我们通常所说的太阳能资源，不仅直接包括投射到地球表面上的太阳辐射能，而且包括像所有矿物燃料能、水能、风能、海洋能、潮汐能等间接的太阳能资源，还应包括绿色植物的光合作用所固定下来的能量即生物能，严格地说，除了地热能和原子核能以外，地球上所有其他能源全部来自太阳能，这也称为“广义太阳能”，回答下列问题：

(1)太阳内部持续不断地发生着四个质子聚变为一个氦核的热核反应，这个核反应释放出的大量能量就是太阳的能源；

①写出这个核反应方程式；

②这一核反应能释放出多少能量？(m_p＝1.0073u，m_α＝4.0015u，m_e＝0.00055u)

(2)太阳能的光电直接转换的基本原理是利用光电效应，将太阳辐射能直接转换成电能，如图是测定光电流的电路简图，光电管加正向电压(释放出的光电子在电场力的作用下做加速运动的电压)

①在图上标出电源正、负极和电流表的正、负接线柱；

②入射光应照射在________极上；

③若电流表读数是10μA，则每秒钟从光电管阴极发射的光电子至少是多少个？

(3)当太阳光进入地球的大气层时，由于臭氧在紫外波长200nm～300nm的谱段有强吸收带，在300nm～400nm有弱吸收带，在440nm～740nm有可见光区吸收带，所以臭氧层可以大量吸收紫外线和可见光，请回答

①紫外线产生的微观机理是

[　　]

A．振荡电路中自由电子的运动而产生的

B．原子的外层电子受激发后而产生的

C．原子的内层电子受激发后而产生的

D．原子核受激发后而产生的

②氢原子处于基态时能量为E₁＝－13.6eV，当它从n＝2能级向基态跃迁时，发出的紫外线波长为多少？(h＝6.63×10^－34J·s)

(4)研究表明：波长在315～400nm之间的紫外线是地表生物所必需的，它可以促进人体的胆固醇类转化为维生素D，请回答：

①维生素D的主要功能是

[　　]

A．促进人体正常发育，增强抵抗力，维持人的正常视觉

B．维持人体正常的新陈代谢和神经系统的正常生理功能

C．维持正常的新陈代谢和神经系统的正常生理功能

D．促进钙、磷吸收和骨骼发育

②人体缺乏维生素D，会引起

[　　]

③下列哪些食物是维生素D的重要来源

[　　]

(5)太阳光的可见光部分照射到地面上，通过一定的装置可观察到太阳光谱，如图所示是一简易装置，将一加满清水的碗放在有阳光的地方，将平面镜斜放入水中，调整其倾斜角度，使太阳光经水面折射再经水中平面镜反射，最后由水面折射回空气射到室内的白墙上，此时可观察到太阳光谱，请论述光谱线的排列方式和光谱线两侧可见光的颜色．

(6)植物的光合作用需要阳光．写出植物发生光合作用的反应方程式．

随着科学技术的进步和生产力的发展，能源构成也在不断地发生变化。图7反映了能源消费构成的变化。请完成31～36题。

图7

31.大约在　　　世纪　　　年代以后，人类利用化石能源（煤炭、石油、天然气）的比重超过了生物能源。造成这种变化的历史条件是：　　　　　　　　　　　　　　　。

32.据测算，我国工业产品能源、原材料的消耗占企业生产成本的75%左右，如果能降低1个百分点，就能取得100多亿元的效益。我国应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U+n→Ba+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 _{B a}、m _{K r}分别表示U、Ba、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ΔE=　　　。

（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ΔE=2.78×10^－11 J，U核的质量m_U=390×10^－27 kg。求每年（1年=3.15×10⁷ s）消耗的U的质量。

34.自然界中的铀和钴都有同位素。

（1）铀主要以三种同位素的形式存在，三种同位素的原子百分含量分别为U 0.005%、U 0.72%、U 99.27%。请列出计算U元素近似原子量的计算式（不必算出具体数值）：　　　。

（2）放射性同位素⁶⁰Co能够产生γ射线。高速运动的γ射线作用于DNA，能够产生氢键断裂、碱基替换等效应，从而有可能诱发生物产生　　　，使生物体出现可遗传的变异，从而选择和培育出优良品种。此外用γ射线照射过的食品有利于贮藏，这是因为γ射线能　   　、　  　。在进行照射生物或食品的操作时，需要注意人体防护。操作完毕后，人体　　　（可以、不可以）直接触摸射线处理过的材料。

35.中国发展核武器对世界政治军事格局产生了深远影响。请回答。

（1）根据下表资料分析我国核试验的特点。

比较项目 国别	首次核试 验年代	试验 次数	备 注
美国	1945	1032
苏（俄）	1949	715
英国	1952	45	不包括1962年以后与美国共同试验之次数
法国	1960	210
中国	1964	45

（2）结合所学知识说明我国核试验的目的。

（3）我国在核武器使用问题上坚持的原则是什么？这一原则所依据的我国外交政策的基本点是什么？

36.我们应如何辩证地看待人类对核资源的利用？

随着科学技术的进步和生产力的发展，能源构成也在不断地发生变化。图4反映了能源消费构成的变化。请完成31～36题：

图4

31.大约在　　　世纪　　　年代以后，人类利用化石能源（煤炭、石油、天然气）的比重超过了生物能源。造成这种变化的历史条件是：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

32.据测算，我国工业产品能源、原材料的消耗占企业生产成本的75%左右，如果能降低1个百分点，就能取得100多亿元的效益。我国应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，地区适应性强的优势。在核电站中，核反应堆释放的核能转化为电能。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U+n→Ba+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 _{B a}、m _{K r}分别表示U、Ba、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ΔE=　                 　　。

（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ΔE=2.78×10^－11 J，U核的质量m_U=390×10^－27 kg。求每年（1年=3.15×10⁷ s）消耗的U的质量。

34.自然界中的铀和钴都有同位素。

（1）铀主要以三种同位素的形式存在，三种同位素的原子百分含量分别为U 0.005%、U 0.72%、U 99.275%。请列出计算U元素近似原子量的计算式（不必算出具体数值）：　　      。

（2）放射性同位素⁶⁰Co能够产生γ射线。高速运动的γ射线作用于DNA，能够产生氢键断裂、碱基替换等效应，从而有可能诱发生物产生    　　　，使生物体出现可遗传的变异，从而选择和培育出优良品种。此外用γ射线照射过的食品有利于贮藏，这是因为γ射线能　　　、　　　。在进行照射生物或食品的操作时，需要注意人体防护。操作完毕后，人体　　　（可以、不可以）直接触摸射线处理过的材料。

35.中国发展核武器对世界政治军事格局产生了深远影响。请回答：

   （1）根据下表资料分析我国核试验的特点。

比较项目　　　　　　　 　　　　　 国　别	首次核试验年代	试验次数	备  注
美国	1945	1032
苏（俄）	1949	715
英国	1952	45	不包括1962年以后与美国共同试验之次数
法国	1960	210
中国	1964	45

  （2）结合所学知识说明我国核试验的目的。

  （3）我国在核武器使用问题上坚持的原则是什么？这一原则所依据的我国外交政策的基本点是什么？

36.我们应如何辩证地看待人类对核资源的利用？

（1）判断以下说法的正误，在相应的括号内打“√”或“×”
A．普朗克在研究黑体辐射问题中提出了能量子假说______
B．康普顿效应说明光子有动量，即光具有有粒子性______
C．玻尔建立了量子理论，成功解释了各种原子发光现象______
D．天然放射现象的发现揭示了原子的核式结构______
（2）气垫导轨是常用的一种实验仪器．它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦．我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨以及滑块A和B来验证动量守恒定律，实验装置如图所示（弹簧的长度忽略不计），采用的实验步骤如下：
A．用天平分别测出滑块A、B的质量m_A、m_B；
B．调整气垫导轨，使导轨处于水平；
C．在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止地放置在气垫导轨上；
D．用刻度尺测出A的左端至C板的距离L₁．
E．按下电钮放开卡销，同时使分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作．当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时，记下A、B分别到达C、D的运动时间t₁和t₂．
本实验中还应测量的物理量是______，利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是______．
（3）2008年北京奥运会场馆周围 80%～90% 的路灯将利用太阳能发电技术来供电，奥运会90%的洗浴热水将采用全玻真空太阳能集热技术．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（He）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．MeV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）