2025新課改-高中物理-選修第3冊（10講）09 A人工核反 基礎(chǔ)版含答案

2025新課改-高中物理-選修第3冊（10講）09A人工核反基礎(chǔ)版人工核反一、人工核反1．核反應(yīng)⑴原子核在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生新原子核的過程，稱為核反應(yīng)。⑵重要的人工核反應(yīng)第一次實(shí)現(xiàn)原子核的人工轉(zhuǎn)變：（發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)）第一次人工制造放射性同位素：發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)：2．核裂變與核聚變⑴重核的裂變①重核分裂成質(zhì)量較小的核，釋放出核能的反應(yīng)，稱為裂變。②鈾核的裂變：（是氪）③在一定條件下，由重核裂變產(chǎn)生的中子，再引起新的裂變，就能使核裂變反應(yīng)不斷地進(jìn)行下去。這種由重核裂變產(chǎn)生的中子使核裂變一代接一代繼續(xù)下去的過程，叫做核裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。裂變物質(zhì)的體積是鏈?zhǔn)椒磻?yīng)能否進(jìn)行的重要因素。只有當(dāng)體積足夠大時，裂變產(chǎn)生的中子才有足夠的概率打中新原子核，使鏈?zhǔn)椒磻?yīng)進(jìn)行下去。通常把裂變物質(zhì)能夠發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的最小體積叫做它的臨界體積，相應(yīng)的質(zhì)量叫做臨界質(zhì)量。⑵核聚變①兩個輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，這樣的核反應(yīng)叫做核聚變。②典型的聚變反應(yīng)：③要使輕核發(fā)生聚變，必須使它們的距離達(dá)到以內(nèi)，核力才能起作用。由于原子核都帶正電，要使它們接近這種程度，必須克服巨大的庫侖斥力。有一種辦法是把它們加熱到很高的溫度。當(dāng)物質(zhì)的溫度達(dá)到幾百萬開爾文時，劇烈的熱運(yùn)動使得一部分原子核具有足夠的動能，可以克服庫侖斥力，碰撞時十分接近，發(fā)生聚變。因此，聚變又叫熱核反應(yīng)。④聚變與裂變相比有很多優(yōu)點(diǎn)。第一，輕核聚變產(chǎn)能效率高；第二，地球上聚變?nèi)剂系膬α控S富；第三，輕核聚變更為安全清潔。典例精講【例2.1】（2019春?濱州月考）近代物理的知識，在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)研究中，有非常廣泛的應(yīng)用。下列有關(guān)應(yīng)用說法正確的是（）A．工業(yè)上常用α射線來控制軋鋼廠生產(chǎn)的鋼板的厚度 B．核電站能量來源是氫核聚變反應(yīng) C．體檢時常做X射線透視，故X射線不可能傷害人體 D．用γ射線治療腫瘤時一定要嚴(yán)格控制劑量，以免對人體正常組織造成太大的傷害【分析】X射線，它是由原子中的內(nèi)層電子發(fā)射的，有較強(qiáng)的穿透性，可以了透視人體等，對人體有一定的傷害。γ射線是波長從10﹣10～10﹣14米的電磁波。這種不可見的電磁波是從原子核內(nèi)發(fā)出來的，放射性物質(zhì)或原子核反應(yīng)中常有這種輻射伴隨著發(fā)出；γ射線的穿透力很強(qiáng)，對生物的破壞力很大?！窘獯稹拷猓篈、γ射線的穿透性較強(qiáng)，工業(yè)上常用γ射線來控制軋鋼廠生產(chǎn)的鋼板的厚度。故A錯誤；B、核電站的能量來源于重核的裂變。故B錯誤；C、X射線對人體有一定的傷害。故C錯誤；D、γ射線對人體有一定的傷害，用γ射線治療腫瘤時一定要嚴(yán)格控制劑量，以免對人體正常組織造成太大的傷害。故D正確故選：D。【例2.2】（2019?包河區(qū)校級模擬）2018年8月23日，位于廣東省東莞市大朗鎮(zhèn)的國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施﹣﹣中國散裂中子源通過國家驗(yàn)收，正式投入使用。對于有關(guān)中子的研究，下面說法正確的是（）A．.中子和其他微觀粒子都具有波粒二象性 B．一個氘核和一個氚核經(jīng)過核反應(yīng)后生成氮核和中子是裂變反應(yīng) C．盧瑟福通過分析α粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子和中子 D．核反應(yīng)方程84210P→X+【分析】中子和其他微觀粒子都具有波粒二象性；一個氘核和一個氚核經(jīng)過核反應(yīng)后生成氮核和中子是聚變反應(yīng)而非裂變反應(yīng)；盧瑟福通過分析α粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)了原子的核式結(jié)構(gòu)；核反應(yīng)方程84210P→X+【解答】解：A、中子與光子等其他微觀粒子都具有波粒二象性，A項(xiàng)正確；B、一個氘核與一個氚核經(jīng)過核反應(yīng)后生成一個氮核與一個中子為聚變反應(yīng)，故B錯誤；C、盧瑟福通過阿爾法粒子散射實(shí)驗(yàn)提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型，盧瑟福通過氦核轟擊氮核得到氧核和質(zhì)子發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，查德威克發(fā)現(xiàn)了中子，故C錯誤；D、由核反應(yīng)規(guī)律中質(zhì)量數(shù)守恒和物質(zhì)守恒知中子數(shù)為124，故D錯誤；故選：A?！纠?.3】（2019春?虹口區(qū)校級期中）鏈?zhǔn)椒磻?yīng)發(fā)生的條件是（）A．中子的再生率要小于1 B．中子的再生率要不大于1 C．燃料塊的體積不能小于臨界體積 D．燃料塊的體積不能大于臨界體積【分析】鏈?zhǔn)椒磻?yīng)發(fā)生的條件是：（1）中子的再生率要大于1，（2）燃料塊的體積不能小于臨界體積。【解答】解：鏈?zhǔn)椒磻?yīng)發(fā)生的條件是：（1）中子的再生率要大于1，（2）燃料塊的體積不能小于臨界體積。故ABD錯誤，C正確。故選：C。【例2.4】（2019?攸縣模擬）2018年11月12日中科院等離子體物理研究所發(fā)布消息：全超導(dǎo)托克馬克裝置EAST在實(shí)驗(yàn)中有了新的突破，等離子體中心電子溫度達(dá)到1億攝氏度；其主要核反應(yīng)方程為：①12H+12H→23He+X②A．X是質(zhì)子 B．Y是氚核 C．X與Y是同位素 D．①②兩個核反應(yīng)都屬于裂變反應(yīng)【分析】根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒判斷X和和Y的種類，這兩個方程都是聚變?！窘獯稹拷猓篈、根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒可知X是中子，故A錯誤；B、對第二個方程，根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒可知Y是氚核，故B正確；C、X是中子，Y是氚核，X與Y不是同位素，故C錯誤；D、①②兩個核反應(yīng)都屬于聚變反應(yīng)，故D錯誤。故選：B。隨堂練習(xí)一．選擇題（共10小題）1．（2019?武漢模擬）據(jù)悉我國第四代反應(yīng)堆﹣釷基熔鹽堆能源系統(tǒng)（TMSR）研究已獲重要突破。該反應(yīng)堆以釷為核燃料，釷俘獲一個中子后經(jīng)過若干次β衰變轉(zhuǎn)化成鈾；軸的一種典型裂變產(chǎn)物是鋇和氪，同時釋放巨大能量。下列說法正確的是（）A．釷核90232Th有90個中子，142個質(zhì)子B．鈾核裂變的核反應(yīng)方程為92233U+01n→56142Ba+C．放射性元素衰變的快慢與核內(nèi)部自身因素?zé)o關(guān)，由原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件決定 D．.重核分裂成中等大小的核，核子的比結(jié)合能減小2．（2019春?靈丘縣期末）“核反應(yīng)堆”是通過可控的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)實(shí)現(xiàn)核能釋放的，核燃料是鈾棒，在鈾棒周圍要放“慢化劑”快中子和慢化劑中的碳原子核碰撞后，中子能量減少，變?yōu)槁凶?。碳核的質(zhì)量是中子的12倍，假設(shè)中子與碳核是彈性正碰，而且認(rèn)為碰撞前中子動能是E0，碳核都是靜止的，則下列說法錯誤的是（）A．鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是指由重核裂變產(chǎn)生的中子使裂變反應(yīng)一代接一代繼續(xù)下去的過程 B．鎘棒的作用是與鈾棒發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，消耗多余的鈾原子核，從而達(dá)到控制核反應(yīng)速度的目的 C．經(jīng)過一次碰撞中子失去的動能為48169E0D．在反應(yīng)堆的外面修建很厚的水泥防護(hù)層的目的是屏蔽裂變產(chǎn)物放出的各種射線3．（2019?廣東模擬）下列說法正確的是（）A．輕核的聚變可以在常溫下自發(fā)地完成 B．原子核發(fā)生一次β衰變，原子的質(zhì)量數(shù)增加1 C．235#/DEL/#92#/DEL/#U+1#/DEL/#0#/DEL/#n→D．溫度升高，放射性元素的衰變周期變短4．（2018秋?南關(guān)區(qū)校級月考）鈾核在被中子轟擊后分裂成兩塊質(zhì)量差不多的碎塊，這類核反應(yīng)定名為核裂變.1947年中國科學(xué)家錢三強(qiáng)、何澤慧在實(shí)驗(yàn)中觀察到鈾核也可能分裂為三部分或四部分，其概率大約是分裂為兩部分的概率的千分之三。關(guān)于鈾核的裂變，下列說法不正確的是（）A．裂變的產(chǎn)物不是唯一的 B．裂變的同時能放出2～3個或更多個中子 C．裂變能夠釋放巨大能量，每個核子平均釋放的能量在裂變反應(yīng)中比在聚變反應(yīng)中的大 D．裂變物質(zhì)達(dá)到一定體積（即臨界體積）時，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)才可以持續(xù)下去5．（2018春?廣元期末）在核能的利用中，有這樣一個反應(yīng)：92235U吸收一個慢中子后，分解成54139Xe和A．一個α粒子 B．一個氘核 C．三個中子 D．兩個中子6．（2018秋?醴陵市校級月考）目前，科學(xué)家正在研究太空電站，即地球同步軌道上的太陽能電站，其示意圖如圖所示。下列說法中錯誤的是（）A．太陽能來自太陽內(nèi)部的核聚變 B．太陽能收集板將太陽能轉(zhuǎn)化為電能 C．利用微波傳輸，實(shí)現(xiàn)了“無纜輸電” D．以地面接收站為參照物，太陽能電站是運(yùn)動的7．（2018秋?河?xùn)|區(qū)校級期中）貝可勒爾在120年前首先發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象，如今原子核的放射性在眾多領(lǐng)域中有著廣泛應(yīng)用。下列屬于核聚變的是（）A．12H+13H→24B．24He+1327Al→1530C．614C→714N+D．92235U+01n→53131I8．（2018春?湖北期末）通過核反應(yīng)可以釋放核能。關(guān)于核反應(yīng)12A．此核反應(yīng)過程為ɑ衰變 B．此核反應(yīng)生成物中x為電子 C．此核反應(yīng)中釋放的能量為24HeD．此核反應(yīng)在超高溫和高壓下才易實(shí)現(xiàn)9．（2016春?張家口校級月考）關(guān)于輕核聚變釋放核能，下列說法正確的是（）A．一次聚變反應(yīng)一定比一次裂變反應(yīng)釋放的能量多 B．聚變反應(yīng)比裂變反應(yīng)每個核子釋放的平均能量一定大 C．聚變反應(yīng)中粒子的結(jié)合能變大 D．聚變反應(yīng)中由于形成質(zhì)量較大的核，故反應(yīng)后質(zhì)量增加10．（2011?重慶模擬）質(zhì)子一質(zhì)子循環(huán)發(fā)生的核反應(yīng)被認(rèn)為是恒星能量的一種可能來源，具體的一個循環(huán)過程是這樣的：兩個質(zhì)子（11H）發(fā)生聚變，生成一個氘核（12H），生成的氘核（12H）再與一個質(zhì)子（11H）聚變生成一個氦核（23He），接下來兩個氦核（23He）發(fā)生聚變，生成氦的同位素（24A．兩個質(zhì)子（11H）發(fā)生聚變，可表示為：11H+11H→1B．兩個質(zhì)子（11H）發(fā)生聚變：可表示為：11H+11C．一個完整的質(zhì)子﹣質(zhì)子循環(huán)核反應(yīng)可表示為：311H→23He+D．一個完整的質(zhì)子﹣質(zhì)子循環(huán)核反應(yīng)可表示為：611H→24He+2二．多選題（共3小題）11．（2019春?橋東區(qū)校級月考）能源是社會發(fā)展的基礎(chǔ)，發(fā)展核能是解決能源問題的途徑之一。下列釋放核能的反應(yīng)方程中，表述正確的是（）A．24He+1327Al→1530B．13H+11H→24C．919F+11H→816O+D．92235U+01n→3890Sr12．（2019?杭州一模）如圖是涉及不同物理知識的四幅圖，下列說法正確的是（）A．圖甲中，低頻扼流圈的作用是“通高頻阻低頻 B．圖乙中，康普頓效應(yīng)說明了光子具有波動性 C．圖丙中，發(fā)生β衰變時粒子在原子核中產(chǎn)生的方程為01n→11H+D．圖丁中，軸塊的大小是圖中鏈?zhǔn)椒磻?yīng)能否進(jìn)行的重要因素13．（2017春?汕頭期末）太陽內(nèi)部持續(xù)不斷地發(fā)生著4個質(zhì)子聚變?yōu)?個氦核的熱核反應(yīng)，這個核反應(yīng)釋放出的大量能量就是太陽的能源（）A．核反應(yīng)方程式為411H→24He+21B．由方程式可知，這個反應(yīng)屬于衰變反應(yīng) C．由方程式可知，這個反應(yīng)屬于裂變反應(yīng) D．由此可知，太陽的質(zhì)量在不斷減小三．解答題（共2小題）14．（2015春?楊浦區(qū)校級期中）如圖是發(fā)現(xiàn)某種粒子的實(shí)驗(yàn)，這種新粒子的原子核符號是，它是由預(yù)言了它的存在，并由查德威克通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的。15．一個氘核和一個氚核發(fā)生聚變，放出一個中子和17.6MeV的能量．計算2克氘和3克氚聚變放出的能量，并寫出核反應(yīng)方程．

隨堂練習(xí)參考答案與試題解析一．選擇題（共10小題）1．（2019?武漢模擬）據(jù)悉我國第四代反應(yīng)堆﹣釷基熔鹽堆能源系統(tǒng)（TMSR）研究已獲重要突破。該反應(yīng)堆以釷為核燃料，釷俘獲一個中子后經(jīng)過若干次β衰變轉(zhuǎn)化成鈾；軸的一種典型裂變產(chǎn)物是鋇和氪，同時釋放巨大能量。下列說法正確的是（）A．釷核90232Th有90個中子，142個質(zhì)子B．鈾核裂變的核反應(yīng)方程為92233U+01n→56142Ba+C．放射性元素衰變的快慢與核內(nèi)部自身因素?zé)o關(guān)，由原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件決定 D．.重核分裂成中等大小的核，核子的比結(jié)合能減小【分析】根據(jù)原子核的特點(diǎn)分析；半衰期由核內(nèi)部自身因素決定，與外界因素?zé)o關(guān)；根據(jù)裂變的特點(diǎn)分析。【解答】解：A、釷核90232B、根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒與電荷數(shù)守恒可知，鈾核裂變的核反應(yīng)方程為92233U+01n→56142BaC、原子核的半衰期由核內(nèi)部自身因素決定，與原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件無關(guān)，因而可根據(jù)半衰期來推斷年輪，故C錯誤；D、重核裂變的過程中釋放能量，所以重核分裂成中等大小的核，核子的比結(jié)合能增大。故D錯誤；故選：B。2．（2019春?靈丘縣期末）“核反應(yīng)堆”是通過可控的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)實(shí)現(xiàn)核能釋放的，核燃料是鈾棒，在鈾棒周圍要放“慢化劑”快中子和慢化劑中的碳原子核碰撞后，中子能量減少，變?yōu)槁凶?。碳核的質(zhì)量是中子的12倍，假設(shè)中子與碳核是彈性正碰，而且認(rèn)為碰撞前中子動能是E0，碳核都是靜止的，則下列說法錯誤的是（）A．鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是指由重核裂變產(chǎn)生的中子使裂變反應(yīng)一代接一代繼續(xù)下去的過程 B．鎘棒的作用是與鈾棒發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，消耗多余的鈾原子核，從而達(dá)到控制核反應(yīng)速度的目的 C．經(jīng)過一次碰撞中子失去的動能為48169E0D．在反應(yīng)堆的外面修建很厚的水泥防護(hù)層的目的是屏蔽裂變產(chǎn)物放出的各種射線【分析】鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是指由重核裂變產(chǎn)生的中子使裂變反應(yīng)一代接一代繼續(xù)下去的過程；鎘棒的作用是吸收中子；根據(jù)彈性碰撞滿足動量守恒定律和機(jī)械能守恒定律，可以求出經(jīng)過一次碰撞中子失去的動能；在反應(yīng)堆的外面修建很厚的水泥防護(hù)層的目的是屏蔽裂變產(chǎn)物放出的各種射線?！窘獯稹拷猓篈、鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是指由重核裂變產(chǎn)生的中子使裂變反應(yīng)一代接一代繼續(xù)下去的過程。故A正確；B、鎘棒的作用是吸收中子，從而達(dá)到控制核反應(yīng)速度的目的。故B錯誤；C、中子和碳核彈性碰撞滿足動量守恒定律和機(jī)械能守恒定律，碰撞后碳核動量的增量等于中子失去的動能，中子的初動能E0=根據(jù)“一動碰一靜”模型，碰撞后碳核的速度大?。簐2=2m1m1+D、在反應(yīng)堆的外面修建很厚的水泥防護(hù)層的目的是屏蔽裂變產(chǎn)物放出的各種射線。故D正確；本題選錯誤的，故選：B。3．（2019?廣東模擬）下列說法正確的是（）A．輕核的聚變可以在常溫下自發(fā)地完成 B．原子核發(fā)生一次β衰變，原子的質(zhì)量數(shù)增加1 C．235#/DEL/#92#/DEL/#U+1#/DEL/#0#/DEL/#n→D．溫度升高，放射性元素的衰變周期變短【分析】輕核聚變需在非常高的溫度下完成；根據(jù)衰變的實(shí)質(zhì)判斷原子核質(zhì)量數(shù)的變化；根據(jù)反應(yīng)的類型確定是什么反應(yīng)；放射性元素的半衰期由原子核內(nèi)部因素決定，與所處的物理環(huán)境和化學(xué)狀態(tài)無關(guān)?！窘獯稹拷猓篈、輕核聚變需在非常高的溫度下完成，故A錯誤。B、原子核發(fā)生一次β衰變，原子核的質(zhì)量數(shù)不變，電荷數(shù)增加1，故B錯誤。C、235#/DEL/#92#/DEL/#U+1#/DEL/#0#/DEL/#D、放射性元素的半衰期與溫度無關(guān)，故D錯誤。故選：C。4．（2018秋?南關(guān)區(qū)校級月考）鈾核在被中子轟擊后分裂成兩塊質(zhì)量差不多的碎塊，這類核反應(yīng)定名為核裂變.1947年中國科學(xué)家錢三強(qiáng)、何澤慧在實(shí)驗(yàn)中觀察到鈾核也可能分裂為三部分或四部分，其概率大約是分裂為兩部分的概率的千分之三。關(guān)于鈾核的裂變，下列說法不正確的是（）A．裂變的產(chǎn)物不是唯一的 B．裂變的同時能放出2～3個或更多個中子 C．裂變能夠釋放巨大能量，每個核子平均釋放的能量在裂變反應(yīng)中比在聚變反應(yīng)中的大 D．裂變物質(zhì)達(dá)到一定體積（即臨界體積）時，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)才可以持續(xù)下去【分析】鈾235發(fā)生裂變的條件是有慢速中子轟擊，重核裂變時用中子轟擊重核，產(chǎn)生多個中子，中子又會撞擊重核，產(chǎn)生更多的中子，使裂變不斷進(jìn)行下去，這就是鏈?zhǔn)椒磻?yīng)?！窘獯稹拷猓篈B、鈾核受到中子的轟擊，會引起裂變，裂變的產(chǎn)物是多種多樣的，具有極大的偶然性，但裂變成兩塊的情況多，也有的分裂成多塊，并放出2～3個或更多個中子，故A正確，B正確；C、裂變能夠釋放巨大能量，每個核子平均釋放的能量在裂變反應(yīng)中比在聚變反應(yīng)中的小，故C不正確。D、要引起鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，需使鈾塊體積超過臨界體積，故D正確。本題選不正確的，故選：C。5．（2018春?廣元期末）在核能的利用中，有這樣一個反應(yīng)：92235U吸收一個慢中子后，分解成54139Xe和A．一個α粒子 B．一個氘核 C．三個中子 D．兩個中子【分析】寫出核反應(yīng)方程式，根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒得出粒子的種類與數(shù)目?！窘獯稹拷猓焊鶕?jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒，寫出核反應(yīng)方程式：92235U+01n→54可知放出粒子X的電荷數(shù)為0，質(zhì)量數(shù)為3，可知放出的粒子為301故ABD錯誤，C正確。故選：C。6．（2018秋?醴陵市校級月考）目前，科學(xué)家正在研究太空電站，即地球同步軌道上的太陽能電站，其示意圖如圖所示。下列說法中錯誤的是（）A．太陽能來自太陽內(nèi)部的核聚變 B．太陽能收集板將太陽能轉(zhuǎn)化為電能 C．利用微波傳輸，實(shí)現(xiàn)了“無纜輸電” D．以地面接收站為參照物，太陽能電站是運(yùn)動的【分析】太陽能來自太陽內(nèi)部的核聚變反應(yīng)；太陽能收集板把太陽能轉(zhuǎn)化為電能；太陽能收集板利用微波把電能傳遞到地面，實(shí)現(xiàn)了無纜輸電；太陽能電站位于地球同步軌道，相對于地面靜止?！窘獯稹拷猓篈、太陽能來自太陽內(nèi)部的核聚變反應(yīng)，故A正確；B、太陽能收集板把太陽能轉(zhuǎn)化為電能，故B正確；C、太陽能收集板利用微波把電能傳遞到地面，實(shí)現(xiàn)了無纜輸電，故C正確；D、太陽能電站位于地球同步軌道，相對于地面靜止，故D錯誤；本題選錯誤的，故選：D。7．（2018秋?河?xùn)|區(qū)校級期中）貝可勒爾在120年前首先發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象，如今原子核的放射性在眾多領(lǐng)域中有著廣泛應(yīng)用。下列屬于核聚變的是（）A．12H+13H→24B．24He+1327Al→1530C．614C→714N+D．92235U+01n→53131I【分析】聚變是輕核聚變?yōu)橘|(zhì)量大的核，裂變?yōu)橹睾朔至褳橹械荣|(zhì)量的核?！窘獯稹拷猓阂蛩膫€核反應(yīng)方程中，A為核聚變，B為人工核反應(yīng)方程，C為β衰變方程，D為核裂變，則A正確，BCD錯誤故選：A。8．（2018春?湖北期末）通過核反應(yīng)可以釋放核能。關(guān)于核反應(yīng)12A．此核反應(yīng)過程為ɑ衰變 B．此核反應(yīng)生成物中x為電子 C．此核反應(yīng)中釋放的能量為24HeD．此核反應(yīng)在超高溫和高壓下才易實(shí)現(xiàn)【分析】聚變是質(zhì)量輕的核結(jié)合成質(zhì)量大的核，釋放大量的能量，相比核聚變而言放出的更多的能量，并且生成物不具有放射性，污染較小，但是反應(yīng)不易發(fā)生，反應(yīng)條件要求較為苛刻，需要高溫高壓狀態(tài)下才能進(jìn)行?！窘獯稹拷猓篈、該核反應(yīng)為輕核聚變反應(yīng)，故A錯誤；B、根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知x為中子01C、設(shè)氘核、氚核、氦核、中子的質(zhì)量分別為m1、m2、m3、m4，真空中的光速為c，根據(jù)質(zhì)能方程可知此核反應(yīng)中釋放的能量△E＝（m1+m2﹣m3﹣m4）c2，而24He的結(jié)合能E等于把24He核拆開成單獨(dú)核子所需要的最小能量，故此核反應(yīng)中釋放的能量不是D、輕核聚變能放出巨大的能量，但反應(yīng)條件要求較為苛刻，需要高溫高壓狀態(tài)下才能發(fā)生，故D正確。故選：D。9．（2016春?張家口校級月考）關(guān)于輕核聚變釋放核能，下列說法正確的是（）A．一次聚變反應(yīng)一定比一次裂變反應(yīng)釋放的能量多 B．聚變反應(yīng)比裂變反應(yīng)每個核子釋放的平均能量一定大 C．聚變反應(yīng)中粒子的結(jié)合能變大 D．聚變反應(yīng)中由于形成質(zhì)量較大的核，故反應(yīng)后質(zhì)量增加【分析】核聚變都是氘核和氚核進(jìn)行的核聚變反應(yīng)，所有的核聚變都可以根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程求釋放的能量【解答】解：AB、在一次聚變反應(yīng)中釋放的能量不一定比裂變反應(yīng)多，但平均每個核子釋放的能量一定大，故A錯誤，B正確；CD、由于聚變反應(yīng)中釋放出巨大能量，則比結(jié)合能一定增加，質(zhì)量發(fā)生虧損，并非結(jié)合能增加，故CD錯誤。故選：B。10．（2011?重慶模擬）質(zhì)子一質(zhì)子循環(huán)發(fā)生的核反應(yīng)被認(rèn)為是恒星能量的一種可能來源，具體的一個循環(huán)過程是這樣的：兩個質(zhì)子（11H）發(fā)生聚變，生成一個氘核（12H），生成的氘核（12H）再與一個質(zhì)子（11H）聚變生成一個氦核（23He），接下來兩個氦核（23He）發(fā)生聚變，生成氦的同位素（24A．兩個質(zhì)子（11H）發(fā)生聚變，可表示為：11H+11H→1B．兩個質(zhì)子（11H）發(fā)生聚變：可表示為：11H+11C．一個完整的質(zhì)子﹣質(zhì)子循環(huán)核反應(yīng)可表示為：311H→23He+D．一個完整的質(zhì)子﹣質(zhì)子循環(huán)核反應(yīng)可表示為：611H→24He+2【分析】解答本題的關(guān)鍵是理解書寫核反應(yīng)方程的原則：質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒。【解答】解：由題意可知兩個質(zhì)子（11H）發(fā)生聚變反應(yīng)的產(chǎn)物之一為12H，故根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知該反應(yīng)為：11H+11將題中敘述的幾個反應(yīng)結(jié)合可得：411H→24He+2故選：A。二．多選題（共3小題）11．（2019春?橋東區(qū)校級月考）能源是社會發(fā)展的基礎(chǔ)，發(fā)展核能是解決能源問題的途徑之一。下列釋放核能的反應(yīng)方程中，表述正確的是（）A．24He+1327Al→1530B．13H+11H→24C．919F+11H→816O+D．92235U+01n→3890Sr【分析】核裂變是一個原子核分裂成幾個原子核的變化，只有一些質(zhì)量非常大的原子核才能發(fā)生核裂變；核聚變的過程與核裂變相反，是幾個原子核聚合成一個原子核的過程，只有較輕的原子核才能發(fā)生核聚變；不穩(wěn)定核自發(fā)地放出射線而轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N原子核的現(xiàn)象，稱為衰變。【解答】解：A，方程式為人工核轉(zhuǎn)變的方程，在轉(zhuǎn)化過程中有中子釋放，故A正確；B，反應(yīng)方程屬于氫核的聚變，不是人工核轉(zhuǎn)變，故B錯誤；C，質(zhì)量較小的核聚集成質(zhì)量較大的核是聚變反應(yīng)，不是α衰變，故C錯誤；D，核裂變是一個原子核分裂成幾個原子核的變化，質(zhì)量非常大的原子核才能發(fā)生核裂變，故D正確；故選：AD。12．（2019?杭州一模）如圖是涉及不同物理知識的四幅圖，下列說法正確的是（）A．圖甲中，低頻扼流圈的作用是“通高頻阻低頻 B．圖乙中，康普頓效應(yīng)說明了光子具有波動性 C．圖丙中，發(fā)生β衰變時粒子在原子核中產(chǎn)生的方程為01n→11H+D．圖丁中，軸塊的大小是圖中鏈?zhǔn)椒磻?yīng)能否進(jìn)行的重要因素【分析】低頻扼流圈的作用是“通高頻阻低頻“；康普頓效應(yīng)說明了光子具有粒子性；發(fā)生β衰變時中子變成質(zhì)子，粒子在原子核中產(chǎn)生的方程為01n→11H軸塊達(dá)到一定體積才可發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)?！窘獯稹拷猓篈、低頻扼流圈的作用是“通高頻阻低頻“則A正確B、康普頓效應(yīng)說明了光子具有粒子性，則B錯誤C、發(fā)生β衰變時中子變成質(zhì)子，粒子在原子核中產(chǎn)生的方程為01n→11HD、軸塊達(dá)到一定體積才可發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，則D正確故選：ACD。13．（2017春?汕頭期末）太陽內(nèi)部持續(xù)不斷地發(fā)生著4個質(zhì)子聚變?yōu)?個氦核的熱核反應(yīng)，這個核反應(yīng)釋放出的大量能量就是太陽的能源（）A．核反應(yīng)方程式為411H→24He+21B．由方程式可知，這個反應(yīng)屬于衰變反應(yīng) C．由方程式可知，這個反應(yīng)屬于裂變反應(yīng) D．由此可知，太陽的質(zhì)量在不斷減小【分析】根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒得出X的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)，從而確定X為何種粒子．根據(jù)質(zhì)量虧損，通過愛因斯坦質(zhì)能方程求出釋放的核能．【解答】解：A、根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒得，4個質(zhì)子聚變?yōu)?個氦核的核反應(yīng)方程式為411H→24He+2B、C、該反應(yīng)的過程中是質(zhì)量數(shù)比較小的質(zhì)子生成質(zhì)量數(shù)比較大的氦核的過程，屬于輕核的聚變。故B錯誤，C錯誤；D、由于該反應(yīng)的過程中釋放大量的能量，這一部分分能量是由虧損的質(zhì)量轉(zhuǎn)化而來，所以可知太陽的質(zhì)量在不斷減小，故D正確。故選：AD。三．解答題（共2小題）14．（2015春?楊浦區(qū)校級期中）如圖是發(fā)現(xiàn)某種粒子的實(shí)驗(yàn)，這種新粒子的原子核符號是01n，它是由盧瑟福預(yù)言了它的存在，并由查德威克通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的。【分析】根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒寫出核反應(yīng)方程式，從而判斷粒子種類。盧瑟福預(yù)言了中子的存在?！窘獯稹拷猓?919年盧瑟福首先做了用α粒子轟擊氮核的實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，并預(yù)言了中子的存在；1930年查德威克發(fā)現(xiàn)中子，核反應(yīng)方程應(yīng)該遵循質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，核反應(yīng)方程為：49Be+24He→6其中產(chǎn)生的不可見粒子為中子，符號為：01至此，人們確認(rèn)了原子核是由質(zhì)子和中子組成的，并將這兩種粒子統(tǒng)稱為核子；故答案為：0115．一個氘核和一個氚核發(fā)生聚變，放出一個中子和17.6MeV的能量．計算2克氘和3克氚聚變放出的能量，并寫出核反應(yīng)方程．【分析】①根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒寫出核反應(yīng)方程，并確定新核的種類．②先求解出質(zhì)量虧損，再根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程求解出方程的核能．【解答】解：根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒，新核的質(zhì)量數(shù)：m＝2+3﹣1＝4根據(jù)電荷數(shù)守恒，新核的電荷數(shù)：z＝1+1﹣0＝2所以新核是氦核，核反應(yīng)方程式為：12H2克氘的物質(zhì)的量是1mol，3克氚的物質(zhì)的量也是1mol，所以它們一起產(chǎn)生1mol的氦核，放出的熱量是：△E=E0答：2克氘和3克氚聚變放出的能量是1.06×1025MeV，該核反應(yīng)方程是：12H人工核反一、人工核反1．核反應(yīng)⑴原子核在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生新原子核的過程，稱為核反應(yīng)。⑵重要的人工核反應(yīng)第一次實(shí)現(xiàn)原子核的人工轉(zhuǎn)變：（發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)）第一次人工制造放射性同位素：發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)：2．核裂變與核聚變⑴重核的裂變①重核分裂成質(zhì)量較小的核，釋放出核能的反應(yīng)，稱為裂變。②鈾核的裂變：（是氪）③在一定條件下，由重核裂變產(chǎn)生的中子，再引起新的裂變，就能使核裂變反應(yīng)不斷地進(jìn)行下去。這種由重核裂變產(chǎn)生的中子使核裂變一代接一代繼續(xù)下去的過程，叫做核裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。裂變物質(zhì)的體積是鏈?zhǔn)椒磻?yīng)能否進(jìn)行的重要因素。只有當(dāng)體積足夠大時，裂變產(chǎn)生的中子才有足夠的概率打中新原子核，使鏈?zhǔn)椒磻?yīng)進(jìn)行下去。通常把裂變物質(zhì)能夠發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的最小體積叫做它的臨界體積，相應(yīng)的質(zhì)量叫做臨界質(zhì)量。⑵核聚變①兩個輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，這樣的核反應(yīng)叫做核聚變。②典型的聚變反應(yīng)：③要使輕核發(fā)生聚變，必須使它們的距離達(dá)到以內(nèi)，核力才能起作用。由于原子核都帶正電，要使它們接近這種程度，必須克服巨大的庫侖斥力。有一種辦法是把它們加熱到很高的溫度。當(dāng)物質(zhì)的溫度達(dá)到幾百萬開爾文時，劇烈的熱運(yùn)動使得一部分原子核具有足夠的動能，可以克服庫侖斥力，碰撞時十分接近，發(fā)生聚變。因此，聚變又叫熱核反應(yīng)。④聚變與裂變相比有很多優(yōu)點(diǎn)。第一，輕核聚變產(chǎn)能效率高；第二，地球上聚變?nèi)剂系膬α控S富；第三，輕核聚變更為安全清潔。典例精講【例2.1】（2019春?平頂山期末）我國核聚變反應(yīng)研究的科學(xué)裝置“人造太陽”2018年獲得重大突破，等離子體中心電子溫度首次達(dá)到1億度，為人類開發(fā)利用核聚變能源奠定了重要的技術(shù)基礎(chǔ)。下列關(guān)于聚變的說法正確的是（）A．核裂變比核聚變更為安全、清潔 B．任何兩個原子核都可以發(fā)生聚變 C．兩個輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，總質(zhì)量較聚變前增加 D．兩個輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，核子的比結(jié)合能增加【分析】輕核聚變輻射極少，更為安全、清潔，原子核在聚變時釋放出巨大的能量，出現(xiàn)質(zhì)量虧損，比結(jié)合能增加?！窘獯稹拷猓篈、與裂變相比輕核聚變輻射極少，廢物容易處理，更為安全、清潔，故A錯誤B、自然界中最容易實(shí)現(xiàn)的聚變反應(yīng)是氫的同位素﹣﹣氘與氚的聚變，不是任意的原子核就能發(fā)生核聚變，故B錯誤；C、兩個輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，平均質(zhì)量減小，則總質(zhì)量較聚變前減小，出現(xiàn)質(zhì)量虧損，結(jié)合時放出能量，故C錯誤；D、兩個輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，放出能量，總的結(jié)合增加，則核子的比結(jié)合能增加，故D正確。故選：D?！纠?.2】（2019?凱里市校級模擬）關(guān)于核反應(yīng)，下列選項(xiàng)正確的是（）A．1124Na→1224Mg+B．12H+13H→C．92235U+01n→54140Xe+D．92235U+01n→3692Kr【分析】根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒與電荷數(shù)守恒判斷核反應(yīng)的產(chǎn)物；依據(jù)β衰變的本質(zhì)；根據(jù)輕核聚變和重核裂變概念，即可求解。【解答】解：A、核反應(yīng)是β衰變，故A錯誤；B、根據(jù)輕核聚變可知B選項(xiàng)中X是中子，故B錯誤；C、核反應(yīng)方程是重核裂變，故C正確；D、根據(jù)核反應(yīng)方程遵循核電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可知D選項(xiàng)中x＝3，故D錯誤。故選：C。【例2.3】（2019?朝陽區(qū)一模）一個鈾核（92235U）發(fā)生裂變，核反應(yīng)方程是92235U+01n→A．X是電子，裂變過程放出能量 B．X是中子，裂變過程放出能量 C．X是電子，裂變過程吸收能量 D．X是中子，裂變過程吸收能量【分析】根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒與電荷數(shù)守恒即可判斷出X中的質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)；根據(jù)質(zhì)量虧損，結(jié)合愛因斯坦質(zhì)能方程求出釋放的能量。鈾核裂變放出的能量很高，反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)守恒，有質(zhì)量虧損?！窘獯稹拷猓焊鶕?jù)質(zhì)量數(shù)守恒，則X的質(zhì)量數(shù)：3m＝235+0﹣89﹣144＝3；根據(jù)核電荷數(shù)守恒，得：z＝92+1﹣36﹣56＝0；可知X是中子；在核反應(yīng)的過程中，質(zhì)量數(shù)是守恒的，但質(zhì)量出現(xiàn)虧損，那么裂變過程放出能量，故ACD錯誤，B正確；故選：B?！纠?.4】（2019春?虹口區(qū)校級期中）關(guān)于我國已建成的秦山和大亞灣核電站，下面說法正確的是（）A．它們都是利用核裂變釋放的核能 B．它們都是利用核聚變釋放的核能 C．一座利用核裂變釋放的核能，一座利用核聚變釋放的核能 D．以上說法都不對【分析】我國已建成的秦山和大亞灣核電站都是利用核裂變釋放的核能?！窘獯稹拷猓何覈呀ǔ傻那厣胶痛髞啚澈穗娬径际抢煤肆炎冡尫诺暮四?。故BCD錯誤，A正確。故選：A?！纠?.5】（2019春?金華期末）“核反應(yīng)堆”是通過可控的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)實(shí)現(xiàn)核能的釋放。如圖所示核燃料是鈾，在鈾棒周圍要放“慢化劑”，快中子和慢化劑中的碳原子核磁撞后，中子能量減少變?yōu)槁凶?。碳核的質(zhì)量是中子的12倍，假設(shè)中子與碳核是彈性正碰，且認(rèn)為磁撞前碳核都是靜止的，則（）A．鈾核裂變的核反應(yīng)是92238U→5692Ba+3692B．鎘棒的作用是與鈾棒發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，消耗多余的鈾原子核，從而達(dá)到控制核反應(yīng)速度的目的 C．由于中子相對碳核質(zhì)量很小，經(jīng)過一次碰撞，中子將失去絕大部分動能 D．鈾（92238U）經(jīng)過多次α、β衰變形成穩(wěn)定的鉛（82【分析】鎘棒的作用是吸收中子。中子與碳核是彈性正碰，由動量守恒定律和動能守恒求碰后中子的速度，從而求得中子失去的動能。根據(jù)兩種衰變的特點(diǎn)以及質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒判斷?！窘獯稹拷猓篈、鈾核吸收一個慢中子后才能發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，該核反應(yīng)方程中，等號兩側(cè)的中子不能約掉。故A錯誤；B、核反應(yīng)堆中，鎘棒的作用是吸收中子，以控制反應(yīng)速度，故B錯誤；C、取碰撞前中子的速度方向?yàn)檎较?，根?jù)動量守恒有：mv0＝mv1+12mv2依據(jù)能量守恒有：1聯(lián)立可得：v所以中子損失的動能為：△Ek=1D、鈾（92235U）經(jīng)過衰變形成穩(wěn)定的鉛（82206Pb）的過程中，需經(jīng)過238?2064=8次α衰變和6次故選：CD。隨堂練習(xí)一．選擇題（共6小題）1．（2019?安陽二模）下列說法正確的是（）A．92238U→90234B．12H+13H→C．92235U+01n→54136D．714N+242．（2019?海淀區(qū)模擬）托卡馬克（Tokamak）是一種復(fù)雜的環(huán)形裝置，結(jié)構(gòu)如圖所示。環(huán)心處有一歐姆線圈，四周是一個環(huán)形真空室，真空室外部排列著環(huán)向場線圈和極向場線圈。當(dāng)歐姆線圈中通以變化的電流時，在托卡馬克的內(nèi)部會產(chǎn)生巨大的渦旋電場，將真空室中的等離子體加速，從而達(dá)到較高的溫度。再通過其他方式的進(jìn)一步加熱，就可以達(dá)到核聚變的臨界溫度。同時，環(huán)形真空室中的高溫等離子體形成等離子電流，與極向場線圈、環(huán)向場線圈共同產(chǎn)生磁場，在真空室區(qū)域形成閉合磁籠，將高溫等離子體約束在真空室中，有利于核聚變的進(jìn)行。已知真空室內(nèi)等離子體中帶電粒子的平均動能與等離子體的溫度T成正比，下列說法正確的是（）A．托卡馬克裝置中核聚變的原理和目前核電站中核反應(yīng)的原理是相同的 B．極向場線圈和環(huán)向場線圈的主要作用是加熱等離子體 C．歐姆線圈中通以恒定電流時，托卡馬克裝置中的等離子體將不能發(fā)生核聚變 D．為了約束溫度為T的等離子體，所需要的磁感應(yīng)強(qiáng)度B必須正比于溫度T3．（2019春?杜集區(qū)校級月考）目前核電站所用核燃燒主要是濃縮鈾92235U發(fā)生裂變反應(yīng)，一種可能的裂變方程為92235U+01n→XA．X原子核中含有86個中子 B．因?yàn)榱炎冡尫拍芰?，出現(xiàn)質(zhì)量虧損，所以裂變后總質(zhì)量數(shù)減少 C．92235U是天然放射性元素，半衰期約為7億年，隨著地球環(huán)境的不斷變化，半衰期可能變短D．現(xiàn)已建成的核電站的能量也有利用熱核聚變4．（2017?湘潭模擬）下列說法中正確的是（）A．利用α射線可發(fā)現(xiàn)金屬制品中的裂紋 B．92235UC．在溫度達(dá)到107K時，12H能與1D．一束C60分子通過雙縫裝置后會出現(xiàn)干涉圖樣，證明分子也會象光波一樣表現(xiàn)出波動性5．（2014?福清市校級模擬）秦山核電站是我國自行設(shè)計建造的第一座核電站。該核電站核反應(yīng)堆的工作原理主要是基于（）A．同位素衰變 B．人工核轉(zhuǎn)變 C．輕核聚變 D．重核裂變6．（2012秋?長壽區(qū)校級月考）太陽發(fā)光原理可以簡化為411H→24He+210e，10eA．一對正負(fù)電子湮滅生成一對γ光子，即產(chǎn)生電磁波導(dǎo)致太陽發(fā)光 B．理論上γ光子的頻率為2meC．太陽發(fā)光是聚變反應(yīng)，炙熱的太陽火球是等離子體 D．太陽在它的氫即將耗盡后就由主序星步入紅巨星階段，內(nèi)核仍然繼續(xù)燃燒剩余的氫，氦不參與反應(yīng)二．多選題（共3小題）7．（2019?宿州一模）為了保護(hù)綠水青山，我國大力發(fā)展核能等清潔能源。下列關(guān)于核反應(yīng)說法正確的是（）A．238#/DEL/#92#/DEL/#U→234#/DEL/#B．238#/DEL/#92#/DEL/#U+0#/DEL/#1#/DEL/#n→C．目前核電站都是利用重核裂變產(chǎn)生的核能 D．核電站產(chǎn)生的核廢料都不具有放射性8．（2018春?集寧區(qū)校級期末）以下有關(guān)近代物理內(nèi)容的幾種說法中正確的是（）A．重核的裂變過程質(zhì)量增大，輕核的聚變過程有質(zhì)量虧損 B．太陽輻射的能量主要來自太陽內(nèi)部的熱核反應(yīng) C．若使放射性物質(zhì)的溫度升高，其半衰期可能變小 D．用14eV光子照射位于基態(tài)的氫原子，可使其電離9．（2016春?云南校級期末）下列說法正確的是（）A．92238U→90234Th+B．11H+12H→23C．無論光強(qiáng)多強(qiáng)，只要光的頻率小于極限頻率就不能產(chǎn)生光電效應(yīng) D．無論光的頻率多低，只要光照時間足夠長就能產(chǎn)生光電效應(yīng)三．計算題（共1小題）10．（2017秋?南木林縣校級月考）一靜止的鈾核92232U（原子質(zhì)量為232.0372u）放出一個帶電粒子（原子質(zhì)量為4.0026u）后衰變成釷核90（1）寫出該過程的衰變方程；（2）求該衰變過程中放出的核能（1u相當(dāng)于931MeV，結(jié)果保留2位有效數(shù)字）四．解答題（共2小題）11．（2019春?洮北區(qū)校級期末）一個靜止的鈾核90232U（原子質(zhì)量為232.0372u）放出一個α粒子（原子質(zhì)量為4.0026u）后衰變成釷核90228Th（原子質(zhì)量為228.0287u）。（已知原子質(zhì)量單位1u＝1.67×10①寫出鈾核的衰變反應(yīng)方程；②算出該衰變反應(yīng)中釋放出的核能；③若釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為新核的動能，則α粒子的動能為多少？12．（2013?聊城一模）原子核聚變可望給人類未來提供豐富潔凈的能源．當(dāng)氘等離子體被加熱到適當(dāng)高溫時，氘核參與的幾種聚變反應(yīng)可能發(fā)生，放出能量．這幾種反應(yīng)的總效果可以表示為612H→k24He+d①該反應(yīng)方程中的k＝，d＝；②質(zhì)量虧損為kg．

隨堂練習(xí)參考答案與試題解析一．選擇題（共6小題）1．（2019?安陽二模）下列說法正確的是（）A．92238U→90234B．12H+13H→C．92235U+01n→54136D．714N+24【分析】重核裂變是質(zhì)量數(shù)較大的核裂變?yōu)橘|(zhì)量中等的核，聚變是質(zhì)量數(shù)較小的和轉(zhuǎn)化為質(zhì)量較大的核，在轉(zhuǎn)化過程中質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)都守恒?！窘獯稹拷猓篈、核反應(yīng)方程92238U→90234Th+24He，放出的是B、12H+13C、裂變是重核吸收一個慢中子后分裂成兩個或兩個以上的中等質(zhì)量的原子和的過程，根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒與電荷數(shù)守恒可知，裂變方程中裂變的核反應(yīng)可能為92235U+01n→54D、核反應(yīng)方程：714N+24故選：C。2．（2019?海淀區(qū)模擬）托卡馬克（Tokamak）是一種復(fù)雜的環(huán)形裝置，結(jié)構(gòu)如圖所示。環(huán)心處有一歐姆線圈，四周是一個環(huán)形真空室，真空室外部排列著環(huán)向場線圈和極向場線圈。當(dāng)歐姆線圈中通以變化的電流時，在托卡馬克的內(nèi)部會產(chǎn)生巨大的渦旋電場，將真空室中的等離子體加速，從而達(dá)到較高的溫度。再通過其他方式的進(jìn)一步加熱，就可以達(dá)到核聚變的臨界溫度。同時，環(huán)形真空室中的高溫等離子體形成等離子電流，與極向場線圈、環(huán)向場線圈共同產(chǎn)生磁場，在真空室區(qū)域形成閉合磁籠，將高溫等離子體約束在真空室中，有利于核聚變的進(jìn)行。已知真空室內(nèi)等離子體中帶電粒子的平均動能與等離子體的溫度T成正比，下列說法正確的是（）A．托卡馬克裝置中核聚變的原理和目前核電站中核反應(yīng)的原理是相同的 B．極向場線圈和環(huán)向場線圈的主要作用是加熱等離子體 C．歐姆線圈中通以恒定電流時，托卡馬克裝置中的等離子體將不能發(fā)生核聚變 D．為了約束溫度為T的等離子體，所需要的磁感應(yīng)強(qiáng)度B必須正比于溫度T【分析】托卡馬克裝置中核反應(yīng)原理是核聚變，歐姆線圈中的變化的電流會在托卡馬克內(nèi)部產(chǎn)生渦旋電場，使等離子體加速，使得平均動能增大，溫度升高。而極向場線圈產(chǎn)生的極向磁場控制等離子體截面形狀和位置平衡，環(huán)向場線圈產(chǎn)生的環(huán)向磁場保證等離子體的宏觀整體穩(wěn)定性，極向磁場和環(huán)向磁場共同約束等離子體?！窘獯稹拷猓篈、目前核電站中核反應(yīng)的原理是核裂變，與托卡馬克裝置中核聚變的原理不同，故A錯誤。B、歐姆線圈中的變化的電流會在托卡馬克內(nèi)部產(chǎn)生渦旋電場，使等離子體加速，平均動能增大，溫度升高。而極向場線圈產(chǎn)生的極向磁場控制等離子體截面形狀和位置平衡，環(huán)向場線圈產(chǎn)生的環(huán)向磁場保證等離子體的宏觀整體穩(wěn)定性，極向磁場和環(huán)向磁場共同約束等離子體。故B錯誤。C、當(dāng)歐姆線圈中通以恒定電流時，周圍產(chǎn)生的磁場是恒定的，不能產(chǎn)生渦旋電場，對等離子體加熱，不能達(dá)到較高溫度，使核聚變發(fā)生。故C正確。D、材料中沒有提到磁感應(yīng)強(qiáng)度B與溫度的關(guān)系，不能確定，故D錯誤。故選：C。3．（2019春?杜集區(qū)校級月考）目前核電站所用核燃燒主要是濃縮鈾92235U發(fā)生裂變反應(yīng)，一種可能的裂變方程為92235U+01n→XA．X原子核中含有86個中子 B．因?yàn)榱炎冡尫拍芰浚霈F(xiàn)質(zhì)量虧損，所以裂變后總質(zhì)量數(shù)減少 C．92235U是天然放射性元素，半衰期約為7億年，隨著地球環(huán)境的不斷變化，半衰期可能變短D．現(xiàn)已建成的核電站的能量也有利用熱核聚變【分析】在核反應(yīng)過程中，質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，據(jù)此求出X的核電荷數(shù)與質(zhì)量數(shù)；在裂變過程中，質(zhì)量數(shù)守恒，由于存在質(zhì)量虧損，質(zhì)量并不守恒?！窘獯稹拷猓篈、設(shè)X的原子核中含有x個質(zhì)子，質(zhì)量數(shù)為y，根據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒有：92＝x+38，235+1＝y(tǒng)+94+2，解得x＝54，y＝140，所以X的中子數(shù)為：y﹣x＝86，故A正確；B、裂變反應(yīng)過程中質(zhì)量數(shù)守恒，質(zhì)量數(shù)不會減小，裂變過程存在質(zhì)量有虧損，釋放能量，質(zhì)量減小，故B錯誤；C、半衰期由原子核本身較多，與外界因素?zé)o關(guān)，故C錯誤；D、現(xiàn)已建成的核電站的能量，是利用重核的裂變反應(yīng)，不是熱核聚變反應(yīng)，故D錯誤。故選：A。4．（2017?湘潭模擬）下列說法中正確的是（）A．利用α射線可發(fā)現(xiàn)金屬制品中的裂紋 B．92235UC．在溫度達(dá)到107K時，12H能與1D．一束C60分子通過雙縫裝置后會出現(xiàn)干涉圖樣，證明分子也會象光波一樣表現(xiàn)出波動性【分析】α射線的穿透能力最弱，不能用α射線檢查金屬制品的裂紋；重核裂變不能自發(fā)進(jìn)行；輕核聚變釋放能量；實(shí)物粒子的干涉圖樣，說明實(shí)物粒子具有波動性．【解答】解：A、α射線的穿透能力最弱，不能用α射線檢查金屬制品的裂紋。故A錯誤。B、鈾核裂變屬于重核裂變，不能自發(fā)進(jìn)行。故B錯誤。C、在溫度達(dá)到107K時，12H能與D、一束C60分子通過雙縫裝置后會出現(xiàn)干涉圖樣，證明分子也會象光波一樣表現(xiàn)出波動性。故D正確。故選：D。5．（2014?福清市校級模擬）秦山核電站是我國自行設(shè)計建造的第一座核電站。該核電站核反應(yīng)堆的工作原理主要是基于（）A．同位素衰變 B．人工核轉(zhuǎn)變 C．輕核聚變 D．重核裂變【分析】核電站是利用核能發(fā)電，利用了核裂變原理?！窘獯稹拷猓汉穗娬景l(fā)電是利用重核裂變原理，故D正確。故選：D。6．（2012秋?長壽區(qū)校級月考）太陽發(fā)光原理可以簡化為411H→24He+210e，10eA．一對正負(fù)電子湮滅生成一對γ光子，即產(chǎn)生電磁波導(dǎo)致太陽發(fā)光 B．理論上γ光子的頻率為2meC．太陽發(fā)光是聚變反應(yīng)，炙熱的太陽火球是等離子體 D．太陽在它的氫即將耗盡后就由主序星步入紅巨星階段，內(nèi)核仍然繼續(xù)燃燒剩余的氫，氦不參與反應(yīng)【分析】太陽的能量來自于內(nèi)部的核聚變；太陽內(nèi)部進(jìn)行的核反應(yīng)是氫原子核聚變成氦原子核；【解答】解：A、一對正負(fù)電子湮滅生成一對γ光子，即產(chǎn)生電磁波導(dǎo)致太陽發(fā)光，故A正確；B、γ光子的質(zhì)量為零，兩個電子湮滅，則釋放能量為E＝2mec2，放出兩個光子，每個光子的能量E＝mec2，且E＝hγ，則：γ光子的頻率為γ=mC、太陽發(fā)光是聚變反應(yīng)，炙熱的太陽火球是等離子體，故C正確；D、太陽在它的氫即將耗盡后就由主序星步入紅巨星階段，內(nèi)核仍然繼續(xù)燃燒剩余的氫，將由氦和其它較重元素的核反應(yīng)維持其能源，D正確；本題選錯誤的，故選：B二．多選題（共3小題）7．（2019?宿州一模）為了保護(hù)綠水青山，我國大力發(fā)展核能等清潔能源。下列關(guān)于核反應(yīng)說法正確的是（）A．238#/DEL/#92#/DEL/#U→234#/DEL/#B．238#/DEL/#92#/DEL/#U+0#/DEL/#1#/DEL/#n→C．目前核電站都是利用重核裂變產(chǎn)生的核能 D．核電站產(chǎn)生的核廢料都不具有放射性【分析】聚變是質(zhì)量輕的核結(jié)合成質(zhì)量大的核；裂變反應(yīng)是質(zhì)量大的核分裂成質(zhì)量小的核；重核裂變和輕核聚變，都釋放能量，而裂變產(chǎn)生核廢料都具有放射性。【解答】解：A、238#/DEL/#92#/DEL/#U→234B、裂變反應(yīng)是質(zhì)量大的核分裂成質(zhì)量小的核，那么238#/DEL/#92#/DEL/#U+0#/DEL/#1#/DEL/#C、目前核電站利用的是重核裂變釋放的核能，故C正確；D、核電站產(chǎn)生的核廢料都具有放射性，故D錯誤。故選：BC。8．（2018春?集寧區(qū)校級期末）以下有關(guān)近代物理內(nèi)容的幾種說法中正確的是（