1.第六单元核反应方程与核能（时间：90分钟，满分：100分） 1.多项选择题（本题共12题，每题5分，共60分。四个选项每道题中，如果至少有一个答案正确且全部正确，则得5分；如果答案正确但不完整，则得3分；如果答案错误或没有回答核反应方程式，则得3分；将获得 0 分） 1 发生氘核（1 小时）和氚（31 小时） 聚变产生中子和新的原子核，并发生质量损失。 在聚变过程中( )a吸收能量，生成的新核是吸收能量的he2c，生成的新核是释放能量的he2b，生成的新核是释放能量的he2d。 能量，新产生的原子核是he22。 为了纪念爱因斯坦对物理学的伟大贡献，联合国将2005年定为“国际物理学年”，以纪念爱因斯坦对物理学的贡献。
2.给出质能方程emc。 以下说法不正确：()a emc 表示物体的能量与其质量成正比。 b. 根据EMC，可以计算核反应中释放的核能。 C。 中子和质子结合形成氘核。 当 时，核能被释放，表明该过程中存在质量赤字。 demc中的e是核反应中释放的核能。 3、如图所示是平均核子质量a与原子核原子序数z的关系。 以下陈述是正确的。 是 ( )a 如果 d 和 e 可以结合形成 f，则结合过程必须释放能量 b。 如果d和e可以结合形成f，则结合过程必须吸收能量c。 如果 c 和 b 可以结合形成 g，则结合过程必须释放能量 d 如果 f 和 c 可以结合形成 b，则结合过程必须释放能量 4. 中子 n、质子 p 和氘核 d 的质量为 m分别。
3. 米，米。 现在用能量为 e 的射线照射静止的氘核 npd 将其分解。 反应方程式为dpn。 如果分解后中子和质子的动能相等，则中子的动能为( )1a。 (mmm)ce 2 dp n1c。 (mmm)ce 2 dp n1b。 (mmm)ce 2 pn d1d。 (mmm )ce 2 pn d5 中子与质子结合形成氘核时，质量损失为 m， 对应的能量 emc 2.2 mev 为氘核的结合能。 下列说法正确的是： ( ) a 当静止的氘核受到能量小于 2.2 mev 的光子照射时，氘核不能分解为质子和中子 b． 能量等于2.2兆电子 当光子照射静止的氘核时，氘核可能会分解
4. 对于质子和中子，它们的动能之和为零 c。 当静止的氘核受到能量大于2.2兆电子伏的光子照射时英语作文，氘核可能分解成质子和中子，194 12 14 4140 94 941d。 1 234 414 4 17 12 3 4 182 8202 41 1它们的动能之和为零。 当静止的氘核受到能量大于2.2兆电子伏的光子照射时，氘核可能分解成质子和中子。 它们的动能之和不为零 6 关于核反应或核衰变方程，下列说法正确的是： ( ) a． 为cx，符号“x”代表中子b。 n he ox，符号“x”
5. 代表中子 4 2 6 7 2 8c。 na mg e 是裂变 11 12 1d。 un xe sr2 n 是聚变 92 0 54 38 07 A 92u 在中子轰击下可能发生裂变反应，其裂变方程为 u nx92 0 38sr2 n，则下列说法正确的是： ( )0a x 的原子核含有86个中子。 bx 的原子核包含 141 个核子 c． 因为裂变释放能量，有质量损失，所以裂变后的总质量是天然放射性元素，半衰期约为7亿年。 随着地球环境的不断变化，半衰期可能会变短或变长。 8 我国秦山核电站三期工程有两台60万千瓦发电机组。 ，电站的核能来自于92u的裂变，现在
6.有四种理论： u 原子核中有92个质子和143个中子； 92 u 的一种可能裂变是变成两个中等质量的原子核。 反应方程式为un xe 92 92 0 54 38sr2 n； 0u 是一种天然放射性元素。 常温下其半衰期约为45亿年。 随着温度升高，半衰期缩短； 92 1 u 的裂变可以释放 200 mev 的能量，即 3.210 j。 92 上述说法完全正确（ ）a cb d9 关于核衰变和核反应的类型，下列正确说法是（ ）a。 u th 他正在腐烂 92 90 2c。 hh he n 是轻核聚变 1 1 2 0b。 n 他 oh 是衰变 7 2 8 1d。 se kr2 e 是重核裂变
7、改变34 36 110 核聚变有望在未来为人类提供丰富的清洁能源。 当氘等离子体加热到适当的高温时，可能会发生多次涉及氘子的聚变反应，这些反应释放能量的总效应可表示为 6 hk hed h2 n43.15 mev1 2 1 0 由平衡条件 ( )ak1、d4 ck1、d6bk2、d2 dk2、d311 我国设计研制的世界上第一个全超导托卡马克东核聚变实验装置被称为“人造太阳”。 下列关于“人造太阳”的说法正确的是（ ） 223 4 12351 141 92 “人造太阳”的核反应方程为 hh he n1 1 2 0b “人造太阳”
8、核反应方程为un ba kr3 n92 0 56 36 0c。 根据公式emc可以看出，当核燃料质量相同时，聚变反应释放的能量远大于裂变反应。 根据公式emc可以看出，当核燃料质量相同时，聚变反应释放的能量与裂变反应释放的能量相同。 12 使用氦 3 (2he) 和氘进行聚变安全、无污染且易于控制。 月球上有大量的氦3。 各大航天国家都会获得氦3作为开发月球的重要组成部分。 目标之一。 嫦娥一号探月卫星执行的一项重要任务是评估月壤中氦3的分布和储量。 已知两个氘核聚变生成1个氦3和1个中子的核反应方程为： 2 h he 1 2 0n3.26 mev 如果2 g氘全部聚变，则释放的能量为（n为A
9. 沃加德罗常数)( )aa0.53.26 mev c0.5n 3.26 .26 mev dn 3.26 meva 题号答案 1 2 3 4 56 7 8 9 10 11 12 2.非选择题（本题共 4 题，共40分，答题时应写出必要的文字解释、方程和重要的计算步骤，只有最终答案不计分，有数值计算的题，答案中必须写清楚数值和单位。 ) 13 (8 分) (1) 质子束入射到静止的靶核 al 上，产生以下核反应： p alxn 。 式中，p13 13 代表质子，n代表中子，x代表核反应产生的新核。 从反应式可以看出，新核x的质子数为_，中子数为_ (2)恒星向外辐射的能量来自于其内部产生的各种热量
10、核反应，当温度达到10 K时，可发生“氦燃烧”，完成“氦燃烧”的核反应方程：he_ be.2 4 be是不稳定粒子，半衰期为2.610 416s。 Be 具有一定质量，经过 7.810 s4 后，剩余 8 个 4be 占开始的_14（10 分）。 静止的铀核u（原子质量为232.037 2 u）发射出一个粒子（原子质量为924.002 6 u），然后衰变为钍核th（原子质量为228.028 7 u）（原子质量单位已知为1 u 1., 1 u 相当于 931.5 mev 的能量) (1) 写出铀原子核的衰变反应方程； (2)计算衰变反应中释放的能量的核能释放量； (3) 如果被释放
11.如果将所有核能转化为新原子核的动能，则该粒子的动能是多少？ 3235 1 143 1 (10 分) 现有核电站广泛采用的核反应之一是： un ndzr3 n892 0 60 0 1e(1) 核反应方程中的反中微子不带电，质量数为零。 试测定产物锆（zr）的电荷数和质量数； （2）已知铀（u）核质量为235.049 3 u，中子质量为1.008 7 u，钕（nd）核质量为142.9098 u，锆核质量为89.904 7 u; 还知道1 u1.660 610的能量是多少吗？ kg，试计算1公斤铀235大约可以产生16。（12分）为了验证Ein
12、根据斯坦因的质能方程emc，设计了如下实验：用动能为e 0.91mev的质子轰击静止的锂核li产生两个粒子，并测量两个粒子的动能之和。两个粒子 e19.93mev。 （质子 、锂 7 核、粒子的质量分别为 1.007 3 u、7.016 0 u、4.001 5 u。1 u 相当于 931.5 mev 的能量） （1）写出核反应方程； (2)计算核反应过程中释放的能量e； (3)通过计算说明emc的正确性。 参考答案及分析 1081 【分析】选择b。 聚变过程中存在质量损失，并且应该释放能量。 从核反应hh n1 1 0 he，可以看出新的核是he，b对2 22 082 【分析】选择d.emc中的e表
13.表示物体的总能量，m表示物体的质量，说法a正确； 对于emc，其含义是当物体的能量增加或减少e时，其质量将相应增加或减少m，说法b正确； 核能只有在发生质量损失时才能释放，说法c是正确的； 公式emc中，e是质量为m的物体对应的总能量，不是核反应释放的能量，d 错误3 083 【分析】选择a。 从emc可以看出，当能量释放时，生成物的质量小于反应物的质量。 相反，42223 4 111 a 较大。 根据图像，d和e结合形成f。 核子数量保持不变，质量减少，释放能量。 选项a正确。 4084【分析】选择c。 核反应过程中的质量损失为 mm m md pn 核反应过程
14. 中释放的能量为 emc (mmm) cd pn 质子和中子的总动能为 e eek 中子的动能为总动能的一半，故选项 c 正确 5 085 【分析】选 ad。 氘核分解 当它是一个质子和一个中子时，需要吸收的能量不能小于它的结合能2.2mev，所以是一对； 当光子照射氘核时，由光子和氘核组成的系统的总动量不为零。 根据动量守恒定律，我们得到，光子被氘核吸收后，分解成的质子和中子的总动量不为零，因此总动能不为零，因此分解所需的能量氘核分解为质子和中子的速度应大于2.2 mev，故d正确，b、c错误 6 086 【分析】选择a。 根据质量数和电荷数守恒定律，可知a中的x代表中子，b中的x代表质子，所以a是正确的，
15. b 错误； 裂变是重原子分裂成两个或多个较轻的原子核并释放中子并在分裂过程中释放巨大能量的过程。 因此c不是裂变反应，d是裂变反应，c、d错误，故选a.7 087 【分析】选a。 根据核反应定律，x为xe，x中有140个核子，86个中有54个，a项正确，b项错误； 裂变过程有质量损失，总质量数守恒，c项错误； 半衰期是由细胞核本身因素决定的，与外界条件无关，d项错误 8088 【分析】选d。 由92u的质量数与电荷数的关系核反应方程式，很容易知道它是正确的； 由核反应方程中的电荷数守恒和质量数守恒是正确的； 半衰期不受外界因素影响，因此是错误的； 因为 200 mev 20010 1.610 j3.210 j，所以
16.正确，故答案为d.9 089 【分析】选ac。 衰变是一种发射氦核的自然辐射现象，a是正确的； 衰变是一种发射电子的自然辐射现象，b 项是质子所在的原子核。 人工变换，故b错误； c项是轻核聚变，d项是衰变现象，故c正确，d错误 10 090 【分析】选b。 根据核反应过程中质量数和电荷数守恒，可知2kd6 k2 解 得，b． 对于 [分析]，选择 ac。 hh he n 是氢核聚变方程，所以 a 是正确的。 根据氢核聚变1 1 2 0的特点，对于相同质量的核燃料，氢核聚变释放的能量远大于裂变反应。 ，所以c正确 12092 【分析】选择c.2 g 氘所含原子核数为n，
17、当所有聚变发生时，总共发生0.5na聚变，因此释放的能量为0.5n 3.26 mev，所以c正确 【分析】（1）从核反应发生时质量数和电荷数守恒出发， ap 为 1h，n 为 n，则 0 zx, ，则中子数为 。 228 7 42(2)421he(or) (or 12.5%)1 【答】(1) 14 13 (2) he 或 or 12.5% 【解析】( 1) u th he.92 90 2(2)质量损失 mm mm 0.005 9 uu themc 0.005 9931
18. .5 mev5.50 mev。 (3)系统动量守恒。 钍核与粒子的动量相等，即 p (p )0th p pth ke ，故粒子获得的动能为 ek km 228e 5.5 mev5.41 mm 4228 thmev 。【答案】（1） u th he92 90 2(2)5.50 mev (3)5.41 【分析】（1）锆的电荷数和质量数； 核反应方程式中应使用符号zr来表示 40 (2) 1 kg 铀 235 不考虑核反应中产生的电子质量，铀原子核数为 1 000n 6.0210 2.5610 235，
19. 铀核反应的质量损失为m0.217 4 u。 1千克铀235完全裂变产生的能量约为e8.3210 j。 【答案】 (1) 40 90 (2) 8. 【分析】 (1) 核反应方程为： h li2 he1 3 2 (2) 核反应过程中的质量损失为 m (1.007 37.016 024.001 5) u0。 020 3 u。 根据爱因斯坦质能方程，计算出核反应释放的能量为e0.020 3931.5 mev18.9 mev。 (3)由实验可知，反应前后系统增加的动能为ee (19.90.9) mev19.0 mev.1 这在允许误差范围内约等于核反应释放的核能，证明方程 emc 是正确的 617 4 【答】 (1) h li2 he (2 ) 18.9 mev 1 3 2 (3) 参见分析 7