2017-2018学年高中物理人教版选修3-5练习：第十九章+第7、8节+核聚变+粒子和宇宙+课下作业+Word版含解析
2017-2018学年高中物理选修3-5练习：第十九章 检测 含
(时间60分钟，满分100分)一、选择题(本大题共7个小题，每小题7分，共49分。
在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项是正确的，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分)1．下列关于原子结构和原子核的说法中正确的是()A．玻尔在α粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型B．天然放射性元素在衰变过程中电荷数和质量数均守恒，其放射线在磁场中不偏转的是γ射线C．中性原子的核电荷数等于核外的电子数D．爱因斯坦提出了质能方程，从而可求出原子核的结合能解析：卢瑟福分析α粒子散射实验的现象提出了原子的核式结构模型，A错误；γ射线不带电，在磁场和电场中都不偏转，B正确；中性原子的核电荷数等于核外电子数，故C 正确；爱因斯坦提出质能方程从而可求出原子核的结合能，D正确。
答案：BCD2．(2012·丹东联考)“朝核危机”引起全球瞩目，其焦点就是朝鲜核电站采用轻水堆还是重水堆。
重水堆核电站在发电的同时还可以生产出可供研制核武器的钚239(23994Pu)，这种钚239可由铀239(23992U)经过n次β衰变而产生，则n为()A．2B．239C．145 D．92解析：β衰变规律是质量数不变，质子数增加1。
23994Pu比23992U质子数增加2，所以发生2次β衰变，A对。
答案：A3．如图1所示，x为未知的放射源，L为薄铝片，计数器对α粒子、β粒子、γ光子均能计数。
若在放射源和计数器之间加上L后，计数器的计数率大幅度减小，在L和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场，计数器的计数率不变，则x可能是()图1 A．α、β和γ的混合放射源B．纯α放射源C．α和γ的放射源D．纯γ放射源解析：在放射源和计数器之间加上铝片后，计数器的计数率大幅度减小，说明射线中有穿透力很弱的粒子，即α粒子，在铝片和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场，计数器的计数率不变，说明穿过铝片的粒子中无带电粒子，故只有γ射线。
因此放射源可能是α和γ的放射源。
人教版高中物理选修3-5 第十九章原子核课后习题讲解课件(共19张PPT)
E m 2 1 c .6 1 6 2 0 7(3 18 )0 2 9M 31ev
4、印刷“两弹一这四个字的油墨的质量大约是1ug(10-9kg)。与这些质量相当的 能量果完全用来増加重力势能，它可以使一架本身量6000kg、载有60名体重 50kg学生的直机升到多高?
2、写出下列原子核人工转变的反应方程。 (1)2311Na(钠核)俘获1个α粒子后放出1个质子； (2)2713Al(铝)俘获1个α粒子后放出1个中子； 3)168O(氧核)俘获1个中子后放出1个质子； (4)147Si(吐核)存1个质子后放出1个中子。
解：（1）2311Na+42He→11H＋2612Mg （2） 2713Al+42He→10n＋3015P
解： 衰变过程中的质量亏损 ∆m=3.853131x10-25kg-3.76567×10-25kg-6.6672×10-27kg
E=mc2
求得衰变过程中释放的能量∆E=8.712×10-13J
6、秦山核电站一期工程机容茔为30万千瓦。知某1g铀235完全裂变时产生的能 量为8.2x1010J，并且假定所产生的能量都壹成了电能。么年年消耗多少铀235？
En 12mnv2 12m(1131vn1)2 (1131)2nE0 106E0 有11312nE0 106E0
两边取对数得：2n（lg11-lg13）=-6，即： 2n（1.0411-1.114）=-6
得n=41.2次，故至少要碰撞42次，中子的动能才能少 于10-6E0
5、一个铀变为土时释放一个α粒子。己知铀核的质量为3.853131x10-25kg，土和质量为 3.76567×10“kg，在α粒子的质量为6.6672×10＝kg.在这个衰变过程中释放的能量等于 多少焦耳?
2017-2018学年高中物理选修3-5检测19-5 含答案 精品
19.5 新提升·课时作业基础达标1．关于核力的说法正确的是( )A．核力同万有引力没有区别，都是物体间的作用B．核力就是电磁力C．核力是短程力，作用范围在1.5×10－15 m之内D．核力与电荷有关【解析】核力是短程力，超过1.5×10－15m．核力急剧下降几乎消失，故C对．核力与万有引力、电磁力不同，故A、B不对．核力与电荷无关，故D错．【答案】 C2．关于原子核中质子和中子的说法，正确的是( )A．原子核中质子数和中子数一定相等B．稳定的重原子核里，质子数比中子数多C．原子核都是非常稳定的D．由于核力的作用范围是有限的，以及核力的饱和性，不可能无节制的增大原子核而仍稳定存在【解析】由稳定核的质子数与中子数的关系图象可知，质量越大的原子核内中子数越多于质子数．A、B错误；放射现象说明原子核也会发生变化，C错误；由核力作用特点可知，核子数越多的原子核越不稳定，D正确．【答案】 D3．为了直接验证爱因斯坦狭义相对论中著名的质能方程E＝mc2，科学家用中子轰击硫原子，分别测出原子捕获中子前后质量的变化以及核反应过程中放出的能量，然后进行比较，精确验证了质能方程的正确性．设捕获中子前的原子质量为m1，捕获中子后的原子质量为m2，被捕获的中子质量为m3，核反应过程放出的能量为ΔE，则这一实验需验证的关系式是( ) A．ΔE＝(m1－m2－m3)c2B．ΔE＝(m1＋m3－m2)c2C．ΔE＝(m2－m1－m3)c2D．ΔE＝(m2－m1＋m3)c2【解析】反应前的质量总和为m1＋m3，质量亏损Δm＝m1＋m3－m2，核反应释放的能量ΔE ＝(m1＋m3－m2)c2，选项B正确．【答案】 B4．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4×1026 J，根据爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟减少的质量最接近( ) A．1036 kg B．1018 kg＝82kg≈10C可能吸收能量F可能吸收能量F一定释放能量8．一个铀核衰变为钍核时释放出一个α粒子，已知铀核的质量为3.853131×10－25 kg，钍核的质量为3.786567×10－25kg，α粒子的质量为6.64672×10－27kg.在这个衰变过程中释放出来的能量等于________J．(保留两位有效数字)【解析】先计算质量亏损：Δm＝[3.853131×10－25－(3.786567×10－25)－6.64672×10－27] kg＝9.68×10－30kg.再由质能方程：ΔE＝Δmc2＝9.68×10－30×(3×108)2 J＝8.7×10－13 J.【答案】8.7×10－139．如果要把16 8O分成8个质子和8个中子，需给它多少能量？要把它分为4个42He，需给它多少能量？已知16 8O的核子平均结合能是7.98 MeV，42He的核子平均结合能是7.07 MeV.【解析】将16 8O分成8个质子和8个中子所提供的能量为16 8O的结合能，即为其核子数与平均结合能的乘积．将16 8O分成4个42He可以看做两个过程：一是将16 8O分成8个质子和8个中子，然后再将8个质子和8个中子结合成4个42He，需提供的能量为此两个过程的能量之差．把16 8O分成8个质子和8个中子需提供的能量为：ΔE1＝16×7.98 MeV＝127.68 MeV.将2个质子和2个中子结合成一个42He所放出的能量为：ΔE2＝4×7.07 MeV＝28.28 MeV.则将16 8O分成4个42He需提供的能量为：ΔE′＝ΔE1－4ΔE2＝127.68 MeV－4×28.28 MeV ＝14.56 MeV.【答案】127.68 MeV 14.56 MeV能力提升1．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 eV【解析】在核能计算时，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的能量计算，即ΔE＝Δm×931.5 MeV进行计算，故C正确，A、B、D错．【答案】 C2．(多选)对结合能、比结合能的认识，下列正确的是( )A．一切原子核均具有结合能B．自由核子结合为原子核时，可能吸收能量C．结合能越大的原子核越稳定＝M＋m mv20MΔmc2ΔE＝M＋m mv20 2Mc2.在衰变过程中释放的结合能＝M＋m mv20M＋【答案】(1)222 86Rn→(3)M＋m mv202Mc2(4)M＋m mv20M＋。
高中物理人教版选修3-5练习：19-7、8 Word版含答案
05课后课时精练1. 下列说法正确的是()A. 聚变是裂变的逆过程B. 聚变需要一个高温条件，因此聚变吸收能量，反应后质量会增加C. 核武器氢弹是由原子弹引爆的D. 质子、中子都是强子，其中质子是最早发现的强子E. 光子很轻，没有静止质量，故光子属于轻子F. 夸克模型指出电子电荷不再是电荷的最小单元，即存在分数电荷解析：聚变并非裂变逆过程，聚变释放能量，AB错，光子属于基本粒子，E错。
答案：CDF2. 关于轻核聚变释放核能，下列说法正确的是()A．一次聚变反应一定比一次裂变反应释放的能量多B．聚变反应比裂变反应每个核子释放的平均能量大C．聚变反应中粒子的比结合能变小D．聚变反应中由于形成质量较大的核，故反应后质量增加解析：在一次聚变反应中释放的能量不一定比裂变反应多。
但平均每个核子释放的能量一定大，故A错误，B正确；由于聚变反应中释放出巨大能量，则比结合能一定增加，质量发生亏损，故C、D 错误。
答案：B3. 发生轻核聚变的方法是()A. 用中子轰击B. 保持室温环境，增大压强C. 把物质加热到几百万摄氏度以上的高温D. 用γ光子照射解析：轻核聚变的条件是高温，C对。
答案：C4. 热核反应是一种理想能源的原因是()A．就每一个核子平均来说，比重核裂变时释放的能量多B．对环境的放射性污染较裂变轻，且较容易处理C．热核反应的原料在地球上储量丰富D．热核反应的速度容易控制解析：热核反应速度不易控制，D错。
答案：ABC5. 关于粒子，下列说法正确的是()A．电子、质子和中子是组成物质的不可再分的最基本的粒子B．强子都是带电的粒子C．夸克模型是探究三大类粒子结构的理论D．夸克模型说明电子电荷不再是电荷的最小单位解析：由于质子、中子是由不同夸克组成的，它们不是最基本的粒子，不同夸克构成强子，有的强子带电，有的强子不带电，故A、B错误；夸克模型是研究强子结构的理论，不同夸克带电不同，分别为＋23e和－e3，说明电子电荷不再是电荷的最小单位，C错误，D正确。
2017-2018学年高中物理人教版选修3-5练习：第十九章+第5节+核力与结合能+随堂检测+Word版含解析.pdf
1．(对应要点一)铁的比结合能比铀核的比结合能大，下列关于它们的说法正确的是() A．铁的结合能大于铀核的结合能B．铁核比铀核稳定C．铀核发生核变化变成铁核要放出能量D．铀核发生核变化变成铁核质量要亏损解析：铁核的比结合能大，则它稳定些，铀核比结合能小变成铁核会放出核能，出现质量亏损，B、C、D正确。
答案：BCD2．(对应要点二)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可计算核反应的能量C．一个质子和一个中子结合成一个氘核时释放能量，表明此过程出现了质量亏损D．E＝mc2中的E是发生核反应中释放的核能解析：质能方程E＝mc2中E表示物体具有的总能量，m表示物体的质量，故A项对，D项错；根据ΔE＝Δmc2，可以计算释放的核能，物体的质量增加或减小Δm对应着其能量增加或减少ΔE，故B、C正确，所以选D。
答案：D3．(对应要点二)(2012·江苏高考)一个中子与某原子核发生核反应，生成一个氘核，其核反应方程式为________。
该反应放出的能量为Q，则氘核的比结合能为________。
解析：氘核可表示为21H，根据质量数守恒和核电荷数守恒可知未知原子核的质量数是1，核电荷数是1，应该是氢原子核11H，则核反应方程为10n＋11H→21H。
释放的核能ΔE＝Δmc2，则ΔE＝Q，氘核的比结合能是Q2。
答案：10n＋11H→21H Q 24．(对应要点二)两个中子和两个质子结合成一个氦核，同时释放一定的核能，若已知中子质量为1.008 7 u，质子质量为1.007 3 u，氦核质量为4.002 6 u。
试计算用中子和质子生成1 kg氦时，要释放的核能。
解析：两个质子和两个中子结合成氦核的反应为：210n ＋211H →42He质量亏损Δm ＝2×1.008 7 u ＋2×1.007 3 u －4.002 6 u ＝0.029 4 u 放出的核能ΔE ＝Δmc 2＝Δm ×931.5 MeV ＝0.029 4×931.5 MeV ＝27.386 MeV 生成1 kg 氦释放的总核能E ＝N ΔE ＝mN A ΔE M ＝1 0004×6.02×1023×27.368×106×1.6×10－19 J ＝6.59×1014 J 。
人教版高中物理选修3-5 第十九章原子核课后习题讲解课件(共19张PPT)
5、存在射线危险的地方，常能看到 知19.4-4所示的标志。你在什么地方 见过这个标志?为了保护人身安全， 在有这样的标志的场所，应汪意什么?
解：
在医院的放射室看到过这个标志，一般情 况要远离这些地方。特殊情况下要在医生的指 导下进出这些场所。
19.5核力与结合能
课后习题讲解
问题与练习解答：
1、从以下几个方面比较核反应与化学反应的相同和相异之处。
解： （1）23490Th → 23088Ra＋42He
（2）6629Cu →6227Co ＋42He
4、23892U(鼬核)衰变为22286Rn(冬核)要经过几次α衰变，几次β衰变?
解：设经过x次衰变，y次衰变
23892U →22286Rn ＋x42He ＋y0-1e
238＝222＋4x
x＝4
所以需要的铀235的克数为：
m
E 8.2 1010
1.15102 kg
19.7核聚变
课后习题讲解
问题与练习解答：
1、什么是核聚变?聚变过中的能量转化有什么持点? 解： 两个氢核结合成质量较大的核，这样的核反 应叫做核聚变。聚变发生时需要提供巨大的能量， 但反应中放出的能量比提供的能量大得多。
解：威尔逊云室可以观察离子的径迹，知道粒子的 性质；把云室放在磁场中，还可以知道离子所带电 荷的正负，但是不能用来计数。盖革一米勒计数器 只能用来计数，不能区分射线的种类。
19.4放射性的应用与防 护
课后习题讲解
问题与练习解答：
1、原子核的人工转变与放射性无素的农变有什么区別?
解：原子核的人工转变是指核在其它粒子的轰击下 变成新核的过程，而放射性元素的衰变是指核自动 转化成新核的变化过程。
2017-2018学年高中物理人教版选修3-5练习：第十九章+第6节+重核的裂变+课下作业
1．原子反应堆是实现可控制的重核裂变链式反应的一种装置，它的主要组成部分是() A．原子燃料、慢化剂、冷却系统和控制调节系统B．原子燃料、慢化剂、发热系统和传热系统C．原子燃料、慢化剂、碰撞系统和热系统D．原子燃料、中子源、原子能聚存和输送系统解析：核反应堆的主要部分包括①燃料，即浓缩铀235；②慢化剂，采用石墨、重水和普通水；③控制棒，控制链式反应的速度；④冷却系统，水或液态钠等流体在反应堆外循环流动，把反应堆的热量传输出去用于发电，故A正确，B、C、D错。
答案：A2．关于铀核裂变，下列说法正确的是()A．铀核裂变的产物是多种多样的，但只能裂变成两种不同的核B．铀核裂变时还能同时释放2～3个中子C．为了使裂变的链式反应容易进行，最好用纯铀235D．铀块的体积对产生链式反应无影响解析：铀核受到中子的轰击，会引起裂变。
裂变的产物是各种各样的，具有极大的偶然性，但裂变成两块的情况比较多，也有的分裂成多块，并放出几个中子。
铀235受中子的轰击时，裂变的概率大，而铀238只有俘获能量在1 MeV以上的中子才能引起裂变，且裂变的几率小，而要引起链式反应，需使铀块体积超过临界体积。
综上所述，选项B、C 正确。
答案：BC3．目前我国已经建成秦山和大亚湾核电站并投入使用，请根据所学物理知识，判断下列说法中正确的是()A．核能发电对环境的污染比火力发电要小B．核能发电对环境的污染比火力发电要大C．都只利用重核裂变释放大量的原子能D．既有重核裂变，又有轻核聚变释放大量的原子能解析：目前核电站都用核裂变，其原料是铀，且核裂变在核反应堆中应用是比较清洁的能源，故A、C正确，B、D错。
答案：AC4．关于核反应堆中用镉棒控制反应速度的原理，下列说法正确的是()A．镉棒能释放中子，依靠释放的多少控制反应速度B．用镉棒插入的多少控制快中子变为慢中子的数量C．利用镉棒对中子吸收能力强的特点，依靠插入的多少控制中子数量D．镉棒对铀核裂变有一种阻碍作用，利用其与铀的接触面积的大小控制反应速度解析：镉棒并不能释放中子，也不能使中子减速，对铀核裂变也没有阻碍作用，而是利用其对中子吸收能力强的特点，控制中子数量的多少而控制核反应速度，故C正确。
人教版高中物理选修3-5 第十九章 原子核 测试含答案及详细解析
绝密★启用前人教版高中物理选修3-5 第十九章原子核测试本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分第Ⅰ卷一、单选题(共15小题，每小题4.0分,共60分)1.图中曲线a、b、c、d为气泡室中某放射物发生衰变放出的部分粒子的径迹，气泡室中磁感应强度方向垂直于纸面向里(图中未画出)．以下判断可能正确的是()A．a、b为β粒子的径迹B．a、b为γ粒子的径迹C．c、d为α粒子的径迹D．c、d为β粒子的径迹2.下列说法正确的是()A．放射性元素的样品不断衰变，虽然剩下未衰变的原子核越来越少，但元素的半衰期不变B．放射性元素放在真空中衰变加快C．Bi的半衰期是1小时，质量为m的Bi经过3小时后还有m没有衰变D．温度越高，放射性元素衰变越快3.下列核反应属于α衰变的是()A．B＋He→N＋nB．Al＋H→Mg＋HeC．Th→Ra＋HeD．H＋H→He4.放射性在技术上有很多应用，不同的放射源可用于不同目的．下表列出了一些放射性元素的半衰期和可供利用的射线.某塑料公司生产聚乙烯薄膜，方法是让厚的聚乙烯膜通过轧辊把聚乙烯膜轧薄，利用适当的放射线来测定通过轧辊后的薄膜厚度是否均匀．可利用的元素是()A．钋210B．氡222C．锶90D．铀2385.对下列各原子核变化的方程，表述正确的是()A．H＋H→He＋n是核聚变反应B．H＋H→He＋n是α衰变C．Se→Kr＋2e是核裂变反应D．U＋n→Xe＋Sr＋2n是β衰变6.下列说法中正确的是()A．火箭利用周围空气提供的动力飞行B．卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，提出了原子核式结构模型C．铀235与铀238原子核内的中子数不同，因而有不同的半衰期D．热核反应的温度须达到几百万开尔文，反应过程中要吸收能量7.北京奥委会接受专家的建议，大量采用对环境有益的新技术．如奥运会场馆周围的90%的路灯将采用太阳能光伏发电技术，奥运会90%的洗浴热水将采用全玻真空太阳能集热技术．太阳能的产生是由于太阳内部高温高压条件下的核聚变反应产生的，其核反应方程是()A． 4H→He＋2 eB．N＋He→O＋HC．U＋n→Sr＋Xe＋3nD．U→Th＋He8.下列说法中正确的是()A．汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，从而揭示了原子核是有复杂结构的B．在单缝衍射实验中，假设只让一个光子通过单缝，则该光子不可能落在暗条纹处C．黑体辐射的强度与波长的关系是：随着温度的升高，各种波长的辐射都增加，辐射强度极大值的光向波长较短的方向移动D．用质子流工作的显微镜比用相同速度的电子流工作的显微镜分辨率低9.科学研究表明，自然界存在四种基本相互作用，我们知道分子之间也存在相互作用的引力和斥力，那么分子力实质上属于()A．引力相互作用B．电磁相互作用C．强相互作用和弱相互作用的共同作用D．四种基本相互作用的共同作用10.人类探测月球时发现，在月球的土壤中含有较丰富的质量数为3的氦，它可作为未来核聚变的重要原料之一，氦的该种同位素应表示为()A．HeB．HeC．HeD．He11.如图中R是一种放射性物质，它能放出α、β、γ三种射线，虚线框内是匀强磁场，LL′是厚纸板，MM′是荧光屏，实验时发现在荧光屏上只有O、P两点处有亮斑，下列说法正确的是()A．磁场方向平行纸面竖直向上，到达O点的射线是β射线，到达P点的射线是α射线B．磁场方向平行纸面竖直向下，到达O点的射线是α射线，到达P点的射线是β射线C．磁场方向垂直纸面向外，到达O点的射线是γ射线，到达P点的射线是α射线D．磁场方向垂直纸面向里，到达O点的射线是γ射线，到达P点的射线是β射线12.美国和俄罗斯的科学家利用回旋加速器，通过Ca 轰击Cf(锎249)发生核反应，成功合成第118号元素，这是迄今为止门捷列夫元素周期表中原子序数最大的元素．实验表明，该元素的原子核先放出3个相同的粒子X，再连续经过3次α衰变后，变成质量数为282的第112号元素的原子核，则上述过程中粒子X是()A．中子B．质子C．电子D．α粒子13.在一个U原子核衰变为一个Pb原子核的过程中，发生β衰变的次数为()A． 6次B． 10次C． 22次D． 32次14.宇宙诞生过程中，产生如下粒子：①光子、中微子、电子等大量轻子；②氘核、氚核、氦3、氦核等轻核；③夸克、轻子、胶子等粒子；④质子和中子等强子；⑤电子、质子、氦核的混合电离气体；⑥电子、质子复合成为中性氢原子．根据宇宙大爆炸理论，以上粒子形成的先后顺序是()A．①②③④⑤⑥B．③①④②⑤⑥C．③④①②⑤⑥D．①③④②⑥⑤15.如图所示，R是一种放射性物质，虚线框内是匀强磁场，LL′是厚纸板，MM′是荧光屏，实验时，发现在荧光屏的O、P两点处有亮斑，由此可知磁场的方向、到达O点的射线种类、到达P 点的射线种类应属于下表中的()第Ⅱ卷二、计算题(共1小题，共15分)16.已知氘核质量为2.013 6 u，中子质量为1.008 7 u，He核的质量为3.015 0 u．两个速率相等的氘核对心碰撞聚变成He并放出一个中子，释放的核能也全部转化为机械能．(质量亏损为1 u时，释放的能量为931.5 MeV.除了计算质量亏损外，He的质量可以认为是中子的3倍)(1)写出该核反应的反应方程式；(2)该核反应释放的核能是多少？(3)若测得反应后生成中子的动能是3.12 MeV，则反应前每个氘核的动能是多少MeV?三、填空题(共3小题，第17-18每小题6.0分,第19小题13分，共30分)17.卢瑟福在1919年以α粒子(He)撞击氮原子核(N)，产生核反应．该反应生成两种粒子，其中一种为H，则另一种粒子为________，核反应方程为________________．18.铀主要以三种同位素的形式存在，三者的原子百分含量分别为234U 0.005%,235U 0.72%,238U 99.275%.请写出计算铀元素近似相对原子质量的计算式(不必算出具体数值)：______________.19.带电粒子在“云室”中运动时，可呈现其运动径迹，将“云室”放在匀强电场中，通过观察分析带电粒子的径迹，可以研究原子核发生衰变的规律．现将静止的放射性6C放入上述装置中，当它发生衰变，可能放出α粒子或负电子或正电子．所放射的粒子与反冲核经过相等时间所形成的径迹如图所示(发生衰变后放射出的粒子和反冲核的速度方向与电场E垂直，a，b均表示长度)．则(1)14C发生衰变时所放射出的粒子是________．(2)14C发生衰变时所放射出粒子的运动轨迹是________(填“①”或“②”)．答案解析1.【答案】D【解析】γ粒子是不带电的光子，在磁场中不偏转，选项B错误；α粒子为氦核带正电，由左手定则知向上偏转，选项A、C错误；β粒子是带负电的电子，应向下偏转，选项D正确．2.【答案】A【解析】放射性元素的半衰期，由核内部本身因素决定，与其他条件无关，A正确，B、D错误；Bi的半衰期是1小时，3小时经过了3个半衰期，由M余＝M原()可知还有m没有衰变，C 错误．3.【答案】C【解析】方程B＋He→N＋n，是人工核反应方程，是放出中子的核反应方程，故A错误；方程Al＋H→Mg＋He，该反应是人工核反应方程，故B错误；方程Th→Ra＋He，是Th原子核分裂并只放射出氦原子核的反应过程，故C正确；方程H＋H→He是轻核的聚变反应，故D错误．4.【答案】C【解析】要测定聚乙烯薄膜的厚度，则要求射线可以穿透薄膜，因此α射线不合适；另外，射线穿透作用还要受薄膜厚度影响，γ射线穿透作用最强，薄膜厚度不会影响γ射线穿透，所以只能选用β射线，而氡222 半衰期太小，铀238半衰期太长，所以只有锶90较合适．5.【答案】A【解析】H＋H→He＋n是核聚变反应，故A正确，B错误；重核分裂成质量较小的核的反应为核裂变反应，需要其它粒子轰击，不能自发地进行，C错误；U＋n→Xe＋Sr＋2n是重核裂变反应，D错误．6.【答案】C【解析】火箭通过喷气，利用反冲飞行，故A错误；卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，提出了原子的核式结构模型，故B错误；原子核的半衰期由原子核内部因素决定，与所处的物理环境和化学状态无关，铀235与铀238原子核内的中子数不同，因而有不同的半衰期，故C正确；热核反应的温度须达到几百万开尔文，但是反应过程中放出能量，故D错误．7.【答案】A【解析】太阳内部发生的是核聚变反应，由轻核结合成中等质量的核，B为原子核的人工转变，C 为裂变，D为衰变，故A正确．8.【答案】C【解析】A、汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，说明原子是有复杂结构的．故A错误．B、在单缝衍射实验中，假设只让一个光子通过单缝，其行为是随机的，也可能落在暗条纹处，只是落在暗条纹处几率小些．故B错误．C、黑体辐射实验结果表明：随着温度的升高，各种波长的辐射都增加，辐射强度极大值的光向波长较短的方向移动．故C正确．D、质子的质量比电子的质量大得多，物质波的波长较小，与电子相比不容易产生衍射．故用质子流工作的显微镜比用相同速度的电子流工作的显微镜分辨率高．故D错误．故选：C．9.【答案】B【解析】分子力作用范围约在10－10m数量级上，强相互作用和弱相互作用都是短程力，作用范围分别在10－15m和10－18m之内，在这个距离上强相互作用和弱相互作用不存在．在这个范围内引力相互作用和电磁相互作用都存在，但由于电磁力远大于万有引力，引力相互作用可以忽略不计，因此分子力本质上属于电磁相互作用．故正确答案为B.10.【答案】B【解析】氦的同位素质子数一定相同，质量数为3，故应表示为He，因此B正确．11.【答案】D【解析】因为α粒子的贯穿本领较小，一张纸即可把它挡住，所以亮斑中不可能有α射线，A、B、C错误；因为γ射线不带电，所以不受磁场约束，直接打在O点，由左手定则知磁场方向垂直纸面向里，所以D正确．12.【答案】A【解析】由于最终经3次α衰变变成原子核Y，由此可知原来的核应为Z，而该核是由某原子核放出了3个粒子X形成的．而Ca和Cf的总质子数为118，质量数为297，由此可知Ca ＋Cf→Z，Z→Z＋3n，故A正确．13.【答案】A【解析】一个U原子核衰变为一个Pb原子核的过程中，发生α衰变的次数为次＝8次，发生β衰变的次数为2×8－(92－82)＝6次，选项A正确．14.【答案】C【解析】根据大爆炸理论，宇宙形成之初是粒子家族，其后产生了夸克、轻子、胶子等粒子，然后按强子时代、轻子时代、核合成时代、混合电离气体、中性氢原子的顺序演化，故C正确．15.【答案】C【解析】R放射出来的射线共有α、β、γ三种，其中α、β射线垂直于磁场方向进入磁场区域时将受到洛伦兹力作用而偏转，γ射线不偏转，故打在O点的应为γ射线；由于α射线贯穿本领弱，不能射穿厚纸板，故到达P点的应是β射线；依据β射线的偏转方向及左手定则可知磁场方向垂直纸面向里．16.【答案】(1)H＋H→He＋n(2)3.26 MeV(3)0.45 MeV【解析】(1)核反应方程为：H＋H→He＋n(2)质量亏损为：Δm＝2.013 6×2 u－(3.015 0 u＋1.008 7 u)＝0.003 5 u，释放的核能为：ΔE＝Δmc2＝931.5×0.003 5 MeV≈3.26 MeV(3)设中子和He核的质量分别为m1、m2，速度分别为v1、v2，反应前每个氘核的动能是E0，反应后中子和He核动能分别为E1、E2，根据动量守恒定律，得m1v1－m2v2＝0＝＝3E2＝＝1.04 MeV由能量守恒定律得E1＋E2＝2E0＋ΔE，E0＝0.45 MeV.17.【答案】O He＋7N→O＋H【解析】由核反应方程质量数和电荷数守恒知，另一种粒子的质子数为8，质量数为17，所以为O，核反应方程为He＋N→O＋H.18.【答案】(234×0.005＋235×0.72＋238×99.275)×10－2【解析】铀元素的相对原子质量等于每种同位素的质量数与其百分含量乘积之和，即(234×0.005＋235×0.72＋238×99.275)×10－2.19.【答案】(1)α(2)②【解析】(1)反冲核与放出的射线在电场中均做类平抛运动．由轨迹可以看出，反冲核与放出的射线的受力方向均与电场方向相同，所以放出的粒子为α粒子．(2)由动量守恒得，α粒子的动量与反冲核的动量相同，α粒子的质量小，速度必然大，在垂直于电场方向上的位移大，即②轨迹为α粒子．。
人教版 高中物理 选修3-5 19.7 同步练习习题(含答案解析)
人教版高中物理选修3-5 19.7 同步练习习题（含答案解析）核聚变1．目前核电站利用的核反应是()A．裂变，核燃料为铀B．聚变，核燃料为铀C．裂变，核燃料为氘D．聚变，核燃料为氘答案：A2．下列核反应方程式中，表示核聚变过程的是()A.3015P→3014Si＋01eB.21H＋31H→42He＋10nC.146C→147N＋0－1eD.23892U→23490Th＋42He解析：因为轻核结合成质量较大的核叫聚变，此题关键在一个“聚”字，暗示变化之前应至少有两种核，四个选项中只有B符合要求。
答案：B3．太阳不断地向外辐射能量，仍保持1千万度以上的高温，其主要原因是太阳内部进行着激烈地() A．衰变反应B．人工核反应C．裂变反应D．热核反应解析：太阳内部时刻都在进行着轻核聚变反应，即热核反应，并伴随着释放出巨大的能量。
答案：D4．下列关于聚变的说法中，正确的是()A．要使聚变产生，必须克服库仑斥力做功B．轻核聚变需要几百万摄氏度的高温，因此聚变又叫做热核反应C．原子弹爆炸能产生几百万摄氏度的高温，所以氢弹可以利用原子弹引发热核反应D．太阳和许多恒星内部都在激烈地进行着热核反应解析：要使轻核发生聚变，必须使它们的距离达到10－15 m以内，核力才能起作用。
由于原子核带正电，要使它们接近到这种程度，必须克服巨大的库仑斥力。
答案：A、C、D5．重核的裂变和轻核的聚变是人类利用核能的两种主要方式，但只有重核的裂变被人类和平利用，其原因是轻核聚变()A．产能效率不高B．核燃料储量不够丰富C．核废料的处理比较困难D．反应速度的控制比较困难解析：裂变和聚变都释放核能，聚变产能效率高，核燃料储量丰富，且核废料容易处理，缺点是核反应速度难以控制，D 正确。
答案：D6．重核裂变和轻核聚变是人类获得核能的两种主要途径，下面关于它们的说法中正确的是( )A ．裂变和聚变过程中都有质量亏损B ．裂变过程中有质量亏损，聚变过程中质量有所增加C ．裂变过程中质量有所增加，聚变过程中有质量亏损D ．裂变和聚变过程中质量都有增加解析：在重核裂变和轻核聚变过程中都会释放出大量的热量，由爱因斯坦质能方程知，无论是裂变还是聚变，质量都会减少，而质量变化叫做质量亏损，所以仅A 选项正确。
人教版高中物理选修3-5习题：第十九章原子核第6、7、8节
6核裂变7核聚变8粒子和宇宙[ 学习目标 ] 1.知道重核的裂变反响和链式反响发生的条件.2.掌握核聚变的定义及发生条件.3.会判断和书写核裂变、核聚变方程，能计算核反响开释的能量．一、核裂变和链式反响[导学研究 ](1) 铀核裂变是如何发生的？(2)铀核裂变在自然界中能自觉进行吗？答案 (1) 铀核的裂变①核子受激发中间子进入铀235 后，便形成了处于激发状态的复核，复核中因为核子的强烈运动，使核变成不规则的形状．②核子分裂核子间的距离增大，因此核力快速减弱，使得原子核因为质子间的斥力作用而分裂成几块，同时放出中子，这些中子又惹起其余铀核裂变，这样，裂变反响一代接一代连续下去，形成链式反响．(2)重核的裂变只好发生在人为控制的核反响中，在自然界中不会自觉地发生．铀核裂变不会自觉地进行，要使铀核裂变，第一要利用中子轰击铀核，使铀核分裂，分裂产生更多的中子，这些中子连续与其余铀核发生反响，再惹起新的裂变，这样就形成了链式反响．[ 知识梳理 ]对核裂变和链式反响的理解(1)核裂变重核被中子轰击后分裂成两个质量差不多的新原子核，并放出核能的过程．(2)铀核裂变用中子轰击铀核时，铀核发生裂变，其产物是多种多样的，此中一种典型的反响是23592 U＋1144Ba＋891 n→5636Kr ＋ 3 n.00(3)链式反响由重核裂变产生的中子使裂变反响一代接一代连续下去的过程，叫做核裂变的链式反响．(4)链式反响的条件①铀块的体积大于或等于临界体积或铀块的质量大于或等于临界质量．②有足足数目的慢中子．[即学即用 ]铀核裂变时，对于产生链式反响的重要要素，以下说法中正确的选项是() A．铀块的质量是重要要素，与体积没关B．为了使裂变的链式反响简单发生，最好直接利用裂变时产生的中子C．若铀 235 的体积超出它的临界体积，裂变的链式反响便可以发生D．可否发生链式反响与铀的质量没关答案 C分析要使铀核裂变产生链式反响，铀块的体积一定大于或等于临界体积或铀块的质量大于或等于临界质量，只需构成铀块的体积小于临界体积或质量小于临界质量就不会产生链式反应，裂变反响中产生的中子为快中子，这些快中子不可以直接引起新的裂变，假如铀块的质量大，则其体积大，若超出临界体积时则发生链式反响，由此知A、B、D 错误， C 正确．二、核电站[知识梳理 ]核反响堆的构造及核电站的认识(1)核电站是利用核能发电，它的中心设备是反响堆，它主要由以下几部分构成：①燃料：铀棒．②慢化剂：铀 235 简单捕捉慢中子发生反响，采纳石墨、重水或一般水作慢化剂；③控制棒：采纳在反响堆中插入镉棒的方法，利用镉汲取中子的能力很强的特征，控制链式反响的速度．(2)工作原理核燃料裂变开释能量，使反响区温度高升．(3)能量输出利用水或液态的金属钠等流体在反响堆内外循环流动，把反响堆内的热量传输出去，用于发电，同时也使反响堆冷却．(4)核污染的办理在反响堆的外面需要修筑很厚的水泥层，用来障蔽裂变产物放出的各样射线．核废料拥有很强的放射性，需要装入特制的容器，深埋地下．[ 即学即用 ]核反响堆是实现可控制的重核裂变链式反响的一种装置，它的主要构成部分是()A．原子燃料、慢化剂、冷却系统和控制调理系统B．原子燃料、慢化剂、发热系统和传热系统C．原子燃料、调速剂、碰撞系统和热系统D．原子燃料、中子源、原子能聚存和输送系统答案A分析核反响堆的主要部分包含：① 燃料，即浓缩铀235；②慢化剂，采纳石墨、重水或一般水；③ 控制棒，控制链式反响的速度；④ 冷却系统，水或液态钠等流体在反响堆内外循环流动，把反响堆的热量传输出去用于发电，故 A 正确， B、C、D错．三、核聚变[导学研究 ](1) 为何实现核聚变要使聚变的燃料加热到几百万开尔文的高温？答案轻核的聚变反响，是较轻的核子聚合成较重的核子，要使得核子的强互相作用发挥作用，一定使核子间靠近到发生互相作用的距离，约为10－15 m；同时因为原子核之间在此距离时的库仑斥力十分巨大，因此需要核子有很大的动能，表此刻宏观上就是核燃料需要达到极高的温度．(2)当古人们实现的核聚变是什么？实现热核反响存在的困难是什么？如何实现对热核反响的控制？答案①当古人们能实现的热核反响是氢弹的爆炸，是由一般炸药引爆原子弹，再由原子弹爆炸产生的高温高压引起热核反响，但这是不行控制的．②实现热核反响存在的困难是：地球上没有任何容器能够经受住热核反响所需要的高温．③可能实现对热核反响的控制方法：磁拘束：利用磁场来拘束参加反响的物质．环流器是当前性能最好的一种磁拘整装置．惯性拘束：利用强激光从各个方向照耀参加反响的物质，使它们因为惯性还来不及扩散就完成了核反响．[知识梳理 ]对核聚变的认识(1)聚变两个轻核联合成质量较大的核，开释出核能的反响，称为核聚变，聚变反响又称为热核反响．(2)聚变方程：2341n＋ 17.6 MeV .H ＋H―→He＋1120(3)聚变发生的条件要使轻核聚变，一定使轻核靠近核力发生作用的距离10－15 m，这要战胜电荷间强盛的库仑力作用，要求使轻核拥有足够大的动能．要使原子核拥有足够大的动能，有一种方法就是给它们加热，使物质达到几百万开尔文以上的高温．[即学即用 ] (多项选择 )以下对于聚变的说法中，正确的选项是()A．要使聚变产生，一定战胜库仑斥力做功B．轻核聚变需要几百万开尔文的高温，所以聚变又叫做热核反响C．原子弹爆炸能产生几百万开尔文的高温，所以氢弹能够利用原子弹引起热核反响D．太阳和很多恒星内部都在进行着强烈的热核反响，在地球内部也可自觉地进行答案 ABC分析 轻核聚变时，要使轻核之间距离达到－A 正确；要10 15 m ，故一定战胜库仑斥力做功，战胜核子间作使劲做功，一定使反响的原子核有足够大的动能，方法就是将其加热到几百万开尔文的高温， B 正确；热核反响一定在几百万开尔文的高温下进行，这样高的温度可利用原子弹爆炸开释的能量获取， C 正确； 在太阳和很多恒星内部都存在热核反响， 但在地球内部不会自觉地进行， D 错．四、粒子和宇宙[ 导学研究 ] 强子和夸克的关系是如何的？夸克分多少种？它的带电性是如何的？什么是夸克的 “禁闭 ”？答案夸克是强子的基本构成成分；夸克有6 种：上夸克、下夸克、奇怪夸克、粲夸克、底夸克、顶夸克；它们带的电荷分别为元电荷为＋2或－ 1；每种夸克都有对应的反夸克；夸克3 3不可以以自由的状态单个出现的性质，叫夸克的 “禁闭 ”．[知识梳理 ]对粒子和宇宙的理解(1) “基本粒子 ”不基本①直到 19 世纪末，人们都以为原子是构成物质的不行再分的最小微粒，电子、质子、中子，并把它们叫做“基本粒子 ”．以后人们发现了光子、②跟着科学的发展，科学们发现了好多的新粒子其实不是由以上基本粒子构成的，并发现质子、中子等自己也有复杂构造．(2) 发现新粒子①新粒子： 1932 年发现了正电子，1937 年发现了 μ子， 1947 年发现了 K 介子和 π介子及以后的超子等．②粒子的分类：依据粒子与各样互相作用的关系，可将粒子分为三大类：强子、轻子和媒介子．(3) 夸克模型的提出1964 年美国物理学家盖尔曼提出了强子的夸克模型，以为强子是由夸克构成的．[即学即用 ] 当前广泛以为，质子和中子都是由被称为 u 夸克和 d 夸克的两类夸克构成的．u夸克带电荷量为21)3e ， d 夸克的带电荷量为－ 3e ， e 为元电荷，以下说法中可能正确的选项是(A ．质子由 1 个 u 夸克和 2 个 d 夸克构成，中子由 1 个 u 夸克和 2 个 d 夸克构成B ．质子由 2 个 u 夸克和 1 个 d 夸克构成，中子由 1 个 u 夸克和 2 个 d 夸克构成C ．质子由 1 个 u 夸克和 2 个 d 夸克构成，中子由 2 个 u 夸克和 1 个 d 夸克构成D ．质子由 2 个 u 夸克和 1 个 d 夸克构成，中子由 2 个 u 夸克和 1 个 d 夸克构成答案 B分析12 1 1n 带电荷量为 2 1质子 1 H 带电荷量为 2× e ＋ －e ＝ e ，中子 03 e ＋ 2×－ e ＝ 0.可见 B 正确 .333一、重核裂变的理解及核能的计算例 1对于重核的裂变，以下说法正确的选项是 ( )A ．核裂变开释的能量等于它俘获中子时获取的能量B ．中子从铀块中经过时，必定发生链式反响C ．重核裂变开释出大批的能量，产生显然的质量损失，所以核子数减少D ．重核裂变为中等质量的核时，要发生质量损失，放出核能分析 核裂变开释的能量根源于裂变过程的质量损失，是核能转变为其余形式能的过程，其能量远大于俘获中子时汲取的能量，A 错误，D正确．发生链式反响是有条件的，铀块的体积一定大于或等于临界体积，不然中子从铀块中穿过时，可能碰不到原子核，则不会发生链式反响， B错误．重核裂变时，核子数守恒，C 错误．答案D概括总结重核裂变的本质：(1) 重核裂变是中子轰击质量数较大的原子核，使之分裂成中等质量的原子核，同时开释大批的能量，放出更多中子的过程．(2) 重核的裂变是放能核反响，原由是核反响前后质量有损失，根根源因是重核的比联合能比中等质量的核的比联合能要小．所以在重核分解为两此中等质量核的过程中要开释能量(但核子数守恒 ) ，并且开释的能量远大于它俘获中子时获取的能量．例 2用中子轰击铀核 235U)，此中的一个可能反响是分裂成钡 14192Kr) 两部分，放出( 92 ( 56 Ba)和氪 (36 3 此中子．各个核和中子的质量以下：m U ＝ 390.313 9 10×－27 kg ， m n ＝ 1.674 9 10×－27 kg ；m Ba ＝ 234.001 6 －27kg ， m Kr ＝ 152.604 7 －27kg.10× 10× 试写出核反响方程，求出反响中开释的核能．分析 依据反响前后质量数守恒、电荷数守恒和反响中的能量守恒，便可以写出核反响方程．依据核反响前后的质量损失，用爱因斯坦质能方程便可求出开释的核能．铀核裂变方程为1235141 92 10n ＋ 92 U ―→ 56 Ba ＋ 36Kr ＋ 30n ，则核反响前后的质量损失为m ＝m U n BaKr n －28 kg. ＋ m － m －m －3m ＝ 3.578 ×10由爱因斯坦质能方程可得开释的核能为－J ＝3.220 2 －11 J.E ＝ mc 2＝ 3.578 ×10 28×(3 ×108)2 10× 1235141 921 －11答案0n ＋ 92U ―→ 56Ba ＋ 363.220 2 10× JKr ＋ 3 n 总结提高铀核裂变开释核能的计算(1) 第一算出裂变反响中的质量损失m.(2) 依据 E ＝ mc 2 计算开释的核能计算时要注意 m 与 E 单位的对应关系：若 m 用 kg 做单位，则E 用 J 做单位；若m 用u 做单位，则E 用 MeV 做单位， 1 u 相当于 931.5 MeV 的能量．(3) 若计算必定质量的铀块完整裂变时放出的核能，应先算出铀块中有多少个铀核 (设为 n)，则铀块裂变开释的核能E ＝ n E.二、轻核聚变的理解及核能的计算例 3 (多项选择 )据新华社报导， 由我国自行设计、 研制的世界第一套全超导核聚变实验装置(又称“人造太阳 ”)已达成了初次工程调试．以下对于 “人造太阳 ”的说法正确的选项是 ( )A ． “人造太阳 ”的核反响方程是 2 H ＋3 4 11 H → He ＋ n12B ． “人造太阳 ”的核反响方程是 2351 n → 141 92 1 92 U ＋56Ba ＋ Kr ＋ 3 n0 36C ．依据公式 E ＝ mc 2 可知，核燃料的质量同样时，聚变反响开释的能量比裂变反响大得多D ．依据公式E ＝ mc 2 可知，核燃料的质量同样时，聚变反响开释的能量与裂变反响同样分析23 4 1 n 是氢核聚变方程， 故 A 项正确； 依据氢核聚变特色，同样质量的核燃11 2 0H ＋ H → He ＋ 料，氢核聚变开释的能量比裂变反响大得多，应选项 C 正确．答案 AC例 4太阳内部连续不停地发生着四个质子聚变为一个氦核同时放出两个正电子的热核反响，这个核反响开释出的大批能量就是太阳的能源． (计算结果在小数点后保存两位小数，1 u 相当于 931.5 MeV 的能量 )(1) 写出这个核反响方程．(2) 这一核反响能开释多少能量？(3) 已知太阳每秒开释的能量为3.8×1026 J ，则太阳每秒减少的质量为多少千克？ (已知质子质量 为 m H ＝ 1.007 3 u ，氦核质量为 m He ＝4.001 5 u ，正电子质量为 m ＝ 0.000 55 u)e 分析(1) 由题意可得核反响方程为1441H →2He ＋ 2＋ 1e.(2) 反响前的质量 m ＝ 4mH ＝ 4×1.007 3 u ＝ 4.029 2 u ，反响后的质量 m ＝m He＋ 2m ＝ 4.001 5 u12 e＋ 2×0.000 55 u ＝4． 002 6 u ， m ＝ m 1 －m 2＝ 0.026 6 u ，由质能方程得，开释能量E ＝ mc 2＝ 0.026 6×931.5MeV ≈ 24.78 MeV.(3) 由质能方程 E ＝ mc 2 得太阳每秒减少的质量m ＝ E 3.8 ×1026kg ≈ 4.22×109kg.2＝3×108 2c答案(1)4 141H → 2 He ＋2＋1 e (2)24.78 MeV(3)4.22 10×9kg总结提高重核裂变与轻核聚变的差别反响方式重核裂变轻核聚变比较项目放能原理重核分裂成两个或多此中等质量的两个轻核联合成质量较大原子核，放出核能的原子核，放出核能放能多少 聚变反响比裂变反响均匀每个核子放出的能量大概要大3～4 倍燃料储量状况 聚变燃料储量丰富核废料办理难度聚变反响的核废料办理要比裂变反响简单得多1．235U 原子核在中子的轰击下发生一种可能的裂变反一个 92 应的裂变方程为235192U ＋0n →X＋94 1 ()38Sr ＋2 n ，则以下表达正确的选项是A ．X 原子核中含有 86 此中子B ．X 原子核中含有 141 个核子C ．因为裂变时开释能量，依据E ＝ mc 2，所以裂变后的总质量数增添D ．因为裂变时开释能量，出现质量损失，所以生成物的总质量数减少答案 A分析 X 原子核中的核子数为 (235＋ 1)－(94＋ 2)＝ 140 个， B 错误；中子数为 140－(92－ 38)＝ 86 个， A 正确；裂变时开释能量，出现质量损失，可是其总质量数是不变的，C 、D 错误．2．一个铀 235 汲取一此中子后发生的一种核反响方程是 235113690192 U ＋0n → 54 Xe ＋ 38Sr ＋ 100n ，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 m 1 ，锶 90 核的质量为 m ，真空中光速为 c ，则开释的能量 E 等于()2A ． (M －m 1－ m 2)c 2B ． (M ＋ m － m 1－ m 2)c 21 2 2C ． (M － m － m －9m)c122D ． ＋9m －M )c(m ＋ m 答案 C分析 铀 235 裂变时的质量损失： m ＝ M ＋ m － m 1－ m 2－10m ＝M － m 1－m 2－ 9m ，由质能方程可得 E ＝ mc 2＝ (M － 9m － m 12 2－ m )c .3．某科学家提出年青热星体中核聚变的一种理论，此中的两个核反响方程为11213N ＋ 1 H ＋ 6 C → 71H ＋ 15 12C ＋X ＋Q .方程中 Q 、Q 表示开释的能量，有关的原子核质量见下表：7 611212原子1 H3 He412 C13 15 N12 He67N7核2质量1.007 83.016 04.002 612.000 013.005 715.000 1/u以下推测正确的选项是 ()3 He ， Q＞ Q4＞QA ．X 是21 B ． X 是 He ， Q2 122C ．X 是 3 He ， Q ＜ Q4＜ Q2 21D ． X 是 He ， Q2 12答案 B分析由核反响过程一定恪守质量数守恒和电荷数守恒知X 是24 He.放出热量分别为Q 1和 Q 2的两个核反响中质量损失分别为 0.002 1 u 和 0.005 3 u ，故 Q 2＞Q 1.4．一个氘核23 H) 联合成一个氦核 (4 He) ，同时放出一此中子，已知氘核质量为( H)和一个氚核 (211m 1＝ 2.014 1 u ，氚核质量为 m 2＝ 3.016 0 u ，氦核质量为 m 3＝ 4.002 6 u ，中子质量为 m 4 ＝ 1.008 665u,1 u 相当于 931.5 MeV 的能量，求：(1) 写出聚变的核反响方程；(2) 此反响过程中开释的能量为多少？均匀每个核子开释出多少核能？(结果在小数点后保存一位小数 )答案 (1) 12H ＋ 13H → 24 He ＋ 01n(2)17.5 MeV 3.5 MeV分析(1)2 3 4 1 核反响方程为 112n.H ＋ H → He ＋ (2) 此反响过程的质量损失为m ＝ 2.014 1 u ＋3.016 0 u － 4.002 6 u － 1.008 665 u ＝0.018 835 u ，E ＝ mc 2＝ 0.018 835 ×931.5 MeV ≈17.5 MeV .均匀每个核子开释的核能为17.5MeV ＝ 3.5 MeV . 5一、选择题 (1～ 6 为单项选择题， 7～ 11 为多项选择题 )1．以下核反响中，属于核裂变反响的是 ( )A. 10174He5 B ＋ n → Li＋0 3 2 B. 238 234 4 92 U →90 Th ＋ He214 4 17 1C. 7 N ＋ 2He → 8 O ＋ 1H2351 144 89 1D. 92 U ＋0n → 56 Ba ＋36Kr ＋ 30n 答案D分析由核裂变反响的特色知， D 正确．2．为使链式反响安稳进行，以下方法可行的是()A．铀块可制成任何的体积B．铀核裂变开释的中子可直接去轰击此外的铀核C．经过慢化剂将产生的中子减速D．用镉棒作为慢化剂使中子减速答案 C分析因为使铀块发生链式反响的体积应大于或等于临界体积，故 A 错误；铀核裂变开释出的为快中子，不可以直接用来轰击铀核，一定用慢化剂减速，而镉棒是用于控制中子数目的，故 C正确，B、 D错误．3．秦山核电站第三期工程中有两个6×105kW发电机组已实现并网发电．发电站的核能根源于 23592U的裂变，以下说法正确的选项是()A ．反响堆中核反响速度往常是采纳调理23592U的体积来控制的B. 23592U的一种可能裂变为235U＋ 1n→139Xe＋95Sr＋21n92054380C.23592U是天然放射性元素，高升温度后它的半衰期会缩短D．固然核电站能供给很大的能量，但它对环境的污染比火电站严重答案 B分析反响堆中核反响速度由控制棒(镉棒 )汲取中子的多少来控制， A 错；23592U裂变有多种可能性，这是此中常有的一种， B 对；放射性元素的半衰期由原子核自己决定，与温度、压强等外界条件没关， C 错；核电站的核能是洁净能源，污染少， D 错．4．对于轻核聚变开释核能，以下说法正确的选项是()A．一次聚变反响必定比一次裂变反响开释的能量多B．聚变反响每个核子开释的均匀能量必定比裂变反响大C．聚变反响中粒子的比联合能变小D．聚变反响中因为形成质量较大的核，故反响后质量增大答案 B分析在一次聚变反响中开释的能量不必定比裂变反响多，故 A 错误；因为聚变反响中开释出巨大的能量，则比联合能必定增添，质量发生损失，故C、D 错误．5．当两此中子和两个质子联合成一个α粒子时，放出 28.3 MeV 的能量，当三个α粒子联合成一个碳 (C) 核时，放出 7.26 MeV 的能量，则当 6 此中子和 6 个质子联合成一个碳(C) 核时，开释的能量约为 ()A ．21.04 MeVB ． 35.56 MeVC． 77.64 MeV D ． 92.16 MeV答案 D分析6 此中子和 6 个质子可联合成3 个 α粒子，放出能量3×28.3 MeV ＝ 84.9 MeV ,3 个 α粒子再联合成一个碳核，放出7.26 MeV能量，故 6 此中子和 6 个质子联合成一个碳核时，开释能量为84.9 MeV＋ 7.26 MeV ＝ 92.16 MeV.6． “反物质 ”是由 “反粒子 ”构成的， “反粒子 ”与其对应的正粒子拥有同样的质量和同样的电荷量，但电荷符号相反，则反氢原子是( )A ．由 1 个带正电荷的质子和 1 个带负电荷的电子构成B ．由 1 个带负电荷的反质子和 1 个带正电荷的正电子构成C ．由 1 个带负电荷的反质子和1 个带负电荷的电子构成 D ．由 1 个不带电荷的中子和 1 个带正电荷的正电子构成答案 B分析 依据反粒子定义， “反粒子 ”与 “正粒子 ”拥有同样质量，但带有等量的异种电荷，所以反氢原子是由 1－1 H 核和 0＋ 1e 构成的．7．核聚变的主要原料氘，在海水中含量极其丰富．已知氘核的质量为m 1，中子的质量为 m 2，3()2He 的质量为 m 3，质子的质量为m 4，则以下说法中正确的选项是A ．两个氘核聚变为一个 32He 所产生的另一个粒子是质子B ．两个氘核聚变为一个 32He 所产生的另一个粒子是中子C ．两个氘核聚变为一个 3 22He 所开释的核能为 (m 1－ m 3－ m 4)cD ．与受控核聚变比较，现行的核反响堆产生的废物拥有放射性答案 BD分析由核反响方程知231X ， X 应为中子，开释的核能应为 2，21H → 2 He ＋0 E ＝ (2m 1－ m 3－m 2)c 聚变反响的污染特别小．而现实运转的裂变反响的废料拥有很强的放射性，故 A 、C 均错误，B 、D 正确．8．以下核反响方程中属于核聚变的是 ( )A. 2 3 4 1 n1 H ＋H ―→ He ＋12B. 144 17 1 H 7 N ＋ He ―→8O ＋21112C.1H ＋ 0n ―→ 1H ＋ γ 1 4 He ＋ 2 0 eD ．4 H ―→1 2 ＋1答案 ACD分析轻核联合成质量较大的核，开释出核能的反响，称为聚变．9．当一个重核裂变时，它所产生的两个核( )A ．含有的质子数比裂变前重核的质子数少B ．含有的中子数比裂变前重核的中子数少C ．裂变时开释的能量等于俘获中子时获取的能量D ．可能是多种形式的两个核的组合答案BD分析 因为在裂变反响中汲取一此中子而开释出几此中子，质子数没有发生变化，而两个新核的中子数减少， A 错误， B 正确；反响前后质量发生了损失而开释出能量，其实不等于俘获中子的能量，在裂变反响中，产物其实不是独一的，故 C 错误， D 正确．10．在以下四个方程中： X 1、 X 2、X 3、 X 4 各代表某种粒子，判断正确的选项是()① 2351 95 138 Xe ＋ 3X23 1 n ③ 238 U ―→ 234 Th ＋X92 U ＋ n ―→38Sr ＋541② H ＋X ―→ He ＋92923122④ 24427Al ＋ X 412Mg ＋ 2He ―→ 13A ．X 1是中子B ．X 2 是质子C ．X 3 是 α粒子D ．X 4 是氚核答案 AC11．我国秦山核电站第三期工程中有两组 60 万千瓦的发电机组，发电站的核能根源于23592U的裂变，现有四种说法正确的选项是 () A. 235U 原子核中有92 个质子， 143 此中子92B.235U 的一种可能裂变是变为两此中等质量的原子核，反响方程为 23511399592 92 U ＋ 0n ―→ 54X e ＋38Sr ＋ 12 nC. 235U 是天然放射性元素，常温下它的半衰期约为 45 亿年，高升温度半衰期缩短 92235－11JD ．一个 92 U 裂变能放出 200 MeV 的能量，合 3.2 ×10答案 ABD分析由 23592U的质量数和电荷数关系易知 A 正确；由核反响方程中电荷数守恒和质量数守恒知 B 正确；半衰期不受外界要素扰乱， －19J ＝ 3.2 ×10故 C 错误；因为 200 MeV ＝ 200×106×1.6 ×10 －11J ，所以 D 正确．12．现有的核电站常用的核反响之一是：235 1 1 0e ＋ ν92 U ＋ n → 14360Nd ＋ Zr ＋3 n ＋ 8－1(1) 核反响方程中的 ν是反中微子， 它不带电， 质量数为零， 试确立生成物锆 (Zr) 的电荷数与质量数．(2) 已知铀核的质量为 235.043 9 u ，中子的质量为 1.008 7 u ，钕 (Nd) 核的质量为 142.909 8 u ，锆核的质量为89.904 7 u ，试计算 1 kg 铀 235 裂变开释的能量为多少焦耳？(已知 1 u 质量相当于 931.5 MeV 的能量，且 1 u ＝ 1.660 6 ×10－27 kg)答案 (1)4090 (2)8.1 ×1013 J分析(1) 锆的电荷数 Z ＝ 92－ 60＋ 8＝ 40，质量数 A ＝ 236－ 146＝ 90.(2)1 kg 铀 235 中铀核的个数为n ＝1(个 )235.043 9 －27≈ 2.56×10241×.660 6 10×不考虑核反响中生成的电子质量， 1 个铀 235 核裂变产生的质量损失为m＝ 0.212 u，开释的能量为E＝ 0.212 ×931.5 MeV ≈ 197.5 MeV则 1 kg 铀 235 完整裂变开释的能量为E＝ n E＝ 2.56 ×1024×197.5 MeV ＝ 5.056 ×1026 MeV≈ 8.1×1013 J.13．4 个氢核聚变为一个氦核，同时放出两个正电子，开释出 2.8 ×106 eV 的能量，写出核反响方程，并计算 1 g 氢核达成这个反响后开释出多少焦耳的能量．(保存三位有效数字 )答案14010 41H→2He＋2＋1e 6.74×10 J分析该反响的核反响方程为：14He＋ 20 e，4 H →12＋1由此可知，均匀每个氢核反响开释出的能量为E ＝2.8 ×106eV ＝7×105eV041 g 氢核 (即 1 mol) 所包含的氢核的粒子个数为 6.02 ×1023个应开释出的总能量 E 为：E＝ 7×105×6.02 ×1023 eV≈6.74×1010 J.。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1．以下说法正确的是()
A．最早发现的轻子是电子，最早发现的强子是中子
B．质子、中子、介子和超子都属于强子
C．强子、轻子都有内部结构
D．τ子质量比核子质量大，τ子不属于轻子
解析：最早发现的强子是质子，最早发现的轻子是电子，故选项A错误；强子有内部结构，由夸克组成，轻子没有内部结构，所以C错误；质子、中子、介子、超子都属于强子，τ子质量比核子质量大，但仍属于轻子，D错误，B正确。
答案：B
2．正电子、负质子等都属于反粒子，它们跟普通电子、质子的质量、电荷量均相等，而电性相反。
科学家设想在宇宙的某些部分可能存在完全由反粒子构成的物质——反物质。
1997年初和年底，欧洲和美国的科研机构先后宣布：他们分别制造出9个和7个反氢原子，这是人类探索反物质的一大进步。
你推测反氢原子的结构是()
A．由一个带正电荷的质子与一个带负电荷的电子构成
B．由一个带负电荷的质子与一个带正电荷的电子构成
C．由一个不带电荷的中子与一个带负电荷的电子构成
D．由一个带负电荷的质子与一个带负电荷的电子构成
解析：反氢原子的结构是由反粒子构成的物质，正电子、负质子等都属于反粒子，由反粒子的特点可知选项B正确。
答案：B
3．关于聚变，以下说法中正确的是()
A．两个轻核聚变为中等质量的原子核时放出能量
B．同样质量的物质发生聚变时放出的能量比同样质量的物质裂变时释放的能量大好多倍
C．聚变反应的条件是聚变物质的体积达到临界体积
D．发生聚变反应时的原子核必须有足够大的动能
解析：两个轻核聚合为较大质量的原子核就可释放能量，但不一定是中等质量的核，故A项错误；聚变反应放出的能量比同样质量的物质裂变时释放的能量大得多，故B项正确；裂变反应的条件是裂变物质的体积达到临界体积，而聚变反应的条件是原子核间距达到10－15 m，故要求有足够大的动能才能克服原子核间的斥力做功，故C错，D正确。
答案：BD
4．月球土壤里大量存在着一种叫做“氦3(32He)”的化学元素，是热核聚变的重要原料。
科学家初步估计月球上至少有100万吨氦3，如果相关技术开发成功，将可为地球带来取之不尽的能源。
关于“氦3(32He)”与氘核聚变，下列说法正确的是()
A．核反应方程为32He＋21H→42He＋11H
B．核反应生成物的质量将大于参加反应物的质量
C．氦3(32He)一个核子的结合能大于氦4(42He)一个核子的结合能
D．氦3(32He)的原子核与一个氘核发生聚变将放出能量
解析：根据质量数守恒、电荷数守恒和已知条件可以写出核反应方程为32He＋21H→42He ＋11H，故A对；由于此核反应过程中放出能量将出现质量亏损，所以B、C错，D正确。
答案：AD
5．已知π＋介子、π－介子都是由一个夸克(夸克u或夸克d)和一个反夸克(反夸克u或反夸克d)组成的，它们的带电荷量如下表所示，表中e为元电荷。
成，同理π－介子由一个d夸克和一个反夸克u组成。
答案：AD
6．质子—质子循环发生的核反应被认为是恒星能量的一种可能来源，具体的一个循环过程是这样的：两个质子(11H)发生聚变，生成一个氘核(21H)，生成的氘核(21H)再与一个质子(11H)聚变生成一个氦核(32He)，接下来两个氦核(32He)发生聚变，生成氦的同位素(42He)同时再产生两个质子(11H)，这两个质子(11H)再度发生聚变……进入下一个循环反应，成为恒星不竭之能量源泉。
对于这种质子—质子循环发生的核反应，下列说法正确的是() A．两个质子(11H)发生聚变，可表示为11H＋11H→21H＋01e
B．两个质子(11H)发生聚变，可表示为11H＋11H→211H
C．一个完整的质子—质子循环核反应可表示为311H→32He＋01e
D．一个完整的质子—质子循环核反应可表示为611H→42He＋201e＋211H
解析：由题意及核反应中的质量数与电荷数守恒可得两个质子(11H)发生聚变，可表示为1
H＋11H→21H＋01e，A正确、B错误；由题意可知一个完整的质子—质子循环反应可表示为1
611H→42He＋201e＋211H，C错误、D正确。
答案：AD
7．(2012·新课标全国卷)氘核和氚核可发生热核聚变而释放出巨大的能量，该反应方程为：21H＋31H→42He＋x，式中x是某种粒子。
已知：21H、31H、42He和粒子x的质量分别为2.014 1 u、3.016 1 u、4.002 6 u和1.008 7 u；1 u＝931.5 MeV/c2，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)。
解析：根据电荷数守恒和质量数守恒可知，x的质量数为1，电荷数为零，故x为中子。
质量亏损Δm＝2.0141 u＋3.016 1 u－(4.002 6 u＋1.008 7 u)＝0.018 9 u，E＝Δmc2＝0.018 9×931.5 MeV＝17.6 MeV。
答案：10n(或中子)17.6
8．天文观测表明，几乎所有远处的恒星(或星系)都在以各自的速度背离我们而运动，离我们越远的星体，背离我们运动的速度(称为退行速度)越大；也就是说，宇宙在膨胀，不同星体的退行速度v和它们离我们的距离r成正比，即v＝Hr，式中H为一常量，称为哈勃常数，已知由天文观察测定。
为解释上述现象，有人提出一种理论，认为宇宙是从一个大爆炸的火球开始形成的。
假设大爆炸后各星体即以不同的速度向外匀速运动，并设想我们就位于其中心，则速度越大的星体现在离我们越远。
这一结果与上述天文观测一致。
由上述理论和天文观测结果，可估算宇宙年龄T，其计算式为T＝______________。
根据近期观测，哈勃常数H＝3×10－2m/s·光年，其中光年是光在一年中行进的距离，由此估算宇宙的年龄约为________年。
解析：由题意知
T＝r
v＝
1
H，T＝
1
H＝
1×3×108 m/s
3×10－2 m/s
年＝1010年。
答案：1
H1010
9．太阳内部的核聚变反应可以释放出大量的能量，这些能量以电磁波辐射的形式向四面八方辐射出去，其总功率达P＝3.8×1026 W。
(1)估算太阳每秒钟的质量亏损；
(2)设太阳上的核反应都是411H→42He＋201e＋2ν＋28 MeV这种形式的反应(ν是中微子，其质量远小于电子质量，是穿透力极强的中性粒子)，地日距离L＝1.5×1011m，试估算每秒钟太阳垂直照射地面上每平方米有多少中微子到达。
(3)假设原始太阳全部由质子和电子组成，并且只有10%的质子可供“燃烧”，试估算太阳的寿命(太阳的质量为2.0×1030 kg，质子的质量为1.67×10－27 kg)。
解析：(1)太阳每秒钟释放的能量为ΔE＝Pt＝3.8×1026 J，由质能方程ΔE＝Δmc2可得
Δm＝ΔE
c2＝
3.8×1026
(3×108)2
kg＝4.2×109 kg。
(2)设E0＝28 MeV，每秒钟的核反应的次数为：n＝ΔE
E0＝
3.8×1026
28×106×1.6×10－19
＝
8.48×1037次
每秒钟产生的中微子为n1＝2n＝1.696×1038个建一个以L为半径的球模型，球的表面积为
S＝4πL2＝2.826×1023 m2
则每平方米上有中微子的个数为：
n2＝n1
S＝
1.696×1038
2.826×1023
＝6×1014个。
(3)能发生反应的总质量为m1＝M×10%＝2.0×1030×10% kg＝2.0×1029 kg，每次聚变用四个质子，每秒钟用的质子数为n3＝4n＝4×8.48×1037个，质子的质量m p＝1.67×10－27 kg，
太阳的寿命为：t＝
m1
n3m p＝
2.0×1029
4×8.48×1037×1.67×10－27
s＝3.53×1017 s≈112亿年。
答案：(1)4.2×109 kg(2)6×1014个(3)112亿年。