階段綜合評(píng)價(jià)（五） 原子核

階段綜合評(píng)價(jià)（五）原子核(本試卷滿分：100分)一、單項(xiàng)選擇題(本題共10小題，每小題3分，共30分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的)1．關(guān)于核聚變，以下說(shuō)法正確的是 ()A．與裂變相比輕核聚變輻射極少，更為安全、清潔B．世界上已經(jīng)有利用核聚變能來(lái)發(fā)電的核電站C．要使輕核發(fā)生聚變，必須使它們的距離達(dá)到10－10m以內(nèi)，核力才能起作用D．核聚變比核裂變更易控制解析：選A與核裂變相比，核聚變有下面的幾個(gè)優(yōu)勢(shì)：(1)安全、清潔、輻射少；(2)核燃料儲(chǔ)量多；(3)核廢料易處理。但核聚變不易控制，其發(fā)電還沒(méi)有投入實(shí)際運(yùn)行，要使輕核發(fā)生聚變，必須使輕核接近核力發(fā)生作用的距離10－15m，B、C、D錯(cuò)誤，A正確。2．由原子核的衰變可知 ()A．放射性元素一次衰變就同時(shí)產(chǎn)生α射線和β射線B．放射性元素發(fā)生β衰變，產(chǎn)生的新核的化學(xué)性質(zhì)不變C．α衰變說(shuō)明原子核內(nèi)部存在氦核D．放射性的原子核發(fā)生衰變后產(chǎn)生的新核從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)，輻射出γ射線解析：選D原子核發(fā)生衰變時(shí)，一次衰變只能是α衰變或β衰變，而不能同時(shí)發(fā)生α衰變和β衰變，發(fā)生衰變后產(chǎn)生的新核往往處于高能級(jí)，要向外以γ射線的形式輻射能量，故一次衰變只可能同時(shí)產(chǎn)生α射線和γ射線，或β射線和γ射線，A錯(cuò)誤，D正確；原子核發(fā)生衰變后，核電荷數(shù)發(fā)生了變化，變成了新核，故化學(xué)性質(zhì)發(fā)生了變化，B錯(cuò)誤；原子核內(nèi)的2個(gè)中子和2個(gè)質(zhì)子能十分緊密地結(jié)合在一起，因此在一定條件下它們會(huì)作為一個(gè)整體從較大的原子核中被拋射出來(lái)，于是放射性元素發(fā)生了α衰變，C錯(cuò)誤。3．鈾核裂變時(shí)，對(duì)于產(chǎn)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的重要因素，下列說(shuō)法中正確的是 ()A．鈾塊的質(zhì)量是重要因素，與體積無(wú)關(guān)B．為了使裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)容易發(fā)生，最好直接利用裂變時(shí)產(chǎn)生的中子C．若鈾235的體積超過(guò)它的臨界體積，裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)就能夠發(fā)生D．能否發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)與鈾塊的質(zhì)量無(wú)關(guān)解析：選C要使鈾核裂變產(chǎn)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，鈾塊的體積必須大于臨界體積或鈾塊的質(zhì)量大于臨界質(zhì)量，只要組成鈾塊的體積小于臨界體積或質(zhì)量小于臨界質(zhì)量就不會(huì)產(chǎn)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，裂變反應(yīng)中產(chǎn)生的中子為快中子，這些快中子不能直接引發(fā)新的裂變，如果鈾塊的質(zhì)量大，則其體積大，若超過(guò)臨界體積則發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，由此知A、B、D錯(cuò)誤，C正確。4．原子核自發(fā)地放出電子的現(xiàn)象稱為β衰變。最初科學(xué)家曾認(rèn)為β衰變中只放出電子，后來(lái)發(fā)現(xiàn)，這個(gè)過(guò)程中除了放出電子外，還放出一種叫“中微子”的粒子，中微子不帶電，與其他物質(zhì)的相互作用極弱。下列關(guān)于β衰變的說(shuō)法不正確的是 ()A．原子核發(fā)生β衰變后產(chǎn)生的新核的核子數(shù)與原核的核子數(shù)相等，但帶電荷量增加B．原子核能夠發(fā)生β衰變說(shuō)明原子核是由質(zhì)子、中子、電子組成的C．靜止的原子核發(fā)生β衰變后，在中微子動(dòng)量忽略不計(jì)時(shí)，電子的動(dòng)量與新核的動(dòng)量一定大小相等，方向相反D．靜止的原子核發(fā)生β衰變時(shí)，原子核釋放的能量大于電子和新核的總動(dòng)能之和解析：選B原子核是由質(zhì)子和中子組成的，故B錯(cuò)誤；原子核發(fā)生β衰變時(shí)，質(zhì)量數(shù)不變，質(zhì)子數(shù)增加1，電子是原子核中的中子變成質(zhì)子而產(chǎn)生的，所以A正確；靜止的原子核發(fā)生β衰變，由動(dòng)量守恒定律知C正確；靜止的原子核發(fā)生β衰變，由能量守恒定律可知D正確。5．有關(guān)中子的研究，下列說(shuō)法正確的是 ()A．Th核發(fā)生一次α衰變，新核與原來(lái)的原子核相比，中子數(shù)減少了4B．一個(gè)氘核和一個(gè)氚核經(jīng)過(guò)核反應(yīng)后生成氦核和中子是裂變反應(yīng)C．盧瑟福通過(guò)分析α粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子和中子D．中子和其他微觀粒子，都具有波粒二象性解析：選Dα衰變的本質(zhì)是發(fā)生衰變的核中減少2個(gè)質(zhì)子和2個(gè)中子形成氦核，所以一次α衰變，新核與原來(lái)的核相比，中子數(shù)減少了2，A錯(cuò)誤；裂變是較重的原子核分裂成較輕的原子核的反應(yīng)，而該反應(yīng)是較輕的原子核的聚變反應(yīng)，B錯(cuò)誤；盧瑟福通過(guò)分析α粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，查德威克通過(guò)α粒子轟擊鈹核獲得碳核的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了中子，C錯(cuò)誤；所有粒子都具有粒子性和波動(dòng)性，D正確。6．(2021·河北高考)銀河系中存在大量的鋁同位素26Al。26Al核β＋衰變的衰變方程為eq\o\al(26,13)Al→eq\o\al(26,12)Mg＋eq\o\al(0,1)e，測(cè)得26Al核的半衰期為72萬(wàn)年。下列說(shuō)法正確的是 ()A．26Al核的質(zhì)量等于26Mg核的質(zhì)量B．26Al核的中子數(shù)大于26Mg核的中子數(shù)C．將鋁同位素26Al放置在低溫低壓的環(huán)境中，其半衰期不變D．銀河系中現(xiàn)有的鋁同位素26Al將在144萬(wàn)年后全部衰變?yōu)?6Mg解析：選C26Al核發(fā)生β＋衰變的過(guò)程中釋放正電子的同時(shí)還有核能釋放，發(fā)生質(zhì)量虧損，所以26Al核的質(zhì)量大于26Mg核的質(zhì)量，故A錯(cuò)誤；26Al核的中子數(shù)n1＝26－13＝13，而26Mg核的中子數(shù)n2＝26－12＝14，所以26Al核的中子數(shù)小于26Mg核的中子數(shù)，故B錯(cuò)誤；半衰期是原子核固有的屬性，與物理環(huán)境和化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān)，故C正確；鋁同位素26Al的半衰期為72萬(wàn)年，所以經(jīng)過(guò)144萬(wàn)年也就是兩個(gè)半衰期后還剩下eq\f(1,4)沒(méi)有衰變，故D錯(cuò)誤。7．鈷60是金屬元素鈷的放射性同位素之一，其半衰期為5.27年。它會(huì)通過(guò)β衰變放出能量高達(dá)315keV的高速電子衰變?yōu)殒?0，同時(shí)會(huì)放出兩束γ射線，其能量分別為1.17MeV及1.33MeV。鈷60的應(yīng)用非常廣泛，幾乎遍及各行各業(yè)。在農(nóng)業(yè)上，常用于輻射育種、食品輻射保藏與保鮮等；在工業(yè)上，常用于無(wú)損探傷、輻射消毒、輻射加工、輻射處理廢物以及自動(dòng)控制等；在醫(yī)學(xué)上，常用于癌和腫瘤的放射治療。關(guān)于鈷60下列說(shuō)法正確的是()A．衰變方程為eq\o\al(60,27)Co→eq\o\al(60,28)Ni＋eq\o\al(0,－1)eB．利用鈷60對(duì)人體腫瘤進(jìn)行放射治療是利用其衰變放出的電子流C．鈷60可以作為示蹤原子研究人體對(duì)藥物的吸收D．鈷60衰變過(guò)程中不會(huì)有質(zhì)量虧損解析：選A根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒，可知鈷60發(fā)生β衰變的衰變方程為eq\o\al(60,27)Co→eq\o\al(60,28)Ni＋eq\o\al(0,－1)e，故A正確；鈷60對(duì)人體腫瘤進(jìn)行放射治療是利用其衰變放出的γ射線，故B錯(cuò)誤；鈷60半衰期太長(zhǎng)，且衰變放出的高能粒子對(duì)人體傷害太大，不能作為藥品的示蹤原子，故C錯(cuò)誤；所有衰變都會(huì)有質(zhì)量虧損，故D錯(cuò)誤。8．下列說(shuō)法中正確的是 ()A．黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)分布與黑體的溫度無(wú)關(guān)B．將由放射性元素組成的化合物進(jìn)行高溫分解，會(huì)改變放射性元素的半衰期C．放射性同位素eq\o\al(234,90)Th經(jīng)α、β衰變會(huì)生成eq\o\al(222,86)Rn，其中經(jīng)過(guò)了3次α衰變和2次β衰變D．比結(jié)合能越大，原子核中核子結(jié)合得越不牢固，原子核越不穩(wěn)定解析：選C一般物體輻射電磁波的情況與溫度有關(guān)，還與材料的種類及表面情況有關(guān)；但黑體輻射電磁波的情況只與溫度有關(guān)，故A錯(cuò)誤；放射性元素的半衰期與外界因素沒(méi)有任何關(guān)系，只和本身性質(zhì)有關(guān)，故B錯(cuò)誤；eq\a\vs4\al(釷\o\al(234,90)Th)衰變成氡eq\o\al(222,86)Rn，可知質(zhì)量數(shù)少12，電荷數(shù)少4，因?yàn)榻?jīng)過(guò)一次α衰變，電荷數(shù)少2，質(zhì)量數(shù)少4，經(jīng)過(guò)一次β衰變，電荷數(shù)多1，質(zhì)量數(shù)不變，可知經(jīng)過(guò)3次α衰變和2次β衰變，故C正確；比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定，核子結(jié)合得越牢固，故D錯(cuò)誤。9．氘核和氚核可發(fā)生熱核聚變而釋放巨大的能量，該反應(yīng)方程為eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋X，式中X是某種粒子。已知：eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H、eq\o\al(4,2)He和粒子X(jué)的質(zhì)量分別為2.0141u、3.0161u、4.0026u和1.0087u；1u＝931.5MeV/c2，c是真空中的光速。由上述反應(yīng)方程和數(shù)據(jù)可知()A．粒子X(jué)是eq\o\al(1,1)HB．該反應(yīng)中的質(zhì)量虧損為0.0289uC．該反應(yīng)釋放出的能量約為17.6MeVD．該反應(yīng)中釋放的全部能量轉(zhuǎn)化為粒子X(jué)的動(dòng)能解析：選C由電荷數(shù)守恒可知，X粒子的電荷數(shù)為1＋1－2＝0，由質(zhì)量數(shù)守恒可知，X粒子的質(zhì)量數(shù)為2＋3－4＝1，則X粒子是eq\o\al(1,0)n，故A錯(cuò)誤；該反應(yīng)中的質(zhì)量虧損為Δm＝2.0141u＋3.0161u－4.0026u－1.0087u＝0.0189u，故B錯(cuò)誤；核反應(yīng)過(guò)程中釋放的能量為E＝Δmc2≈17.6MeV，故C正確；反應(yīng)中釋放的部分能量轉(zhuǎn)化為粒子X(jué)的動(dòng)能，故D錯(cuò)誤。10．目前科學(xué)家正在研究“快中子堆”技術(shù)發(fā)電，“快中子堆”技術(shù)發(fā)電的原理是快中子反應(yīng)堆不用eq\o\al(238,92)U，而用eq\o\al(239,94)Pu作燃料，在堆心燃料eq\o\al(239,94)Pu的外圍放置eq\o\al(238,92)U，eq\o\al(239,94)Pu發(fā)生裂變反應(yīng)時(shí)放出來(lái)的快中子，被裝在外圍再生區(qū)的eq\o\al(238,92)U吸收，eq\o\al(238,92)U吸收快中子后變成eq\o\al(239,92)U，eq\o\al(239,92)U很不穩(wěn)定，很快發(fā)生β衰變成eq\o\al(239,94)Pu，eq\o\al(239,94)Pu在裂變產(chǎn)生能量的同時(shí)，不斷地將eq\o\al(238,92)U變成可用燃料eq\o\al(239,94)Pu，核燃料越燒越多。設(shè)eq\o\al(239,92)U衰變時(shí)生成新核、β粒子的質(zhì)量分別為M、m，則()A.eq\o\al(239,94)Pu與eq\o\al(239,92)U的中子數(shù)相同B.eq\o\al(238,92)U吸收中子后變成eq\o\al(239,92)U是屬于核聚變C.eq\o\al(239,92)U經(jīng)過(guò)1次β衰變后變成eq\o\al(239,94)PuD．靜止的eq\o\al(239,92)U發(fā)生β衰變釋放出動(dòng)能為E0的β粒子，該衰變中質(zhì)量虧損為eq\f(M＋mE0,Mc2)解析：選Deq\o\al(239,94)Pu與eq\o\al(239,92)U的質(zhì)量數(shù)相同，質(zhì)子數(shù)不同，則中子數(shù)不同，故A錯(cuò)誤；核聚變發(fā)生在輕核之間，eq\o\al(238,92)U吸收中子后變成eq\o\al(239,92)U不屬于核聚變，故B錯(cuò)誤；β衰變過(guò)程中，質(zhì)量數(shù)不變，質(zhì)子數(shù)增加1，故eq\o\al(239,92)U經(jīng)過(guò)2次β衰變后變成eq\o\al(239,94)Pu，故C錯(cuò)誤；衰變方程為：eq\o\al(239,92)U→2eq\o\al(0,－1)e＋eq\o\al(239,94)Pu，在衰變過(guò)程中動(dòng)量守恒，所以新核與β粒子的速度方向相反，由動(dòng)量守恒定律得：Mv1－mv2＝0，β粒子和生成核的動(dòng)量p相等，又Ek＝eq\f(p2,2m)，所以動(dòng)能之比為M∶m，β粒子的動(dòng)能為E0，則新核的動(dòng)能為eq\f(m,M)E0，總動(dòng)能為ΔE＝eq\f(m＋M,M)E0，由質(zhì)能關(guān)系ΔE＝Δmc2，解得Δm＝eq\f(M＋mE0,Mc2)，故D正確。二、多項(xiàng)選擇題(本題共5小題，每小題4分，共20分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分)11．太陽(yáng)輻射的總功率約為4×1026W，其輻射的能量來(lái)自于聚變反應(yīng)。在聚變反應(yīng)中，一個(gè)質(zhì)量為1876.1MeV/c2(c為真空中的光速)的氘核(eq\o\al(2,1)H)和一個(gè)質(zhì)量為2809.5MeV/c2的氚核(eq\o\al(3,1)H)結(jié)合為一個(gè)質(zhì)量為3728.4MeV/c2的氦核(eq\o\al(4,2)He)，并放出一個(gè)X粒子，同時(shí)釋放大約17.6MeV的能量。下列說(shuō)法正確的是 ()A．X粒子是質(zhì)子B．X粒子的質(zhì)量為939.6MeV/c2C．太陽(yáng)每秒因?yàn)檩椛鋼p失的質(zhì)量約為4.4×109kgD．太陽(yáng)每秒因?yàn)檩椛鋼p失的質(zhì)量約為17.6MeV/c2解析：選BC由題中信息知核反應(yīng)方程為eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n，X粒子為中子，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由質(zhì)能方程知，meq\a\vs4\al(\o\al(2,1)H)＋meq\a\vs4\al(\o\al(3,1)H)＝meq\a\vs4\al(\o\al(4,2)He)＋mX＋ΔE/c2，代入數(shù)據(jù)知1876.1MeV/c2＋2809.5MeV/c2＝3728.4MeV/c2＋mX＋17.6MeV/c2，故mX＝939.6MeV/c2，B項(xiàng)正確；太陽(yáng)每秒輻射能量ΔE＝PΔt＝4×1026J，由質(zhì)能方程知Δm＝eq\f(ΔE,c2)，故每秒輻射損失的質(zhì)量Δm＝eq\f(4×1026,3×1082)kg≈4.4×109kg，C項(xiàng)正確；因?yàn)棣＝4×1026J＝eq\f(4×1026,1.6×10－19)eV＝2.5×1045eV＝2.5×1039MeV，則太陽(yáng)每秒因?yàn)檩椛鋼p失的質(zhì)量為Δm＝eq\f(E,c2)＝2.5×1039MeV/c2，D項(xiàng)錯(cuò)誤。12．太陽(yáng)內(nèi)部發(fā)生的核反應(yīng)主要是輕核的聚變，太陽(yáng)中存在的主要元素是氫，氫核的聚變反應(yīng)可以看作是4個(gè)氫核(eq\o\al(1,1)H)結(jié)合成1個(gè)氦核(eq\o\al(4,2)He)。表中列出了部分粒子的質(zhì)量(1u相當(dāng)于931.5MeV的能量)，以下說(shuō)法中正確的是 ()粒子名稱質(zhì)子pα粒子電子e中子n質(zhì)量/u1.00734.00150.000551.0087A.核反應(yīng)方程式為4eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(4,2)He＋2eq\o\al(0,＋1)eB．核反應(yīng)方程式為4eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(4,2)He＋2eq\o\al(0,－1)eC．4個(gè)氫核結(jié)合成1個(gè)氦核時(shí)的質(zhì)量虧損約為0.0266uD．聚變反應(yīng)過(guò)程中釋放的能量約為24.8MeV解析：選ACD根據(jù)核反應(yīng)過(guò)程中質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒關(guān)系可判斷A正確，B錯(cuò)誤；質(zhì)量虧損為Δm＝(4×1.0073－4.0015－2×0.00055)u＝0.0266u，根據(jù)質(zhì)能方程可知ΔE＝Δm×931.5MeV≈24.8MeV，C、D正確。13．秦山核電站第三期工程的兩個(gè)6×105kW發(fā)電機(jī)組已實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電。發(fā)電站的核能來(lái)源于eq\o\al(235,92)U的裂變，下列說(shuō)法正確的是 ()A．反應(yīng)堆中核反應(yīng)速度通常是采用調(diào)節(jié)eq\o\al(235,92)U的體積來(lái)控制的B.eq\o\al(235,92)U的一種可能的裂變是eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(139,54)Xe＋eq\o\al(95,38)Sr＋2eq\o\al(1,0)nC.eq\o\al(235,92)U是天然放射性元素，升高溫度后它的半衰期會(huì)縮短D．一個(gè)eq\o\al(235,92)U裂變能放出200MeV的能量，合3.2×10－11J解析：選BD反應(yīng)堆中核反應(yīng)速度由控制棒(鎘棒)吸收中子的多少來(lái)控制，A錯(cuò)誤；eq\o\al(235,92)U裂變有多種可能性，B項(xiàng)是其中常見(jiàn)的一種，B正確；放射性元素的半衰期由原子核本身決定，與溫度、壓強(qiáng)等外界條件無(wú)關(guān)，C錯(cuò)誤；200MeV＝200×106×1.6×10－19J＝3.2×10－11J，D正確。14．已知钚的一種同位素的半衰期為24100年，其衰變方程為eq\o\al(239,94)Pu→X＋eq\o\al(4,2)He＋γ，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是 ()A．X原子核中含有92個(gè)質(zhì)子B．100個(gè)eq\o\al(239,94)Pu經(jīng)過(guò)24100年后一定還剩余50個(gè)C．由于衰變時(shí)釋放巨大能量，衰變過(guò)程質(zhì)量數(shù)不再守恒D．衰變發(fā)出的γ放射線是波長(zhǎng)很短的光子，具有很強(qiáng)的穿透能力解析：選AD根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可知，X原子核的電荷數(shù)為92，質(zhì)量數(shù)為235，質(zhì)子數(shù)是92，A選項(xiàng)正確；半衰期是統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對(duì)大量的原子核適用，對(duì)少數(shù)的原子核沒(méi)有意義，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；由于衰變時(shí)釋放巨大能量，衰變過(guò)程總質(zhì)量減小，但質(zhì)量數(shù)仍守恒，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；衰變發(fā)出的γ放射線是波長(zhǎng)很短的光子，具有很強(qiáng)的穿透能力，D選項(xiàng)正確。15.云室能顯示射線的徑跡，把云室放在磁場(chǎng)中，從帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的彎曲方向和半徑大小就能判斷粒子的屬性。放射性元素A的原子核靜止放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝2.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中發(fā)生衰變，放射出粒子并變成新原子核B，放射出的粒子與新核運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，測(cè)得兩圓的半徑之比R1∶R2＝42∶1，且R1＝0.2m，已知元電荷e＝1.6×10－19C，普朗克常量h＝6.6×10－34J·s。下列說(shuō)法正確的是 ()A．新原子核B的核電荷數(shù)為42B．放射性元素A原子核發(fā)生的是α衰變C．放射性元素A原子核發(fā)生的是β衰變D．放射出粒子的對(duì)應(yīng)的德布羅意波的波長(zhǎng)為4.125×10－15m解析：選BD原子核發(fā)生反沖，根據(jù)左手定則可知，α衰變時(shí)，新核、α粒子的軌跡是外切圓，所以B正確，C錯(cuò)誤；根據(jù)帶電粒子的軌道半徑r＝eq\f(mv,Bq)，可知eq\f(rα,rB)＝eq\f(qB,qα)，結(jié)合已知條件可知原子核B的核電荷數(shù)為84，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)德布羅意波長(zhǎng)λ＝eq\f(h,p)可知，放出的α粒子的德布羅意波長(zhǎng)為λ＝eq\f(h,BqαR1)＝4.125×10－15m，選項(xiàng)D正確。三、非選擇題(本題共4小題，共50分)16．(8分)假設(shè)兩個(gè)氘核在一直線上相碰發(fā)生聚變反應(yīng)生成氦的同位素和中子，已知氘核的質(zhì)量是m1，中子的質(zhì)量是m2，氦核同位素的質(zhì)量是m3，光在真空中速度為c。(1)寫(xiě)出核聚變反應(yīng)的方程式。(2)求核聚變反應(yīng)中釋放出的能量ΔE。解析：(1)根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒與電荷數(shù)守恒，核反應(yīng)方程式為：eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(3,2)He＋eq\o\al(1,0)n。(2)核反應(yīng)過(guò)程中的質(zhì)量虧損為：Δm＝2m1－(m2＋m3)氘核聚變時(shí)放出的能量為：ΔE＝Δmc2＝(2m1－m2－m3)c2。答案：(1)eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(3,2)He＋eq\o\al(1,0)n(2)(2m1－m2－m3)c217．(12分)靜止的鋰核(eq\o\al(6,3)Li)俘獲一個(gè)速度為7.7×106m/s的中子，發(fā)生核反應(yīng)后若只產(chǎn)生兩個(gè)新粒子，其中一個(gè)粒子為氦核(eq\o\al(4,2)He)，它的速度大小是8.0×106m/s，方向與反應(yīng)前的中子速度方向相同。(1)寫(xiě)出此核反應(yīng)的方程式；(2)求反應(yīng)后產(chǎn)生的另一個(gè)粒子的速度大小及方向。解析：(1)eq\o\al(6,3)Li＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(3,1)H。(2)用m1、m2和m3分別表示中子(eq\o\al(1,0)n)、氦核(eq\o\al(4,2)He)和氚核(eq\o\al(3,1)H)的質(zhì)量，由動(dòng)量守恒定律得m1v1＝m2v2＋m3v3代入數(shù)值解得v3＝－8.1×106m/s即反應(yīng)后生成的氚核的速度大小為8.1×106m/s，方向與反應(yīng)前中子的速度方向相反。答案：(1)eq\o\al(6,3)Li＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(3,1)H(2)8.1×106m/s方向與反應(yīng)前中子的速度方向相反18．(14分)如圖所示，有界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B＝0.05T，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，MN是磁場(chǎng)的左邊界。在磁場(chǎng)中A處放一個(gè)放射源，內(nèi)裝eq\o\al(226,88)Ra，eq\o\al(226,88)Ra放出某種射線后衰變成eq\o\al(222,86)Rn。(1)寫(xiě)出上述衰變方程；(2)若A處距磁場(chǎng)邊界MN的距離OA＝1.0m時(shí)，放在MN左側(cè)邊緣的粒子接收器收到垂直于邊界MN方向射出的質(zhì)量較小的粒子，此時(shí)接收器距過(guò)OA的直線1.0m。求一個(gè)靜止eq\o\al(226,88)Ra核衰變過(guò)程中釋放的核能有多少。(取1u＝1.6×10－27kg，e＝1.6×10－19C，結(jié)果保留三位有效數(shù)字)解析：(1)根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，可得eq\o\al(226,88)Ra→eq\o\al(222,86)Rn＋eq\o\al(4,2)He。(2)衰變過(guò)程中釋放的α粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，半徑R＝1.0m，由2evB＝eq\f(mv2,R)得α粒子的速度v＝eq\f(2eBR,m)，衰變過(guò)程中系統(tǒng)動(dòng)量守恒，eq\o\al(222,86)Rn、eq\o\al(4,2)He質(zhì)量分別為222u、4u，則(222u)×v′＝(4u)×v得eq\o\al(222,86)Rn