高中物理考题精选（129）——核反应核能1、某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论，其中的两个核反应方程为( )H＋C―→N＋Q1 H＋N―→C＋X＋Q2方程式中Q1、Q2表示释放的能量，相关的原子核质量见下表：原子核HHeHeCNN质量/u1.00783.01604.002612.00013.005715.0001以下推断正确的是( )A．X是He，Q2>Q1 B．X是He，Q2>Q1C．X是He，Q2<Q1 D．X是He，Q2<Q1答案解析：H＋C→N中质量亏损为Δm1＝1.0078u＋12.000u－13.0057u＝0.0021 u，根据电荷数守恒和质量数守恒可知H＋N―→C＋X中X的电荷数为2、质量数为4，质量亏损为Δm2＝1.0078u＋15.0001u－12.0000u－4.0026u＝0.0053u，根据爱因斯坦的质能方程可知Q1＝Δm1c2、Q2＝Δm2c2，则Q1<Q2.答案：B2、铀是常用的一种核燃料，若它的原子核发生了如下的裂变反应：，则a+b可能是( )A． B． C． D．答案D【解析】重核裂变反应方程的书写应遵循质量数守恒和电荷数守恒，题述核反应方程左边反应物的质量数和电荷数分别为236和92，生成物中“a+b”整体的质量数和电荷数应该分别为234和92，只有选项D符合要求。3、下列说法正确的是( )A．铀核裂变的核反应是：92238U→90234Th＋24HeB．24He核由两个中子和两个质子组成C．24He＋1327Al→1530P＋01n是α衰变方程D．氢原子吸收一个光子从低能级跃迁到高能级，氢原子的电势能增加了答案解析：92238U→90234Th＋24He是α衰变方程，A错误；24He核由两个中子和两个质子组成，B正确；24He＋1327Al→1530P＋01n属于人工核转变，C错误；氢原子吸收一个光子从低能级跃迁到高能级，氢原子的电势能增加，总能量增加，动能减小，D正确．答案：BD-18-\n4、铀核裂变是核电站核能的重要来源，其一种裂变反应式是95235U＋01n→68144Ba＋3689Kr＋301n.下列说法正确的有( )A．上述裂变反应中伴随着中子放出B．铀块体积对链式反应的发生无影响C．铀核的链式反应可人工控制D．铀核的半衰期会受到环境温度的影响答案解析：由核反应方程知有中子生成，A正确；铀块体积和铀块纯度对链式反应的发生都有重要影响，B错误；核反应堆的铀核链式反应的速度可人工控制，C正确；放射性元素的半衰期由核本身的因素决定，与环境温度无关，D错误．答案：AC5、在众多的裂变反应中，有一种反应方程为92235U＋01n→56141Ba＋3692Kr＋aX，其中X为某种粒子，a为X的个数，则( )A．X为中子，a＝2 B．X为中子，a＝3C．X为质子，a＝2 D．X为质子，a＝3答案解析：由质量数、核电荷数守恒得，92235U＋01n→56141Ba＋3692Kr＋301n，所以X为中子，a＝3，故B正确．答案：B6、下面关于结合能和平均结合能的说法中，正确的有（）A．核子结合成原子核吸收的能量或原子核拆解成核子放出的能量称为结合能B．平均结合能越大的原子核越稳定，因此它的结合能也一定越大C．重核与中等质量原子核相比较，重核的结合能和平均结合能都大D．中等质量原子核的结合能和平均结合能均比轻核的要大答案D7、一个电子(质量为m，电量为－e)和一个正电子(质量为m，电量为e)，以相等的初动能Ek相向运动，并撞到了一起，发生“湮灭”，产生两个频率相同的光子，设产生光子的频率为ν；若这两个光子的能量都是hν，动量分别为p和p′，下列关系中正确的是________。A．hν＝mc2B．hν＝mc2，p＝p′C．hν＝mc2＋Ek，p＝－p′D．hν＝(mc2＋Ek)，p＝－p′答案C 由能量守恒知2mc2＋2Ek＝2hν，故hν＝mc2＋Ek，由动量守恒知0＝p＋p′，故p＝－p′，故选项C正确，选项A、B、D错误。8、能源是社会发展的基础,发展核能是解决能源问题的途径之一.下列释放核能的反应方程,表述正确的有( )AHHHen是核聚变反应BHHHen是β衰变-18-\nCUnBaKr+n是核裂变反应DUnXeSr+n是α衰变答案AC解析:因A项为两个轻核结合成质量较大的核,所以反应为核聚变,选项A正确,选项B错误;在C项中铀核在被中子轰击后分裂成两个较轻原子核,所以反应为核裂变,选项C正确;α衰变本质为核内2个质子和2个中子结合成He,所以选项D错误.9、氘核和氚核可发生热核聚变而释放巨大的能量，该反应方程为：，式中X是某种粒子．已知：、、和粒子X的质量分别为、、和；1u相当于931.5MeV的能量．由上述反应方程和数据可知，粒子X是 ；该反应的质量亏损为 （用m1、m2、m3、m4表示）；该反应释放出的能量为 MeV（结果保留3位有效数字）．答案（或中子）（2分） （2分） 17.610、目前核电站是利用核裂变产生的巨大能量来发电的。请完成下面铀核裂变可能的一个反应方程： ．已知、、和中子的质量分别为、、和，则此反应中一个铀核裂变释放的能量为 ．答案11、钚的一种同位素衰变时释放巨大能量，如图所示，其衰变方程为,则（）A．核燃料总是利用比结合能小的核B．核反应中的能量就是的结合能C．核比核更稳定，说明的结合能大D．由于衰变时释放巨大能量，所以比的比结合能小答案AD 12、在某些恒星内部，3个α粒子可以结合成一个C核，已知C核的质量为1.99302×10-26kg，α粒子的质量为6.64672×10-27kg，真空中光速c=3×108m/s，这个核反应方程是 ，这个反应中释放的核能为 （结果保留一位有效数字）。答案3He→C(2分) 9×10-13J(2分)；-18-\n13、发生裂变的核反应方程为：，设、、的质量分别为m1、m2、m3，一个中子的质量为m4，则反应过程释放的能量为（）A．（m1—m2—m3）c2B．（m1—m2—m3—m4）c2C．（m1+m4—m2—m3）c2D．（m3+m4—m1—m2）c2答案B14、我国科学家研制“两弹”所涉及的基本核反应方程有：(1)U＋n→Sr＋Xe＋kn；(2) H＋H→He＋dn；关于这两个方程，下列说法正确的是 A．方程(1)属于α衰变 B．方程(2)属于轻核聚变C．方程(1)中k＝10，方程(2)中d＝1 D．方程(1)中k＝1，方程(2)中d＝10答案BC15、太阳内部有多种热核反应，其中的一个反应方程是：.①若已知的质量为m1，的质量为m2，的质量为m3，的质量为m4，则这个反应释放的核能= .②若已知H的平均结合能是2.78MeV，H的平均结合能是1.09MeV，He的平均结合能是7.03MeV，则这个反应释放的核能= MeV。（结果保留三位有效数字）答案① ②17.616、太阳内部有多种热核反应，其中的一个反应方程是：.①若已知的质量为m1，的质量为m2，的质量为m3，的质量为m4，则这个反应释放的核能= .②若已知H的平均结合能是2.78MeV，H的平均结合能是1.09MeV，He的平均结合能是7.03MeV，则这个反应释放的核能= MeV。（结果保留三位有效数字）答案① ②17.6-18-\n17、对于以下核反应方程，说法正确的是（ ）ks5u① ②③ ④A．①是发现中子的核反应方程 B．②是核聚变方程C．③是核裂变方程，其中x=9 D．④是α衰变方程答案BD18、太阳内部持续不断地发生着四个质子（氢核）聚变一个粒子，同时发射两个正电子和两个没有静止质量的中微子．这个核反应释放出的大量能量就是太阳的能源．(mp＝1.0073u，mα＝4.0015u，me＝0.00055u，太阳的质量为2×1030kg)(1)计算每一次聚变所释放的能量？(2)已知太阳每秒释放能量为3.8×1026J，则太阳每秒减少的质量为多少千克?答案解析：(1)这一核反应的质量亏损是Δm＝4mp－mα－2me＝0.0266uΔE＝Δmc2＝0.0266×931.5MeV≈24.78MeV.(2)由ΔE＝Δmc2得每秒太阳质量减少Δm＝＝kg≈4.2×109kg.19、一静止的质量为M的铀核（ ）发生α衰变转变成钍核（Th），放出的α粒子速度为v0、质量为m．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写出衰变方程；②求出衰变过程中释放的核能答案解：① (4分)②设钍核的反冲速度大小为v，由动量守恒定律，得：0＝mv0－(M－m)v（2分）v＝（1分） （2分） （1分）20、太阳现在正处于主序星演化阶段。它主要是由电子和、-18-\n等原子核组成。维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应，核反应方程是：+释放核能，这些核能最后转化为辐射能。①已知质子质量mp，氦核的质量mα，电子质量me，光速c。试求每发生一次上述核反应所释放的核能；②用上述辐射中产生的波长为400nm的某一单色光去照射逸出功为3.0×10-19J的金属材料铯时，能否产生光电效应？若能，试求出产生的光电子的最大初动能。（保留一位有效数字，普朗克常量h=6.63×10-34J·s）答案① ②能 2×10-19J21、太阳内部持续不断地发生着4个质子(H)聚变为1个氦核(He)的热核反应，核反应方程是4H→He＋2X，这个核反应释放出大量核能。已知质子、氦核、X的质量分别为m1、m2、m3，真空中的光速为c。方程中的X表示 ；这个核反应中质量亏损Δm＝ ；这个核反应中释放的核能ΔE＝ 。答案（1）答案：正电子e；（2分） 4m1-m2-2m3；（2分） (4m1-m2-2m3)c2。（2分）22、轻核聚变比重核裂变能够释放更多的能量，若实现受控核聚变，且稳定地输出聚变能，人类将不再有“能源危机”。一个氘核（）和一个氚核（）聚变成一个新核并放出一个中子（）。①完成上述核聚变方程+→ +②已知上述核聚变中质量亏损为，真空中光速为c，则该核反应中所释放的能量为 。答案① （2分） ② （2分）-18-\n23、一对正负电子相遇后转化为光子的过程被称之为湮灭.①静止的一对正负电子湮灭会产生两个同频率的光子，且两个光子呈180°背道而驰，这是为什么？②电子质量m=9.1×10-31kg，真空中光速c=3×108m/s，普朗克恒量为h=6.63×10-34J·s，求一对静止的正负电子湮灭后产生的光子的频率（结果保留两位有效数字）．答案总动量要为0，遵循动量守恒。2mc2=2hν, 24、今年3月11日，日本发生强烈地震，其灾情引起了国际社会的广泛关注，包括我国在内的很多国家对日本都伸出了援助之手．地震导致福岛核电站内的核反应堆受损严重，给人类造成危害．下面与核能相关问题的说法中正确的是( )A．核电站内释放的核能来自于重核的裂变B．人只有直接接触核原料才会对人体产生危害C．核电站内释放核能的核反应方程是U→Xe＋Sr＋nD．根据E＝mc2可知，如果1kg铀全部发生核裂变反应，将释放9×106J的能量答案解析 目前的核电站都是利用重核裂变释放核能的，而利用轻核聚变释放核能的方式还没有成熟的技术，A正确．核原料及重核裂变的产物都具有放射性，不直接接触而接收过量的辐射时同样会对人体形成危害，B错误．由质量数守恒和电荷数守恒知C错误．由E＝mc2得到的是物质的总能量，而1kg轴裂变中释放的能量ΔE＝Δmc2对应的是裂变中的质量亏损，D错误．答案 A25、一个氘核和一个氚核经过反应后生成一个氦核和一个中子，同时放出一个γ光子．已知氘核、氚核、中子、氦核的质量分别为m1、m2、m3、m4，普朗克常量为h，真空中的光速为c.下列说法中正确的是( )A．这个反应的核反应方程是H＋H→He＋n＋γB．这个核反应既不是聚变反应也不是裂变反应C．辐射出的γ光子的能量E＝(m3＋m4－m1－m2)c2D．辐射出的γ光子的波长λ＝答案解析 由电荷数守恒、质量数守恒可知选项A正确，此反应是一轻核聚变反应，B错误．由质能方程知此过程中释放的核能总量为ΔE＝(m1＋m2－m3－m4)c2，若此核能全部以光子的形式释放时，由ΔE＝h知γ光子的波长λ＝，C、D皆错误．答案 A26、利用氦—3（-18-\nHe）和氘进行的聚变安全无污染，容易控制．月球上有大量的氦—3，每个航天大国都将获得的氦—3作为开发月球的重要目标之一．“嫦娥一号”探月卫星执行的一项重要任务就是评估月球中氦—3的分布和储量．已知两个氘核聚变生成一个氦—3和一个中子的核反应方程是H＋H→He十n．已知H的质量为m1，n的质量为m2，He的质量为m3．它们质量之间的关系式应为____________答案2m1>m2+m3解析：由于聚变反应过程中要释放出核能，故反应前后存在质量亏损，因此有2m1>m2+m3。27、潮汐能属于无污染能源，但能量的转化率较低，相比之下，核能是一种高效的能源．（1）在核电站中，为了防止放射性物质泄漏，核反应堆有三道防护屏障：燃料包壳、压力壳和安全壳（见图甲）．结合图乙可知，安全壳应当选用的材料是________________（2）核反应堆中的核废料具有很强的放射性，目前常用的处理方法是将其装入特制的容器中，然后______________（将选项前的字母代号填在横线上） A．沉入海底 B．放至沙漠 C．运到月球 D．深埋海底（3）图丙是用来监测工作人员受到辐射情况的胸章，通过照相底片被射线感光的区域，可以判断工作人员受到何种辐射。当胸章上lmm铝片和3mm铝片下的照相底片被感光，而铅片下的照相底片未被感光时，结合图乙分析工作人员受到了_______射线的辐射；当所有照相底片都被感光时，工作人员受到了_________射线的辐射。答案（1）混凝土 （2）D （3） 解析：（1）对安全壳的要求是把三种射线都挡住，根据图乙可知，应当选用混凝土做安全壳。（2）为了有效地防止核废料对环境的污染，需将核废料装入特制容器并深埋海底，故D项正确。（3）根据图乙，射线能够穿透lmm铝片和3mm铝片但不能穿透5mm铅片，而射线能够穿透5mm铅片，故答案分别为为、。28、已知U有一种同位素，比U核多3个中子。某时刻，有一个这样的同位素核由静止状态发生衰变，放出的粒子的速度大小为v0。①试写出衰变的核反应方程___________________（产生的新核的元素符号可用Y表示）；②衰变后的残核初速度大小为____________ ___-18-\n答案① U→Y+He； ② 29、1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮核发现质子．科学研究表明其核反应过程是：α粒子轰击静止的氮核后形成了不稳定的复核，复核发生衰变放出质子，变成氧核．设α粒子质量为m1，初速度为v0，氮核质量为m2，质子质量为m0，氧核的质量为m3，不考虑相对论效应．(1)α粒子轰击氮核形成不稳定复核的瞬间，复核的速度为多大？(2)求此过程中释放的核能．答案解析 (1)设复核的速度为v，由动量守恒定律得m1v0＝(m1＋m2)v解得v＝(2)核反应过程中的质量亏损Δm＝m1＋m2－m0－m3反应过程中释放的核能ΔE＝Δm·c2＝(m1＋m2－m0－m3)c2答案 (1) (2)(m1＋m2－m0－m3)c230、美国宇航局的“新地平线”探测器在飞往冥王星的漫漫旅途中，由于离太阳太远，无法使用太阳能，不得不依靠所携带的10．9kg钚丸，利用其放射性衰变释放的能量发电。已知钚丸（）衰变后成为，则衰变方程为______________；若分别用m1、m2、m3表示衰变过程中核、核和放出的粒子的质量，则衰变过程中释放出的核能可以表示为______________。答案 （m1-m2-m3）c2解析：（1）根据衰变过程中质量数守恒和核电荷数守恒，放出的粒子应为粒子，衰变方程为。由爱因斯坦的质能联系方程可知，释放出的核能为（m1-m2-m3）c231、第一代核反应堆以铀235为裂变燃料，而在天然铀中占99%的铀238不能被利用，为了解决这个问题，科学家们研究出快中子增殖反应堆，使铀238变成高效核燃料。在反应堆中，使用的核燃料是钚239，裂变时释放出快中子，周围的铀238吸收快中子后变成铀239，铀239（）很不稳定，经过＿＿＿次β次衰变后变成钚239（），写出该过程的核反应方程式：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。答案2，（每空2分） -18-\n32、某原子序数为Z，质量数为A的原子核，若用mx表示该原子核的质量，mp表示质子的质量，mn表示中子的质量，c表示真空中的光速，计算核子结合成该原子核时的质量亏损Δm，释放的核能ΔE，每个核子释放的比结合能为.答案Zmp＋（A－Z）mn-mx；［Zmp＋（A－Z）mn-mx］c2；［Zmp＋（A－Z）mn-mx］c2/A33、正电子发射计算机断层显象(PET)的基本原理是：将放射性同位素注入人体，在人体内衰变放出的正电子与人体内的负电子相遇而湮灭，转化为一对γ光子，被探测器探测到，并经计算机处理后产生清晰的图象．根据PET的原理，在人体内衰变的方程式是 ；在PET中，的主要用途是作为 ．答案（2分），示踪原子（2分）34、已知氦原子的质量为u，电子的质量为u，质子的质量为u，中子的质量为u，u为原子的质量单位，且由爱因斯坦质能方程E=mc2可知：1u对应于931．5MeV的能量，若取光速c=3×108m／s，则两个质子和两个中子聚变成一个氦核，释放的能量为（ ） A． B． C． D．答案B35、如图所示是原子核的核子平均质量与原子序数Z的关系图象，其中元素A、B、C对应的原子序数、核子数、平均质量分别为ZA、ZB、ZC，nA、nB、nC，和mA、mB、mC，下列说法中正确的是（）A．若A分裂成B和C，一定释放核能B．若A分裂成B和C，一定吸收核能C．若A分裂成B和C，一定释放核能D．若A分裂成B和C，不能确定是吸收，还是释放。-18-\n答案C；36、据《中国科技报》报道，我国自行设计、研制的世界第一套全超导核聚变实验装置(又称为“人造太阳”)已经完成了首次工程调试，下列关于“人造太阳”的说法错误的是 ( )A．“人造太阳"的核反应方程是B．“人造太阳”的核反应过程中一定发生质量亏损，该过程释放的核能可以用ΔE=Δmc2来计算C．“人造太阳”的核反应方程是D．“人造太阳"的核反应必须在极高温度下，使参与核反应的原子核间的距离接近到10-15米的范围以内才能够发生答案A37、由我国自行设计、研制的世界第一套全超导核聚变实验装置（又称“人造太阳”）已完成了首次工程调试。下列关于“人造太阳”的说法中正确的是（ ）A、“人造太阳”的核反应方程是B、“人造太阳”的核反应方程是C、“人造太阳”释放的能量大小的计算公式是ΔE=Δmc2D、“人造太阳”核能大小的计算公式是答案AC38、太阳内部持续不断地发生着4个质子聚变为1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；并计算这一核反应能释放多少能量？(2)已知太阳每秒释放的能量为3.8×1026J，则太阳每秒减少的质量为多少？(3)若太阳质量减少万分之三，热核反应不能继续进行，计算太阳能存在多少年.(太阳质量M＝2×1030kg,mp＝1.0073u，mHe＝4.0015u，me＝0.00055u，1u=931.5Mev )答案解析:(1)(2)Δm＝4×1.0073u－(4.0015＋2×0.00055)u＝0.0266uΔE＝Δmc2＝0.0266×931.5MeV＝24.78MeV＝4×10－12J.(3)太阳每秒钟释放的能量为3.8×1026J，则太阳每秒钟减少的质量为-18-\n(4)太阳的质量为2×1030kg，太阳还能存在的时间为(年).答案:(1)略 (2)4×10－12J(3)0.4×1010kg (4)5×109年39、受中子轰击时会发生裂变，产生和，同时放出能量．已知每个铀核裂变释放的平均能量为200MeV．（1）写出核反应方程；（2）现在要建设发电功率为5×105kW的核电站，用作核燃料，假设核裂变释放的能量一半转化为电能，那么该核电站一天消耗多少千克？（阿伏加德罗常数取6.0×1023mol-1）。答案解：（1）核反应方程+→++3+200MeV．（2）电站一天发出的电能E1=Pt ①设每天消耗为mkg，核裂变释放的能量为E2=m×103×6.0×1023×200×106×1.6×10-19/235 ②由能量转化得E1=ηE2 ③由①②③式得m=1.06kg．40、(1)下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中，符合黑体辐射规律的是（） (2)按照玻尔原子理论，氢原子中的电子离原子核越远，氢原子的能量__________(选填“越大”或“越小”)。已知氢原子的基态能量为E1(E1<0)，电子质量为m，基态氢原子中的电子吸收一频率为γ的光子被电离后，电子速度大小为___________(普朗克常量为h).(3)有些核反应过程是吸收能量的。例如在中，核反应吸收的能量，在该核反应中，X表示什么粒子？X粒子以动能EK轰击静止的，若EK=Q，则该核反应能否发生？请简要说明理由。-18-\n答案(1)A (2)越大;（3）；不能实现，因为不能同时满足能量守恒和动量守恒的要求。【解析】根据及，越远，n越大，越大（注意为负值）。电阻动能，可解得。（注意为负值）因为核反应中动量守恒，反应物有动量，生成物应该有动量，所以应该有动能，所以要大于Q才能实现。41、（1）一个质子以1.0×10７m/s的速度撞入一个静止的铝原子核后被俘获，铝原子核变为硅原子核，已知铝核的质量是质子的27倍，硅核的质量是质子的28倍，则下列判断中正确的是 。A．核反应方程为Al＋H→Si B．核反应方程为Al＋n→SiC．硅原子核速度的数量级为10７m/s，方向跟质子的初速度方向一致D．硅原子核速度的数量级为10５m/s，方向跟质子的初速度方向一致(2)目前，日本的“核危机”引起了全世界的瞩目，核辐射放出的三种射线超过了一定的剂量会对人体产生伤害。三种射线穿透物质的本领由弱到强的排列是 A．α射线，β射线，γ射线 B．β射线，α射线，γ射线C．γ射线，α射线，β射线 D．γ射线，β射线，α射线（3）太阳能量来源于太阳内部氢核的聚变，设每次聚变反应可以看作是4个氢核（H）结合成1个氦核（He），同时释放出正电子（e）。已知氢核的质量为mP，氦核的质量为mα，正电子的质量为me，真空中光速为c。计算每次核反应中的质量亏损及氦核的比结合能。答案（1）AD（4分）（2）A （4分）（3） (2分)42、(1)2022年3月11日，日本发生9.0级大地震，导致核电站安全壳破损，使全球遭受核污染.世界绝大多数地方都从大气中检测到了的碘(I)一131，就是核原料一铀钚混合氧化物裂变的主要产物之一.碘一131的原子核内有78个中子，具有放射性。它发生衰变时，发射出β、γ射线，生成氙（Xe)—131，若所发射的β、γ射线的能量分别为0.6065MeV和0.3640MeV，下列说法中正确的是（）-18-\nA．戴口罩可以防止碘一131的辐射B.。铀钚混合氧化物中，铀与钚的半衰期都发生了变化C．碘一131发生衰变时，核反应方程是D．碘一131发生衰变时，有1.745×l0-30kg的质量转化为能量(2)用不同频率的光照射某金属产生光电效应，测量金属的遏止电压Uc与入射光频率．得到图象如图．根据图像求出该金属的截止频率γc= ，普朗克恒量h= J·s。(已知电子电量)(3)1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮核发现质子．科学研究表明其核反应过程是：α粒子轰击静止的氮核后形成了不稳定的复核，复核发生衰变放出质子，变成氧核．设α粒子质量为m1，初速度为v0，氮核质量为m2，质子质量为m0,氧核的质量为m3，不考虑相对论效应．①α粒子轰击氮核形成不稳定复核的瞬间，复核的速度为多大？②求此过程中释放的核能．答案(1)C(2)5.0×1014 6.4×10-34(3)解：①设复核的速度为v，由动量守恒定律 得 ②核反应过程中的质量亏损 反应过程中释放的核能 43、中子和质子结合成氘核时，质量亏损为△m，相应的能量△E＝△mc2＝2.2MeV是氘核的结合能。已知波长为λ的光子的动量大小为，下列说法正确的是（）A．用能量小于2.2MeV的光子照射静止氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子B．用能量等于2.2Mev的光子照射静止氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和为零C．用能量大于2.2MeV的光子照射静止氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和为零D．用能量大于2.2MeV的光子照射静止氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和不为零答案D-18-\n44、太阳内部持续不断地发生着4个质子（）聚变为1个氦核（）的热核反应,核反应方程是，这个核反应释放出大量核能。已知质子、氦核、X的质量分别为m1、m2、m3，真空中的光速为c。下列说法中正确的是（）A．方程中的X表示中子（）B．方程中的X表示电子（）C．这个核反应中质量亏损Δm=4m1－m2D．这个核反应中释放的核能ΔE=(4m1－m2－2m3)c2答案D、45、月球土壤里大量存在着一种叫做“氦3（）”的化学元素，是热核聚变重要原料。科学家初步估计月球上至少有100万吨氦3，如果相关技术开发成功，将可为地球带来取之不尽的能源。关于“氦3（）”与氘核聚变，下列说法中正确的是（） A．核反应方程为B．核反应生成物的质量将大于参加反应物质的质量C．氨3（）一个核子的结合能大于氦4（）一个核子的结合能D．氦3（）的原子核与一个氘核发生聚变将放出能量答案AD46、已知氘核质量为2.0136u，中子质量为1.0087u，核的质量为3.0150u.两个速率相等的氘核对心碰撞聚变成并放出一个中子，释放的核能也全部转化为机械能.（质量亏损为1u时，释放的能量为931.5MeV.除了计算质量亏损外，的质量可以认为是中子的3倍.）（1）写出该核反应的反应方程式；（2）该核反应释放的核能是多少？（3）若测得反应后生成中子的动能是3.12Mev，则反应前每个氘核的动能是多少Mev？答案（1）核反应方程为： （2）质量亏损为：△m=2.0136×2－（3.0150+1.0087）=0.0035u 释放的核能为△E=△mc2=931.5×0.0035Mev=3.26Mev （3）设中子和核的质量分别为m1、m2，速度分别为v1、v2.反应前每个氘核的动能是E0；反应后动能分别为E1、E2. 根据动量守恒定律，得m1v1－m2v2=0 -18-\n E2=E1/3=1.04Mev 由能量的转化和守恒定律，得E1+E2=2E0+△E E0=0.45Mev47、某实验室工作人员，用初速为v0=0.09c（c为真空中的光速）的α粒子，轰击静止在匀强磁场中的钠原子核Na，产生了质子。若某次碰撞可看作对心正碰，碰后新核的运动方向与α粒子的初速方向相同，质子的运动方向与新核运动方向相反，它们在垂直于磁场的平面内分别做匀速圆周运动。通过分析轨迹半径，可得出新核与质子的速度大小之比为1：10，已知质子质量为m。（1）写出核反应方程；（2）求出质子的速度v（结果保留两位有效数字）。答案（1）He+Na→Mg+H （2）α粒子、新核的质量分别为4m、26m，质子的速率为v，对心正碰，由动量守恒定律得： 解出：v=0.23c 48、下图为不同的原子核，其核子的平均质量与原子序数的关系，则下列关于原子结构和原子核的说法中正确的是（）A．天然放射性元素在衰变过程中电荷数和质量数总是守恒B．原子核裂变或聚变时放出能量，质量亏损，所以质量数不守恒C．据图可知，原子核A裂变成原子核B和C要放出核能D．据图可知，原子D和E聚变成原子核F要吸收能量答案AC49、研究表明，原子核的质量虽然随着原子序数Z的增大而增大，但两者不成正比，其核子的平均质量与原子序数Z有如下左图所示的关系。由此可知核变过程中的能量变化是（）-18-\nA．核子结合成原子核放出核能 B．轻核聚变释放出核能C．重核裂变释放出核能 D．中等质量核分解成轻核放出核能答案ABC根据爱因斯坦的质能方程，有质量亏损的核反应就有能量释放出来，所以凡是核子的平均质量减小的核反应，在核子数不变的情况下，有质量亏损，有能量释放，所以ABC正确。50、静止在匀强磁场中的核俘获一个运动方向垂直于磁场，速度大小为7.7×104m/s的中子，若发生核反应后只产生了两个新粒子，其中一个粒子为氦核（）。反应前后各粒子在磁场中的运动轨迹如图所示。核与另一种未知新粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径之比为40：3。则： （1）写出此核反应的方程式 （2）求产生的未知新粒子的速度。答案（1） （2）设中子，氢核（）、氘核（）的质量分别为m1、m2、m3，速度大小分别为v1、v2、v3，粒子做匀速圆周运动的半径为R，由由………………①由动量守恒定律得：……………………② 由径迹图像可知反向-18-\n即：解得方向与中子速度方向相反-18-
