专题19-6 核裂变-2017年高中物理全国名卷试题分章节汇

一、单选题1．一个氘核和一个氚核聚合成一个氦核的反应方程是H ＋H →He ＋n ，此反应过程产生的质量亏损为Δm .已知阿伏伽德罗常数为N A ，真空中的光速为c .若1 mol 氘和1 mol 氚完全发生核反应生成氦，则在这个核反应中释放的能量为( ) A.12N A Δmc 2 B. N A Δmc 2 C. 2N A Δmc 2 D. 5N A Δmc 2 【答案】 B【解析】由爱因斯坦质能方程求出一个氘和一个氚完全发生核反应生成氦释放的能量2E mc ∆=∆，1mol 氘和1mol 氚含有阿伏伽德罗常数个氘和氚，所以1mol 氘和1mol 氚完全发生核反应生成氦，在这个核反应中释放的能量为2A A N E N mc ∆=∆，B 正确．2．典型的铀核裂变是生成钡和氪，同时放出x 个中子： U ＋n →Ba ＋Kr ＋x n ，铀235质量为m 1，中子质量为m 2，钡144质量为m 3，氪89的质量为m 4，下列说法正确( ) A. 该核反应类型属于人工转变B. 该反应放出能量(m 1－2m 2－m 3－m 4)c 2C. x 的值是2D. 该核反应比聚变反应对环境的污染少 【答案】 B3．下列说法正确的是__________。

A.汤姆生发现了电子，并提出了原子的枣糕模型B.太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应C.一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的强度小D.将放射性元素掺杂到其它稳定元素中，并降低其温度，该元索的半衰期将增大 【答案】 AB【解析】电子是汤姆生发现的，并提出原子的栆糕模型；太阳辐射的能量是来自于轻核聚变释放的；当光的入射频率大于极限频率时，才能发生光电效应，与光的强度无关；半衰期与环境、及化合状或单质无关． 解：A 、汤姆生发现了电子，并提出了原子的栆糕模型，故A 正确；B 、太阳辐射的能量主要来自太阳内部的聚变反应，也是热核反应，故B 正确；C 、光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的频率小于极限频率，故C 错误；D 、放射性元素掺杂到其它稳定元素中，并降低其温度，但该元素的半衰期仍将不变，故D 错误； 故答案为：AB ．点评：考查原子的结构模型，掌握聚变与裂变的区别，理解光电效应的条件，注意半衰期不受环境因素影响．4．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2351192002U n a b n +→++,则a+b 可能是( ) A.140945438Xe Sr + B.141925636Ba Kr + C.141935638Ba Sr + D.140935436Xe Kr +【答案】 A【解析】核反应前后质量数和电荷数都守恒，A 都守恒，B 质量数不守恒，C 电荷数不守恒，D 都不守恒，则A 正确．故选A.5．下列关于放射性元素的半衰期的说法正确的是 ( ) A. 同种放射性元素，在化合物中的半衰期比在单质中长B. 放射性元素的半衰期与元素所处的物理和化学状态无关，它是一个统计规律，只对大量的原子核才适用C. 氡的半衰期是3.8天，若有4 g 氡原子核，则经过7.6天就只剩下1 gD. 氡的半衰期是3.8天，若有4个氡原子核，则经过7.6天就只剩下一个 【答案】 BC 【解析】6．一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同时辐射一个γ光子。

已知质子、中子、氘核的质量分别为m 1、m 2、m 3，普朗克常量为h ，真空中的光速为c 。

下列说法正确的是A. 核反应方程是11H ＋10n ―→31H ＋γ B. 聚变反应中的质量亏损Δm ＝m 1＋m 2－m 3 C. 辐射出的γ光子的能量E ＝(m 3－m 1－m 2)c 2 D. γ光子的波长λ＝()2123hm m m c+- 【答案】 B【解析】核反应方程要遵循质量数和电荷数守恒；聚变反应后质量减小，放出能量；正确利用质能方程求释放的能量；掌握光子能量、频率、波长、光速之间关系．该核反应方程质量数不守恒，A 错误；聚变反应中的质量亏损123m m m m ∆=+-（），故B 正确；聚变反应中亏损的质量转化为能量以光子的形式放出，故光子能量为E=（m 1+m 2-m 3）c 2，故C 错误；根据()2123hcE m m m c λ==+-，得光子的波长为： ()123hm m m c λ=+-，故D 错误．视频7．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2351920:U +n →a+b+102n,则a+b 可能是 ( ) A. 14054.Xe 9336+Kr B. 14156.Ba 9236+Kr C. 14156.Ba 9338+Sr D. 14054.Xe 9438+Sr【答案】 D【解析】根据核反应中的质量数守恒可知，a+b 的质量数应为235+1-2=234，质子数应为92，A 项中的质量数为140+93=233；B 项中质量数是141+92=233；C 项中质量数为141+93=234，质子数为 56+38=94；D 项中质量数为140+94=234，质子数为 54+38=92；综上可知，选项D 正确. 8．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: 235119200U n 2n a b +→++,则a +b 可能是( )A. 140935436Xe+KrB. 141925636Ba+KrC. 141935638Ba+SrD.140945438Xe+Sr【答案】 D【解析】根据核反应的特点可知，核反应前后质量数和电荷数都守恒，根据各选项中的数据可知，A 质量数和电荷数都不守恒，B 质量数不守恒，C 电荷数不守恒，只有D 中质量数和电荷数都守恒，故D 正确．故选D 。

点睛：本题考查了重核裂变前后质量数和电荷数都守恒，根据两个守恒仔细计算即可，属于基础题目．视频9．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，方程中Q 1、Q 2表示释放的能量，相关的原子核质量见下表：以下推断正确的是( ) A. X 是，Q 2＞Q 1 B. X 是，Q 2＞Q 1 C. X 是，Q 2＜Q 1 D. X 是，Q 2＜Q 1【答案】 B【点睛】核反应方程的书写和质能方程的应用是原子物理中的重点知识，要加强这方面的练习和应用． 10．下列核反应方程中，属于α衰变的是( )A.B.238234492902U Th+He →C. 23411120H+H He+n →D.234234090911Th Pa+e -→【答案】 B【解析】A 、是人工核反应方程，是发现质子的核反应方程．故A 错误；B 、是U 原子核分裂并只放射出氦原子核的反应过程，属于α衰变．故B 正确；C 、是轻核的聚变反应．故C 错误；D 、释放出一个电子，是β衰变的过程．故D 错误．故选B ．【点睛】该题考查α衰变的本质与常见的核反应方程，比较简单，在平时学习中要掌握衰变，裂变，聚变和几种粒子发现的方程式．11．静止的氡核Rn 放出α粒子后变成钋核Po ，α粒子动能为E α.若衰变放出的能量全部变为反冲核和α粒子的动能，真空中的光速为c ，则该反应中的质量亏损为( )A.B. 0C.D.【答案】 C【解析】设α粒子的质量为m 1，反冲核的质量为m 2，反冲核的速度大小为v ′。

则根据动量守恒定律可得：m 1v =m 2v ′得：α粒子动能为：反冲核的动能为：则释放的总动能为：根据能量守恒,则释放的核能为：E=根据爱因斯坦质能方程：=△mc 2得：△m =，C 正确、ABD 错误；故选：C 。

12．典型的铀核裂变是生成钡和氪，同时放出x 个中子，即，铀235的质量为m 1，中子的质量为m 2，钡144的质量为m 3，氪89的质量为m 4，真空中的光速度为c .下列说法正确的是( ) A. 该核反应类型属于人工转变B. 该反应放出能量为(m 1－xm 2－m 3－m 4)c 2C. x 的值是3D. 该核反应比聚变反应对环境的污染小 【答案】 C13．在核反应方程式U ＋n →Sr ＋Xe ＋kX 中( ) A. X 是质子，k ＝9 B. X 是质子，k ＝10 C. X 是中子，k ＝9 D. X 是中子，k ＝10 【答案】 D【解析】根据核反应过程前后，质量数守恒，电荷数守恒可知，k 个X 的为零，质量数为10，所以X 是中子，k ＝10，D 正确、ABC 错误。

故选：D 。

14．下列说法错误的是A. 铯137进行β衰变时，往往同时释放出γ射线， γ射线具有很强的穿透能力，甚至能穿透几厘米厚的铅板B. 光是电磁波的一种，它和γ射线本质相同C. 中子被23592U 吸收，23592U 会裂变，发生链式反应，产生核能D. 氢原子会辐射光子，形成氢光谱，它只包含有可见光、X 紫外线， 【答案】 D【解析】A 、铯137进行β衰变时释放出γ射线，γ射线具有很强的穿透能力，甚至能穿透几厘米厚的铅板，故A 正确；B 、光和γ射线本质相同，都是电磁波的一种，故B 正确；C 、23592U 吸收中子后会裂变，发生链式反应，释放核能，故C 正确；D. 氢原子光谱为不连续的明线光谱，自无线电波、微波、红外光、可见光、到紫外光区段都有可能有其谱线，故D 错误。

本题选择错误答案，故选：D 。

15．下列四幅图的有关说法中，正确的是( )A. 若两球质量相等，碰后m2的速度一定为vB. 射线甲是α粒子流，具有很强的穿透能力C. 在光颜色保持不变的情况下，入射光越强，饱和光电流越大D. 链式反应属于重核的裂变 【答案】 CD【解析】两球若发生弹性碰撞，质量相等将交换速度；α粒子是氦原子核，带正电，穿透能力较弱．根据左手定则判断射线甲的电性；根据光电效应规律分析饱和光电流与入射光强度的关系；链式反应属于重核的裂变． 解：A 、若两球质量相等，只有当两球发生弹性碰撞时，才交换速度，碰后m 2的速度为v ，若是非弹性碰撞，碰后m 2的速度小于v ．故A 错误．B 、由轨迹知，甲粒子所受的洛伦兹力方向向左，根据左手定则判断可知，该射线带负电，是β粒子．对于α粒子是氦原子核，带正电，穿透能力较弱．故B 错误．C 、在光颜色保持不变的情况下，入射光的频率不变，截止电压不变，由图看出，入射光越强，单位时间内发射出的光电子越多，形成的饱和光电流越大．故C 正确．D 、核裂变是指重核发生链式反应由较大的核变成两个较小原子核的现象．故D 正确． 故选CD16．链式反应中，重核在裂变时放出的粒子可引起其他重核的裂变，这种粒子是（ ） A. 电子 B. 中子 C. 质子 D. α粒子 【答案】 B【解析】链式反应中，重核在裂变时放出的中子可引起其他重核的裂变，形成链式反应，故选B. 17．在下列描述的核过程的方程中，属于裂变的是( ) A.14140671C N e -→+B.238234492902U Th He →+C. 32411120H H He n +→+D.235114094192054380U n Xe Sr 2n +→++【答案】 D【解析】裂变是重核在中子的轰击下裂变成轻核，故D 正确． 18．下列说法正确的是A. 光电效应和康普顿效应揭示了光的粒子性，都表明光子既有能量又有动量B. 一定量气体,在压强不变时，分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度降低而减少C. 折断的粉笔不能粘合在一起是因为受分子斥力的作用D. 组成原子核的核子的总质量大于该原子核的质量，这个现象是质量亏损 【答案】 D【解析】光电效应说明光子具有能量，康普顿效应说明光子不仅具有能量还具有动量，A 错误；气体的压强是由大量分子对器壁的碰撞而产生的，它包含两方面的原因：分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数和每一次的平均撞击力．气体的温度降低时，分子的平均动能减小，所以，在压强不变时，分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度降低而增加，B 错误；分子力是短程力，分子之间是存在作用力，但是分子间距离超过分子直径10倍时，分子间作用力几乎不存在了，C 错误；组成原子核的核子的总质量大于该原子核的质量，这个现象是质量亏损，D 正确．19．2011年3月11日，日本东海岸发生9.0级地震，地震引发的海啸摧毁了日本福岛第一核电站的冷却系统，最终导致福岛第一核电站的6座核反应堆不同程度损坏，向空气中泄漏大量碘131、铯137、钡等放射性物质，这些放射性物质随大气环流飘散到许多国家.4月4日，日本开始向太平洋排放大量带有放射性物质的废水，引起周边国家的指责．有效防治核污染，合理、安全利用核能成为当今全世界关注的焦点和热点．下列说法中正确的是( )A. 福岛第一核电站是利用原子核衰变时释放的核能来发电的B. 铯、碘、钡等衰变时释放能量，故会发生质量亏损C. 铯137进行β衰变时，往往同时释放出γ射线，γ射线具有很强的电离能力，能穿透几厘米厚的铅板D. 铯137进入人体后主要损害人的造血系统和神经系统，其半衰期是30.17年，如果将铯137的温度降低到0度以下，可以延缓其衰变速度 【答案】 B【解析】福岛第一核电站是利用重核裂变释放的核能进行发电的，故A 错误；铯、碘、钡等衰变时释放能量，根据质能方程知会发生质量亏损，B 正确；铯137进行β衰变时，往往同时释放出γ射线，γ射线电离能力很弱，但具有很强的穿透能力，甚至能穿透几厘米厚的铅板，C 错误；半衰期只与原子核本身有关，与其它因素无关，D 错误；故选B.20．有关近代物理知识，下列说法错误的是（ ）A. 若镭Ra 的半衰期为t 则经过2t 时间，2 kg 的镭Ra 中有1.5kg 已经发生了衰变B. 铀核（)衰变为铅核（）的过程中，要经过8次衰变和6次衰变C. 用14 eV 的光子照射处于基态的氢原子，可使其电离D. 铀235的裂变方程可能为【答案】 D21．下列说法正确的是( ) A.151N ＋11H ―→126C ＋42He 是α衰变方程B. 11H ＋21H ―→32He ＋γ是核聚变反应方程C. 23892U ―→23490Th ＋42He 是核裂变反应方程D.42He ＋2713Al ―→3015P ＋10n 是原子核的人工转变方程【答案】 BD【解析】α衰变是自发地进行的，不需其他粒子轰击，故A 错；聚变是质量轻的核结合成质量大的核，故B 对；C 是α衰变方程，故C 错；D 是原子核的人工转变方程，D 对。