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核能和核技術(shù)的應(yīng)用在我國(guó)物理學(xué)家和廣大技術(shù)人員的努力下.我國(guó)于1964年10月16日.成功地爆炸了第一顆原子彈.是繼美.前蘇.英.法之后第五個(gè)擁有原子彈的國(guó)家.1967年6月17日.由于首次成功試爆氫彈.成為目前世界上擁有氫彈的五強(qiáng)之一.兩彈的研制成功.是我國(guó)能夠自立于世界民族之林.提高了我國(guó)的國(guó)際地位.中國(guó)工程物理研究院的科技工作者.為“兩彈的成功爆炸.作出了卓越的貢獻(xiàn). 我國(guó)第一座自行研制.設(shè)計(jì).建造的秦山壓水堆核電站.在1991年12月并網(wǎng)發(fā)電成功.第一臺(tái)裝機(jī)容量達(dá)30萬千瓦.在近幾年的運(yùn)行中.換料.檢修都獲得成功.標(biāo)志著我們已經(jīng)能自行建造和有效管理核電站.這在世界上也是屈指可數(shù)的. 另外我國(guó)將核技術(shù)應(yīng)用于輻射育種.播種面積和糧食增產(chǎn).取得了顯著成績(jī).我國(guó)科學(xué)家王淦昌.王大珩等科學(xué)家正在從事激光慢性約束核聚變的研究.這一世界前沿課題.已取得令人矚目的進(jìn)展. 2.衛(wèi)星通信技術(shù)的發(fā)展 1970年4月24日.我國(guó)成功發(fā)射了的一顆人造地球衛(wèi)星.是繼前蘇聯(lián).美.法.日之后第五個(gè)發(fā)射衛(wèi)星的國(guó)家.它的總重量超過了前四個(gè)國(guó)家的首星的總重量之和.1975年11月26日.我國(guó)成功發(fā)射了返回型遙感衛(wèi)星.另外.同步地球衛(wèi)星雨太陽(yáng)衛(wèi)星.氣象衛(wèi)星.科學(xué)探測(cè)衛(wèi)星.衛(wèi)星通信學(xué)技術(shù)也都不斷開展. 【查看更多】

在我國(guó)探月計(jì)劃緊鑼密鼓進(jìn)行過程中召開的科協(xié)年會(huì)，關(guān)于月球、火星、小行星探測(cè)等深空探測(cè)自然成為重要話題．

　　科學(xué)家們認(rèn)為，21世紀(jì)人類把目光再次投向月球，重返月球的最主要原因是：一、尋求在月球建立永久基地，作為人類拓展生存空間的第一步；二、通過月球探測(cè)，帶動(dòng)高科技的發(fā)展和研究，包括空間軍事技術(shù)的發(fā)展；三、為將來全面開發(fā)月球礦產(chǎn)資源和能源，解決地球能源枯竭，為人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展提供資源儲(chǔ)備．例如月球上氦-3資源總量約為100萬噸～500萬噸，建設(shè)一個(gè)500MW的核聚變發(fā)電站，每年消耗的氦-3僅僅50公斤，全世界的年總發(fā)電量只需100噸氦-3，也就是說，月球上的氦-3可滿足地球供電能源需求達(dá)1萬年以上．此外，月球表面的特殊空間環(huán)境，為研制特殊生物制品和特殊材料開拓了廣闊前景，這是當(dāng)前國(guó)際科技界“重返月球”最主要的原動(dòng)力．

　　中國(guó)月球探測(cè)首席科學(xué)家歐陽(yáng)自遠(yuǎn)指出，3年內(nèi)，我國(guó)要完成首次月球探測(cè)，這是繼我國(guó)成功發(fā)射人造地球衛(wèi)星、載人飛船之后，我國(guó)空間科技發(fā)展的第三個(gè)里程碑．我國(guó)近期探月計(jì)劃分為“環(huán)月探測(cè)”、“月面軟著陸器探測(cè)”和“月面自動(dòng)采樣返回”3個(gè)階段．作為世界主要航天國(guó)家，我國(guó)開展月球探測(cè)，對(duì)維護(hù)我國(guó)在月球上的權(quán)益具有重要戰(zhàn)略意義．

　　氦-3是氦的同位素，含有兩個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子；氦-3最吸引人類的就是它作為能源材料的優(yōu)秀“潛質(zhì)”．經(jīng)試驗(yàn)證實(shí)，利用氘和氦-3的熱核聚變反應(yīng)是最理想的一種核聚變反應(yīng)，原因是：（1）這種聚變不產(chǎn)生中子，所以放射性小；（2）它轉(zhuǎn)化為電能的效率高；（3）反應(yīng)過程易于控制；可算是既無污染又安全．

　　結(jié)合材料回答下列問題

　�。�1）估算人類1年所用的電能相當(dāng)于多少噸煤完全燃燒所釋放出的能量．（煤的燃燒值q=2.9×10⁷J/kg、氘核的質(zhì)量為2.0136u、氦-3的質(zhì)量為3.0150u、氫核的質(zhì)量為1.008124u、氦核的質(zhì)量為4.002603u）

　�。�2）太陽(yáng)輻射的能量是由聚變反應(yīng)產(chǎn)生的，已知質(zhì)子、a 粒子、正電子的質(zhì)量分別為1.6726×10^-27kg、6.6458×10^-27kg、9.1×10^-31kg，則1J相當(dāng)于多少組以上核反應(yīng)釋放出的能量．

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在我國(guó)探月計(jì)劃緊鑼密鼓進(jìn)行過程中召開的科協(xié)年會(huì)，關(guān)于月球、火星、小行星探測(cè)等深空探測(cè)自然成為重要話題．

　　科學(xué)家們認(rèn)為，21世紀(jì)人類把目光再次投向月球，重返月球的最主要原因是：一、尋求在月球建立永久基地，作為人類拓展生存空間的第一步；二、通過月球探測(cè)，帶動(dòng)高科技的發(fā)展和研究，包括空間軍事技術(shù)的發(fā)展；三、為將來全面開發(fā)月球礦產(chǎn)資源和能源，解決地球能源枯竭，為人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展提供資源儲(chǔ)備．例如月球上氦-3資源總量約為100萬噸～500萬噸，建設(shè)一個(gè)500MW的核聚變發(fā)電站，每年消耗的氦-3僅僅50公斤，全世界的年總發(fā)電量只需100噸氦-3，也就是說，月球上的氦-3可滿足地球供電能源需求達(dá)1萬年以上．此外，月球表面的特殊空間環(huán)境，為研制特殊生物制品和特殊材料開拓了廣闊前景，這是當(dāng)前國(guó)際科技界“重返月球”最主要的原動(dòng)力．

　　中國(guó)月球探測(cè)首席科學(xué)家歐陽(yáng)自遠(yuǎn)指出，3年內(nèi)，我國(guó)要完成首次月球探測(cè)，這是繼我國(guó)成功發(fā)射人造地球衛(wèi)星、載人飛船之后，我國(guó)空間科技發(fā)展的第三個(gè)里程碑．我國(guó)近期探月計(jì)劃分為“環(huán)月探測(cè)”、“月面軟著陸器探測(cè)”和“月面自動(dòng)采樣返回”3個(gè)階段．作為世界主要航天國(guó)家，我國(guó)開展月球探測(cè)，對(duì)維護(hù)我國(guó)在月球上的權(quán)益具有重要戰(zhàn)略意義．

　　氦-3是氦的同位素，含有兩個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子；氦-3最吸引人類的就是它作為能源材料的優(yōu)秀“潛質(zhì)”．經(jīng)試驗(yàn)證實(shí)，利用氘和氦-3的熱核聚變反應(yīng)是最理想的一種核聚變反應(yīng)，原因是：（1）這種聚變不產(chǎn)生中子，所以放射性��；（2）它轉(zhuǎn)化為電能的效率高；（3）反應(yīng)過程易于控制；可算是既無污染又安全．

　　結(jié)合材料回答下列問題

　�。�1）估算人類1年所用的電能相當(dāng)于多少噸煤完全燃燒所釋放出的能量．（煤的燃燒值q=2.9×10⁷J/kg、氘核的質(zhì)量為2.0136u、氦-3的質(zhì)量為3.0150u、氫核的質(zhì)量為1.008124u、氦核的質(zhì)量為4.002603u）

　�。�2）太陽(yáng)輻射的能量是由聚變反應(yīng)產(chǎn)生的，已知質(zhì)子、a 粒子、正電子的質(zhì)量分別為1.6726×10^-27kg、6.6458×10^-27kg、9.1×10^-31kg，則1J相當(dāng)于多少組以上核反應(yīng)釋放出的能量．

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A．（選修模塊3-3）
二氧化碳是導(dǎo)致全球變暖的主要原因之一，人類在采取節(jié)能減排措施的同時(shí)，也在研究控制溫室氣體的新方法，目前專家們正在研究二氧化碳的深海處理技術(shù)．
（1）在某次實(shí)驗(yàn)中，將一定質(zhì)量的二氧化碳?xì)怏w封閉在一可自由壓縮的導(dǎo)熱容器中，將容器緩慢移到海水某深處，氣體體積減為原來的一半，不計(jì)溫度變化，則此過程中______
A．封閉氣體對(duì)外界做正功B．封閉氣體向外界傳遞熱量
C．封閉氣體分子的平均動(dòng)能增大D．封閉氣體組成的系統(tǒng)的熵減小
（2）實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，二氧化碳?xì)怏w在水深170m處變成液體，它的密度比海水大，靠深海的壓力使它永沉海底，以減少排放到大氣中的二氧化碳量．容器中的二氧化碳處于汽液平衡狀態(tài)時(shí)的壓強(qiáng)隨溫度的增大而______（選填“增大”、“減小”或“不變”）；在二氧化碳液體表面，其分子間的引力______（選填“大于”、“等于”或“小于”）斥力．
（3）實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在水深300m處，二氧化碳將變成凝膠狀態(tài)，當(dāng)水深超過2500m時(shí)，二氧化碳會(huì)濃縮成近似固體的硬膠體．設(shè)在某狀態(tài)下二氧化碳?xì)怏w的密度為ρ，摩爾質(zhì)量為M，阿伏加德羅常數(shù)為N，將二氧化碳分子看作直徑為D的球，體積為于

1

6

πD³，則在該狀態(tài)下體積為V的二氧化碳?xì)怏w變成固體后體積為多少？
B．（選修模塊3-4）
（1）下列說法中正確的是______
A．相對(duì)論認(rèn)為時(shí)間和空間與物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)
B．用激光讀取光盤上記錄的信息是利用激光平行度好的特點(diǎn)
C．一列波在向前傳播，當(dāng)波源突然停止振動(dòng)時(shí)，其他質(zhì)點(diǎn)也同時(shí)停止振動(dòng)
D．單擺的擺長(zhǎng)增大后，簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的頻率會(huì)變大
（2）我國(guó)正在大規(guī)模建設(shè)第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)（3G），它將無線通信與國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)等多媒體通信結(jié)合起來，能提供無線網(wǎng)絡(luò)、電話會(huì)議、電子商務(wù)等信息服務(wù)．某移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商采用1.8x10⁹HZ的電磁波傳遞信號(hào)，此電磁波在真空中的波長(zhǎng)為______m；在通話時(shí)，手機(jī)將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，再經(jīng)過______（選填“調(diào)諧”、“調(diào)制”或“解調(diào)”）后，把信號(hào)發(fā)送到基站中轉(zhuǎn)．

（3）在某科技館內(nèi)放置了一個(gè)高大的半圓柱形透明物體，其俯視圖如圖所示，0為半圓的圓心．甲、乙兩同學(xué)為了估測(cè)該透明體的折射率，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)．他們分別站在A、O處時(shí)，相互看著對(duì)方，然后兩人貼著柱體慢慢向一側(cè)運(yùn)動(dòng)，到達(dá)B、C處時(shí)，甲剛好看不到乙．已知半圓柱體的半徑為R，OC=0.6R，BC⊥OC，則半圓柱形透明物體的折射率為多少？
C．（選修模塊3-5）
（1）下列物理實(shí)驗(yàn)中，能說明粒子具有波動(dòng)性的是______
A．通過研究金屬的遏止電壓與入射光頻率的關(guān)系，證明了愛因斯坦方程的正確性
B．通過測(cè)試多種物質(zhì)對(duì)X射線的散射，發(fā)現(xiàn)散射射線中有波長(zhǎng)變大的成分
C．通過電子雙縫實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)電子的干涉現(xiàn)象
D．利用晶體做電子束衍射實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了電子的波動(dòng)性
（2）氫原子的能級(jí)如圖所示．有一群處于n=4能級(jí)的氫原子，這群氫原子能發(fā)出______種譜線，發(fā)出的光子照射某金屬能產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，則該金屬的逸出功應(yīng)小于______eV．
（3）近年來，國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆計(jì)劃取得了重大進(jìn)展，它利用的核反應(yīng)方程是

21

H+

31

H→

42

He+

10

n．若

21

H和

31

H迎面碰撞，初速度大小分別為v₁、v₂，

21

H、

31

H、

42

He、

10

n的質(zhì)量分別為m₁、m₂、m₃、m₄，反應(yīng)后

42

He的速度大小為v₃，方向與

21

H的運(yùn)動(dòng)方向相同，求中子

10

n的速度
（選取m的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较颍挥?jì)釋放的光子的動(dòng)量，不考慮相對(duì)論效應(yīng)）．

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隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和生產(chǎn)力的發(fā)展，能源構(gòu)成也在不斷地發(fā)生變化。圖7反映了能源消費(fèi)構(gòu)成的變化。請(qǐng)完成31～36題。

圖7

31.大約在　　　世紀(jì)　　　年代以后，人類利用化石能源（煤炭、石油、天然氣）的比重超過了生物能源。造成這種變化的歷史條件是：　　　　　　　　　　　　　　　。

32.據(jù)測(cè)算，我國(guó)工業(yè)產(chǎn)品能源、原材料的消耗占企業(yè)生產(chǎn)成本的75%左右，如果能降低1個(gè)百分點(diǎn)，就能取得100多億元的效益。我國(guó)應(yīng)采取哪些措施降低能耗？

33.在其他能源中，核能具有能量密度大，地區(qū)適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。在核電站中，核反應(yīng)堆釋放的核能被轉(zhuǎn)化為電能。核反應(yīng)堆的工作原理是利用中子轟擊重核發(fā)生裂變反應(yīng)，釋放出大量核能。

（1）核反應(yīng)方程式U+n→Ba+Kr+aX是反應(yīng)堆中發(fā)生的許多核反應(yīng)中的一種，n為中子，X為待求粒子，a為X的個(gè)數(shù)，則X為　　　，a=　　　。以m _U、m _{B a}、m _{K r}分別表示U、Ba、Kr核的質(zhì)量，m_n、m_p分別表示中子、質(zhì)子的質(zhì)量，c為光在真空中傳播的速度，則在上述核反應(yīng)過程中放出的核能ΔE=　　　。

（2）有一座發(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)，已知每次核反應(yīng)過程放出的核能ΔE=2.78×10^－11 J，U核的質(zhì)量m_U=390×10^－27 kg。求每年（1年=3.15×10⁷s）消耗的U的質(zhì)量。

34.自然界中的鈾和鈷都有同位素。

（1）鈾主要以三種同位素的形式存在，三種同位素的原子百分含量分別為U 0.005%、U 0.72%、U 99.27%。請(qǐng)列出計(jì)算U元素近似原子量的計(jì)算式（不必算出具體數(shù)值）：　　　。

（2）放射性同位素⁶⁰Co能夠產(chǎn)生γ射線。高速運(yùn)動(dòng)的γ射線作用于DNA，能夠產(chǎn)生氫鍵斷裂、堿基替換等效應(yīng)，從而有可能誘發(fā)生物產(chǎn)生　　　，使生物體出現(xiàn)可遺傳的變異，從而選擇和培育出優(yōu)良品種。此外用γ射線照射過的食品有利于貯藏，這是因?yàn)棣蒙渚€能　　、　　。在進(jìn)行照射生物或食品的操作時(shí)，需要注意人體防護(hù)。操作完畢后，人體　　　（可以、不可以）直接觸摸射線處理過的材料。

35.中國(guó)發(fā)展核武器對(duì)世界政治軍事格局產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。請(qǐng)回答。

（1）根據(jù)下表資料分析我國(guó)核試驗(yàn)的特點(diǎn)。

比較項(xiàng)目國(guó)別	首次核試驗(yàn)?zāi)甏?/p>	試驗(yàn) 次數(shù)	備注
美國(guó)	1945	1032
蘇（俄）	1949	715
英國(guó)	1952	45	不包括1962年以后與美國(guó)共同試驗(yàn)之次數(shù)
法國(guó)	1960	210
中國(guó)	1964	45

（2）結(jié)合所學(xué)知識(shí)說明我國(guó)核試驗(yàn)的目的。

（3）我國(guó)在核武器使用問題上堅(jiān)持的原則是什么？這一原則所依據(jù)的我國(guó)外交政策的基本點(diǎn)是什么？

36.我們應(yīng)如何辯證地看待人類對(duì)核資源的利用？

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A．（選修模塊3-3）
二氧化碳是導(dǎo)致全球變暖的主要原因之一，人類在采取節(jié)能減排措施的同時(shí)，也在研究控制溫室氣體的新方法，目前專家們正在研究二氧化碳的深海處理技術(shù)．
（1）在某次實(shí)驗(yàn)中，將一定質(zhì)量的二氧化碳?xì)怏w封閉在一可自由壓縮的導(dǎo)熱容器中，將容器緩慢移到海水某深處，氣體體積減為原來的一半，不計(jì)溫度變化，則此過程中______
A．封閉氣體對(duì)外界做正功 B．封閉氣體向外界傳遞熱量
C．封閉氣體分子的平均動(dòng)能增大 D．封閉氣體組成的系統(tǒng)的熵減小
（2）實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，二氧化碳?xì)怏w在水深170m處變成液體，它的密度比海水大，靠深海的壓力使它永沉海底，以減少排放到大氣中的二氧化碳量．容器中的二氧化碳處于汽液平衡狀態(tài)時(shí)的壓強(qiáng)隨溫度的增大而______（選填“增大”、“減小”或“不變”）；在二氧化碳液體表面，其分子間的引力______（選填“大于”、“等于”或“小于”）斥力．
（3）實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在水深300m處，二氧化碳將變成凝膠狀態(tài)，當(dāng)水深超過2500m時(shí)，二氧化碳會(huì)濃縮成近似固體的硬膠體．設(shè)在某狀態(tài)下二氧化碳?xì)怏w的密度為ρ，摩爾質(zhì)量為M，阿伏加德羅常數(shù)為N，將二氧化碳分子看作直徑為D的球，體積為于

D³，則在該狀態(tài)下體積為V的二氧化碳?xì)怏w變成固體后體積為多少？
B．（選修模塊3-4）
（1）下列說法中正確的是______
A．相對(duì)論認(rèn)為時(shí)間和空間與物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)
B．用激光讀取光盤上記錄的信息是利用激光平行度好的特點(diǎn)
C．一列波在向前傳播，當(dāng)波源突然停止振動(dòng)時(shí)，其他質(zhì)點(diǎn)也同時(shí)停止振動(dòng)
D．單擺的擺長(zhǎng)增大后，簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的頻率會(huì)變大
（2）我國(guó)正在大規(guī)模建設(shè)第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)（3G），它將無線通信與國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)等多媒體通信結(jié)合起來，能提供無線網(wǎng)絡(luò)、電話會(huì)議、電子商務(wù)等信息服務(wù)．某移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商采用1.8x10⁹HZ的電磁波傳遞信號(hào)，此電磁波在真空中的波長(zhǎng)為______m；在通話時(shí)，手機(jī)將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，再經(jīng)過______（選填“調(diào)諧”、“調(diào)制”或“解調(diào)”）后，把信號(hào)發(fā)送到基站中轉(zhuǎn)．

（3）在某科技館內(nèi)放置了一個(gè)高大的半圓柱形透明物體，其俯視圖如圖所示，0為半圓的圓心．甲、乙兩同學(xué)為了估測(cè)該透明體的折射率，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)．他們分別站在A、O處時(shí)，相互看著對(duì)方，然后兩人貼著柱體慢慢向一側(cè)運(yùn)動(dòng)，到達(dá)B、C處時(shí)，甲剛好看不到乙．已知半圓柱體的半徑為R，OC=0.6R，BC⊥OC，則半圓柱形透明物體的折射率為多少？
C．（選修模塊3-5）
（1）下列物理實(shí)驗(yàn)中，能說明粒子具有波動(dòng)性的是______
A．通過研究金屬的遏止電壓與入射光頻率的關(guān)系，證明了愛因斯坦方程的正確性
B．通過測(cè)試多種物質(zhì)對(duì)X射線的散射，發(fā)現(xiàn)散射射線中有波長(zhǎng)變大的成分
C．通過電子雙縫實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)電子的干涉現(xiàn)象
D．利用晶體做電子束衍射實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了電子的波動(dòng)性
（2）氫原子的能級(jí)如圖所示．有一群處于n=4能級(jí)的氫原子，這群氫原子能發(fā)出______種譜線，發(fā)出的光子照射某金屬能產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，則該金屬的逸出功應(yīng)小于______eV．
（3）近年來，國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆計(jì)劃取得了重大進(jìn)展，它利用的核反應(yīng)方程是