专题53 结合能、质量亏损、聚变和裂变-六年高考(2011-2016)物理试题分项精析版(原卷版)
高二物理裂变和聚变试题
高二物理裂变和聚变试题1.有下列核反应：①②③④下列说法中正确的是（）A．①是原子核的人工转变的反应方程式B．②是聚变的核反应方程式C．③是α衰变的反应方程式D．④是裂变的核反应方程式【答案】ABD【解析】我们要对人工转变、聚变、裂变、衰变的定义作深入认识，根据各种定义可知：①是人工转变的反应方程式；②是聚变的核反应方程式；③并不是α衰变，而是人工转变，衰变是自发进行的，不需要外界因素的影响;④是裂变的核反应方程式.故答案为A、B、D三项.【考点】核反应裂变聚变点评：两个质量较小的核结合成一个质量较大的核的核反应叫核聚变．质量较大的核分裂成两个质量中等的核的现象称为核裂变．原子核在自然的状态下由原子核中释放出一个α粒子的现象称为α衰变．放射性同位素的原子核将一个中子转化为一个质子同时释放出一个高速电子的现象称为β衰变。
2.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【答案】BD【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，这点由聚变反应的特点我们就可以知道，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项错、D项正确【考点】原子核反应聚变点评：核能的开发和利用可以采用两种方法：一种是利用核裂变释放能量，另一种是利用核聚变释放能量，人工控制链式反应的速度和平利用核能，是核电站的原理，由于核聚变需要高温高压，人类还无法和平利用核聚变时放出的能量．3.一个原子核在中子的轰击下发生一种可能的裂变反应，其裂变方程为+,则下列叙述正确的是( )A．X原子核中含有86个中子B．X原子核中含有141个核子C．因为裂变时释放能量，根据E=mc2，所以裂变后的总质量数增加D．因为裂变时释放能量，出现质量亏损，所以生成物的总质量数减少【答案】A【解析】由核反应方程知X的电荷数为x=92-38=54，X的质量数为y=235+1-94-2=140，故其中中子个数为140-54=86，所以A项正确，B项不正确.由于裂变时释放能量，故裂变后总质量减小，但质量数不变，故C、D两项不正确.【考点】裂变质能方程点评：裂变和聚变是在原子物理中学习的两种重要反应：聚变和裂变反应的特点以及应用；质量数和电荷数守恒在核反应中的应用以及质子数、中子数、质量数等之间关系；质能方程的应用，正确理解半衰期的含义等。
高考物理一轮专项基础训练：第83练《核力与结合能》《质量亏损》《重核的裂变》《核聚变》.pdf
第83练 核力与结合能 质量亏损 重核的裂变 核聚变 基础过关 一、单项选择题（每小题只有一个选项符合题意） 1.下列有关核力的说法中错误的是（ ） A．核力只存在于质子与质子之间和中子与中子之间 B．原子核内每个核子只跟邻近的核子发生核力作用 C．核力对核子做正功，原子核一定要释放核能 D．原子核内核子间的核力一定是强相互引力 2．重核裂变和轻核聚变是人类获得核能的两种途径，下列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，聚变过程中有质量增加 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增加 3．核磁共振的成像原理如下：原子核在磁场中的能量形成若干磁能级，当它吸收外界高频磁场的能量后，可跃迁到较高磁能级.这种现象叫核磁共振.测出不同共振核在人体内的分布情况，借助计算机分析可获得人体内的清晰图像.该成像技术中所加外界磁场频率的数值是（ ） A．连续的B．某一特定值 C．在某一范围内的连续值D．一系列不连续的特定值 4．雷蒙德·戴维斯因研究来自太阳的电子型中微子（vc）而获得了2002年度的诺贝尔物理学奖.他探测中微子所用的探测器的主体是一个贮满615t四氯之烯（C2Cl4）溶液的巨桶.电子型中微子可以将一个氯核转变为一个氩核，其核反应方程式为vc+Cl→Ar+e已知Cl核的质量为36.956 58u，Ar核的质量为36.956 91 u，e的质量为0.00055u，1u质量对应的能量为931.5MeV.根据以上数据，可以判断参与上述反应的电子型微子的最小能量为（ ） A．0.82MeVB．0.31Me V C．1.33MeVD．0.51MeV 二、多项选择题（每小题有多个选项符合题意） 5．下列有关结合能的说法中正确的是（ ） A．结合能是由核子结合成的原子核所具有的能量 B．结合能是把原子核分解为核子所需要的能量 C．原子核越大，它的结合能越高，原子核就越稳定 D．中等大小的原子核比结合能最大，它们也是稳定 6．为纪念爱因斯担对物理学的巨大贡献，联合国将2005年定为“国际物理”.对于爱因斯坦提出的质能方程E=mc2，下列说法中，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△E=△mc2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 7．下列说法中正确的是（ ） A．H+H→He+n是聚变 B．U+n→Xe+Sr+2n是裂变 C．Na→Mg+e是裂变 D．Ra→Rn+He是α衰变 8．如图是原子核的核子平均质量与原子序数Z的关系图像，下列说法中正确的是（ ） A．如D和E结合成F，结合过程一定会吸收核能 B．如D和E结合成F，结合过程一定会释放核能 C．如A分裂成B和C，分裂过程一定会吸收核能 D．如A分裂成B和C，分裂过程一定会释放核能 三、计算或论述题 9．裂变反应是目前核能利用中常用的反应，以原子核U为燃料的反应堆中，当其俘获一个慢中子后发生裂变反应可以有多种方式，其中一种可表示为 U+n→Xe+Sr+3n 235．043 91.008 7138.917 893.915 41.008 7 反应方程式下的数字是中子及有关原子的静止质量（以原子质量单位u为单位.）已知1u的质量对应的能量为9.3×102MeV，求此裂变反应释放出的能量是多少兆电子伏. H+H→ +n，请完成该核反应方程式； （2）若氘核质量为m1=2.014 1u，氚核质量为m2=3.016 1u，中子质量m3=1.008 7u，氦核质量m4=4.002 6u，根据爱因斯坦质量方程，1u质量跟932 MeV的能量相联系，试计算上述核反应过程释放的核能.（答案保留三位有效数字） 12．两个氘核发生了如下核反应H+H→He+n，其中氘核的质量为2.013 6u，氦核的质量为3.015 0u，中子的质量为1008 7u. （1）若反应前两个氘核的动能都为0.35MeV，进行对心碰撞，并且结合能全部转化为头能，求反应中产生的中子和氦核的动能. （2）假设反应中产生的的氦核沿着直线向静止的碳核（C）接近，受库仑力的影响，当它们距离最近时，两个原子核的动能各是多少？ 13．在用铀235作燃料的反应堆中，铀235核吸收一个动能约为0.025eV的慢中子后，可发生裂变反应，放出能量和2~3个快中子，而快中子不利于铀235的裂.为了能使裂变反应继续下去，需要将快中子减速，有一种减速的方法是用石墨（碳12）作减速剂，如图所示，黑色的立方块（石墨）就是减速剂，没中子与碳原子的碰撞是对心弹性碰撞，没有机械能损失. （1）求快中子与碳原子发生一次碰撞后的速度v 与原来的速度v0的比值； （2）一个动能为E0=2.5MeV的快中子需要与静止的碳原子碰撞多少次，才能减速成为0.025eV的慢中子. 附：部分常用对数 N1.11.21.31.4lgN0．041 40．079 20．113 90．146 1 能力提升 1．γ射线照射静止氘核使之分解，反应的方程为：γ+D→P+n，若分解后中子、质子的动能可视为相等，则中子的动能是（ ） A．B．C．D．mc2，p=－p′ C．hv=mc2+Ek，p=－p′ D．hv=（mc2+Ek），p=－p′第83练 核力与结合能 质量亏损 重核的裂变 核聚变 1．A 2．A 解析 重核裂变和轻核聚变都能获得核能，根据爱因斯坦质能方程，当反应释放核能时会有质量亏损 3．D 解析 原子核的能量是量子化的、不连续的，所以其吸收外界高频磁场的能量也是不连续的 4．A 解析 已知核的为，的质量和为36.95691u+0.00055u=36.95746u,比质量增加了，在由可得该核反应中电子型微子的最小能量为 ，选项A正确. 5．BD 6.ABC 7．ABD 解析 选项C是衰变，不是裂变. 8．BD 核子的平均质量乘以核子数即原子核的质量，在核反应中遵循质量守恒，D+E→F的反应中，因D、E的核子平均质量均大于F，故该反应一定出现质量亏损，根据爱因斯坦质能方程，当质量有亏损时，该反应会释放核能，同理A→B+C的反应中亦出现质量亏损而释放核能. 9．179.8 10. 11．（1） （2） （3） 12．两氘核进行对心碰撞，碰撞前后系统的动量守恒. 碰撞前两氘核的动量之和为0，碰撞后设氦核和中子的动量分别是，由动量守恒可得方程0=+ 题中说明核反应后所有结合能全部转化为动能，则由能量守恒可得出核反应前后各粒子能量之间的关系式由以上两方程再结合动量与动能之间的关系式便求得（1）问的解. （2）问中说明氦核沿直线向静止的核接近，就氦核和核组成的系统来说，因不受外力作用，由系统动理守恒.在库仑力作用下，两核距离最近时的物理意义是氦核和核的速度此时相等，因此可得一动量守恒方程. （1）反应中的质量亏损 所以释放的能量为 设反应中生成的中子和氦核的速率分别为由反应中能量守恒和动量守恒有 其中 由上式得到 所以动能之比为 （2）氦核与静止的碳核对心正碰后，当它们相距最近时，两核的速度相等，相当于完全非弹性碰撞模型，由动量守恒定律有 所以此时，氦核的动能和碳核的动能=≈0.04MeV·EkC=≈0.16MeV 13．（1）设中子与碳核的质量分别为m和M，碰前中子速度为v0，碰后中子与碳核的速度分别为v和V，碰撞前后动量、机械能均守恒： 由上两式得 因 （2）经一次碰撞后中子的能量为 经2，3，…，n次碰撞后中子的能量依次为E2，E3，…，En,E2=， 因此=，快中子需要与静止的碳原子碰撞56次，才能减速成为0.025eV的慢中子. 14．C 解析 根据爱因斯坦质能方程，反应后的总能量为 15．C 解析 根据爱因斯坦质能方程，反应后的总能量为。
新课改高中物理选修三同步专题讲义：10 A质量亏损 基础版(教师版)
A．从图中可以看出，铁 Fe 原子核中核子的平均质量最大 B．原子序数较大的重核 A 分裂成原子序数小一些的核 B 和 C，质量会增加 C．原子序数很小的轻核 D 和 E 结合成一个原子序数大些的 F 核，能释放核能 D．原子序数较大的重核裂成原子序数小一些的核 B 和 C，需要吸收能量 【分析】根据图象判断出各原子核质量关系，然后判断发生核反应时质量变化情况，最后根 据质能方程分析答题。 【解答】解：A、分析图可知，铁 Fe 原子核中核子的平均质量最小，故 A 错误。 B、原子序数较大的重核 A 分裂成原子序数小一些的核 B 和 C，由于后者的核子平均质量小， 故发生质量亏损，故 B 错误。 C、同理，原子序数很小的轻核 D 和 E 结合成原子序数大些的 F 核，则发生质量亏损，释 放核能，故 C 正确。 D、原子序数较大的重核裂成原子序数小一些的核 B 和 C，质量亏损，释放核能，故 D 错误。 故选：C。 【例 1.4】（颍州区校级月考）原子核的比结合能曲线如图所示，根据该曲线，下列判断正确 的是（ ）
质量亏损
一、质量亏损
1．结合能
上述过程是用宏观物体做的例子。原子核是核子凭借核力结合在一起构成的，要把它们分开， 也需要能量，这就是原子的结合能。 显然，组成原子核的核子越多，它的结合能越高。因此，有意义的是它的结合能与核子数之 比，称为比结合能，也叫平均结合能。比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核 越稳定。 中等质量的核比结合能较大，原子核较稳定，因此，重核的裂变、轻核的聚变都是放能反应。
典例精讲
【例 1.1】（河南月考）自然界中稳定原子核的质子数与中子数的关系如图所示，下列说法错
误的是（ ） A．自然界中较轻的原子核，质子数和中子数大致相等 B．图象中横坐标 Z 表示质子数 C．较重的原子核，中子数大于质子数 D．核子数越多，结合能越高，原子核越稳定
高考物理总复习第十二单元波粒二象性原子结构与原子核课时2原子结构原子核教师用书(含解析)新人教版
1.原子的核式结构模型(1)电子的发现:英国物理学家汤姆孙发现了电子。
(2)α粒子散射实验:1909~1911年,英国物理学家卢瑟福和他的助手进行了用α粒子轰击金箔的实验,实验发现绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进,但有少数α粒子发生了大角度偏转,几乎被“撞”了回来。
(3)卢瑟福提出原子的核式结构模型:在原子中心有一个很小的核,原子几乎全部质量都集中在核里,带负电的电子在核外空间绕核旋转。
2.氢原子的能级结构(1)玻尔理论①定态:原子只能处于一系列不连续的能量状态中,在这些能量状态中原子是稳定的,电子虽然绕核运动,但并不向外辐射能量。
②跃迁:原子从一种定态跃迁到另一种定态时,它辐射或吸收一定频率的光子,光子的能量由这两个定态的能量差决定,即hν=E m-E n。
(h是普朗克常量,h=6.626×10-34J·s)③轨道:原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应。
原子的定态是不连续的,因此电子的可能轨道也是不连续的。
(2)基态和激发态:原子能量最低的状态叫基态,其他能量较高的状态叫激发态。
3.原子核的组成(1)原子核由质子和中子组成,它们统称为核子。
(2)原子核的核电荷数=质子数,原子核的质量数=质子数+中子数。
(3)同位素:具有相同质子数、不同中子数的原子。
同位素在元素周期表中的位置相同。
4.天然放射现象(1)天然放射现象:元素自发地放出射线的现象,首先由贝可勒尔发现。
天然放射现象的发现,说明原子核还具有复杂的结构。
(2)三种射线放射性元素放射出的射线共有三种,分别是α射线、β射线、γ射线。
其中α射线是高速运动的氦核,β射线是高速运动的电子流,γ射线是光子。
(3)半衰期①定义:放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间。
②影响因素:放射性元素衰变的快慢是由原子核内部因素决定的,跟原子所处的物理状态(如温度、压强)及化学状态(如单质、化合物)无关。
(4)α衰变和β衰变的实质α衰变:核内两个中子和两个质子作为一个整体从较大的原子核内抛射出来。
核裂变+核聚变
中等大小的核比 结合能最大(平均 每个核子的质量亏 损最大)，这些核 最稳定。
核反应
在核物理学中, 原子核在其他粒子 的轰击下产生新原 子核的过程，称为 核反应。
原 子 核
电子
原子核的质量 核子的平均质量：
2、核反应方程
2 1
H
3 1
H
4 2
He
1 0
n
聚变中释放出巨大的能量，在上述聚变中，
聚变后的总质量小于聚变前的总质量，质量
亏损： m 0.018884u
释放出的能量为: ΔE Δmc2 17.6MeV
3、发生聚变的条件:
使原子核间的距离达到10-15m，为了克服
库仑斥力，原子核需要很大的动能才会“撞”
法国 75%
立陶宛 73.1% 比利时 57.7%
保加利亚 47.1% 斯洛伐克 47% 瑞典 46.8%
乌克兰 43.8% 韩国 42.8% 匈牙利 38.3%
亚美尼亚 36.4% 世界核能发电占全部电量1/4
“烧”掉一支铅笔的
核燃料，释放的能量
相当于10吨煤燃烧放
出的热量；一座核电站，每年消耗30吨左右的铀,
爆 炸 发生链式反应
3、反应的特点：
利用一个中子轰击一个轴核，使轴核发生裂变， 在反应中还放出3个中子，中子对未反应的轴核再 进行轰击，从而使核反应出现连锁反应，使在短时 间内出现积累效应。
多少铀块能够进行链式反应呢？
原子核的体积非常小，如果铀块不够大， 中子在铀块中通过时，有可能碰不到铀核而 使链式反应不能进行。只有当铀块足够大时， 裂变产生的种子才有足够概率打中某个铀核， 使链式反应进行下去。
【原创】4.4核能单元测试(含答案)
4.4核能单元测试单元测试答案1、重核的裂变和轻核的聚变是人类利用原子能的两种主要方法，下列关于裂变和聚变的说法正确的是( )A．裂变和聚变过程都有质量亏损B．裂变过程有质量亏损，聚变过程质量有所增加C．聚变过程有质量亏损，裂变过程质量有所增加D．裂变和聚变过程质量都有所增加解析：选A 重核裂变和轻核聚变的过程中都释放大量核能，都有质量亏损，故A正确。
2、我国物理学家钱三强、何泽慧夫妇，1946年发现了铀的三分裂和四分裂，这是我国科学家在核物理研究中做出的贡献，这是将中子打入铀核后所发生的核反应，它属于( ) A．人工核转变B．重核的裂变C．铀核的衰变D．以上说法都不对解析：选B 铀核裂变的产物是多样的，所以我国科学家钱三强、何泽慧夫妇发现了铀核的三分裂和四分裂。
3、(2017·天津高考)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.21H＋31H―→42He＋10nB.14 7N＋42He―→17 8O＋11HC.42He＋2713Al―→3015P＋10nD.235 92U＋10n―→144 56Ba＋8936Kr＋310n解析：选A A项是氢元素的两种同位素氘和氚聚变成氦元素的核反应方程，B项是用α粒子轰击氮原子核发现质子的核反应方程，C项属于原子核的人工转变，D项属于重核的裂变，因此只有A项符合要求。
4、下列说法中正确的是( )A．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应B．中等核的平均结合能比重核的平均结合能小，所以重核裂变要放出能量C．只要有核反应发生，就一定会释放出核能D．轻核中质子数与中子数大致相等，重核中中子数小于质子数解析：选A 太阳的能量来自轻核聚变放出的能量，A正确。
中等核的平均结合能比重核的平均结合能大，B错误。
核反应是否释放能量取决于反应前后是否发生了质量亏损，C 错误。
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．。
高考物理复习 考题精选 裂变
拾躲市安息阳光实验学校高中物理考题精选（130）——裂变1、关于核衰变和核反应的类型，下列表述正确的有（）A．N+H→C+He是α衰变放出氦原子核B．H+H→He+γ是核聚变反应方程C．U→Th+He是核裂变反应方程D．He+Al→P+n是原子核的人工转变方程E．Pa→U+e是β衰变方程答案解：A 、N+H→C+He是人工核转变；不是α衰变；故A错误；B、轻核聚变是把轻核结合成质量较大的核，释放出核能的反应称聚变反应；故B正确；C 、U→Th+He是α衰变；故C错误；D 、He+Al→P+n是原子核的人工转变方程；故D正确；E 、Pa→U+e是β衰变；放出电子．故E错误．故选：BDE2、在众多的裂变反应中,有一种反应方程为U n Ba Kr+aX,其中X为某种粒子,a为X的个数,则( )A.X 为中子,a=2B.X为中子,a=3C.X为质子,a=2D.X为质子,a=答案选B 。
由质量数、核电荷数守恒得U n Ba Kr+n,所以X为中子,a=3,故B正确。
3、在众多的裂变反应中,有一种反应方程为U n Ba Kr+aX,其中X为某种粒子,a为X的个数,则( )A.X 为中子,a=2B.X为中子,a=3C.X为质子,a=2D.X为质子,a=3答案选B 。
由质量数、核电荷数守恒得U n Ba Kr+n,所以X为中子,a=3,故B正确。
4、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)粒子 (D)粒子答案 B5、在可控热核反应堆中需要给快中子减速，轻水、重水和石墨等常用作减速剂．中子在重水中可与H 核碰撞减速，在石墨中与C核碰撞减速．上述碰撞可简化为弹性碰撞模型．某反应堆中快中子与静止的靶核发生对心正碰，通过计算说明，仅从一次碰撞考虑，用重水和石墨作减速剂，哪种减速效果更好？答案答案：重水减速效果更好解析：设中子质量为Mn，靶核质量为M，由动量守恒定律：Mnv0＝Mnv1＋Mv2①由能量守恒：Mnv ＝Mnv ＋Mv②解得：v1＝v0在重水中靶核质量MH＝2Mnv′＝v0＝－v0③在石墨中靶核质量：MC＝12Mn，v′＝v0＝－v0④与重水靶核碰后中子速度较小，故重水减速效果更好．6、一个静止在磁场中的放射性同位素原子核P，放出一个正电子后变成原子核Si，下列各图中近似反映正电子和Si核轨迹的图是( )答案 B解析：把放出的正电子和衰变生成物Si核看成一个系统，衰变过程中系统的动量守恒，放出的正电子的运动方向跟Si核的运动方向一定相反，且由于它们都带正电，在洛伦兹力作用下一定形成两个外切圆的轨迹，选项C、D错．因为由洛伦兹力提供向心力，即qvB＝m，所以半径r ＝.衰变时，放出的正电子获得的动量大小与反冲核Si的动量大小相等，因此在同一个磁场中正电子和Si 核做匀速圆周运动的半径与它们的电量成反比，即＝＝14，可见正电子运动形成的圆的半径较大．故选项B正确，选项A错误．7、如图所示，印度第一艘自主研发的核潜艇于7月26日正式下水，成为世界第六个拥有核潜艇的国家．核动力潜艇是潜艇中的一种类型，指以核反应堆为动力来源设计的潜艇．在核反应中有一种是一个原子核在中子的轰击下发生的一种可能的裂变反应，其裂变方程为，则下列叙述正确的是( )A．X原子核中含有54个质子B．X原子核中含有53个中子C．裂变时释放能量是因为亏损的质量变成了能量D．裂变时释放能量，出现质量亏损，但质量数守恒答案 AD8、下列说法正确的是（）A．天然放射现象说明原子具有核式结构B．20个原子核经过一个半衰期后，还有10个未发生衰变C ．一群处于能级的氢原子向低能级跃迁，最多可释放出3种频率的光子D ．是核裂变反应方程答案 C9、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。
高三物理一轮复习作业核能质量亏损裂变与聚变
高三物理一轮复习作业（94）（核能 质量亏损 裂变与聚变）班级_____________ 学号_____________ 姓名_____________一、【知识要求】1．在自然界中，存在着四种相互作用其中______________、______________是长程力；____________、____________是短程力。
2．核力的特点：从作用距离上来看，它是一个短程力，作用范围在____________ m ，在这 个范围内，大于____________表现引力，小于____________表现斥力。
在它的作用范围内，核力比库仑力大得多。
核力只能作用在相邻核子之间，相邻的质子与质子、中子与中子、质子与中子是否均存在这种相互作用？____________。
3．弱相互作用力是引起中子、质子转变的原因，它也是一个短程力，它的作用范围在____________范围内，作用强度比电磁力要小。
4．在自然界中，较轻的原子核，质子数与中子数______________；较重的原子核，中子数____________质子数．5．将原子核拆成单个的核子是____________ 选填“吸收”或“放出”）能量，将这个能量称之为____________。
将这个能与核子数的比值称之为____________。
比结合能越大，表示原子核越____________，原子核中平均每个核子的质量亏损越____________，原子核中平均每个核子的质量越__________。
6．铀核在被中子击中后分裂成两个质量差不多的中等质量原子核，这种核反应称之为____________。
决定铀核能否发生链式反应的重要因素是___________________________。
7．核电站原子核反应堆由____________、____________、____________、____________四部分构成，其作用分别为________________________________________________。
高中物理(新人教版)选择性必修3：核裂变与核聚变【精品课件】
核聚变，B错误；两个轻核发生聚变结合成质量较大的核时，放出巨大的能
量，根据E＝mc2可知，聚变反应中存在质量亏损，则总质量较聚变前减少，
C错误；两个轻核结合成质量较大的核的过程中要释放能量，核子的平均质
量减少，核子的比结合能增加，D正确。
1个U235发生裂变亏损质量：
Δm = (mu+ mn) - (mBa+mKr+3mn)= 0.3578×10－27kg
1个U235发生裂变释放的能量：ΔE= ∆ = ∆ × . =200.55MeV
1kg铀中含有的铀核数为：
N
1000
1000
NA
6.02 10 23 2.562 10 24
【例题4】一个氘核和一个氚核经过核反应后生成一个氦核和一个中子，同时放出一
个γ光子。已知氘核、氚核、中子、氦核的质量分别为m1、m2、m3、m4，普朗克常量
为h，真空中的光速为c。下列说法中正确的是（ A ）
A.这个反应的核反应方程是 21H＋31H→42He＋10n＋γ
B.这个核反应既不是聚变反应也不是裂变反应
2
1
H 21 H 31 H 11 H
要使轻核发生核聚变，必须使它们的距离达到10-15 m以内，核力才能起作用。由于
原子核都带正电，要使它们接近到这种程度，必须克服巨大的库仑斥力。也就是说，
原子核要有很大的动能才会“撞”到一起。什么办法能使大量原子核获得足够的动
能而发生核聚变呢？
⑴用加速器加速原子核
利用磁场来约束参加反应的物质。
托卡马克装置
中国科学院的环流器装置
⑵惯性约束
由于聚变反应的时间非常短，聚变物质因自身的惯性还来不及扩散
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专题53 结合能、质量亏损、聚变和裂变
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
2．【2014·北京卷】质子、中子和氘核的质量分别为m 1、m 2和m 3，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 ．（m 1+m 2-m 3）c
B ．（m 1-m 2-m 3）c
C ．（m 1+m 2-m 3）c 2
D ．（m 1-m 2-m 3）c 2
3．【2012·福建卷】关于近代物理，下列说法正确的是
A ．α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
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：
n 2b a n U 1010235
92++→+，则a+b 可能是
A ．Kr Xe 9336140
54+ B ．Kr Ba 923614156+ C ．Sr Ba 933814156+ D ．Sr Xe 493814054+
5．【2014·上海卷】核反应方程式94Be+4
2He →12
6C+X 中的X 表示
A ．质子
B ．电子
C ．光子
D ．中子 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
二、多项选择题
7．【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 →He 42＋H 31＋4.9MeV 和H 21＋H 31→He 42＋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
8．【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 ．n He H H 10422131+→+是核聚变反应
B ．n He H H 10422131+→+是β衰变
C ．n Kr Ba n U 1089361445610235923++→+是核裂变反应
D ．n Sr Xe n U 1094381405410235
922++→+是α衰变
9．【2016·全国新课标Ⅲ卷】一静止的铝原子核2713Al 俘获一速度为71.010⨯m/s 的质子p 后，变为处于
激发态的硅原子核28*14Si ，下列说法正确的是
A ．核反应方程为2728*1314p Al Si +→
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510m/s ，方向与质子初速度方向一致
三、非选择题
10．【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 ．14
140671C N e -→+
错误！未找到引用源。
B ．错误！未找到引用源。
32
32
015161P S e -→+ C ．238
234
492902U Th He →+错误！未找到引用源。
D ．14
41717281N He O H +→+
E ．235
114094
192054380U n Xe Sr 2n +→+
+ F ．3
2411120H H He n +→+ 11．【2013新课标全国卷Ⅰ】一质子束入射到静止靶核AI 27
13错误！未找到引用源。
上，产生如下核反
应：p+错误！未找到引用源。
→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 。
12．【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：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2.0141u 、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）
13．【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， U 235
92是常用的核
燃料。
U 235
92受一个中子轰击后裂变成Ba 14456和Kr 8936两部分，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。
14．【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）
：。