在我国探月计划紧锣密鼓进行过程中召开的科协年会，关于月球、火星、小行星探测等深空探测自然成为重要话题．

　　科学家们认为，21世纪人类把目光再次投向月球，重返月球的最主要原因是：一、寻求在月球建立永久基地，作为人类拓展生存空间的第一步；二、通过月球探测，带动高科技的发展和研究，包括空间军事技术的发展；三、为将来全面开发月球矿产资源和能源，解决地球能源枯竭，为人类社会可持续发展提供资源储备．例如月球上氦-3资源总量约为100万吨～500万吨，建设一个500MW的核聚变发电站，每年消耗的氦-3仅仅50公斤，全世界的年总发电量只需100吨氦-3，也就是说，月球上的氦-3可满足地球供电能源需求达1万年以上．此外，月球表面的特殊空间环境，为研制特殊生物制品和特殊材料开拓了广阔前景，这是当前国际科技界“重返月球”最主要的原动力．

　　中国月球探测首席科学家欧阳自远指出，3年内，我国要完成首次月球探测，这是继我国成功发射人造地球卫星、载人飞船之后，我国空间科技发展的第三个里程碑．我国近期探月计划分为“环月探测”、“月面软着陆器探测”和“月面自动采样返回”3个阶段．作为世界主要航天国家，我国开展月球探测，对维护我国在月球上的权益具有重要战略意义．

　　氦-3是氦的同位素，含有两个质子和一个中子；氦-3最吸引人类的就是它作为能源材料的优秀“潜质”．经试验证实，利用氘和氦-3的热核聚变反应是最理想的一种核聚变反应，原因是：（1）这种聚变不产生中子，所以放射性小；（2）它转化为电能的效率高；（3）反应过程易于控制；可算是既无污染又安全．

　　结合材料回答下列问题

　　（1）估算人类1年所用的电能相当于多少吨煤完全燃烧所释放出的能量．（煤的燃烧值q=2.9×10⁷J/kg、氘核的质量为2.0136u、氦-3的质量为3.0150u、氢核的质量为1.008124u、氦核的质量为4.002603u）

　　（2）太阳辐射的能量是由聚变反应产生的，已知质子、a 粒子、正电子的质量分别为1.6726×10^-27kg、6.6458×10^-27kg、9.1×10^-31kg，则1J相当于多少组以上核反应释放出的能量．

在我国探月计划紧锣密鼓进行过程中召开的科协年会，关于月球、火星、小行星探测等深空探测自然成为重要话题．

　　科学家们认为，21世纪人类把目光再次投向月球，重返月球的最主要原因是：一、寻求在月球建立永久基地，作为人类拓展生存空间的第一步；二、通过月球探测，带动高科技的发展和研究，包括空间军事技术的发展；三、为将来全面开发月球矿产资源和能源，解决地球能源枯竭，为人类社会可持续发展提供资源储备．例如月球上氦-3资源总量约为100万吨～500万吨，建设一个500MW的核聚变发电站，每年消耗的氦-3仅仅50公斤，全世界的年总发电量只需100吨氦-3，也就是说，月球上的氦-3可满足地球供电能源需求达1万年以上．此外，月球表面的特殊空间环境，为研制特殊生物制品和特殊材料开拓了广阔前景，这是当前国际科技界“重返月球”最主要的原动力．

　　中国月球探测首席科学家欧阳自远指出，3年内，我国要完成首次月球探测，这是继我国成功发射人造地球卫星、载人飞船之后，我国空间科技发展的第三个里程碑．我国近期探月计划分为“环月探测”、“月面软着陆器探测”和“月面自动采样返回”3个阶段．作为世界主要航天国家，我国开展月球探测，对维护我国在月球上的权益具有重要战略意义．

　　氦-3是氦的同位素，含有两个质子和一个中子；氦-3最吸引人类的就是它作为能源材料的优秀“潜质”．经试验证实，利用氘和氦-3的热核聚变反应是最理想的一种核聚变反应，原因是：（1）这种聚变不产生中子，所以放射性小；（2）它转化为电能的效率高；（3）反应过程易于控制；可算是既无污染又安全．

　　结合材料回答下列问题

　　（1）估算人类1年所用的电能相当于多少吨煤完全燃烧所释放出的能量．（煤的燃烧值q=2.9×10⁷J/kg、氘核的质量为2.0136u、氦-3的质量为3.0150u、氢核的质量为1.008124u、氦核的质量为4.002603u）

　　（2）太阳辐射的能量是由聚变反应产生的，已知质子、a 粒子、正电子的质量分别为1.6726×10^-27kg、6.6458×10^-27kg、9.1×10^-31kg，则1J相当于多少组以上核反应释放出的能量．

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？

A．（选修模块3-3）
二氧化碳是导致全球变暖的主要原因之一，人类在采取节能减排措施的同时，也在研究控制温室气体的新方法，目前专家们正在研究二氧化碳的深海处理技术．
（1）在某次实验中，将一定质量的二氧化碳气体封闭在一可自由压缩的导热容器中，将容器缓慢移到海水某深处，气体体积减为原来的一半，不计温度变化，则此过程中______
A．封闭气体对外界做正功            B．封闭气体向外界传递热量
C．封闭气体分子的平均动能增大      D．封闭气体组成的系统的熵减小
（2）实验发现，二氧化碳气体在水深170m处变成液体，它的密度比海水大，靠深海的压力使它永沉海底，以减少排放到大气中的二氧化碳量．容器中的二氧化碳处于汽液平衡状态时的压强随温度的增大而______（选填“增大”、“减小”或“不变”）；在二氧化碳液体表面，其分子间的引力______（选填“大于”、“等于”或“小于”）斥力．
（3）实验发现，在水深300m处，二氧化碳将变成凝胶状态，当水深超过2500m时，二氧化碳会浓缩成近似固体的硬胶体．设在某状态下二氧化碳气体的密度为ρ，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为N，将二氧化碳分子看作直径为D的球，体积为于D³，则在该状态下体积为V的二氧化碳气体变成固体后体积为多少？
B．（选修模块3-4）
（1）下列说法中正确的是______
A．相对论认为时间和空间与物质的运动状态有关
B．用激光读取光盘上记录的信息是利用激光平行度好的特点
C．一列波在向前传播，当波源突然停止振动时，其他质点也同时停止振动
D． 单摆的摆长增大后，简谐运动的频率会变大
（2）我国正在大规模建设第三代移动通信系统（3G），它将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合起来，能提供无线网络、电话会议、电子商务等信息服务．某移动运营商采用1.8x10⁹HZ的电磁波传递信号，此电磁波在真空中的波长为______m；在通话时，手机将声音信号转变成电信号，再经过______（选填“调谐”、“调制”或“解调”）后，把信号发送到基站中转．
（3）在某科技馆内放置了一个高大的半圆柱形透明物体，其俯视图如图所示，0为半圆的圆心．甲、乙两同学为了估测该透明体的折射率，进行了如下实验．他们分别站在A、O处时，相互看着对方，然后两人贴着柱体慢慢向一侧运动，到达B、C处时，甲刚好看不到乙．已知半圆柱体的半径为R，OC=0.6R，BC⊥OC，则半圆柱形透明物体的折射率为多少？
C．（选修模块3-5）
（1）下列物理实验中，能说明粒子具有波动性的是______
A．通过研究金属的遏止电压与入射光频率的关系，证明了爱因斯坦方程的正确性
B．通过测试多种物质对X射线的散射，发现散射射线中有波长变大的成分
C．通过电子双缝实验，发现电子的干涉现象
D．利用晶体做电子束衍射实验，证实了电子的波动性
（2）氢原子的能级如图所示．有一群处于n=4能级的氢原子，这群氢原子能发出______种谱线，发出的光子照射某金属能产生光电效应现象，则该金属的逸出功应小于______eV．
（3）近年来，国际热核聚变实验堆计划取得了重大进展，它利用的核反应方程是→．若和迎面碰撞，初速度大小分别为v₁、v₂，、、He、的质量分别为m₁、m₂、m₃、m₄，反应后He的速度大小为v₃，方向与的运动方向相同，求中子的速度
（选取m的运动方向为正方向，不计释放的光子的动量，不考虑相对论效应）．