专题40 结合能、质量亏损、聚变和裂变七年高考2011-2017物理试题分项精析版 含解析 精品
高二物理质量亏损和核能的计算(有答案)
质量亏损和核能的计算专题练习1．质子、中子和氦核的质量分别为m1、m2和m3，真空中的光速为c，当质子和中子结合成氦核时，释放的能量是( )A．(2m1＋2m2)c2B．m3c2C．(m3－2m1－2m2)c2D．(2m1＋2m2－m3)c22．下列说法中，正确的是( )A．爱因斯坦质能方程反映了物体的质量就是能量，它们之间可以相互转化B．由E＝mc2可知，能量与质量之间存在着正比关系C．核反应中发现的“质量亏损”是消失的质量转变成为能量D．因在核反应中能产生能量，有质量的转化，所以系统只有质量数守恒，系统的总能量和总质量并不守恒3．原子质量单位为u,1 u相当于931.5 MeV的能量，真空中光速为c，当质量分别为m1和m2的原子核结合为质量为M的原子核时释放出的能量是( )A．(M－m1－m2)u·c2B．(m1＋m2－M)u×931.5 JC．(m1＋m2－M)c2D．(m1＋m2－M)×931.5 eV4．核子结合成原子核或原子核分解为核子时，都伴随着巨大的能量变化，这是因为( ) A．原子核带正电，电子带负电，电荷间存在很大的库仑力B．核子具有质量且相距很近，存在很大的万有引力C．核子间存在着强大的核力D．核子间存在着复杂的电磁力5．为纪念爱因斯坦对物理学的巨大贡献，联合国将2005年定为“国际物理年”．对于爱因斯坦提出的质能方程E＝mc2，下列说法中不．正确的是( )A．E＝mc2表明物体具有的能量与其质量成正比B．根据ΔE＝Δmc2可以计算核反应中释放的核能C．一个中子和一个质子结合成氘核时，释放出核能表明此过程中出现了质量亏损D．E＝mc2中的E是发生核反应中释放的核能6．太阳因核聚变释放出巨大的能量，同时其质量不断减少．太阳每秒钟辐射出的能量约为4×1026J，根据爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟减少的质量最接近( )A．1036kg B．1018kgC．1013kg D．109kg7．中子n、质子p、氘核D的质量分别为m n、m p、m D.现用光子能量为E的γ射线照射静止氘核使之分解，反应方程为γ＋D―→p＋n.若分解后的中子、质子的动能可视为相等，则中子的动能是( )A.12[(m D－m p－m n)c2－E] B.12[(m p＋m n－m D)c2＋E]C.12[(m D－m p－m n)c2＋E] D.12[(m p＋m n－m D)c2－E]8．用质子轰击锂核(73Li)生成两个α粒子，以此进行有名的验证爱因斯坦质能方程的实验．已知质子的初动能是0.6 MeV，质子、α粒子和锂核的质量分别是1.0073 u、4.0015 u和7.0160 u．已知1 u相当于931.5 MeV，则下列叙述中正确的是( )A．此反应过程质量减少0.0103 uB．生成的两个α粒子的动能之和是18.3 MeV，与实验相符C．核反应中释放的能量是18.9 MeV，与实验相符D．若生成的两个α粒子的动能之和是19.5 MeV，与实验相符9．一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m1、m2、m3，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＋1n→31H＋γB．聚变反应中的质量亏损Δm＝m1＋m2－m3 C．辐射出的γ光子的能量E＝(m3－m1－m2)cD．γ光子的波长λ＝hm1＋m2－m3c210．一个铀235吸收一个中子后发生的反应式是23592U＋1n→13654Xe＋9038Sr＋101n，放出的能量为E，铀235核的质量为M，中子的质量为m，氙136核的质量为m1，锶90核的质量为m2，真空中光速为c，则释放的能量E等于( )A．(M－m1－m2)c2B．(M＋m－m1－m2)c2C．(M－m1－m2－9m)c2D．(m1＋m2＋9m－M)c211．现已建成的核电站发电的能量来自于( )A．天然放射性元素衰变放出的能量B．人工放射性同位素放出的能量C．重核裂变放出的能量D．轻核聚变放出的能量12．2008年10月10日中国国际核聚变能源计划执行中心在北京揭牌，通过有关国家广泛合作，未来30年到50年将可能建成民用电站．下列有关核聚变的说法中不正确的是( )A．核聚变的核反应方程式可以是21H＋31H→42He＋1nB．在消耗相同质量的核燃料时，裂变反应释放的能量比聚变反应大得多C．聚变时所释放的核能大小的计算公式是ΔE＝Δmc2D．聚变反应必须在很高的温度下进行参考答案1.解析：选D.氦核由两个质子和两个中子结合而成，结合时总质量减小，质量亏损Δm＝(2m1＋2m2－m3)．释放的能量为：ΔE＝(2m1＋2m2－m3)c2.2.解析：选B.质能方程反映了物体的能量和质量之间存在正比关系，但它们是不同的物理量，不能相互转化，B正确，A、C错误；核反应中，静止质量和运动质量之和守恒，总能量也守恒，D错误．3.解析：选C.在计算核能时，如果质量的单位是kg，则用ΔE＝Δmc2进行计算．如果质量的单位是u，则利用1 u相当于931.5 MeV的能量，即ΔE＝Δm×931.5 MeV进行计算，故C 正确，A、B、D错误．4.解析：选C.核力是短程力，由于核力很强大，所以将核子拆开需要大量的能量克服核力做功．相反，若核子结合成原子核，则放出大量的能量，所以选项C正确．5.解析：选D.E＝mc2中的E表示物体具有的总能量，m表示物体的质量，故A说法正确；对于ΔE＝Δmc2表示的意义是当物体的能量增加或减小ΔE时，它的质量也会相应地增加或减少Δm，故B说法正确；只有当出现质量亏损时，才能释放核能，故C说法正确；公式E＝mc2中，E为质量为m的物体所对应的能量，而非核反应中释放的能量，D错误，故选D.6.解析：选D.根据爱因斯坦质能方程ΔE＝Δmc2，得Δm＝ΔEc2＝4×10263×1082kg≈109kg.7.解析：选C.核反应因质量亏损释放的的核能ΔE＝(m D－m p－m n)c2，再加上原光子的能量也转化成动能，又两个粒子动能相等，所以有：E k＝ΔE＋E2，选项C正确．8.解析：选CD.此反应的质量亏损Δm＝1.0073 u＋7.0160 u－2×4.0015 u＝0.0203 u，释放的能量ΔE＝Δm×931.5 MeV＝18.9 MeV，故A错，C正确；由能量守恒可知，释放的能量ΔE及反应前质子的动能转化成两个α粒子的总动能，Ek＝18.9 MeV＋0.6 MeV＝19.5 MeV，故B错，D正确．9.解析：选B.此核反应的核反应方程为11H＋1n→21H＋γ，A错；由质能方程，γ光子的能量为E＝(m1＋m2－m3)c2，C错；由E＝hcλ知，波长λ＝hm1＋m2－m3c，D错；故B正确．10.解析：选C.铀235裂变时的质量亏损：Δm＝M＋m－m1－m2－10m＝M－m1－m2－9m，由质能方程可得：E＝Δmc2＝(M－9m－m1－m2)c2.11.解析：选C.现在核电站所用原料主要是铀，利用铀裂变放出的核能发电，故C项正确．12.解析：选B.在消耗相同质量的核燃料时，聚变反应放出的能量远大于裂变放出的能量．。
2017年高考物理试题分项版汇编系列 专题07 功和能(含解析)
专题07功和能一、单选题1．如图所示，将一质量为m 的小球从空中O 点以速度205K E mv =水平抛出，飞行一段时间后，小球经过P 点时动能205K E mv =，不计空气阻力，则小球从O 到P 过程中（）A. 经过的时间为3v gB. 速度增量为03v ，方向斜向下C. 运动方向改变的角度的正切值为13D. 下落的高度为205v g【答案】A2．类比是一种常用的研究方法．对于直线运动，教科书中讲解了由v t -图像求位移，由F x - (力-位移)图像求做功的方法．请你借鉴此方法分析下列说法，其中正确的是（）A. 由F v - (力-速度)图线和横轴围成的面积可求出对应速度变化过程中力做功的功率B. 由F t - (力-时间)图线和横轴围成的面积可求出对应时间内力所做的冲量C. 由U I - (电压-电流)图线和横轴围成的面积可求出对应的电流变化过程中电流的功率D. 由r ω- (角速度-半径)图线和横轴围成的面积可求出对应半径变化范围内做圆周运动物体的线速度【答案】B【解析】F v -图线中任意一点的横坐标与纵坐标的乘积等于Fv ，即瞬时功率，故图象与横轴围成的面积不一定等于Fv ，即不是对应速度变化过程中力做功的功率，A 错误；F t -（力-时间）图线和横轴围成的面积表示冲量， B 正确；由U I -（电压-电流）图线，根据公式P UI =可知，根据U 与I 的坐标值的乘积，求出对应电流做功的功率，C 错误；r ω-图线中任意一点的横坐标与纵坐标的乘积等于r ω，即线速度；故图象与横轴围成的面积不一定等于r ω，即不一定等于线速度，D 错误．选B ．3．一个小球从高处由静止开始落下，从释放小球开始计时，规定竖直向上为正方向，落地点为重力势能零点．小球在接触地面前、后的动能保持不变，且忽略小球与地面发生碰撞的时间以及小球运动过程中受到的空气阻力．图中分别是小球在运动过程中的位移x 、速度v 、动能k E 和重力势能p E 随时间t 变化的图象，其中正确的是（）A. B.C. D.【答案】B【解析】A ．位移212x gt =，所以开始下落过程中位移随时间应该是抛物线，故A 错误； B ．速度v gt =，与地面发生碰撞反弹速度与落地速度大小相等，方向相反，故B 正确；C ．小球自由落下，在与地面发生碰撞的瞬间，反弹速度与落地速度大小相等，若从释放时开始计时，动能222k 11=22E mv mg t =，所以开始下落过程中动能随时间应该是抛物线，故C 错误；D ．重力势力()22p 12E mg H x mgH mg t =-=-，H 小球开始时离地面的高度．故D 错误．故选B 。
2011年高考真题解析物理分项版7动量和能量
word整理版学习参考资料 1.（全国）质量为M，内壁间距为L的箱子静止于光滑的水平面上，箱子中间有一质量为m的小物块，小物块与箱子底板间的动摩擦因数为μ。
初始时小物块停在箱子正中间，如图所示。
现给小物块一水平向右的初速度v，小物块与箱壁碰撞N次后恰又回到箱子正中间，并与箱子保持相对静止。
设碰撞都是弹性的，则整个过程中，系统损失的动能为A．1 2 mv2 B．1 2 mMm + M v2 C．12 NμmgL D．NμmgL【答案】BD【解析】由于水平面光滑，一方面，箱子和物块组成的系统动量守恒，二者经多次碰撞后，保持相对静止，易判断二者具有向右的共同速度'v，根据动量守恒定律有mv=（M+m）'v，系统损失的动能为??2,22121vmMmvE k????知B 正确，另一方面，系统损失的动能可由Q=k E?，且Q=相对smg??，由于小物块从中间向右出发，最终又回到箱子正中间，其间共发生N次碰撞，则相对S=NL,则B选项也正确2．（福建）（20分）如图甲，在x＜0的空间中存在沿y轴负方向的匀强电场和垂直于xoy平面向里的匀强磁场，电场强度大小为E，磁感应强度大小为B.一质量为m、电荷量为q(q＞0)的粒子从坐标原点O处，以初速度v0沿x轴正方向射人，粒子的运动轨迹Lword整理版学习参考资料见图甲，不计粒子的重力。
求该粒子运动到y=h时的速度大小v；现只改变人射粒子初速度的大小，发现初速度大小不同的粒子虽然运动轨迹（y-x曲线）不同，但具有相同的空间周期性，如图乙所示；同时，这些粒子在y轴方向上的运动（y-t关系）是简谐运动，且都有相同的周期T=2mqB 。
Ⅰ.求粒子在一个周期T内，沿x轴方向前进的距离s；Ⅱ.当入射粒子的初速度大小为v0时，其y-t图像如图丙所示，求该粒子在y轴方向上做简谐运动的振幅A,并写出y-t的函数表达式。
解析：此题考查动能定理、洛仑兹力、带电粒子在复合场中的运动等知识点。
七年高考(2011-2017)高考物理试题分项精析 专题42 内能、热力学定律以及能量守恒
专题42 内能、热力学定律以及能量守恒一、单项选择题1．【2011·福建卷】一定量的理想气体在某一过程中，从外界吸收热量，气体对外界做功，则该理想气体的（填选项前的字母）（）A．温度降低，密度增大 B．温度降低，密度减小C．温度升高，密度增大 D．温度升高，密度减小【答案】D【考点定位】热力学第一定律2．【2011·广东卷】图为某种椅子与其升降部分的结构示意图，M、N两筒间密闭了一定质量的气体，M可沿N的内壁上下滑动，设筒内气体不与外界发生热交换，在M向下滑动的过程中A．外界对气体做功，气体内能增大 B．外界对气体做功，气体内能减小C．气体对外界做功，气体内能增大 D．气体对外界做功，气体内能减小【答案】A【解析】M向下滑动，压力与位移同方向，即外界对气体做正功，同时筒内气体不与外界发生热交换，根据能量守恒定律，气体内能一定增加；【考点定位】能量守恒定律3．【2011·重庆卷】某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置，它主要由汽缸和活塞组成。
开箱时，密闭于汽缸内的压缩气体膨胀，将箱盖顶起，如图所示。
在此过程中，若缸内气体与外界无热交换，忽略气体分子间相互作用，则缸内气体A．对外做正功，分子的平均动能减小B．对外做正功，内能增大C．对外做负功，分子的平均动能增大D．对外做负功，内能减小【答案】A【考点定位】热力学第一定律4．【2012·广东卷】景颇族的祖先发明的点火器如图1所示，用牛角做套筒，木质推杆前端粘着艾绒。
猛推推杆，艾绒即可点燃，对筒内封闭的气体，在此压缩过程中A．气体温度升高，压强不变B．气体温度升高，压强变大C．气体对外界做正功，气体内能增加D．外界对气体做正功，气体内能减少【答案】B【解析】封闭的气体被推杆压缩过程中，由公式U=W+Q知，在瞬间，Q=0，W＞0，所以内能增加，则温度升高，气体体积减小，压强增大，综上知B正确．【考点定位】本题考查热力学第一定律和理想气体状态方程5．【2015·北京·13】下列说法正确的是（）A．物体放出热量，其内能一定减小B．物体对外做功，其内能一定减小C．物体吸收热量，同时对外做功，其内能可能增加D．物体放出热量，同时对外做功，其内能可能不变【答案】C【解析】A、由热力学第一定律可知，物体放热，，但是未知，则不一定小于零，即内能不一定减少，选项A错误。
2011——2017年全国高考物理考点统计知识点分布表
0.59 6 0.15 20 0.7 6 0.15 20 24 0.4 14
23 0.31 9
必修1
25 16 中 6 14 16 19 25 易 6 14 易 6 20 中 6 21 难 20 22 23 25
0.2
20
6
15 15 18
0.7 0.7 0.59
6 6 6
24 16 24 14 21
14 17 19
中 6 中 6 中 6
16 25 19 16 25
易 6 难 20 中 6 17 0.46 0.3 6 12
17 0.65 6 21 0.34 21 0.34 16 0.51 6 16 0.51 6 17 0.65 6 6 6 20 0.52 24 0.31 6 6 6 12
易 6 24 难 20
0.5 10 0.6 0.6 6 6
21
难 6 18 中 6
0.5 10
物理
磁场
物理
洛伦兹力的公式 带电粒子在匀强磁场 中的运动 质谱仪和回旋加速器 √ 电磁感应现象 磁通量 电磁感应 法拉第电磁感应定律 楞次定律 选修3-2 √ √
√ √
18 18
中 6 中 6 19 0.51 6 20 0.35 6
5 33(2) 0.33 10 33(2) 0.3 10
饱和蒸汽、未饱和蒸 √ 汽、饱和蒸汽压 √ 相对湿度 热力学定 热力学第一定律 律与能量 能量守恒定律 守恒 热力学第二定律 要知道中学物理中涉 及到的国际单位制的 单位制 基本单位和其他物理 量的单位（及其符 号）。包括摄氏度 用油膜法估测分子的 实验 大小（要求会正确使 氢原子光谱 原子结构 氢原子的能级结构、 能级公式 原子核的组成、放射 性、原子核的衰变、 半衰期 放射性同位素 原子核 核力、核反应方程 结合能、质量亏损 √ √ √ √
11-19年高考物理真题分专题汇编之专题110.裂变、聚变
第110节 裂变、聚变【2019年物理江苏卷】100年前，卢瑟福用α粒子轰击氮核打出了质子．后来，人们用α粒子轰击6028Ni 核也打出了质子：460621228291He+Ni Cu+H X →+；该反应中的X 是______（选填“电子”“正电子”或“中子”）．此后，对原子核反应的持续研究为核能利用提供了可能．目前人类获得核能的主要方式是_______（选填“核衰变”“核裂变”或“核聚变”）．【答案】 (1). 中子 (2). 核裂变【解析】【详解】由质量数和电荷数守恒得：X 应为：10n 即为中子，由于衰变是自发的，且周期与外界因素无关，核聚变目前还无法控制，所以目前获得核能的主要方式是核裂变；1. 2014年物理上海卷5.链式反应中，重核裂变时放出的可以使裂变不断进行下去的粒子是 （ ）A ．质子B ．中子C ．β粒子D ． α粒子【答案】B【解析】重核的裂变需要中子的轰击，在链式反应中，不断放出高速的中子使裂变可以不断进行下去，B 项正确。
2.2013年重庆卷2．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：n 2n U 101023592++→+b a 则a+b 可能是A ．Kr Xe 933614054+ B ．Kr Ba 923614156+ C ．Sr Ba 933814156+ D ．Sr Xe 493814054+答：D解析：由质量数守恒和电荷数守恒，选D 。
3.2013年广东卷17.铀核裂变是核电站核能的重要来源，其一种裂变反应是下列说法正确的有A.上述裂变反应中伴随着中子放出B .铀块体积对链式反应的发生无影响C.铀核的链式反应可人工控制D.铀核的半衰期会受到环境温度的影响答：AC解析：由铀核裂变可知AC 正确，B 错误，铀核的半衰期与物理、化学变化无关，故D 错误。
4.2015年上海卷5．铀核可以发生衰变和裂变，铀核的 （ C ）（A ）衰变和裂变都能自发发生（B ）衰变和裂变都不能自发发生（C ）衰变能自发发生而裂变不能自发发生（D ）衰变不能自发发生而裂变能自发发生解析：铀是天然放射性元素，所以铀核的衰变能自发发生，而铀核的裂变是人工实现的，是用中子轰击铀核实现的，所以铀核的裂变不能自发发生，故A 、B 、D 错误，C 正确。
专题40核反应和核能- 三年(2022-2024)高考物理真题分类汇编(全国通用)
专题40核反应和核能考点三年考情（2022-2024）命题趋势考点1核反应（5年5考）2024年高考河北卷：关于新能源汽车、储能和信息通信等新兴产业的关键材料——锂元素的核反应．1.核反应高考考查频率较高，年年考，主要是以某特殊意义的核反应切入。
2.核能的考查通常以核电站为情景，重点考查核能的计算及其相关知识点。
考点2核能（5年3考）2024年高考甘肃卷：关于我国科学家在兰州重离子加速器国家大科学装置上成功合成了新核素16976Os的核反应。
2022年山东物理：碘125衰变时产生 射线，2022年高考湖北物理：我国科学家王淦昌先生首先提出证明中微子存在的实验方案。
2022高考北京卷：中国科学院全超导托卡马克核聚变实验装置。
2024年1月高考浙江卷：氘与氚聚变成氦的反应。
2023高考福建卷：福建福清核电站采用我国完全自主研发的“华龙一号”反应堆技术；2022年高考辽宁物理：中国锦屏深地实验室发表了首个核天体物理研究实验成果。
2022年1月浙江选考：秦山核电站。
2022高考北京卷：中国科学院全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）取得新突破考点01核反应1.（2024年高考河北卷）锂是新能源汽车、储能和信息通信等新兴产业的关键材料．研究表明，锂元素主要来自宇宙线高能粒子与星际物质的原子核产生的散裂反应，其中一种核反应方程为121716131C H Li 2H X+→++，式中的X 为（）A.10nB.01e-C.01eD.42He【答案】D 【解析】根据核反应前后质量数和电荷数守恒得1217214A =+--⨯=，613212Z =+--⨯=故式中的X 为42He ，故选D 。
2.（2024年高考海南卷）人工核反应3013014115Si H X P +→+中的X 是（）A.中子B.质子C.电子D.α粒子【答案】A 【解析】根据质量数守恒和电荷数守恒可知X 的电荷数为0，质量数为1，则X 是中子。
故选A 。
高二物理核能裂变与聚变试题
高二物理核能裂变与聚变试题1.已知质子、中子、氘核质量分别是m1、m2、m3，光速为c。
则质子和中子结合成氘核的过程中A．吸收的能量为（m1+m2+m3）c2B．吸收的能量为（m3- m1+m2）c2C．释放的能量为（m1+m2+m3）c2D．释放的能量为（m1+m2-m3）c2【答案】D【解析】质子和中子结合成氘核的过程中要放出能量，因为质量亏损为m1+m2-m3，根据可知释放的能量为（m1+m2-m3）c2，选项D正确。
【考点】核能的计算。
2.重核的变和轻核的变都能释放核能。
太阳辐射出的能量来源于变；目前，核反应堆放出的能量来源于变。
（填“聚” 或“裂”）【答案】裂，聚，聚，裂【解析】重核的裂变和轻核的聚变都能释放核能。
太阳辐射出的能量来源于聚；目前，核反应堆放出的能量来源于裂变【考点】考查裂变和聚变点评：本题难度较小，该题相当于尝试性问题，无论是文科生还是理科生都要了解3.现已建成的核电站的能量来自于()A．天然放射性元素衰变放出的能量B．人工放射性同位素放出的能量C．重核裂变放出的能量D．化学反应放出的能量【答案】C【解析】重核的裂变与轻核的聚变都发生质量亏损，释放出核能，但是，就建成的核电站来说，都是利用重核的裂变，目前轻核的聚变只能用于制造核武器，人类还不能和平利用轻核的聚变释放出的能量．4.下列四个方程中，表示衰变的是（）A．B．C．D．【答案】AB【解析】解答：解：A：原子经过一次α衰变，电荷数减小2，质量数减小4，放出一个α粒子，属于α衰变．故A正确．B：释放出一个电子，故B为β衰变，故B错误．C：释放出一个质子，不是衰变，故C错误．D：释放出一个中子，不是衰变，故D错误．故选AB5.一个质子和一个中子结合成氘核时,产生γ光子, 由此可见 ( )A．氘核的质量等于质子和中子的质量之和B．氘核的质量小于质子和中子的质量之和C．核子结合成原子核时会释放核能D．原子核分解成核子时会释放核能【答案】BC【解析】释放核能的原因是质量亏损，氘核的质量小于质子和中子的质量之和6.右图给出了核子平均质量（原子核的质量除以核子数）与原子序数的关系。
七年高考(2011-2017)高考物理试题分项精析 专题20 动量和能量
专题20 动量和能量一、单项选择题1．【2017·天津卷】“天津之眼”是一座跨河建设、桥轮合一的摩天轮，是天津市的地标之一。
摩天轮悬挂透明座舱，乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动。
下列叙述正确的是A．摩天轮转动过程中，乘客的机械能保持不变B．在最高点，乘客重力大于座椅对他的支持力C．摩天轮转动一周的过程中，乘客重力的冲量为零D．摩天轮转动过程中，乘客重力的瞬时功率保持不变【答案】B【考点定位】机械能，向心力，冲量和动量定理，瞬时功率【名师点睛】本题的难点在于对动量定理的理解，是“物体所受合力的冲量等于动量的变化”，而学生经常记为“力的冲量等于物体动量的变化”。
2．【2015·北京·18】“蹦极”运动中，长弹性绳的一端固定，另一端绑在人身上，人从几十米高处跳下，将蹦极过程简化为人沿竖直方向的运动。
从绳恰好伸直，到人第一次下降至最低点的过程中，下列分析正确的是（）A．绳对人的冲量始终向上，人的动量先增大后减小B．绳对人的拉力始终做负功，人的动能一直减小C．绳恰好伸直时，绳的弹性势能为零，人的动能最大D．人在最低点时，绳对人的拉力等于人所受的重力【答案】A【考点定位】牛顿运动定律、动量定理、功能关系。
3．【2014·全国大纲卷】一中子与一质量数为A （A ＞1）的原子核发生弹性正碰。
若碰前原子核静止，则碰撞前与碰撞后中子的速率之比为（ ）A ．11-+A AB ．11+-A AC ．2)1(4+A A D ．22)1()1(-+A A【答案】 A【解析】设原子核的质量为m ，中子的质量为m N ，碰撞前与碰撞后中子的速度分别是v 0和v 1，碰撞后原子核的速度为v 2，由于两者发生弹性正碰，因此有：m N v 0＝m N v 1＋mv 2，2021v m N ＝2121v m N ＋2221mv ，解得：v 1＝0v mm mm N N +-，根据两者质量数可知：m m M ＝A 1，解得|10v v |＝11-+A A ，故选项A 正确。
高三物理核能裂变与聚变试题
高三物理核能裂变与聚变试题1.“两弹”所涉及的基本核反应方程有：①②关于这两个方程,下列说法正确的是A．方程①属于α衰变B．方程②属于轻核聚变C．方程①的核反应是太阳能的泉D．方程②中的与互为同位素【答案】B【解析】方程①属于重核裂变方程，选项A错误；方程②属于轻核聚变，选项B正确；方程②的核反应是太阳内进行的核反应，选项C 错误；方程②中的与因为质子数不同，不是互为同位素，选项D 错误.【考点】聚变反应及裂变反应。
2.据BBC报道，前英国政府辐射事务顾问巴斯比博士表示，日本核电站的问题极为严重，尤其令人担心的是福岛核电站三号反应堆。
他称，该反应堆现在遇到了麻烦，因为它使用的是一种不同的燃料：它不是铀，而是一种铀钚混合燃料，而钚是极为危险的，因此一旦这种物质泄漏出来，将使海啸灾难雪上加霜。
钚是世界上毒性第二大的物质（世界上毒性第一大的物质为钋）。
一片药片大小的钚，足以毒死2亿人，5克的钚足以毒死所有人类。
钚的毒性比砒霜大4．86亿奥倍，一旦泄露入太平洋全人类都玩完！239Pu，半衰期24390年。
关于钚的危害的认识，你认为错误的是（）A．钚是具有很强的放射性B．钚是重金属，进入人体会破坏细胞基因从而导致癌C．钚的半衰期比铀要长的多D．钚核的裂变反应能放出巨大的能量【答案】D【解析】由题意描述可知，钚有很强的放射性，射线对环境会造成污染危害，故A正确；钚进入人体会导致基因突变，使正常组织发生癌变，故B正确；钚半衰期比铀要长，因此其危害性大，故C正确；钚核的裂变反应能放出巨大的能量可以为人类服务，这不是算是其危害性，故D错误．本题选错误的，故选D．【考点】考查了重核裂变点评：此题是一道多点知识考查题，解题的关键是对相关知识点的掌握与理解，属基础性知识考查题．3.关于铀核的裂变，下列说法不正确的是（）A．铀核裂变的产物是多种多样的B．铀核裂变时能同时释放2～10个中子C．铀块的体积对产生链式反应无影响D．速度太快的中子不能使铀核发生裂变，只有速度与热运动相当的中子最适于引发裂变。
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一、单项选择题
1．【2015·上海·5】铀核可以发生衰变和裂变，铀核的
A．衰变和裂变都能自发发生B．衰变和裂变都不能自发发生C．衰变能自发发生而裂变不能自发发生D．衰变不能自发发生而裂变能自发发生
【答案】C
【解析】铀是天然放射性元素，所以铀核的衰变是能自发发生，而铀核的裂变是人工实现的，是用中子轰击铀核实现的，所以铀核的裂变，不能自发发生，故A、B、D错误，C 正确。
【考点定位】衰变；裂变
2．【2014·北京卷】质子、中子和氘核的质量分别为m1、m2和m3，当一个质子和一个中子结合成氘核时，释放的能量是（c表示真空中的光速）
A．（m1+m2-m3）c B．（m1-m2-m3）c C．（m1+m2-m3）c2D．（m1-m2-m3）c2【答案】C
【解析】根据质能方程知，核反应过程中释放的能量等于质量的减少量与光速c平方的乘积，C正确，A、B、D错误。
【考点定位】主要考查质能方程
3．【2012·福建卷】关于近代物理，下列说法正确的是
A．射线是高速运动的氦原子
B．核聚变反应方程表示质子
C．从金属表面逸出的光电子的最大初动能与照射光的频率成正比
D．玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氦原子光谱的特征
【答案】D
【考点定位】本题考查了核反应相关知识
4．【2013重庆卷】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：
，则a+b可能是
A．B．C．
D．
【答案】D
【解析】重核裂变反应方程的书写应遵循质量数守恒和电荷数守恒，题述核反应方程左边质量数和电荷数分别为236和92，生成物中“a+b”整体的质量数和电荷数应分别为234和92，则只有选项D符合要求。
【考点定位】重核裂变反应方程的书写
5．【2014·上海卷】核反应方程式Be+He C+X中的X表示
A．质子B．电子C．光子D．中子
【答案】D
【解析】核反应方程式遵循电荷数守恒和质量数守恒，设X的质量数为，电荷数为，则有，，可得，，所有对应得粒子是中子，选项D 对。
【考点定位】电荷数守恒和质量数守恒
6．【2014·上海卷】链式反应中，重核裂变时放出的可以使裂变不断进行下去的粒子是A．质子B．中子C．β粒子D．α粒子
【答案】B
【解析】重核裂变时放出的中子引起其他重核的裂变，可以使裂变不断进行下去，这就是链式反应，比如铀核的裂变，选项B对。
【考点定位】链式反应
7．【2017·天津卷】我国自主研发制造的国际热核聚变核心部件在国际上率先通过权威机构认证，这是我国对国际热核聚变项目的重大贡献。
下列核反应方程中属于聚变反应的是
A．B．
C．D．
【答案】A
【考点定位】核反应的种类
【名师点睛】本题的关键是知道核反应的分类，区别衰变和核反应。
8．【2017·新课标Ⅰ卷】大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发
电。
氘核聚变反应方程是。
已知的质量为2.013 6 u，的
质量为3.015 0 u，的质量为1.008 7 u，1 u=931 MeV/c2。
氘核聚变反应中释放的核能约为
A．3.7 MeV B．3.3 MeV C．2.7 MeV D．0.93 MeV 【答案】B
【解析】根据质能方程，释放的核能，，则
，故B正确，ACD 错误。
【考点定位】质能方程
【名师点睛】本题考查质能方程，注意原子核的质量单位不是kg，由质能方程求核能时要细心。
二、多项选择题
1．【2015·广东·18】科学家使用核反应获取氚，再利用氘和氚核反应获得能量，核反应方程分别为：X＋Y→＋＋4.9MeV和＋→＋X＋17.6MeV，下列表述正确的有
A．X是中子B．Y的质子数是3，中子数是6
C．两个核反应都没有质量亏损D．氘和氚的核反应是核聚变反应
【答案】AD
【考点定位】对爱因斯坦质能方程、核聚变反应概念的理解，及核反应方程中质量数、电荷数守恒的应用。
2．【2012·广东卷】能源是社会发展的基础，发展核能是发展能源的途径之一。
下列释放核能的反应方程，表述正确的有
A．是核聚变反应
B．是衰变
C．是核裂变反应
D．是衰变
【答案】AC
【考点定位】本题考查核反应相关知识
3．【2016·全国新课标Ⅲ卷】一静止的铝原子核俘获一速度为m/s的质子p后，变为处于激发态的硅原子核，下列说法正确的是
A．核反应方程为
B．核反应方程过程中系统动量守恒
C．核反应过程中系统能量不守恒
D．核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和
E．硅原子核速度的数量级为m/s，方向与质子初速度方向一致
【答案】ABE
【解析】根据质量数和电荷数守恒可得核反应方程，A正确；过程中释放的核力远远大于外力，故系统动量守恒，B正确；核反应过程中系统能量守恒，C错误；
由于反应过程中，要释放大量的能量，即伴随着质量亏损，所以生成物的质量小于反应物的
质量之和，D错误；由动量守恒可知，，解得，故数量级约为105 m/s，故E正确。
【考点定位】考查了动量守恒、能量守恒、核反应方程
【方法技巧】由质量数、电荷数守恒可知核反应方程；由动量守恒可知硅原子核速度的数量级及速度方向，本大题包含了3-5原子物理的内容，难度不大，但从题目来看考查范围很广，要求能全面掌握。
4．【2017·江苏卷】原子核的比结合能曲线如图所示，根据该曲线，下列判断中正确的有．
（A）核的结合能约为14 MeV
（B）核比核更稳定
（C）两个核结合成核时释放能量
（D）核中核子的平均结合能比核中的大
【答案】BC
【考点定位】比结合能结合能
【名师点睛】本题主要是要理解比结合能的含义，知道结合能与比结合能的区分与关系．以及在核反应过程中由比结合能小的反应生成比结合能大的要释放能量．
三、非选择题
1．【2016·全国新课标Ⅱ卷】在下列描述的核过程的方程中，属于α衰变的是_______，属于β衰变的是_______，属于裂变的是_______，属于聚变的是_______。
（填正确答案标号）
A．
B．
C．
D．
E．F．
【答案】C AB E F
【解析】衰变的反应物只有一个，生成物有或；重核裂变的反应物一般是重核和中子，生成较轻的核；氢核聚变是轻核合成为较重的核。
【考点定位】核反应方程、核反应类型
【名师点睛】此题考查核反应的基本类型；要知道核反应分为四种：衰变、重核裂变、轻核聚变和人工核转变；记住各种类型方程的特点即可解决此题。
2．【2013新课标全国卷Ⅰ】一质子束入射到静止靶核上，产生如下核反应：
p+→x+n式中p代表质子，n代表中子，x代表核反应产生的新核。
由反应式可知，新核x的质子数为，中子数为。
【答案】14 13
【解析】由，由质量数守恒定律和电荷数守恒可得，新核的质子数为14，中子数为13。
【考点定位】核反应方程。
3．【2012·新课标卷】氘核和氚核可发生热核聚变而释放巨大的能量，该反应方程为：24，式中x 是某种粒子。
已知：12、13、24
和粒子x 的质量分别为2.0141u 、3.0161u 、4.0026u 和1.0087u ；1u=931.5MeV/c 2，c 是真空中的光速。
由上述反应方程和数据可知，粒子x 是__________，该反应释放出的能量为_________ MeV （结果保留3位有效数字）
【答案】中子；17.6；
【考点定位】本题考查核反应方程，质能方程
4．【2015·江苏·12C （2）】核电站利用原子核链式反应放出的巨大能量进行发电， 是常用的核燃料。
受一个中子轰击后裂变成
和
两部分，并产生_____个中子。
要使链式反应发生，裂变物质的体积要_________（选填“大于”或者“小于”）它的临界体积。
【答案】3 大于
【解析】 由质量数和电荷数守可知：
，可见产生了3
个中子，链式反应的一个条件是铀燃料的体积必须大于或等于临界体积。
【考点定位】核反应、重核裂变
5．【2015·江苏·12C （3）】取质子的质量m p =1.6726×10-27kg ，中子的质量m n =1.6749×10-27kg ，α粒子的质m α=6.6467×10-27kg ，光速c =3×108m/s ，请计算α粒子的结合能。
（计算结果保留两位有效数字）
【答案】
【解析】 根据爱因斯坦质能方程
，可求：
【考点】 核能的计算。