我們通常所說的太陽能資源，不僅直接包括投射到地球表面上的太陽輻射能，而且包括像所有礦物燃料能、水能、風(fēng)能、海洋能、潮汐能等間接的太陽能資源，還應(yīng)包括綠色植物的光合作用所固定下來的能量即生物能，嚴(yán)格地說，除了地?zé)崮芎驮�子核能以外，地球上所有其他能源全部來自太陽能，這也稱為“廣義太陽能”，回答下列問題：

(1)太陽內(nèi)部持續(xù)不斷地發(fā)生著四個(gè)質(zhì)子聚變?yōu)橐粋�(gè)氦核的熱核反應(yīng)，這個(gè)核反應(yīng)釋放出的大量能量就是太陽的能源；

①寫出這個(gè)核反應(yīng)方程式；

②這一核反應(yīng)能釋放出多少能量？(m_p＝1.0073u，m_α＝4.0015u，m_e＝0.00055u)

(2)太陽能的光電直接轉(zhuǎn)換的基本原理是利用光電效應(yīng)，將太陽輻射能直接轉(zhuǎn)換成電能，如圖是測(cè)定光電流的電路簡圖，光電管加正向電壓(釋放出的光電子在電場力的作用下做加速運(yùn)動(dòng)的電壓)

①在圖上標(biāo)出電源正、負(fù)極和電流表的正、負(fù)接線柱；

②入射光應(yīng)照射在________極上；

③若電流表讀數(shù)是10μA，則每秒鐘從光電管陰極發(fā)射的光電子至少是多少個(gè)？

(3)當(dāng)太陽光進(jìn)入地球的大氣層時(shí)，由于臭氧在紫外波長200nm～300nm的譜段有強(qiáng)吸收帶，在300nm～400nm有弱吸收帶，在440nm～740nm有可見光區(qū)吸收帶，所以臭氧層可以大量吸收紫外線和可見光，請(qǐng)回答

①紫外線產(chǎn)生的微觀機(jī)理是

[　　]

A．振蕩電路中自由電子的運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的

B．原子的外層電子受激發(fā)后而產(chǎn)生的

C．原子的內(nèi)層電子受激發(fā)后而產(chǎn)生的

D．原子核受激發(fā)后而產(chǎn)生的

②氫原子處于基態(tài)時(shí)能量為E₁＝－13.6eV，當(dāng)它從n＝2能級(jí)向基態(tài)躍遷時(shí)，發(fā)出的紫外線波長為多少？(h＝6.63×10^－34J·s)

(4)研究表明：波長在315～400nm之間的紫外線是地表生物所必需的，它可以促進(jìn)人體的膽固醇類轉(zhuǎn)化為維生素D，請(qǐng)回答：

①維生素D的主要功能是

[　　]

A．促進(jìn)人體正常發(fā)育，增強(qiáng)抵抗力，維持人的正常視覺

B．維持人體正常的新陳代謝和神經(jīng)系統(tǒng)的正常生理功能

C．維持正常的新陳代謝和神經(jīng)系統(tǒng)的正常生理功能

D．促進(jìn)鈣、磷吸收和骨骼發(fā)育

②人體缺乏維生素D，會(huì)引起

[　　]

③下列哪些食物是維生素D的重要來源

[　　]

(5)太陽光的可見光部分照射到地面上，通過一定的裝置可觀察到太陽光譜，如圖所示是一簡易裝置，將一加滿清水的碗放在有陽光的地方，將平面鏡斜放入水中，調(diào)整其傾斜角度，使太陽光經(jīng)水面折射再經(jīng)水中平面鏡反射，最后由水面折射回空氣射到室內(nèi)的白墻上，此時(shí)可觀察到太陽光譜，請(qǐng)論述光譜線的排列方式和光譜線兩側(cè)可見光的顏色．

(6)植物的光合作用需要陽光．寫出植物發(fā)生光合作用的反應(yīng)方程式．

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=1.00×10⁶ kW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=3.15×10⁷ s）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)下表資料分析我國核試驗(yàn)的特點(diǎn)。

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

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

（3）我國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？

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4反映了能源消費(fèi)構(gòu)成的變化。請(qǐng)完成31～36題：

圖4

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=3.15×10⁷ s）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 99.275%。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)下表資料分析我國核試驗(yàn)的特點(diǎn)。

比較項(xiàng)目　　　　　　　 　　　　　 國　別	首次核試驗(yàn)?zāi)甏?	試驗(yàn)次數(shù)	備  注
美國	1945	1032
蘇（俄）	1949	715
英國	1952	45	不包括1962年以后與美國共同試驗(yàn)之次數(shù)
法國	1960	210
中國	1964	45

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

  （3）我國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？

（1）判斷以下說法的正誤，在相應(yīng)的括號(hào)內(nèi)打“√”或“×”
A．普朗克在研究黑體輻射問題中提出了能量子假說______
B．康普頓效應(yīng)說明光子有動(dòng)量，即光具有有粒子性______
C．玻爾建立了量子理論，成功解釋了各種原子發(fā)光現(xiàn)象______
D．天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)揭示了原子的核式結(jié)構(gòu)______
（2）氣墊導(dǎo)軌是常用的一種實(shí)驗(yàn)儀器．它是利用氣泵使帶孔的導(dǎo)軌與滑塊之間形成氣墊，使滑塊懸浮在導(dǎo)軌上，滑塊在導(dǎo)軌上的運(yùn)動(dòng)可視為沒有摩擦．我們可以用帶豎直擋板C和D的氣墊導(dǎo)軌以及滑塊A和B來驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示（彈簧的長度忽略不計(jì)），采用的實(shí)驗(yàn)步驟如下：
A．用天平分別測(cè)出滑塊A、B的質(zhì)量m_A、m_B；
B．調(diào)整氣墊導(dǎo)軌，使導(dǎo)軌處于水平；
C．在A和B間放入一個(gè)被壓縮的輕彈簧，用電動(dòng)卡銷鎖定，靜止地放置在氣墊導(dǎo)軌上；
D．用刻度尺測(cè)出A的左端至C板的距離L₁．
E．按下電鈕放開卡銷，同時(shí)使分別記錄滑塊A、B運(yùn)動(dòng)時(shí)間的計(jì)時(shí)器開始工作．當(dāng)A、B滑塊分別碰撞C、D擋板時(shí)停止計(jì)時(shí)，記下A、B分別到達(dá)C、D的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t₁和t₂．
本實(shí)驗(yàn)中還應(yīng)測(cè)量的物理量是______，利用上述測(cè)量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式是______．
（3）2008年北京奧運(yùn)會(huì)場館周圍 80%～90% 的路燈將利用太陽能發(fā)電技術(shù)來供電，奧運(yùn)會(huì)90%的洗浴熱水將采用全玻真空太陽能集熱技術(shù)．科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)太陽發(fā)光是由于其內(nèi)部不斷發(fā)生從氫核到氦核的核聚變反應(yīng)，即在太陽內(nèi)部4個(gè)氫核（H）轉(zhuǎn)化成一個(gè)氦核（He）和兩個(gè)正電子（e）并放出能量．已知質(zhì)子質(zhì)量m_P=1.0073u，α粒子的質(zhì)量m_α=4.0015u，電子的質(zhì)量m_e=0.0005u． 1u的質(zhì)量相當(dāng)于931．MeV的能量．
①寫出該熱核反應(yīng)方程；
②一次這樣的熱核反應(yīng)過程中釋放出多少M(fèi)eV的能量？（結(jié)果保留四位有效數(shù)字）