高中物理-专题 核反应(解析版)
高二物理核反应方程式的计算（有答案）
田老师高中物理专项练习第 1 页（共2页）高二物理核反应方程式的计算专题练习1.1.太阳内部持续不断地发生着太阳内部持续不断地发生着4个质子个质子((11H)1H)聚变为聚变为1个氦核个氦核((42He)2He)的热核反应，核反应方程的热核反应，核反应方程是411H 1H→→42He 2He＋＋2X.2X.已知质子、氦核、已知质子、氦核、已知质子、氦核、X X 的质量分别为m 1、m 2、m 3，真空中的光速为c .下列说法中正确的是法中正确的是________(________(________(填选项前的字母填选项前的字母填选项前的字母))．A ．方程中的X 表示中子B ．方程中的X 表示电子C ．这个核反应中的质量亏损Δm ＝4m 1－m 2D ．这个核反应中释放的核能ΔE ＝(4m 1－m 2－2m 3)c 22.2.下列关于核反应及衰变的表述正确的有下列关于核反应及衰变的表述正确的有下列关于核反应及衰变的表述正确的有________________________．．A.21H ＋31H →42He He＋＋10n 是轻核聚变B ．X ＋14 7N →17 8O ＋11H 中，中，X X 表示32He C ．半衰期与原子所处的化学状态有关D ．β衰变中产生的β射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的3．关于以下三个核反应的说法正确的是．关于以下三个核反应的说法正确的是________________________．．①238 92U →234 90Th Th＋＋X X ②②14 7N ＋Y →17 8O ＋11H H ③③235 92U ＋Z →144 56Ba Ba＋＋8936Kr Kr＋＋310n A ．X 、Y 是同种粒子B ．B ．X 、Z 是同种粒子C ．粒子Z 是正电子D ．③属于天然放射现象4．下列说法中正确的是．下列说法中正确的是( () A ．自由核子结合成原子核时，一定遵守质量数守恒B ．发生核反应时，反应前的总质量大于反应后的总质量，这个反应是放能反应C ．发生核反应时，反应前的总质量一定等于反应后的总质量D ．发生核反应时，反应前的总质量大于反应后的总质量，这个反应必须吸收能量才能发生5．2011年3月，日本地震引发海啸，继而福岛核电站发生核泄漏．关于核电站和核辐射，下列说法中正确的是下列说法中正确的是________________________．．A ．核反应堆发生的是轻核聚变反应B ．核反应堆发生的是重核裂变反应C ．放射性同位素的半衰期长短，不能用化学方法改变，但可以用物理方法改变D ．放射性同位素的半衰期长短与地震、风力等外部环境有关6．α粒子轰击硼10后，生成氮1313，放出，放出X 粒子，而氮13是不稳定的，它放出Y 粒子后变成碳1313，那么，那么X 粒子和Y 粒子分别是粒子分别是( ( ) A ．质子和中子B ．质子和正电子C ．中子和负电子D ．中子和正电子7．用高能8636Kr(Kr(氪氪)离子轰击208 82Pb(Pb(铅铅)，释放出一个中子后，生成了一个新核．关于新核的推断正确的是断正确的是( ( )A ．其质子数为122B ．其质量数为294C ．其原子序数为118D ．其中子数为908．下列核反应中，表示核裂变的是．下列核反应中，表示核裂变的是( ( ) A.238 92U →234 90Th Th＋＋42He B.235 92U ＋10n →144 56Ba Ba＋＋8936Kr Kr＋＋310n C.3015P →3014Si Si＋＋01e D.94Be Be＋＋42He He→→12 6C ＋10n9．以下核反应方程中属于核聚变的是．以下核反应方程中属于核聚变的是( ( ) A.21H ＋31H ―→42He He＋＋10n B.14 7N ＋42He He――→17 8O ＋11H C.11H ＋10n ―→21H ＋γ D ．411H ―→42He He＋＋201e1010．在核反应方程式．在核反应方程式235 92U ＋10n →9038Sr Sr＋＋136 54Xe Xe＋＋k X 中( ) A ．X 是中子，k ＝9 B ．X 是中子，k ＝10 C ．X 是质子，k ＝9 D ．X 是质子，k ＝101111．原子核聚变可望给人类未来提供丰富的洁净能源．当氘等离子体被加热到一定高温时，．原子核聚变可望给人类未来提供丰富的洁净能源．当氘等离子体被加热到一定高温时，氘核参与的几种聚变反应可能发生，放出能量．这几种反应的总效果可以表示为621H →k 42He ＋d 11H ＋210n ＋43.15 MeV 由平衡条件可知由平衡条件可知( ( ) A ．k ＝1，d ＝4 B ．k ＝2，d ＝2 C ．k ＝1，d ＝6 D ．k ＝2，d ＝3 1212．某核反应方程为．某核反应方程为21H ＋31H →42He He＋＋X.X.已知已知21H 的质量为2.0136 u 2.0136 u，，31H 的质量为3.0180 u 3.0180 u，，42He 的质量为4.0026 u 4.0026 u，，X 的质量为1.0087 u 1.0087 u．则下列说法中正确的是．则下列说法中正确的是．则下列说法中正确的是( ( ) A ．X 是质子，该反应释放能量是质子，该反应释放能量 B ．X 是中子，该反应释放能量是中子，该反应释放能量 C ．X 是质子，该反应吸收能量是质子，该反应吸收能量 D ．X 是中子，该反应吸收能量是中子，该反应吸收能量 1313．一个质子以．一个质子以1.01.0××107m/s 的速度碰撞一个静止的铝原子核后被俘获．铝原子核变为硅原子核．已知铝原子核的质量是质子的27倍，硅原子核的质量是质子的28倍，则下列判断正确的是确的是( ( ) A ．核反应方程为2713Al Al＋＋11H →2814Si B ．核反应方程为2713Al Al＋＋11p →2814Si C ．硅原子核速度的数量级为107m/s m/s，方向跟质子的初速度方向一致，方向跟质子的初速度方向一致，方向跟质子的初速度方向一致 D ．硅原子核速度的数量级为105 m/s m/s，方向跟质子的初速度方向一致，方向跟质子的初速度方向一致，方向跟质子的初速度方向一致参考答案1.1.答案答案答案 D 根据核电荷数守恒可知，根据核电荷数守恒可知，X X 的核电荷数为4×1－22＝1，质量数为4×1－4＝0，则X 是01e 1e，故，故A 、B 错误；核反应过程中的质量亏损Δm ＝4m 1－m 2－2m 3，故C 错误；这个核反应中释放的核能ΔE ＝Δmc 2＝(4m 1－m 2－2m 3)c 2，故D 正确．正确． 2.2.答案答案答案 A 由轻核聚变定义可知A 正确；在核反应过程中电荷数和质量数守恒，设选项B 中X 的电荷数为N ，质量数为M ，则N ＋7＝8＋1，N ＝2，M ＋1414＝＝1717＋＋1，M ＝4，B 错误；半衰期为放射性元素自身的性质，与所处化学状态、物理环境无关，衰期为放射性元素自身的性质，与所处化学状态、物理环境无关，C C 错误；β衰变的实质是核内的中子转化成了一个质子和一个电子，核内的中子转化成了一个质子和一个电子，D D 错误．错误． 3.3.答案答案答案 A 核反应中质量数、电荷数守恒，因此可知X 、Y 是42He He，，Z 是10n ，A 正确，正确，B B 、C 错误；核反应③是铀核的裂变，属于重核裂变，误；核反应③是铀核的裂变，属于重核裂变，D D 错误．错误． 4.4.答案：答案：答案：AB AB 5.5.答案答案答案 B 核反应堆发生的是重核裂变反应，核反应堆发生的是重核裂变反应，A A 错误，错误，B B 正确；放射性同位素的半衰期长短是由核内部本身决定，与外部条件无关，不能用物理或化学方法改变，是由核内部本身决定，与外部条件无关，不能用物理或化学方法改变，C C 、D 错误．错误． 6.6.解析：选解析：选D.D.根据题意可以写出核反应方程为根据题意可以写出核反应方程为10 5B ＋42He He→→13 7N ＋10n ，13 7N →13 6C ＋01e ，所以选项D 正确．确． 7.7.解析：选解析：选C.C.核反应方程为核反应方程为208 82Pb Pb＋＋8636Kr Kr――→10n ＋293118X 新核质量数为293293，质子数为，质子数为118118，中子数为，中子数为293293－－118118＝＝175.175.故正确选项为故正确选项为C. 8.8.解析：选解析：选B.B.选项选项A 是α衰变，选项B 是裂变，选项C 是衰变，选项D 是查德威克发现中子的人工转变方程，故B 正确，正确，A A 、C 、D 错误．错误． 9.9.解析：选解析：选ACD.ACD.轻核结合成质量较大的核，释放出核能的反应，称为聚变．轻核结合成质量较大的核，释放出核能的反应，称为聚变．轻核结合成质量较大的核，释放出核能的反应，称为聚变． 10.10.解析：选解析：选B.B.铀核裂变反应方程满足电荷数、质量数守恒，由此可得铀核裂变反应方程满足电荷数、质量数守恒，由此可得X 为中子，k ＝1010，故，故B 正确，正确，A A 、C 、D 错误．错误． 11.11.解析：选解析：选B.B.由电荷数守恒可得：由电荷数守恒可得：由电荷数守恒可得：66×1＝2k ＋d 由质量数守恒可得：由质量数守恒可得：66×2＝4k ＋d ＋2×1 由以上两式解得：k ＝2，d ＝2， 故B 正确．正确． 12.12.解析：选解析：选B.B.设设X 的质量数为a ，核电荷数为b ，则由质量数守恒和电荷数守恒知：，则由质量数守恒和电荷数守恒知：22＋3＝4＋a,1＋1＝2＋b .所以a ＝1，b ＝0，故X 为中子．核反应方程的质量亏损为Δm ＝(2.0136 u ＋3.0180 u)3.0180 u)－－(4.0026 u (4.0026 u＋＋1.0087 u)1.0087 u)＝＝0.0203 u 0.0203 u，由此可知，该反应释放能量．，由此可知，该反应释放能量．，由此可知，该反应释放能量． 13.13.解析：选解析：选ABD.ABD.质子有两种表示方法，即质子有两种表示方法，即11H 或11p ，故A 、B 均正确；由动量守恒定律1.01.0××107m ＝28mv ， 则v ＝3.63.6××105m/s m/s，故，故C 错，错，D D 正确．正确．。
高中物理教科版选修3-5教学案：第三章 章末盘点 Word版含答案
专题三
半衰期的计组成的放射性样品中，放射性元素的原子核有一半发生衰变所需的时间。
2、计算公式
N′＝N0( )n或m′＝m0( )n，其中n＝t/T。(式中N′、m′为衰变后剩余的原子数量和质量，N0、m0为衰变前原子数量和质量，n为半衰期个数，t是所用时间)。
(4)在写核反应方程时，应先将已知原子核和已知粒子的符号填入核反应方程一般形式的适当位置上；然后根据质量数守恒和电荷数守恒规律计算出未知核(或未知粒子)的电荷数和质量数；最后根据未知核(或未知粒子)的电荷数确定它们是哪种元素(或哪种粒子)，并在核反应方程一般形式中的适当位置填写上它们的符号。
[例1]关于核衰变和核反应的类型，下列表述正确的有()
详细解析:选ACE密立根通过油滴实验测出了元电荷即基本电荷的数值，A项正确；贝克勒尔发现了天然放射现象，说明原子核具有复杂的结构，卢瑟福通过α粒子散射实验确定了原子的核式结构模型，B项错误；居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋和镭两种新元素，C项正确；卢瑟福用镭放射出的α粒子轰击氮的原子核，从中找出了新的粒子，通过测定其质量和电荷，确定该粒子为氢的原子核，证实了原子核内部存在质子，D项错误；汤姆孙根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况确定了阴极射线的本质是带电的粒子流，并测出了这种粒子的比荷，E项正确。
5、太阳能是由于太阳内部高温高压条件下的聚变反应产生的，下列核反应属于聚变反应的是()
图1
A. H＋ H―→ He＋ n
B. 7N＋ He―→ 8O＋ H
C. 92U＋ n―→ 54Xe＋ Sr＋10 n
D. 92U―→ 90Th＋ He
详细解析:选AA是聚变反应，B是人工转变的核反应，C是裂变反应，D是α衰变反应，故选项A是正确的。
高中物理高考物理一轮复习12 3原子核与核反应课件新人教版201908021199
知识清单
考点整合 集中记忆
一、原子核的组成 原子核由质子和中子组成．
核子：质子和中子统称为核子，符号为 ZAX. 核电荷数(Z)＝质子数＝核外电子数＝原子序数 质量数(A)＝核子数＝质子数＋中子数 同位素：具有相同质子数、不同中子数的原子互称同位 素．
二、放射性元素 天然放射现象
(2018·海南)已知 90234Th 的半衰期为 24 天.4 g 90234Th 经 过 72 天还剩下( )
A．0
B．0.5 g
C．1 g
D．1.5 g
【答案】 B 【解析】 根据半衰期为 24 天，经过 72 天，发生 3 次衰变， 依据 m＝m0(12)3，代入数据解得：m＝4×(12)3＝0.5 g，故 A、 C、D 三项错误，B 项正确．
(2018·洛阳模拟)如图所示为研究
某未知元素放射性的实验装置，实验开始
时在薄铝片和荧光屏之间有图示方向的匀
强电场 E，通过显微镜可以观察到，在荧光屏的某一位置上每分
钟闪烁的亮点数．若撤去电场后继续观察，发现每分钟闪烁的亮
点数没有变化；如果再将薄铝片移开，观察到每分钟闪烁的亮点
数大大增加，由此可以判断，放射源发出的射线可能为( )
关于半衰期，以下说法正确的是( ) A．同种放射性元素在化合物中的半衰期比在单质中长 B．升高温度可以使半衰期缩短 C．氡的半衰期为 3.8 天，若有四个氡原子核，经过 7.6 天就 只剩下一个 D．氡的半衰期为 3.8 天，若有 4 克氡原子核，经过 7.6 天就 只剩下 1 克
【答案】 D 【解析】 放射性元素衰变的快慢跟原子所处的物理状态或 化学状态无关，且半衰期是一种统计规律，即给定的四个氡核是 否马上衰变会受到各种偶然因素的支配．因此，正确为 D 项．
高中物理核反应知识点
高中物理核反应知识点高中物理核反应知识点核反应是指原子核中的质子和中子之间的相互作用，导致核反应发生。
高中物理核反应知识点共包括以下几个方面。
一、核反应的类型核反应主要分为两种类型：裂变和聚变。
裂变是指重核碰撞后分成两个中等大小的新核并释放出大量的能量。
这种反应在核电站和核武器中使用。
聚变则是轻元素核聚合形成重核并释放出大量能量，聚变是太阳的主要能源来源。
二、核反应的能量守恒核反应中的能量守恒和受限制，因为反应总是遵循能量守恒原则，即所放出的能量等于所吸收的能量。
因此核反应也被称为是能量守恒定律。
它是由热力学第一定律所规定的。
三、核反应的计算方式核反应的方法主要有裂变能量和聚变能量的计算方式，其中裂变能量计算的方式为：E = Δmc^2，其中E表示能量，Δm表示变化质量，c表示光速。
聚变能量的计算方式就是质量差 x 9 x 10^16，其中9 x 10^16即为一个质量单位的能量。
四、核反应堆的工作原理核反应堆的工作原理就是利用裂变产生的大量能量来加热水，将水变成蒸汽，在蒸汽转化成能量时再转化为电能。
核反应堆由燃料棒、控制棒、冷却剂、反应堆压力容器以及其他配套的设备构成。
其中控制棒是控制反应速率的关键元素，它可以通过下降或上升来调整燃料的反应速率。
五、核反应的影响核反应所产生的核辐射对人类健康和环境的影响是非常大的。
安全、保护和环境保护是核反应过程中最重要的问题。
为了防止放射性物质对人类和环境的伤害，需要严格控制反应堆的运行以及保护和监测环境。
总结核反应是一种具有重大意义的现代科技，核反应的理论和应用需要我们的关注和研究。
在今后的应用中，核反应技术将会继续发挥其重要的作用并带来更多的利益。
因此，我们需要具有更深刻的认识和理解核反应技术，来保障我们的安全和发展。
优秀课件人教版高中物理选修3-5核聚变 (共16张PPT)
（2）地球上聚变燃料的储量丰富
每升水中就含有 0.03 g 氘，地球上有 138.6 亿亿立方米 的水，大约有 40 万亿吨氘。氚可以利用锂来制取，地球上锂 储量有2000 亿吨。 1L海水中大约有0.03g氘，如果发生聚变， 放出的能量相当于燃烧300L汽油,轻核聚变是能源危机的终结 者。
（3）轻核聚变更安全、清洁
实现核聚变需要高温，一旦出现故障，高温不能维持， 反应就自动终止了。
（4）反应中放射物质的处理较容易
氘和氚聚就反应中产生的氦是没有放射性的，放射性废 物主要是泄漏的氚以及聚变时高速中子、质子与其他物质反 应而生成的放射性物质，比裂变所生成的废物的数量少，容 易处理。
2. 现在的技术还不能控制热核反应，问题有
太阳的中心发生 核聚变，放出巨大 能量，太阳；这个 天然的的核聚变过 程已经发生了好几 十亿年
二、受控热核反应——核聚变的利用
1.聚变与裂变相比的优点： （1）轻核聚变产能效率高
相同的核燃料释放的能量多。常见的聚变反应平均每个核子放出 的能量约3.3MeV，而裂变时平均每个核子释放的能量约为1MeV。
2 1 3 2 1 0
2 1
2 1
H H He H
2 1 3 2 1 1
3 1 4 2 1 0
H H He n
计算下面核聚变放出的能量:
2 1
H + H He + n
3 1 4 2 1 0
氘核的质量：mD＝2.014102u 氚核的质量：mT＝3.016050u 氦核的质量：mα＝4.002603u 中子的质量：mn=1.008665u
201 是铀裂变（ = 0.852MeV）的约4倍。 235 + 1
2、发生聚变的条件:
教科版高中物理选择性必修第三册第五章第3节核反应 结合能
2.当氘核和氚核聚合成氦核时会释放大量能量， 设氘核的质量为m1，氚核的质量为m2，氦核的 质量为m3,中子的质量为m4,则反应过程中释放的
能量为：（ C ）
A. (m1 m2 m3 )c 2 C. (m1 m2 m3 m4 )c 2
B. (m1 m2 m4 )c 2 D. (m3 m4 m1 m2 )c2
2.核反应过程中,质量亏损时,核子个数不亏损(即质 量数守恒),可理解为组成原子核后,核内每个核子仿 佛“瘦了”一些.
3.质量亏损并非质量消失,而是减少的质量m以能量 形式辐射(动质量),因此质量守恒定律不被破坏.
课堂练习
1.一下关于核力的说法正确的是 （ BD ）
A.核力存在于任何核子之间 B.核力只存在于相邻的核子之间 C.核力与万有引力性质相同 D.核力是一种短程的强作用力
1、两个氘核发生 核反应变成氦核 是吸收还是放出 能量？
2、一个重核可以 分裂为中等质量 的核是吸收还是 放出能量？
六、有关问题的理解和注意事项
1.核反应过程中:
核子结合成原子核时,新核质量小于核子的质 量(质量亏损),同时以光子形式释放核能;
原子核分解为核子时,需要吸收一定能量,核 子的总质量大于原原子核的质量.
mn
1.6749×10－27
mp
1.6726×10－27
总质量 3.3475 ×10－27
m氘 总质量
3.3436×10－27 3.3436×10－27
试验值： 2.22Mev 理论值：Δm=(mn+mp-m氘）=0.0039 ×10－27kg
ΔE = Δmc 2 = 0.0039 10－27 (3.0 ×108 )2 3.511013 J
量和质量之间存在
高中物理 3.53.6 核裂变 核聚变课件 教科版选修35
②核子分裂：核子间的距离增大，因而核力迅速减弱， 使得原子核由于质子间的斥力作用而分裂成几块，同 时放出2～3个中子，这些中子又引起其他铀核裂变， 这样，裂变反应一代接一代继续下去，形成链式反应.
n
8.45×1013
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三、核聚变发生的条件及特点
要点提炼
1.从比结合能的图线看，轻核聚变后比结合能增加，因此 聚变反应是一个 放能 反应. 2.聚变发生的条件：要使轻核聚变，必须使轻核接近核力 发生作用的距离 10－15 m，这要克服电荷间强大的斥力作用， 要求使轻核具有足够大的动能.要使原子核具有足够大的动 能，就要给它们 加热 ，使物质达到几百万开尔文的高温.
图1
答案 中等质量的原子核的核子的平均质量较小，重 核和轻核的核子的平均质量较大. 从题图中可以看出，铁原子核中核子的平均质量最小. 如果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，会有质量亏损，放出巨大的核能.获得核能的主 要途径：一是重核裂变，二是轻核聚变.
要点提炼
铀核裂变释放核能的计算 1.首先算出裂变反应中发生的质量亏损Δm. 2.根据 ΔE＝Δmc2 计算释放的核能 计算时注意Δm与ΔE单位的对应关系，若Δm用kg做单 位，ΔE用J做单位；Δm用u做单位，ΔE用MeV做单位， 1 u相当于931.5 MeV的能量.
3.若计算一定质量的铀块完全裂变时放出的核能，应先 算出铀块中有多少个铀核(设为n)，则铀块裂变释放的 核能E＝ nΔE .
例2 2011年3月11日，日本发生了9.1级大地震，并引发 海啸，在此次灾害中，日本福岛核电站发生了核泄露， 对附近的环境造成了很大的危害.核泄露产生的射线具有 非常大的危害性，能够使动植物体内的细胞发生癌变， 致使生物死亡.根据以上材料回答以下问题：核电站的发 电原理是通过核裂变产生巨大的能量，完成下面铀核裂 变可能的一个反应方程 23952U＋10n→14516Ba＋9326Kr ＋________，
(人教版)成都高中物理选修三第五章《原子核》(答案解析)
一、选择题1．下列核反应中，属于原子核的衰变的是（ ）A ．427301213150He Al P n +→+B ．32411120H H He n +→+ C ．235190136192038540U n Sr Xe +10n ++→ D ．238234492902U Th He →+ 2．下列说法中不正确的是( )A ．23411120H+H He+n →是聚变B ．235114094192054380U+n Xe+Sr+2n →是裂变 C ．226222498962Ra Rn+He →是α衰变 D ．242401112-1Na Mg+e →是裂变3．以下说法正确的是（ ）A ．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时产生的B ．23290Th 成为原子核20882Pb ，要经过8次α衰变和6次β衰变C ．α、β、γ三种射线中，γ射线的穿透能力和电离能力都最强D ．2812Mg 半衰期为21小时，则10个2812Mg 原子核，经过21小时后还有5个未衰变4．现有核电站是利用核能发电，对于缓解能源危机起到了重要作用。
我们现在利用核能发电主要是利用了（ ）A ．重核的裂变B ．轻核的聚变C ．两种方式共存D ．核能发电对环境污染严重5．质子和中子质量分别为m 1和m 2，当它们结合成氘核时，产生能量E ，并以γ射线的形式放出．已知普朗克常数为h ，真空中的光速为c ，则氘核的质量和γ射线的频率的表达式分别为（ ）A ．122(),E E m m c h -+ B ．122(),E E m m c h +- C ．122(),E h m m c E ++ D ．122(),E E m m c h++ 6．K -介子方程为0ππK --→+，其中K -介子和π-介子是带负电的基元电荷，0π介子不带电。
一个K -介子沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场中，其轨迹为圆弧AP ，衰变后产生的π-介子的轨迹为圆弧PB ，两轨迹在P 点相切，它们的半径K R -与πR -之比为2∶1，如图所示，0π介子的轨迹未画出，由此可知π-介子的动量大小与0π介子的动量大小之比为 （ ）A ．1∶1B ．1∶2C ．1∶3D ．1∶67．太阳内部持续不断地发生着四个质子聚变为一个氦核的热核反应，这个核反应释放出的大量能量就是太阳能．已知质子的质量m p =1.0073 u ，α粒子的质量m α=4.0015 u ，电子的质量m e =0.0005 u ．1 u 的质量相当于931.5 MeV 的能量，太阳每秒释放的能量为3.8×1026J ，则下列说法正确的是（ ）A ．这个核反应方程是H 12+H 13→H 24e +n 01B ．这一核反应的质量亏损是0.0277 uC ．该核反应释放的能量为 4.13×10−12JD ．太阳每秒减少的质量为4.2×109Kg8．关于天然放射线性质的说法正确的是（ ）A ．γ射线就是中子流B ．α射线有较强的穿透性C ．电离本领最强的是γ射线D ．β射线是高速电子流9．下列说法不．正确的是( ) A ．α射线是高速运动的氦原子核B ．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子时所产生的C ．方程式258254492902U Th He →+是重核裂变反应方程 D ．23290Th 经过6次α衰变和4次β衰变后成为20882Pb10．本题用大写字母代表原子核，E 经α衰变边长F ，再经β衰变变成G ，再经α衰变成为H ，上述系列衰变可记为下式：E F G βαα→→→H ；另一系列衰变如下：P Q R S ββα→→→，已知P 是F 的同位素，则下列判断正确的是( )A ．Q 是G 的同位素，R 是H 的同位素B ．R 是G 的同位素，S 是H 的同位素C ．R 是E 的同位素，S 是F 的同位素D ．Q 是E 的同位素，R 是F 的同位素11．在匀强磁场中有一个原来静止的碳14原子核，它放射出的粒子与反冲核的径迹是两个内切的圆，两圆的直径之比为7：1，如图所示，那么碳14的衰变方程为A ．14014615C eB →+B ．14410624C He B e →+ C ．14214615C H B →+D ．140146-17C e N →+12．放射性元素A 经过2次α衰变和1次β 衰变后生成一新元素B ，则元素B 在元素周期表中的位置较元素A 的位置向前移动了A ．1位B ．2位C ．3位D ．4位13．原子核23892U 在天然衰变为20682Pb 的过程中，所经过的α衰变次数质子数减少的个数、中子数减少的个数依次为（ ）A ．8、10、22B ．10、22、8C ．22、8、10D ．8、22、10 14．关于核衰变和核反应的类型，下列表述正确的有（ ） A ．23892U→23490Th ＋42He 是α衰变B ．147N ＋42He→178O ＋11H 是轻核聚变C ．21H ＋31H→42He ＋10n 是β衰变D ．8234Se→8236Kr ＋201-e 是重核裂变15．关于质能方程E =mc 2，下列说法正确的是（ ）A ．质量和能量可以相互变化B ．当物体向外释放能量△E 时，其质量必定增加△m ，满足△E =△mc 2C ．物体的核能可以用mc 2表示D ．mc 2是物体所蕴藏能量的总和 二、填空题16．同位素这个概念是1913年英国科学家索迪提出的。
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2021年高考物理100考点最新模拟题千题精练（选修3-5）第六部分 原子物理 专题6.16核反应一．选择题1．（2020高考全国理综I ）下列核反应方程中，X 1，X 2，X 3，X 4代表α粒子的有A ．2211101H +H n +X →B ．2311102H +H n +X →C ．23511448992056363U +n Ba +Kr +3X → D ．1630314n +Li H +X →【参考答案】BD【命题意图】 本题考查核反应方程及其相关知识点，考查的核心素养是科学思维。
【解题思路】【正确项分析】根据核反应方程满足质量数守恒和电荷数守恒，可知选项B 中的X 2质量数是4，电荷数是2，代表α粒子，B 项正确；选项D 中的X 4质量数是4，电荷数是2，代表α粒子， D 项正确。
【错误项分析】根据核反应方程满足质量数守恒和电荷数守恒，可知选项A 中的X 1质量数是3，电荷数是2，A 项错误；选项C 中的X 3质量数是1，电荷数是0，代表中子， C 项错误。
2．（6分）（2019山东潍坊三模）下列核反应中放出的粒子为中子的是（ ） A ．N 俘获一个α粒子，产生O 并放出一个粒子 B ．Al 俘获一个α粒子，产生P 并放出一个粒子C ．B 俘获一个质子，产生Be 并放出一个粒子D ．Li 俘获一个质子，产生He 并放出一个粒子 【参考答案】B 【名师解析】根据质量数守恒和核电荷数守恒，四个核反应方程式分别为：N+He→O+ H ，Al+He→P+ n ，B+ H→Be+He ，Li+He→Li+He ，故B 正确，ACD 错误。
3. (2018·广西桂林市、贺州市期末联考)下列关于核反应的说法正确的是( )A.238 92U→234 90Th ＋42He 是铀核的裂变B.21H ＋31H→42He ＋10n 是核聚变反应 C.核反应2713Al ＋42He→3015P ＋X 中的X 是质子D.卢瑟福发现中子的核反应方程是：42He＋14 7N→17 8O＋10n【参考答案】 B【名师解析】238 92U→234 90Th＋42He是衰变方程，选项A错误；21H＋31H→42He＋10n是核聚变反应，选项B正确；核反应2713Al＋42He→3015P＋X中的X质量数为1，电荷数为零，则X是中子，选项C错误；卢瑟福发现质子的核反应方程是：42He＋14 7N→17 8O＋11H，选项D错误.4.(2018·安徽省池州市上学期期末)有关核反应方程，下列说法正确的是()A.238 92U→234 90Th＋42He属于α衰变B.14 7N＋42He→17 8O＋11H是β衰变C.核反应方程210 84Po→y82X＋42He中的y＝206，X的中子个数为128D.铀核裂变的核反应为238 92U→141 56Ba＋9236Kr＋210n【参考答案】 A【名师解析】α衰变是重核自发地放出α粒子的天然放射现象，其中α粒子是42He，故A正确；147N＋42He→178 O＋11H是发现质子的原子核人工转变，故B错误；根据质量数守恒：y＝210－4＝206，X的中子个数为206－82＝124，故C错误；铀核裂变属于重核裂变，不能自发进行，铀核裂变的核反应为235 92U＋10n→144 56Ba＋8936Kr ＋310n，故D错误.5. 静止在匀强电场中的碳14原子核，某时刻放射的某种粒子与反冲核的初速度方向均与电场方向垂直，且经过相等的时间后形成的轨迹如图中虚线所示(b、c表示长度)。
那么碳14的核反应方程可能是()A.14 6C→42He＋10 4Be B．14 6C→01e＋14 5BC.14 6C→ 0－1e＋14 7N D．14 6C→21H＋12 5B【参考答案】A【名师解析】由题意可知12a1t2v1t＝2，12a2t2v2t＝4，而a＝qEm，故有q1m1v1∶q2m2v2＝1∶2，又因为动量守恒，有m1v1＝m2v2，可知q1∶q2＝1∶2，故只有A正确。
6．(多选)下列说法正确的是()A.15 7N＋11H―→12 6C＋42He是α衰变方程B.11H＋21H―→32He＋γ是核聚变反应方程C.238 92U―→234 90Th＋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【参考答案】BD【名师解析】本题考查了核反应的相关知识，意在考查考生对天然放射现象、重核裂变、轻核聚变、原子核的人工转变等相关知识的记忆及分析判断能力，选项A、D为原子核的人工转变，选项B为轻核聚变，选项C为原子核的衰变，故选项B、D正确。
7．(2016·广东江门一模)典型的铀核裂变是生成钡和氪，同时放出x个中子：235U＋10n→144 56Ba＋8936Kr＋x10n，铀235质量为m1，中子质量为m2，钡144质量为m3，氪89的质量为m4。
下 92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(m1－xm2－m3－m4)c2C．x的值是3D．该核反应比聚变反应对环境的污染较少【参考答案】．C【名师解析】U＋10n→144 56Ba＋8936Kr＋x10该核反应是核裂变，可以自发进行，不是人工控制的，A错误；核反应方程23592n中根据质量数守恒，有235＋1＝144＋89＋x，解得x＝3，C正确；根据爱因斯坦质能方程，该反应放出能量为ΔE＝Δm·c2＝(m1＋m2－m3－m4－3m2)c2＝(m1－m3－m4－2m2)c2，B错误；该核反应生成两种放射性元素，核污染较大，故D错误。
8．(2016·广东梅州一模)下列说法正确的是()A.226 88Ra→222 86Rn＋42He是α衰变B.21H＋31H→42He＋10n是聚变C.235 92U＋10n→140 54Xe＋9438Sr＋210n是衰变D.2411Na→2412Mg＋0－1e是裂变【参考答案】．AB【名师解析】原子核自发放射α粒子的衰变为α衰变，A正确；自发放出负电子的衰变为β衰变，D为β衰变，D错误；两个质量较小的核结合成一个质量较大核的反应是聚变，B正确；C是铀核的裂变，C错误。
9．(多选)下列核反应或核衰变方程中，符号“X”表示中子的是()A.94Be＋42He→126C＋XB.14 7N ＋42He→178O ＋X C.204 80Hg ＋10n→202 78Pt ＋211H ＋X D.239 92U→239 93Np ＋X 【参考答案】AC【名师解析】 由于在核反应中反应前后满足电荷数和质量数守恒，可由已知粒子的电荷数和质量数依据守恒原则确定未知粒子的电荷数和质量数，由此确定该粒子。
A 项中反应前、后电荷数和质量数分别满足6－6＝0、9＋4－12＝1。
即X 的电荷数为0，质量数为1，即为中子，A 正确；同理，C 正确。
10．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( )11H ＋12 6C→13 7N ＋Q 1，11H ＋15 7N→12 6C ＋X ＋Q 2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32He ，Q 2>Q 1B ．X 是42He ，Q 2>Q 1C ．X 是32He ，Q 2<Q 1D ．X 是42He ，Q 2<Q 1【参考答案】B【名师解析】 根据核反应中质量数与电荷数守恒容易求得新核X 的质量数为4、电荷数为2，即X 是42He ；根据表中提供的数据，可以求得第2个核反应的质量亏损大，根据爱因斯坦质能方程必然有Q 1<Q 2。
二．填空题1． (8分)(2013·山东理综)恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应，当温度达到108 K 时，可以发生“氦燃烧”。
(1)完成“氦燃烧”的核反应方程：42He ＋________―→84Be ＋γ；(2)84Be 是一种不稳定的粒子，其半衰期为2.6×10－16s 。
一定质量的84Be ，经7.8×10－16s 后所剩84Be 占开始时的________。
【名师解析】(1)由质量数守恒和电荷数守恒可推知，空白处的粒子为42He 。
(2)由题意知，84Be 经历的半袁期数为3，所以剩余的84Be 占开始时的(12)3＝18。
答案 (1)42He (2)182． (9分)(2016·泰安质检)氘核21H 和氚核31H 结合成氦核42He 的核反应方程如下： 21H ＋31H ―→42He ＋10n ＋17.6 MeV(1)这个核反应称为________。
(2)要发生这样的核反应，需要将反应物质的温度加热到几百万开尔文。
式中17.6 MeV 是核反应中________(选填“放出”或“吸收”)的能量，核反应后生成物的总质量比核反应前物质的总质量________(选填“增加”或“减少”)了________kg 。
【名师解析】 21H ＋31H ―→42He ＋10n ＋17.6 MeV 为轻核聚变反应，17.6 MeV 是反应中放出的能量，再由ΔE ＝Δmc 2可知，质量减少Δm ＝ΔE c2＝3.1×10－29 kg 。
答案 (1)聚变 (2)放出 减少 3.1×10－293(1)232 90Th(钍)经过一系列α衰变和β衰变，变成208 82Pb(铅)，下列说法正确的是A ．铅核比钍核少8个质子B ．铅核比钍核少16个中子C ．共经过4次α衰变和6次β衰变D ．共经过6次α衰变和4次β衰变(2)约里奥·居里夫妇因发现人工放射性元素而获得了1935年的诺贝尔化学奖。
他们发现的放射性元素3015P 衰变成3014Si 的同时放出另一种粒子，这种粒子是________，3215P 是3015P 的同位素，被广泛应用于生物示踪技术。
1 mg 3215P 随时间衰变的关系如图3－1－6所示，请估算4 mg 的3215P 经多少天的衰变后还剩0.25 mg?图3－1－6【名师解析】 (1)设α衰变次数为x ，β衰变次数为y ，由质量数守恒和电荷数守恒得 232＝208＋4x 90＝82＋2x －y解得x ＝6，y ＝4，C 错、D 对。
铅核、钍核的质子数分别为82、90，故A 对。
铅核、钍核的中子数分别为126、142，故B 对。
(2)写出衰变方程3015P→3014Si ＋0＋1e ，故这种粒子为＋1e(正电子) 由m －t 图知3015P 的半衰期为14天， 由m 余＝m 原(12)tτ得，0．25 mg ＝4 mg×(12)t 14，故t ＝56天。