化为α粒子和钍核的动能．
（1）试写出铀核衰变的核反应方程；
（2）衰变产物钍核（Th）的动量大小和方向
（3）求出铀核发生衰变时的质量亏损．（已知光在真空中的速度为c，不考虑相对论效应）
15．一座发电能力为P＝1.0×106kW的核电站，核能转化为电能的效率η＝40%．核反应堆中发生的裂变反应为，已知每次核反应过程放出的核能ΔE＝2.78×10－11J，的质量mU＝390×10－27kg．求：
（1）发生一次核反应的质量亏损Δm；
（2）每年(1年＝3.15×107s)消耗的的质量．
参考答案
1．B
【解析】
比结合能的大小反映原子核的稳定程度，比结合能越大的原子核越稳定，A错误；发生衰变时，电荷数少2，质量数少4，则中子数少2，B正确；卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，建立了原子的核式结构模型，C错误；根据一次衰变，质量数减小4，质子数减小2，而一次衰变，质量数不变，质子数增加，因此铀核衰变为铅核的过程中，质量数减少32，而质子数减少10，因此要经过8次衰变，导致质子数减少16，由于质子数只减少10，所以只有发生6次衰变，故D错误．
2．C
【解析】
【详解】
四川汶川大地震定为里氏 8.0级，释放能量为：，所以，所以，相当于原子弹数目：，ABD错误，C正确
3．C
【解析】
【详解】
卢瑟福α粒子散射实验否定了汤姆孙的原子的“西瓜模型”，确立了原子核核式结构模型，选项A错误；贝克勒尔发现天然放射性现象，该现象说明原子核具有复杂结构，选项B错误；比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，选项C正确；康普顿效应说明光具有粒子性，选项D错误.
4．B
【解析】
大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，能产生种不同频率的光，选项A错误； 某种原子的发射光谱是线状谱，说明该原子只能发出几种特定频率的光，选项B正确；核聚变反应中放出核能，则反应前的结合能之和小于反应后的结合能之和，选项C错误；人工转变核反应中，遵循电荷数守恒、质量数守恒，选项D错误；故选B.
5．B
【解析】
【详解】
卢瑟福通过实验发现质子的核反应方程为＋→＋，选项A正确；铀核裂变是通过一个中子轰击铀核，产生3个中子，写核反应方程式时，核反应前和核反应后的中子不能约，选项B错误；质子、中子、α粒子的质量分别为m1、m2、m3．2个质子和2个中子结合成一个α粒子，质量亏损△m=（2m1+2m2-m3），根据质能方程，释放的能量为△E=△mc2=（2m1+2m2-m3）c2．故C正确。已知λ1＞λ2，所以γ1＜γ2，知从a能级状态跃迁到b能级状态时发射光子的能量小于从b能级状态跃迁到c能级状态时吸收光子的能量，所以a能级的能量小于c能级的能量，有hγ2-hγ1=hγ3，即，解得：．故D正确。此题选择不正确的选项，故选B.
6．C
【解析】
【详解】
原子核的结合能是组成原子核的所有核子结合成原子核时释放出来的能量，故A错误；半衰期是对大量原子核衰变的统计规律，少量原子核衰变不能运用半衰期的统计规律，故B错误。根据三种射线的特点可知，γ射线的穿透能力很强，甚至能穿透几厘米厚的铅板，故C正确；在天然放射现象中放出的β射线就是电子流，该电子是原子核内的中子转化成质子和电子，从原子核中辐射出来的，故D错误.
7．B
【解析】
【详解】
根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，X粒子质量数为4，电荷数为2，为，选项A错误；因反应放出能量，可知的比结合能比 的大，选项B正确；反应释放的总能量为(mPu-mU-mX)c2，因为有热量放出，则释放出的γ光子能量小于(mPu-mU-mX)c2，选项C错误. 若γ光子照射到某金属并发生光电效应，根据光电效应方程可知，光电子的最大初动能小于hν，选项D错误；
8．ABC
【解析】
【分析】
【详解】
A．如果x是，y是，则核反应过程质量数守恒、核电荷数守恒，故A正确；
B.如果x是3，根据核反应过程质量数守恒、核电荷数守恒可知，y可能是，故B正确；
CD．质量亏损：△m=m1+m2?m3?m4?m5?m6，由质能方程可知，释放的能量为：E=△mc2=(m1+m2?m3?m4?m5?m6)c2，故C正确，D错误；
故选ABC。
9．BCD
【解析】
【详解】
质子数与核外电子数总是相等，而与中子数没有关系，故A错误；核力只存在于相邻的核子之间，核力是短程力，作用距离小于0.8×10-15m时，表现斥力，在0.8×10-15m与1.5×10-15m之间，表现为引力，故B正确；弱相互作用，是引起β衰变的原因，故C正确；结合能指将原子核中的核子全部打开需要的能量，故D正确；
10．AC
【解析】
【详解】
AB.根据核反应方程，质量数守恒，电荷数守恒得X是中子，所以A正确，B错误
C.根据图像可知，中等质量大小的Sr的比结合能最大，比结合能越大，分子越稳定，C正确
D.裂变反应释放能量，所以U的质量数最多，结合能最大，但比结合能越大，越稳定，根据C选项分析，Sr的比结合能最大，最稳定，D错误
11．
【解析】根据质量数和电荷数守恒可得该反应方程为：11H+73Li→2 42He；
反应前后的质量亏损为：△m=1.6726×10-27kg+11.6505×10-27kg-2×6.6466×10-27kg=2.99×10-29kg．
根据质能方程释放能量为：△E=mc2=16.8MeV
12．
【解析】（1）由于光子无静止的质量，则电子对撞过程中的质量亏损为△m=2m-0=2m．
（2）由爱因斯坦质能方程中电子对撞放出的能量为△E=△mc2=2mc2，根据能量守恒得，每个光子的能量为E=( 2mc2+2Ek)=mc2+Ek，又 ，联立得到，波长．
点睛：本题要知道光子的质量为零，运用能量守恒定律时，电子对撞前的动能不能忘记.
13．①；②
【解析】
【分析】
【详解】
（1）根据电荷数守恒、质量数守恒写出衰变方程：
（2）设钍核的质量为，反冲速度大小为，由动量守恒定律，得：
其中
，
设质量亏损为△，释放的能量全部转化为粒子和钍核的动能，则
△
所以
△
14．（1）方程式 （2）m v0 方向：与v0方向相反 （3）
【解析】
【分析】
根据电荷数守恒、质量数守恒写出核反应方程，根据动量守恒定律求出反冲速度，再根据能量守恒求出释放的核能．结合爱因斯坦质能方程求出质量亏损．
【详解】
(1)根据电荷数守恒、质量数守恒写出衰变方程：
?
(2)设钍核的质量为M，反冲速度大小为v，由动量守恒定律，得：
所以钍核的动量大小为，方向与相反；
(3)???,其中，
设质量亏损为△m,释放的能量全部转化为α粒子和钍核的动能,则
所以.
15．（1）3.1×10-28Kg （2） 1.1×103Kg
【解析】
【分析】
（1）根据爱因斯坦质能方程求出释放的核能；（2）根据能量守恒定律求解每年消耗的?的质量．
【详解】
(1) 由得：3.1×10-28Kg．
（2）反应堆每年提供的核能：
①
(其中T表示1年的时间)
以M表示每年消耗的的质量，得：
②
解得：③
代入数据得：
1．关于原子核、原子核的衰变、核能，下列说法正确的是（ ）
A．原子核的结合能越大，原子核越稳定
B．发生α衰变时，新核与原来的原子核相比，中子数减少了2
C．卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出了原子核内有中子存在
D．衰变成要经过8次β衰变和6次α衰变
2．根据里克特在 1953 年提出的公式计算，每一级地震释放的能量 E2与次一级地震能量E1的关系为 lg（E2/E1）=1.5，其中 1.0 级地震释放能量为 2.0106J。广岛原子弹爆炸的能量约相等于 13000 吨的 TNT 烈性炸药，即大概为 5.51013J。2008 年 5 月中国地震局将四川汶川大地震定为里氏 8.0级，那么汶川大地震的能量相当于多少颗广岛原子弹爆炸释放的能量（ ）
A．10 颗 B．100 颗 C．1000 颗 D．10000 颗
3．下列说法正确的是
A．卢瑟福粒子散射实验证明了汤姆孙的“西瓜模型”的正确性
B．贝克勒尔发现天然放射性现象，该现象说明原子具有复杂结构
C．比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定
D．康普顿效应说明光具有波动性
4．关于近代物理知识的叙述，下列说法正确的是
A．大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，只能产生3种不同频率的光
B．某种原子的发射光谱是线状谱，说明该原子只能发出几种特定频率的光
C．核聚变反应中，反应前的结合能之和与反应后的结合能之和相等
D．人工转变核反应中，遵循电荷守恒、质量守恒
5．下列说法中错误的是( )
A．卢瑟福通过实验发现质子的核反应方程为＋→＋
B．铀核裂变的核反应方程是：→＋＋2
C．质子、中子、α粒子的质量分别为m1、m2、m3，质子和中子结合成一个α粒子，释放的能量是(2m1＋2m2－m3)c2
D．原子从a能级状态跃迁到b能级状态时发射波长为λ1的光子；原子从b能级状态跃迁到c能级状态时吸收波长为λ2的光子，已知λ1＞λ2，那么原子从a能级状态跃迁到c能级状态时将要吸收波长为的光子
6．下列说法正确的是（ ）
A．原子核的结合能是组成原子核的所有核子的能量总和
B．镭226衰变为氡222的半衰期为1620年，也就是说100个镭226核经过1620年的一定还剩下50个镭226没有发生衰变
C．γ射线的穿透能力很强，甚至能穿透几厘米厚的铅板
D．天然放射现象中放出的射线是电子流，该电子是原子的内层电子受激发后辐射出来的
7．2019年1月3日，“嫦娥四号”探测器完成了人类历史上的首次月背软着陆。“嫦娥四号”的核电池利用放射性同位素Pu衰变供电；静止的Pu衰变为铀核U和X粒子，产生热能并放出频率为ν的γ光子。已知：Pu、U和X粒子的质量分别为mPu、mU和mX，普朗克常数为h，光速为c。则下列说法正确的是
A．X粒子是He
B．U的比结合能比Pu的大
C．释放出的γ光子能量为(mPu—mU—mX)c2
D．若γ光子照射到某金属并发生光电效应，则光电子的最大初动能为hν
8．核电站中采用反应堆使重核裂变，将释放出的巨大能量转换成电能。反应堆中一种可能的核反应方程式是，设U核质量为m1，中子质量为m2，Nd核质量为m3，Zr核质量为m4，x质量为m5，y质量为m6，那么，在所给的核反应中（ ）
A．x可能是，y可能是
B．x可能是3，y可能是
C．释放的核能为（m1＋m2－m3－m4－m5－m6）c2
D．释放的核能为（m3＋m4＋m5＋m6－m1－m2）c2
9．在原子核中,下列说法正确的是 ( )
A．质子数和中子数总是相等的
B．核子间的核力可能是引力也可能是斥力
C．发生β衰变是由核子间的弱相互作用引起的
D．结合能指将原子核中的核子全部分开需要的能量
10．铀核裂变的一种方程为U＋X→Sr＋Xe＋2n，已知原子核的比结合能与质量数的关系如图所示，下列说法正确的有( )
A．X粒子是中子
B．X粒子是质子
C．U、Sr、Xe相比，Sr的比结合能最大，最稳定
D．U、Sr、Xe相比，U的质量数最多，结合能最大，最稳定
11．1932年，有人使动能为0.5MeV的质子与静止的Li核碰撞，发现有两个同样的新核产生，这个核反应方程式为 ____________________。实验中测得放出的那两个新核的动能之和为17.6MeV，已知上述反应中放出的那种新核的质量为kg，H和Li的质量分别为kg和kg，则反应中质量亏损_________ kg，按爱因斯坦质能关系，相当于放出 _______MeV的能量，这个计算值与实验结果符合得很好，从而证实了爱因斯坦的质能方程。
12．在正、负电子对撞机中，一个负电子和一个正电子对撞发生湮灭而转化为一对光子。设正、负电子的静止质量均为m，对撞前的动能均为E，光在真空中的速度为c，普朗克常量为h，则对撞前后比较：
（1）质量亏损△m=_______
（2）转化成光子在真空中的波长λ= ________________
13．一静止的轴核发生衰变成钍核，已知放出的粒子的质量为，速度为．假设铀核发生衰变时，释放的能量全部转化为粒子和钍核的动能。
（1）试写出铀核衰变的核反应方程；
（2）求出铀核发生衰变时的质量亏损。（已知光在真空中的速度为，不考虑相对论效应）
14．一静止的铀核（）发生α衰变成钍核（Th），已知放出的α粒子的质量为m，速度为v0．假设铀核发生衰变时，释放的能量全部转化为α粒子和钍核的动能．
（1）试写出铀核衰变的核反应方程；
（2）衰变产物钍核（Th）的动量大小和方向
（3）求出铀核发生衰变时的质量亏损．（已知光在真空中的速度为c，不考虑相对论效应）
15．一座发电能力为P＝1.0×106kW的核电站，核能转化为电能的效率η＝40%．核反应堆中发生的裂变反应为，已知每次核反应过程放出的核能ΔE＝2.78×10－11J，的质量mU＝390×10－27kg．求：
（1）发生一次核反应的质量亏损Δm；
（2）每年(1年＝3.15×107s)消耗的的质量．
参考答案
1．B
【解析】
比结合能的大小反映原子核的稳定程度，比结合能越大的原子核越稳定，A错误；发生衰变时，电荷数少2，质量数少4，则中子数少2，B正确；卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，建立了原子的核式结构模型，C错误；根据一次衰变，质量数减小4，质子数减小2，而一次衰变，质量数不变，质子数增加，因此铀核衰变为铅核的过程中，质量数减少32，而质子数减少10，因此要经过8次衰变，导致质子数减少16，由于质子数只减少10，所以只有发生6次衰变，故D错误．
2．C
【解析】
【详解】
四川汶川大地震定为里氏 8.0级，释放能量为：，所以，所以，相当于原子弹数目：，ABD错误，C正确
3．C
【解析】
【详解】
卢瑟福α粒子散射实验否定了汤姆孙的原子的“西瓜模型”，确立了原子核核式结构模型，选项A错误；贝克勒尔发现天然放射性现象，该现象说明原子核具有复杂结构，选项B错误；比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，选项C正确；康普顿效应说明光具有粒子性，选项D错误.
4．B
【解析】
大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，能产生种不同频率的光，选项A错误； 某种原子的发射光谱是线状谱，说明该原子只能发出几种特定频率的光，选项B正确；核聚变反应中放出核能，则反应前的结合能之和小于反应后的结合能之和，选项C错误；人工转变核反应中，遵循电荷数守恒、质量数守恒，选项D错误；故选B.
5．B
【解析】
【详解】
卢瑟福通过实验发现质子的核反应方程为＋→＋，选项A正确；铀核裂变是通过一个中子轰击铀核，产生3个中子，写核反应方程式时，核反应前和核反应后的中子不能约，选项B错误；质子、中子、α粒子的质量分别为m1、m2、m3．2个质子和2个中子结合成一个α粒子，质量亏损△m=（2m1+2m2-m3），根据质能方程，释放的能量为△E=△mc2=（2m1+2m2-m3）c2．故C正确。已知λ1＞λ2，所以γ1＜γ2，知从a能级状态跃迁到b能级状态时发射光子的能量小于从b能级状态跃迁到c能级状态时吸收光子的能量，所以a能级的能量小于c能级的能量，有hγ2-hγ1=hγ3，即，解得：．故D正确。此题选择不正确的选项，故选B.
6．C
【解析】
【详解】
原子核的结合能是组成原子核的所有核子结合成原子核时释放出来的能量，故A错误；半衰期是对大量原子核衰变的统计规律，少量原子核衰变不能运用半衰期的统计规律，故B错误。根据三种射线的特点可知，γ射线的穿透能力很强，甚至能穿透几厘米厚的铅板，故C正确；在天然放射现象中放出的β射线就是电子流，该电子是原子核内的中子转化成质子和电子，从原子核中辐射出来的，故D错误.
7．B
【解析】
【详解】
根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，X粒子质量数为4，电荷数为2，为，选项A错误；因反应放出能量，可知的比结合能比 的大，选项B正确；反应释放的总能量为(mPu-mU-mX)c2，因为有热量放出，则释放出的γ光子能量小于(mPu-mU-mX)c2，选项C错误. 若γ光子照射到某金属并发生光电效应，根据光电效应方程可知，光电子的最大初动能小于hν，选项D错误；
8．ABC
【解析】
【分析】
【详解】
A．如果x是，y是，则核反应过程质量数守恒、核电荷数守恒，故A正确；
B.如果x是3，根据核反应过程质量数守恒、核电荷数守恒可知，y可能是，故B正确；
CD．质量亏损：△m=m1+m2?m3?m4?m5?m6，由质能方程可知，释放的能量为：E=△mc2=(m1+m2?m3?m4?m5?m6)c2，故C正确，D错误；
故选ABC。
9．BCD
【解析】
【详解】
质子数与核外电子数总是相等，而与中子数没有关系，故A错误；核力只存在于相邻的核子之间，核力是短程力，作用距离小于0.8×10-15m时，表现斥力，在0.8×10-15m与1.5×10-15m之间，表现为引力，故B正确；弱相互作用，是引起β衰变的原因，故C正确；结合能指将原子核中的核子全部打开需要的能量，故D正确；
10．AC
【解析】
【详解】
AB.根据核反应方程，质量数守恒，电荷数守恒得X是中子，所以A正确，B错误
C.根据图像可知，中等质量大小的Sr的比结合能最大，比结合能越大，分子越稳定，C正确
D.裂变反应释放能量，所以U的质量数最多，结合能最大，但比结合能越大，越稳定，根据C选项分析，Sr的比结合能最大，最稳定，D错误
11．
【解析】根据质量数和电荷数守恒可得该反应方程为：11H+73Li→2 42He；
反应前后的质量亏损为：△m=1.6726×10-27kg+11.6505×10-27kg-2×6.6466×10-27kg=2.99×10-29kg．
根据质能方程释放能量为：△E=mc2=16.8MeV
12．
【解析】（1）由于光子无静止的质量，则电子对撞过程中的质量亏损为△m=2m-0=2m．
（2）由爱因斯坦质能方程中电子对撞放出的能量为△E=△mc2=2mc2，根据能量守恒得，每个光子的能量为E=( 2mc2+2Ek)=mc2+Ek，又 ，联立得到，波长．
点睛：本题要知道光子的质量为零，运用能量守恒定律时，电子对撞前的动能不能忘记.
13．①；②
【解析】
【分析】
【详解】
（1）根据电荷数守恒、质量数守恒写出衰变方程：
（2）设钍核的质量为，反冲速度大小为，由动量守恒定律，得：
其中
，
设质量亏损为△，释放的能量全部转化为粒子和钍核的动能，则
△
所以
△
14．（1）方程式 （2）m v0 方向：与v0方向相反 （3）
【解析】
【分析】
根据电荷数守恒、质量数守恒写出核反应方程，根据动量守恒定律求出反冲速度，再根据能量守恒求出释放的核能．结合爱因斯坦质能方程求出质量亏损．
【详解】
(1)根据电荷数守恒、质量数守恒写出衰变方程：
?
(2)设钍核的质量为M，反冲速度大小为v，由动量守恒定律，得：
所以钍核的动量大小为，方向与相反；
(3)???,其中，
设质量亏损为△m,释放的能量全部转化为α粒子和钍核的动能,则
所以.
15．（1）3.1×10-28Kg （2） 1.1×103Kg
【解析】
【分析】
（1）根据爱因斯坦质能方程求出释放的核能；（2）根据能量守恒定律求解每年消耗的?的质量．
【详解】
(1) 由得：3.1×10-28Kg．
（2）反应堆每年提供的核能：
①
(其中T表示1年的时间)
以M表示每年消耗的的质量，得：
②
解得：③
代入数据得：
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