資源簡介

章末檢測試卷(五)
(滿分：100分)
一、單項選擇題(本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的)
1.能源是社會發展的基礎，發展核能是解決能源問題的途徑之一。下列關于核反應方程的說法，正確的是(　　)
A.HHHen是α衰變
BUnXeSr+1n是目前人類獲得核能的主要方式
CThPa+X中的X是質子
DHHHen是核聚變，反應后的總質量較聚變前增加
2.(2024·邯鄲市模擬)硼中子俘獲治療技術(BNCT)的治療原理是向患者體內注入含硼藥劑，這種藥劑對腫瘤細胞有很強的親和力，當足夠濃度的硼元素進入腫瘤細胞后，再用中子束照射腫瘤部位，中子被腫瘤細胞內的硼B)俘獲后，釋放出射線I和新的原子核，這種射線能使腫瘤細胞DNA雙股螺旋斷裂，從而消滅腫瘤細胞，并且射線的穿透距離均小于細胞半徑，不會對相鄰的正常細胞產生過多的影響，因此，BNCT療法被認為是治療腫瘤的新希望。已知新核是Li，則射線I應該是(　　)
A.α射線 B.β射線
C.γ射線 D.X射線
3.(2023·威海市高二月考)下列說法正確的是(　　)
A.圖甲中的γ射線可能是原子中的內層電子躍遷時產生的
B.圖乙中原子核衰變放出β粒子，說明β粒子是組成原子核的一種粒子
C.圖丙的γ射線測厚裝置，若探測器測得的射線越弱，說明金屬板厚度越厚
D.圖丁中氡的半衰期是3.8天，說明20個氡原子核經過7.6天，還剩下5個未衰變
4.(2023·成都市高二期末)近年來，廣漢三星堆不斷挖掘出重要文物，引起全球考古界的關注?？脊艑W家們利用放射性元素C的半衰期可以確定文物的年代，其衰變方程為C→Xe，則(　　)
A.X核中的核子數是7個
B.升高溫度可以加快C的衰變
C.100個C核經過2個半衰期后，還剩下25個
DC衰變的實質是核內的一個中子轉變為一個質子，并放出一個電子
5.(2024·廣東省模擬)隨著高功率激光技術的持續進步，目前在實驗室已可獲得超過1022 W/cm2的激光聚焦強度，為超高強度激光脈沖觸發核過程和核應用開辟了新方向。某次使用高功率激光研究輕核聚變的核反應方程為HH—→+X，發生質量虧損并釋放能量，下面說法正確的是(　　)
A.X是中子
B.輕核聚變在普通溫度的情況下發生
C.輕核聚變發生質量虧損，因此輕核聚變過程中質量數不守恒
D.目前的核電站反應堆使用的是輕核聚變
6.(2023·江西九江六校高二聯考)2022年3月25日，福清核電6號機組投入商業運行，這是全球第三臺、中國第二臺投入商運的華龍一號機組。目前核能發電都是利用核裂變反應，其中一個主要的裂變方程為Un→XSr+n，下列有關說法正確的是(　　)
A.產物X原子核中含有54個中子
B.太陽輻射能量的主要來源也是重核裂變
C.裂變過程中釋放核能是因為產物中新核的比結合能大
D.鍶90也是鈾235的裂變產物，其半衰期為28年，那么經過56年鍶90就衰變完了
7.如圖所示，在勻強磁場中靜止著一個原子核U，某一時刻發生了一次α衰變，放出的α粒子與生成的新核在與磁場方向垂直的平面內做勻速圓周運動，得到α粒子與新核的軌跡是外切圓。已知磁感應強度大小為B，方向垂直紙面向里，α粒子的質量數為4，電荷量為2e，則下列說法正確的是(　　)
A.新核與α粒子的軌跡半徑之比為1∶45
B.衰變后產生的新核與α粒子的動能之比為4∶117
C.衰變后產生的新核與α粒子所受的洛倫茲力之比為117∶90
D.放出的α粒子對應的軌跡是大圓，α粒子和新核繞行的方向均為順時針
二、多項選擇題(本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分)
8.(2023·北京市模擬)不同原子核的比結合能不同，如圖是按照實際測量結果畫出的比結合能圖線。下列判斷正確的是(　　)
A.56Fe原子核的比結合能最大，核最穩定
B.重核裂變生成的產物比結合能增大，吸收能量
C.輕核聚變的產物平均核子質量比聚變前小
D.比結合能大的原子核平均核子質量大
9.某行星內部含有氦核He)，在一定條件下氦核經過
核反應會生成碳核C)。已知1個質子的質量為mp，1個中子的質量為mn，1個氦核He)的質量為m1、1個碳核C)的質量為m2，真空中的光速為c，下列說法正確的是(　　)
A.He轉變為C的核反應方程為HeC
BHe轉變為C的核反應中質量虧損為6mp+6mn+m2
C.碳核C)的比結合能為
DC的同位素C中有6個質子，14個核子
10.(2023·贛州市模擬)某空間為真空環境，存在磁感應強度大小為B、方向豎直向下的足夠大的勻強磁場區域，一钚核Pu靜止在磁場中的O點，某時刻發生衰變，生成新核U和α粒子，其中質量為4m、電荷量為2q的α粒子以動量大小p沿水平向右運動，若衰變釋放的核能全部轉化為兩種粒子的動能，且兩粒子運動中只受勻強磁場的洛倫茲力作用，下列說法正確的是(　　)
A.钚衰變時的核反應方程式為Pu—→He
B.衰變過程中質量虧損約為
C.新核和α粒子的運動半徑之比約為46∶1
D.新核U與α粒子做勻速圓周運動的周期之比約為235∶184
三、非選擇題(本題共5小題，共54分)
11.(6分)100年前，盧瑟福用α粒子轟擊氮核打出了質子。后來，人們用α粒子轟擊Ni核也打出了質子：NiCuH+X，該反應中的X是　　　(選填“電子”“正電子”或“中子”)。此后，對原子核反應的持續研究為核能利用提供了可能。目前人類獲得核能的主要方式是　　　　(選填“核衰變”“核裂變”或“核聚變”)。
12.(9分)(2024·漳州市模擬)2023年4月，日本政府不顧國際社會強烈反對，啟動福島第一核電站核污水的排海行動，這一行為引發全球擔憂。福島核污水中含有60多種放射性核素，其中碳14的半衰期約為5 730年，1 g碳14衰變到剩余0.25 g需要約　　　　年。如何更安全的利用核能成為人類迫切需要解決的問題，目前人們獲取核能主要有兩條途徑；重核裂變和輕核聚變，請將下列核反應方程補充完整：nBaKr+3　　　 ；+　　　 Hen。
13.(11分)(2023·南陽市高二月考)放射性同位素C被考古學家稱為“碳鐘”，它可以用來判定古代生物體的年代。求：
(1)(6分)宇宙射線中高能量的中子碰到空氣中的氮原子N后，會形成，很不穩定，易發生β衰變，放出β射線，寫出有關的2個核反應方程；若β衰變過程中釋放的核能為E，則該反應過程中質量虧損為多少？(真空中光速為c)；
(2)(5分)若測得一古生物體遺骸中含量只有活體中的12.5%，的半衰期為5 730年，則此遺骸的年代約有多少年？
14.(12分)(2023·南充市高二檢測)已知1 L海水中可提取0.03 g的氘H)，氘核和氦核He)的質量分別為2.014 1 u和4.002 6 u，1 u=931.5 MeV，氘的摩爾質量為2 g/mol，NA=6.02×1023 mol-1。求：
(1)(8分)1 L海水中的氘全部聚變為氦，能釋放出多少能量？
(2)(4分)1 kg無煙煤完全燃燒釋放的能量為3.35×107 J，則1 L海水中的氘全部聚變所放出的能量相當于多少千克的無煙煤燃燒所釋放的能量？
15.(16分)(2023·遼寧名校聯盟聯考)原子彈和核反應堆都利用了原子核裂變產生的能量。前者可以給人類帶來災難，后者卻能用來發電為人類造福。用一個中子轟擊U，可發生裂變反應生成Ba和Kr，并釋放出幾個中子，已知每個中子的質量m1=1.008 u，的質量m2=235.043 u，的質量m3=140.913 u，的質量m4=91.897 u，質量虧損1 u相當于釋放931 MeV的能量，光速c=3×108 m/s。
(1)(2分)請寫出上述裂變中的核反應方程；
(2)(6分)求一個U在裂變反應中釋放的核能ΔE的表達式(用m1、m2、m3、m4、c表示)；
(3)(8分)若某原子彈裝料為60 kg的U，其中大約有1.2%發生裂變，真實的裂變情況有很多種，假設發生的都是上述裂變反應，已知阿伏加德羅常數NA=6×1023 mol-1，求這顆原子彈釋放的能量約為多少MeV？(結果保留2位有效數字)
答案精析
1.B　［核反應方程HHHen是輕核聚變，故A錯誤；核反應方程UnXeSr+1n屬于重核裂變，是目前人類獲得核能的主要方式，故B正確；由質量數守恒和電荷數守恒，可知核反應方
程ThPa+X中的X質量數為0，電荷數為-1，為電子，故C錯誤；核反應方程HHHen是核聚變，反應過程中放出能量，由質能關系可知反應后的總質量較聚變前減少，故D錯誤。］
2.A　［根據核反應過程滿足質量數守恒和電荷數守恒，可得到核反應方程為Bn—LiHe，則射線I應該是α射線，故選A。］
3.C?。垲}圖甲中的γ射線是伴隨放射性元素的衰變產生的，故A錯誤；題圖乙原子核衰變放出β粒子，是由于發生β衰變產生的，β衰變中生成的電子是一個中子轉化為一個質子同時生成一個電子，這種轉化產生的電子發射到核外，就是β粒子，但β粒子不是組成原子核的一種粒子，故B錯誤；γ射線具有較強的穿透本領，題圖丙的γ射線測厚裝置，若探測器測得的射線越弱，說明金屬板厚度越厚，故C正確；半衰期是大量放射性元素的原子核有半數發生衰變所需的時間，對于少量的原子核不適用，故D錯誤。］
4.D　［根據核反應前后質量數和電荷數守恒可得，X核為N，其核子數為14，故A錯誤；放射性元素的半衰期與物理環境和化學環境無關，所以升高溫度不能加快C的衰變，故B錯誤；半衰期具有統計意義，對個別放射性元素的原子沒有意義，故C錯誤；β衰變的實質是核內的一個中子轉變為一個質子，并放出一個電子，故D正確。］
5.A?。鄹鶕朔磻^程滿足質量數和電荷數守恒，可知X為中子n，故A正確；該反應為核聚變反應，聚變反應過程需要吸收能量才能使輕核間的距離接近到發生聚變的距離，因此需要高溫，但反應過程中會釋放更大的能量，故B錯誤；輕核聚變發生質量虧損，但輕核聚變過程中質量數守恒，故C錯誤；目前的核電站反應堆使用的是重核裂變，故D錯誤。］
6.C　［設X原子核中有x個質子，質量數為y，則有92=x+38，235+1=y+95+2×1，解得x=54，y=139，則X原子核中含有中子數為y-x=85，A錯誤；太陽內部發生的是輕核聚變，B錯誤；裂變過程中釋放核能是因為新核的比結合能大于原來重核的比結合能，C正確；經過56年，鍶90剩下原來的四分之一，D錯誤。］
7.A?。鄹鶕恿渴睾愣煽芍瑑闪Ｗ觿恿康却蠓聪颍鶕==可知，帶電荷量較小的α粒子對應的軌跡圓半徑較大，根據左手定則可知α粒子和新核繞行的方向均為逆時針，D錯誤；因α粒子帶電荷量為2e，可知新核帶電荷量為90e，根據R=可知，新核與α粒子的軌跡半徑之比為1∶45，A正確；對α粒子有Ek==，因新核的質量數為234，則質量m2=m1，對新核分析有Ek'===Ek=Ek，故衰變后產生的新核做圓周運動的動能與α粒子的動能之比為2∶117，B錯誤；α粒子所受的洛倫茲力為F1=q1v1B=，因新核的核電荷數為90，則電荷量q2=45q1，新核所受的洛倫茲力為F2=q2v2B==F1，C錯誤。］
8.AC?。塾深}圖可知，中等質量的原子核，比結合能較大，比結合能越大，核越穩定，56Fe原子核的比結合能最大，核最穩定，A正確；重核裂變生成的產物比結合能增大，因此重核裂變會釋放能量，B錯誤；輕核聚變釋放能量，比結合能增大，有質量虧損，產物平均核子質量比聚變前小，C正確；比結合能大的原子核平均核子質量小，D錯誤。］
9.CD　［根據質量數守恒與電荷數守恒可知，He轉變為C的核反應方程為HeC，故A錯誤；He轉變為C的核反應中質量虧損為3m1-m2；由碳核的組成可知，碳核是由6個質子與6個中子組成，則Δm=6mp+6mn-m2，根據愛因斯坦質能方程ΔE=Δmc2可知，核子結合成碳核釋放的能量ΔE=(6mp+6mn-m2)c2，所以碳核的比結合能為=，故B錯誤，C正確；C的同位素C中有6個質子，14個核子，故D正確。］
10.AD?。鄹鶕|量數守恒、電荷數守恒可知钚衰變時的核反應方程式為Pu—UHe，A正確；根據動量守恒可知新核與α粒子動量大小均為p，利用動量和動能之間的關系可知EU=·，Eα=·，根據質能方程可知虧損的質量Δm==，B錯誤；根據qvB=可得r==，由于新核與α粒子動量大小均為p，因此rU∶rα=2q∶92q=1∶46，C錯誤；根據T=可知新核U與α粒子做勻速圓周運動的周期之比為==，D正確。］
11.中子　核裂變
解析　根據核反應方程遵循質量數守恒和電荷數守恒，可得X的質量數為1，核電荷數為零，所以X是中子。目前人類獲得核能的主要方式是核裂變。
12.11 460nH
解析　由半衰期公式m=m0，即=，解得：t=11 460年；根據質量數和電荷數守恒可得：nBaKr+n，HHen。
13. (1NnCH，Ne　　(2)17 190年
解析　(1)根據核反應過程質量數守恒和電荷數守恒可得NnCH，Ne
由愛因斯坦質能方程得E=Δmc2
可得Δm=
(2)由題知古生物體遺骸中C含量只有活體中的12.5%，故有m余=m0()n，代入數據解得n=3
則有t=3T1/2=5 730×3年=17 190年。
14.(1)1.723 2×1010 J　(2)514 kg
解析　(1)2個氘聚變為氦釋放的核能為ΔE=(2×2.014 1-4.002 6)×931.5 MeV=23.846 4 MeV
0.03 g的氘中含有氘核的數目為
NH=NA=×6.02×1023=9.03×1021
所以1 L海水中氘全部聚變為氦，釋放能量為
E=ΔE≈1.077×1023 MeV=1.723 2×1010 J
(2)釋放1.723 2×1010 J的能量需要燃燒無煙煤的質量為m'= kg≈514 kg。
15. (1UnBaKr+n　(2)ΔE=(m2-m3-m4-2m1)c2　(3)3.7×1026 MeV
解析　(1)由質量數和電荷數守恒可得該核反應方程為UnBaKr+n
(2)反應前后質量虧損為
Δm=m1+m2-m3-m4-3m1=m2-m3-m4-2m1
根據愛因斯坦質能方程得
ΔE=(m2-m3-m4-2m1)c2
(3)一個U在裂變反應中的質量虧損為
Δm=(235.043+1.008-140.913-91.897-3×1.008) u=0.217 u
根據愛因斯坦質能方程：
ΔE=Δmc2=0.217×931 MeV≈202 MeV
原子彈中發生裂變的鈾235的質量約為
m=60×1.2% kg=0.72 kg=720 g
釋放的能量：E總=NA·ΔE≈3.7×1026 MeV(共40張PPT)
章末檢測試卷(五)
一、單項選擇題
1.能源是社會發展的基礎，發展核能是解決能源問題的途徑之一。下列關于核反應方程的說法，正確的是
A.HHHen是α衰變
BUnXeSr+1n是目前人類獲得核能的主要方式
CThPa+X中的X是質子
DHHHen是核聚變，反應后的總質量較聚變前增加
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
核反應方程HHHen是輕核聚變，故A錯誤；
核反應方程UnXeSr+1n屬于重核裂變，是目前人類獲得核能的主要方式，故B正確；
由質量數守恒和電荷數守恒，可知核反應方程ThPa+X中的X質量數為0，電荷數為-1，為電子，故C錯誤；
核反應方程HHHen是核聚變，反應過程中放出能量，由質能關系可知反應后的總質量較聚變前減少，故D錯誤。
13
14
15
2.(2024·邯鄲市模擬)硼中子俘獲治療技術(BNCT)的治療原理是向患者體內注入含硼藥劑，這種藥劑對腫瘤細胞有很強的親和力，當足夠濃度的硼元素進入腫瘤細胞后，再用中子束照射腫瘤部位，中子被腫瘤細胞內的硼B)俘獲后，釋放出射線I和新的原子核，這種射線能使腫瘤細胞DNA雙股螺旋斷裂，從而消滅腫瘤細胞，并且射線的穿透距離均小于細胞半徑，不會對相鄰的正常細胞產生過多的影響，因此，BNCT療法被認為是治療腫瘤的新希望。已知新核是Li，則射線I應該是
A.α射線 B.β射線
C.γ射線 D.X射線
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
根據核反應過程滿足質量數守恒和電荷數守恒，可得到核反應方程為BnLiHe，則射線I應該是α射線，故選A。
3.(2023·威海市高二月考)下列說法正確的是
A.圖甲中的γ射線可能是原子中的內層電子躍遷時產生的
B.圖乙中原子核衰變放出β粒子，說明β粒子是組成原子核的一種粒子
C.圖丙的γ射線測厚裝置，若探測器測得的射線越弱，說明金屬板厚度越厚
D.圖丁中氡的半衰期是3.8天，說明20個氡原子核經過7.6天，還剩下5個
未衰變
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
題圖甲中的γ射線是伴隨放射性元素的衰變產生的，故A錯誤；
題圖乙原子核衰變放出β粒子，是由于發生β衰變產生的，β衰變中生成的電子是一個
中子轉化為一個質子同時生成一個電子，這種轉化產生的電子發射到核外，就是β粒子，但β粒子不是組成原子核的一種粒子，故B錯誤；
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
γ射線具有較強的穿透本領，題圖丙的γ射線測厚裝置，若探測器測得的射線越弱，說明金屬板厚度越厚，故C正確；
半衰期是大量放射性元素的原子核有半數發生衰變所需的時間，對于少量的原子核不適用，故D錯誤。
4.(2023·成都市高二期末)近年來，廣漢三星堆不斷挖掘出重要文物，引起全球考古界的關注?？脊艑W家們利用放射性元素C的半衰期可以確定文物的年代，其衰變方程為C→Xe，則
A.X核中的核子數是7個
B.升高溫度可以加快C的衰變
C.100個C核經過2個半衰期后，還剩下25個
DC衰變的實質是核內的一個中子轉變為一個質子，并放出一個電子
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
根據核反應前后質量數和電荷數守恒可得，X核為N，
其核子數為14，故A錯誤；
放射性元素的半衰期與物理環境和化學環境無關，所以
升高溫度不能加快C的衰變，故B錯誤；
半衰期具有統計意義，對個別放射性元素的原子沒有意義，故C錯誤；
β衰變的實質是核內的一個中子轉變為一個質子，并放出一個電子，故D正確。
13
14
15
5.(2024·廣東省模擬)隨著高功率激光技術的持續進步，目前在實驗室已可獲得超過1022 W/cm2的激光聚焦強度，為超高強度激光脈沖觸發核過程和核應用開辟了新方向。某次使用高功率激光研究輕核聚變的核反應方程為HH→+X，發生質量虧損并釋放能量，下面說法正確的是
A.X是中子
B.輕核聚變在普通溫度的情況下發生
C.輕核聚變發生質量虧損，因此輕核聚變過程中質量數不守恒
D.目前的核電站反應堆使用的是輕核聚變
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
根據核反應過程滿足質量數和電荷數守恒，可知X為中子n，故A正確；
該反應為核聚變反應，聚變反應過程需要吸收能量才能使輕核間的距離接近到發生聚變的距離，因此需要高溫，但反應過程中會釋放更大的能量，故B錯誤；
輕核聚變發生質量虧損，但輕核聚變過程中質量數守恒，故C錯誤；
目前的核電站反應堆使用的是重核裂變，故D錯誤。
14
15
6.(2023·江西九江六校高二聯考)2022年3月25日，福清核電6號機組投入商業運行，這是全球第三臺、中國第二臺投入商運的華龍一號機組。目前核能發電都是利用核裂變反應，其中一個主要的裂變方程為Un→XSr+n，下列有關說法正確的是
A.產物X原子核中含有54個中子
B.太陽輻射能量的主要來源也是重核裂變
C.裂變過程中釋放核能是因為產物中新核的比結合能大
D.鍶90也是鈾235的裂變產物，其半衰期為28年，那么經過56年鍶90就
衰變完了
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
設X原子核中有x個質子，質量數為y，則有92=x+38，235+1=y+95+2
×1，解得x=54，y=139，則X原子核中含有中子數為y-x=85，A錯誤；
太陽內部發生的是輕核聚變，B錯誤；
裂變過程中釋放核能是因為新核的比結合能大于原來重核的比結合能，C正確；
經過56年，鍶90剩下原來的四分之一，D錯誤。
13
14
15
7.如圖所示，在勻強磁場中靜止著一個原子核U，某一時刻發生了一次α衰變，放出的α粒子與生成的新核在與磁場方向垂直的平面內做勻速圓周運動，得到α粒子與新核的軌跡是外切圓。已知磁感應強度大小為B，方向垂直紙面向里，α粒子的質量數為4，電荷量為2e，則下列說法正確的是
A.新核與α粒子的軌跡半徑之比為1∶45
B.衰變后產生的新核與α粒子的動能之比為4∶117
C.衰變后產生的新核與α粒子所受的洛倫茲力之比為117∶90
D.放出的α粒子對應的軌跡是大圓，α粒子和新核繞行的方向均為順時針
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
根據動量守恒定律可知，兩粒子動量等大反向，根據R
==可知，帶電荷量較小的α粒子對應的軌跡圓半徑
較大，根據左手定則可知α粒子和新核繞行的方向均為
逆時針，D錯誤；
因α粒子帶電荷量為2e，可知新核帶電荷量為90e，根據R=可知，新核與α粒子的軌跡半徑之比為1∶45，A正確；
13
14
15
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
對α粒子有Ek==，因新核的質量數為234，則
質量m2=m1，對新核分析有Ek'===Ek=
Ek，故衰變后產生的新核做圓周運動的動能與α粒子的動能之比為2∶117，B錯誤；
α粒子所受的洛倫茲力為F1=q1v1B=，因新核的核電荷數為90，則電荷量q2=45q1，新核所受的洛倫茲力為F2=q2v2B==F1，C錯誤。
13
14
15
二、多項選擇題
8.(2023·北京市模擬)不同原子核的比結合能不同，如圖是按照實際測量結果畫出的比結合能圖線。下列判斷正確的是
A.56Fe原子核的比結合能最大，核最穩定
B.重核裂變生成的產物比結合能增大，吸收能量
C.輕核聚變的產物平均核子質量比聚變前小
D.比結合能大的原子核平均核子質量大
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
√
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
由題圖可知，中等質量的原子核，比結合能較
大，比結合能越大，核越穩定，56Fe原子核的
比結合能最大，核最穩定，A正確；
重核裂變生成的產物比結合能增大，因此重核
裂變會釋放能量，B錯誤；
輕核聚變釋放能量，比結合能增大，有質量虧損，產物平均核子質量比聚變前小，C正確；
比結合能大的原子核平均核子質量小，D錯誤。
13
14
15
9.某行星內部含有氦核He)，在一定條件下氦核經過核反應會生成碳核C)。已知1個質子的質量為mp，1個中子的質量為mn，1個氦核He)的質量為m1、1個碳核C)的質量為m2，真空中的光速為c，下列說法正確的是
A.He轉變為C的核反應方程為HeC
BHe轉變為C的核反應中質量虧損為6mp+6mn+m2
C.碳核C)的比結合能為
DC的同位素C中有6個質子，14個核子
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
√
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
根據質量數守恒與電荷數守恒可知，He轉變為C的核反應方程為HeC，故A錯誤；
He轉變為C的核反應中質量虧損為3m1-m2；由碳核的組成可知，碳核是由6個質子與6個中子組成，則Δm=6mp+6mn-m2，根據愛因斯坦質能方程ΔE=Δmc2可知，核子結合成碳核釋放的能量E=(6mp+6mn-m2)c2，所以碳核的比結合能為=，故B錯誤，C正確；
C的同位素C中有6個質子，14個核子，故D正確。
13
14
15
10.(2023·贛州市模擬)某空間為真空環境，存在磁感應強度大小為B、方向豎直向下的足夠大的勻強磁場區域，一钚核Pu靜止在磁場中的O點，某時刻發生衰變，生成新核U和α粒子，其中質量為4m、電荷量為2q的α粒子以動量大小p沿水平向右運動，若衰變釋放的核能全部轉化為兩種粒子的動能，且兩粒子運動中只受勻強磁場的洛倫茲力作用，下列說法正確的是
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
A.钚衰變時的核反應方程式為Pu→He
B.衰變過程中質量虧損約為
C.新核和α粒子的運動半徑之比約為46∶1
D.新核U與α粒子做勻速圓周運動的周期之比約為235∶184
√
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
根據質量數守恒、電荷數守恒可知钚衰變時的核反應
方程式為PuUHe，A正確；
根據動量守恒可知新核與α粒子動量大小均為p，利用
動量和動能之間的關系可知EU=·，Eα=·，根據質能方程可知虧損的質量Δm==，B錯誤；
根據qvB=可得r==，由于新核與α粒子動量大小均為p，因此rU∶rα=2q∶92q=1∶46，C錯誤；
13
14
15
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
根據T=可知新核U與α粒子做勻速圓周運
動的周期之比為==，D正確。
13
14
15
11.100年前，盧瑟福用α粒子轟擊氮核打出了質子。后來，人們用α粒子轟擊Ni核也打出了質子：NiCuH+X，該反應中的X是
　　　(選填“電子”“正電子”或“中子”)。此后，對原子核反應的持續研究為核能利用提供了可能。目前人類獲得核能的主要方式是
　　　　(選填“核衰變”“核裂變”或“核聚變”)。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
三、非選擇題
中子
核裂變
根據核反應方程遵循質量數守恒和電荷數守恒，可得X的質量數為1，核電荷數為零，所以X是中子。目前人類獲得核能的主要方式是核裂變。
12.(2024·漳州市模擬)2023年4月，日本政府不顧國際社會強烈反對，啟動福島第一核電站核污水的排海行動，這一行為引發全球擔憂。福島核污水中含有60多種放射性核素，其中碳14的半衰期約為5 730年，1 g碳14衰變到剩余0.25 g需要約　　　　年。如何更安全的利用核能成為人類迫切需要解決的問題，目前人們獲取核能主要有兩條途徑；重核裂變和輕核聚變，請將下列核反應方程補充完整：nBaKr+3　　　 ；+　　　 Hen。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
11 460
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
由半衰期公式m=m0，即=，解得：t=11 460年；
根據質量數和電荷數守恒可得：nBaKr+n，HHen。
13.(2023·南陽市高二月考)放射性同位素C被考古學家稱為“碳鐘”，它可以用來判定古代生物體的年代。求：
(1)宇宙射線中高能量的中子碰到空氣中的氮原子N后，會形成，很不穩定，易發生β衰變，放出β射線，寫出有關的2個核反應方程；若β衰變過程中釋放的核能為E，則該反應過程中質量虧損為多少？(真空中光速為c)；
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
答案　NnCH，Ne　
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
根據核反應過程質量數守恒和電荷數守恒可得NnCH，Ne
由愛因斯坦質能方程得E=Δmc2
可得Δm=
13
14
15
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
答案　17 190年
(2)若測得一古生物體遺骸中含量只有活體中的12.5%，的半衰期為5 730年，則此遺骸的年代約有多少年？
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
由題知古生物體遺骸中C含量只有活體中的12.5%，故有m余=m0()n
代入數據解得n=3
則有t=3T1/2=5 730×3年=17 190年。
13
14
15
14.(2023·南充市高二檢測)已知1 L海水中可提取0.03 g的氘H)，氘核和氦核He)的質量分別為2.014 1 u和4.002 6 u，1 u=931.5 MeV，氘的摩爾質量為2 g/mol，NA=6.02×1023 mol-1。求：
(1)1 L海水中的氘全部聚變為氦，能釋放出多少能量？
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
答案　1.723 2×1010 J
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
2個氘聚變為氦釋放的核能為ΔE=(2×2.014 1-4.002 6)×931.5 MeV =23.846 4 MeV
0.03 g的氘中含有氘核的數目為
NH=NA=×6.02×1023=9.03×1021
所以1 L海水中氘全部聚變為氦，釋放能量為
E=ΔE≈1.077×1023 MeV=1.723 2×1010 J
(2)1 kg無煙煤完全燃燒釋放的能量為3.35×107 J，則1 L海水中的氘全部聚變所放出的能量相當于多少千克的無煙煤燃燒所釋放的能量？
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
答案　514 kg
釋放1.723 2×1010 J的能量需要燃燒無煙煤的質量為m'= kg≈
514 kg。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
15.(2023·遼寧名校聯盟聯考)原子彈和核反應堆都利用了原子核裂變產生的能量。前者可以給人類帶來災難，后者卻能用來發電為人類造福。用一個中子轟擊U，可發生裂變反應生成Ba和Kr，并釋放出幾個中子，已知每個中子的質量m1=1.008 u，的質量m2=235.043 u，的質量m3=140.913 u，的質量m4=91.897 u，質量虧損1 u相當于釋放931 MeV的能量，光速c=3×108 m/s。
(1)請寫出上述裂變中的核反應方程；
答案　UnBaKr+n　
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
由質量數和電荷數守恒可得該核反應方程為UnBaKr+n
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
(2)求一個U在裂變反應中釋放的核能ΔE的表達式(用m1、m2、m3、m4、c表示)；
答案　ΔE=(m2-m3-m4-2m1)c2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
反應前后質量虧損為
Δm=m1+m2-m3-m4-3m1=m2-m3-m4-2m1
根據愛因斯坦質能方程得
ΔE=(m2-m3-m4-2m1)c2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
(3)若某原子彈裝料為60 kg的U，其中大約有1.2%發生裂變，真實的裂變情況有很多種，假設發生的都是上述裂變反應，已知阿伏加德羅常數NA=6×1023 mol-1，求這顆原子彈釋放的能量約為多少MeV？(結果保留2位有效數字)
答案　3.7×1026 MeV
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
一個U在裂變反應中的質量虧損為
Δm=(235.043+1.008-140.913-91.897-3×1.008) u=0.217 u
根據愛因斯坦質能方程：
ΔE=Δmc2=0.217×931 MeV≈202 MeV
原子彈中發生裂變的鈾235的質量約為
m=60×1.2% kg=0.72 kg=720 g
釋放的能量：E總=NA·ΔE≈3.7×1026 MeV

展開更多......

收起↑