資源簡介

章末檢測試卷(五)
(滿分：100分)
一、單項選擇題(本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的)
1.能源是社會發展的基礎，發展核能是解決能源問題的途徑之一。下列關于核反應方程的說法，正確的是 (　　)
A.HHHen是α衰變
BUnXeSr+1n是目前人類獲得核能的主要方式
CThPa+X中的X是質子
DHHHen是核聚變，反應后的總質量較聚變前增加
2.下列說法正確的是 (　　)
A.圖甲中的γ射線可能是原子中的內層電子躍遷時產生的
B.圖乙中原子核衰變放出β粒子，說明β粒子是組成原子核的一種粒子
C.圖丙的γ射線測厚裝置，若探測器測得的射線越弱，說明金屬板厚度越厚
D.圖丁中氡的半衰期是3.8天，說明20個氡原子核經過7.6天，還剩下5個未衰變
3.(2024·湖南省校聯考)釷(Th)是一種以化合物的形式存在于礦物內的金屬元素，該元素經過中子轟擊，可得到鈾233，因此它是潛在的核燃料，釷的同位素之一釷234的衰變的方程為ThX+b+γ。下列說法正確的是 (　　)
A.A=233 B.b為中子
C.γ光子來自X D.X不再具有放射性
4.(2023·成都市高二期末)近年來，廣漢三星堆不斷挖掘出重要文物，引起全球考古界的關注。考古學家們利用放射性元素C的半衰期可以確定文物的年代，其衰變方程為C→Xe，則 (　　)
A.X核中的核子數是7個
B.升高溫度可以加快C的衰變
C.100個C核經過2個半衰期后，還剩下25個
DC衰變的實質是核內的一個中子轉變為一個質子，并放出一個電子
5.(2023·宜賓市高二期末)2023年4月13日，中國“人造太陽”反應堆中科院環流器裝置(EAST)創下新紀錄，實現403秒穩態長脈沖高約束模式等離子體運行，為可控核聚變的最終實現又向前邁出了重要的一步。下列關于核反應的說法正確的是 (　　)
A.核聚變的核反應燃料主要是鈾235
B.核聚變反應過程中沒有質量虧損
C.氘氚核聚變的核反應方程為HHHen
D.相同質量的核燃料，輕核聚變比重核裂變釋放的核能少
6.(2023·成都市高二期末U半衰期極為漫長且清理困難，所以對環境的污染嚴重而持久。設U發生α衰變形成新核X，同時放出γ射線。以下說法正確的是 (　　)
A.該衰變過程的方程可寫為HeX
BU的結合能和新核X的結合能之差即為α粒子的結合能
C.衰變反應中的γ射線為高頻電磁波，具有極強的穿透性
D.質量為m的U原子核經過兩個半衰期后，產生的新核質量為m
7.如圖所示，在勻強磁場中靜止著一個原子核，某一時刻發生了一次α衰變，放出的α粒子與生成的新核在與磁場方向垂直的平面內做勻速圓周運動，得到α粒子與新核的軌跡是外切圓。已知磁感應強度大小為B，方向垂直紙面向里，α粒子的質量數為4，電荷量為2e，則下列說法正確的是 (　　)
A.新核與α粒子的軌跡半徑之比為1∶45
B.衰變后產生的新核與α粒子的動能之比為4∶117
C.衰變后產生的新核與α粒子所受的洛倫茲力之比為117∶90
D.放出的α粒子對應的軌跡是大圓，α粒子和新核繞行的方向均為順時針
二、多項選擇題(本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分)
8.(2023·北京市海濱月考)不同原子核的比結合能不同，如圖是按照實際測量結果畫出的比結合能圖線。下列判斷正確的是 (　　)
A.56Fe原子核的比結合能最大，核最穩定
B.重核裂變生成的產物比結合能增大，吸收能量
C.輕核聚變的產物平均核子質量比聚變前小
D.比結合能大的原子核平均核子質量大
9.某行星內部含有氦核He)，在一定條件下氦核經過核反應會生成碳核C)。已知1個質子的質量為mp，1個中子的質量為mn，1個氦核He)的質量為m1、1個碳核C)的質量為m2，真空中的光速為c，下列說法正確的是 (　　)
A.He轉變為C的核反應方程為HeC
BHe轉變為C的核反應中質量虧損為6mp+6mn-m2
C.碳核C)的比結合能為
DC的同位素C中有6個質子，14個核子
10.太陽輻射的總功率約為4×1026 W，其輻射的能量來自聚變反應。在聚變反應中，一個質量為1 876.1 MeV/c2(c為真空中的光速)的氘核H)和一個質量為2 809.5 MeV/c2的氚核H)結合為一個質量為3 728.4 MeV/c2的氦核He)，并放出一個X粒子，同時釋放大約17.6 MeV的能量。已知電子電荷量e=1.6×10-19 C。下列說法正確的是 (　　)
A.X粒子是質子
B.X粒子的質量為939.6 MeV/c2
C.太陽每秒因為輻射損失的質量約為4.4×109 kg
D.太陽每秒因為輻射損失的質量約為17.6 MeV/c2
三、非選擇題(本題共5小題，共54分)
11.(6分)1919年，盧瑟福用α粒子轟擊氮核打出了質子。后來，人們用α粒子轟擊Ni核也打出了質子：NiCuH+X，該反應中的X是　　　(選填“電子”“正電子”或“中子”)。此后，對原子核反應的持續研究為核能利用提供了可能。目前人類獲得核能的主要方式是　　　　(選填“核衰變”“核裂變”或“核聚變”)。
12.(9分)(2024·漳州市模擬)2023年4月，日本政府不顧國際社會強烈反對，啟動福島第一核電站核污水的排海行動，這一行為引發全球擔憂。福島核污水中含有60多種放射性核素，其中碳14的半衰期約為5 730年，1 g碳14衰變到剩余0.25 g需要約　　　　年。如何更安全的利用核能成為人類迫切需要解決的問題，目前人們獲取核能主要有兩條途徑：重核裂變和輕核聚變，請將下列核反應方程補充完整：nBaKr+3　　　 ； +　　　 Hen。
13.(11分)放射性同位素C被考古學家稱為“碳鐘”，它可以用來判定古代生物體的年代。
(1)(6分)宇宙射線中高能量的中子碰到空氣中的氮原子N后，會形成C,C很不穩定，易發生β衰變，其半衰期為5 730年，放出β射線，寫出有關的2個核反應方程；若β衰變過程中釋放的核能為E，則該反應過程中質量虧損為多少？(真空中光速為c)
(2)(5分)若測得一古生物體遺骸中C含量只有活體中的12.5%，則此遺骸的年代約有多少年？
14.(14分)(2023·遼寧名校聯盟聯考)原子彈和核反應堆都利用了核裂變產生的能量。前者可以給人類帶來災難，后者卻能用來發電為人類造福。用一個中子轟擊，可發生裂變反應生成Ba和Kr，并釋放出幾個中子，已知每個中子的質量m1=1.008 u，的質量m2=235.043 u，的質量m3=140.913 u，的質量m4=91.897 u，質量虧損1 u相當于釋放931 MeV的能量，真空中光速c=3×108 m/s。
(1)(3分)請寫出上述裂變中的核反應方程；
(2)(4分)求一個在裂變反應中釋放的核能ΔE的表達式(用m1、m2、m3、m4、c表示)；
(3)(7分)若某原子彈裝料為60 kg的，其中大約有1.2%發生裂變，真實的裂變情況有很多種，假設發生的都是上述裂變反應，已知阿伏伽德羅常量NA=6×1023 mol-1，求這顆原子彈釋放的能量約為多少MeV(結果保留2位有效數字)；
15.(14分)2021年12月30日，我國科學家利用東方超環實現了7 000萬攝氏度下長脈沖高參數等離子體持續運行1 056秒，這是人類首次實現人造太陽持續脈沖過千秒，對世界的可控核聚變發展來說都具有里程碑的意義。已知兩個氘核聚變生成一個氦3和一個中子，氘核質量為2.013 6 u，中子質量為1.008 7 u，核的質量為3.015 0 u(質量虧損為1 u時，釋放的能量為931.5 MeV)。除了計算質量虧損外，的質量可以認為是中子的3倍。(計算結果單位為MeV，保留兩位有效數字)
(1)(4分)寫出該反應的核反應方程；
(2)(10分)若兩個速率相等的氘核對心碰撞聚變成He并放出一個中子，釋放的核能也全部轉化為He核與中子的動能。反應前每個氘核的動能均為0.37 MeV，求反應后氦3和中子的動能分別為多少。
答案精析
1.B　［核反應方程HHHen是輕核聚變，故A錯誤；核反應方程UnXeSr+1n屬于重核裂變，是目前人類獲得核能的主要方式，故B正確；由質量數守恒和電荷數守恒，可知核反應方程ThPa+X中的X質量數為0，電荷數為-1，為電子，故C錯誤；核反應方程HHen是核聚變，反應過程中放出能量，有質量虧損，可知反應后的總質量較聚變前減少，故D錯誤。］
2.C　［題圖甲中的γ射線是伴隨放射性元素的衰變產生的，故A錯誤；題圖乙原子核衰變放出β粒子，是由于發生β衰變產生的，β衰變中生成的電子是一個中子轉化為一個質子同時生成一個電子，這種轉化產生的電子發射到核外，就是β粒子，但β粒子不是組成原子核的一種粒子，故B錯誤；γ射線具有較強的穿透本領，題圖丙的γ射線測厚裝置，若探測器測得的射線越弱，說明金屬板厚度越厚，故C正確；半衰期是大量放射性元素的原子核有半數發生衰變所需的時間，對于少量的原子核不適用，故D錯誤。］
3.C　［根據電荷數守恒可知，b的電荷數為-1，可見b為電子，根據質量數守恒，可知A=234，A、B均錯誤；γ光子由激發態的X向低能級躍遷釋放的，C正確；X的電荷數為91大于83，仍具有放射性，D錯誤。］
4.D　［根據核反應前后質量數和電荷數守恒可得，X核為N，其核子數為14，故A錯誤；放射性元素的半衰期與物理環境無關，所以升高溫度不能加快C的衰變，故B錯誤；半衰期具有統計意義，對個別放射性元素的原子沒有意義，故C錯誤；β衰變的實質是核內的一個中子轉變為一個質子，并放出一個電子，故D正確。］
5.C　［核聚變的核反應燃料主要是氘核和氚核，故A錯誤；核聚變反應過程中放出大量能量，有質量虧損，故B錯誤；根據質量數守恒和電荷數守恒可知，氘氚核聚變的核反應方程為HHHen，故C正確；相同質量的核燃料，輕核聚變比重核裂變釋放的核能更多，故D正確。］
6.C　［衰變過程滿足質量數和電荷數守恒，該衰變過程的方程可寫為UXHe，故A錯誤；由于衰變過程釋放能量，存在質量虧損，可知U的結合能和新核X的結合能之差小于α粒子的結合能，故B錯誤；衰變反應中的γ射線為高頻電磁波，具有極強的穿透性，故C正確；質量為m的U原子核經過兩個半衰期后，有m的U原子核發生了衰變，還剩下m的U原子核，產生的新核質量不是m，故D錯誤。］
7.A　［根據動量守恒定律可知，兩粒子動量等大反向，根據R==可知，帶電荷量較小的α粒子對應的軌跡圓半徑較大，根據左手定則可知α粒子和新核繞行的方向均為逆時針，D錯誤；因α粒子帶電荷量q1為2e，可知新核帶電荷量q2為90e，根據R=可知，新核與α粒子的軌跡半徑之比為1∶45，A正確；對α粒子有Ek==，因新核的質量數為234，則質量m2=m1，對新核分析有Ek'===Ek=Ek，故衰變后產生的新核做圓周運動的動能與α粒子的動能之比為2∶117，B錯誤；設α粒子所受的洛倫茲力為F1=q1v1B=，新核所受的洛倫茲力為F2=q2v2B==F1，C錯誤。］
8.AC　［由題圖可知，中等大小的原子核，比結合能較大，比結合能越大，核越穩定，56Fe原子核的比結合能最大，核最穩定，A正確；重核裂變生成的產物比結合能增大，因此重核裂變會釋放能量，B錯誤；輕核聚變釋放能量，比結合能增大，有質量虧損，產物平均核子質量比聚變前小，C正確；比結合能大的原子核平均核子質量小，D錯誤。］
9.CD　［根據質量數守恒與電荷數守恒可知,He轉變為C的核反應方程為HeC，故A錯誤;He轉變為C的核反應中質量虧損為3m1-m2，故B錯誤；由碳核的組成可知，碳核是由6個質子與6個中子組成，則Δm=6mp+6mn-m2，根據愛因斯坦質能方程可知ΔE=Δmc2，核子結合成碳核釋放的能量ΔE=(6mp+6mn-m2)c2，所以碳核的比結合能為=，故C正確;C的同位素C中有6個質子，14個核子，故D正確。］
10.BC　［由質量數和電荷數守恒可知，X的質量數為1，電荷數為0，則X為中子，選項A錯誤；根據能量關系可知mXc2=(1 876.1+2 809.5-3 728.4-17.6) MeV，解得mX=939.6 MeV/c2，選項B正確；太陽每秒放出的能量E=Pt=4×1026 J，則太陽每秒因輻射損失的質量Δm== kg≈4.4×109 kg，選項C正確；因為E=4×1026 J= eV=2.5×1045 eV=2.5×1039 MeV，則太陽每秒因為輻射損失的質量Δm==2.5×1039 MeV/c2，選項D錯誤。］
11.中子　核裂變
解析　根據核反應方程遵循質量數守恒和電荷數守恒，可得X的質量數為1，核電荷數為零，所以X是中子，目前人類獲得核能的主要方式是核裂變。
12.11 460nH
解析　由半衰期公式m=m0，即=，
解得：t=11 460年；根據質量數和電荷數守恒可得：
UnBaKr+n,HHHen。
13.(1NnCH,CNe　　(2)17 190年
解析　(1)根據反應過程質量數守恒和電荷數守恒可得
NnCH,CNe
由愛因斯坦質能方程可知E=Δmc2，得Δm=
(2)由題知古生物體遺骸中C含量只有活體中的12.5%，故有m余=m0()n
代入數據解得n=3
則有t=3T=5 730×3年=17 190年。
14.(1UnBaKr+n
(2)ΔE=(m2-m3-m4-2m1)c2　(3)3.7×1026 MeV
解析　(1)由質量數和電荷數守恒可得該核反應方程為
UnBaKr+n
(2)反應前后質量虧損為
Δm=m1+m2-m3-m4-3m1=m2-m3-m4-2m1
根據愛因斯坦質能方程得ΔE=(m2-m3-m4-2m1)c2
(3)一個U在裂變反應中的質量虧損為
Δm=(235.043+1.008-140.913-91.897-3×1.008) u=0.217 u
根據愛因斯坦質能方程：ΔE=Δmc2≈202 MeV
原子彈中發生裂變的鈾235的質量約為
m=60×1.2% kg=0.72 kg=720 g
釋放的能量：E總=NA·ΔE=3.7×1026 MeV
15.(1HHHen　(2)1.0 MeV　3.0 MeV
解析　(1)兩個氘核聚變生成一個氦3和一個中子，
則該反應的核反應方程為HHHen
(2)碰撞和反應過程動量守恒，則碰后氦3和中子總動量為零，即3mv1=mv2，設氦3的動能為E1，中子的動能為E2，
則E1∶E2=∶=1∶3
核反應釋放的能量
ΔE=Δmc2=(2×2.013 6-3.015 0-1.008 7)×931.5 MeV≈3.26 MeV
根據能量守恒E1+E2=ΔE+2E0=4.0 MeV
解得氦3的動能E1=1.0 MeV
中子的動能E2=3.0 MeV。(共38張PPT)
章末檢測試卷(五)
一、單項選擇題
1.能源是社會發展的基礎，發展核能是解決能源問題的途徑之一。下列關于核反應方程的說法，正確的是
A.HHHen是α衰變
BUnXeSr+1n是目前人類獲得核能的主要方式
CThPa+X中的X是質子
DHHHen是核聚變，反應后的總質量較聚變前增加
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核反應方程HHHen是輕核聚變，故A錯誤；
核反應方程UnXeSr+1n屬于重核裂變，是目前人類獲得核能的主要方式，故B正確；
由質量數守恒和電荷數守恒，可知核反應方程ThPa+X中的X質量數為0，電荷數為-1，為電子，故C錯誤；
核反應方程HHHen是核聚變，反應過程中放出能量，有質量虧損，可知反應后的總質量較聚變前減少，故D錯誤。
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2.下列說法正確的是
A.圖甲中的γ射線可能是原子中的內層
電子躍遷時產生的
B.圖乙中原子核衰變放出β粒子，說明
β粒子是組成原子核的一種粒子
C.圖丙的γ射線測厚裝置，若探測器測
得的射線越弱，說明金屬板厚度越厚
D.圖丁中氡的半衰期是3.8天，說明20個氡原子核經過7.6天，還剩下5個
未衰變
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題圖甲中的γ射線是伴隨放射性元素
的衰變產生的，故A錯誤；
題圖乙原子核衰變放出β粒子，是由
于發生β衰變產生的，β衰變中生成的
電子是一個中子轉化為一個質子同時生成一個電子，這種轉化產生的電子發射到核外，就是β粒子，但β粒子不是組成原子核的一種粒子，故B錯誤；
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γ射線具有較強的穿透本領，題圖丙
的γ射線測厚裝置，若探測器測得的
射線越弱，說明金屬板厚度越厚，
故C正確；
半衰期是大量放射性元素的原子核有半數發生衰變所需的時間，對于少量的原子核不適用，故D錯誤。
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3.(2024·湖南省校聯考)釷(Th)是一種以化合物的形式存在于礦物內的金屬元素，該元素經過中子轟擊，可得到鈾233，因此它是潛在的核燃料，釷的同位素之一釷234的衰變的方程為ThX+b+γ。下列說法正確的是
A.A=233 B.b為中子
C.γ光子來自X D.X不再具有放射性
√
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根據電荷數守恒可知，b的電荷數為-1，可見b為電子，根據質量數守恒，可知A=234，A、B均錯誤；
γ光子由激發態的X向低能級躍遷釋放的，C正確；
X的電荷數為91大于83，仍具有放射性，D錯誤。
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4.(2023·成都市高二期末)近年來，廣漢三星堆不斷挖掘出重要文物，引起全球考古界的關注。考古學家們利用放射性元素C的半衰期可以確定文物的年代，其衰變方程為C→Xe，則
A.X核中的核子數是7個
B.升高溫度可以加快C的衰變
C.100個C核經過2個半衰期后，還剩下25個
DC衰變的實質是核內的一個中子轉變為一個質子，
并放出一個電子
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根據核反應前后質量數和電荷數守恒可得，X核為
N，其核子數為14，故A錯誤；
放射性元素的半衰期與物理環境無關，所以升高溫
度不能加快C的衰變，故B錯誤；
半衰期具有統計意義，對個別放射性元素的原子沒
有意義，故C錯誤；
β衰變的實質是核內的一個中子轉變為一個質子，并放出一個電子，故D正確。
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5.(2023·宜賓市高二期末)2023年4月13日，中國“人造太陽”反應堆中科院環流器裝置(EAST)創下新紀錄，實現403秒穩態長脈沖高約束模式等離子體運行，為可控核聚變的最終實現又向前邁出了重要的一步。下列關于核反應的說法正確的是
A.核聚變的核反應燃料主要是鈾235
B.核聚變反應過程中沒有質量虧損
C.氘氚核聚變的核反應方程為HHHen
D.相同質量的核燃料，輕核聚變比重核裂變釋放的核能少
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核聚變的核反應燃料主要是氘核和氚核，故A錯誤；
核聚變反應過程中放出大量能量，有質量虧損，故B錯誤；
根據質量數守恒和電荷數守恒可知，氘氚核聚變的核反應方程為H
HHen，故C正確；
相同質量的核燃料，輕核聚變比重核裂變釋放的核能更多，故D正確。
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6.(2023·成都市高二期末U半衰期極為漫長且清理困難，所以對環境的污染嚴重而持久。設U發生α衰變形成新核X，同時放出γ射線。以下說法正確的是
A.該衰變過程的方程可寫為HeX
BU的結合能和新核X的結合能之差即為α粒子的結合能
C.衰變反應中的γ射線為高頻電磁波，具有極強的穿透性
D.質量為m的U原子核經過兩個半衰期后，產生的新核質量為m
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衰變過程滿足質量數和電荷數守恒，該衰變過程的方程可寫為U
XHe，故A錯誤；
由于衰變過程釋放能量，存在質量虧損，可知U的結合能和新核X的結合能之差小于α粒子的結合能，故B錯誤；
衰變反應中的γ射線為高頻電磁波，具有極強的穿透性，故C正確；
質量為m的U原子核經過兩個半衰期后，有m的原子核發生了衰變，還剩下m的原子核，產生的新核質量不是m，故D錯誤。
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7.如圖所示，在勻強磁場中靜止著一個原子核，某一時刻發生了一次α衰變，放出的α粒子與生成的新核在與磁場方向垂直的平面內做勻速圓周運動，得到α粒子與新核的軌跡是外切圓。已知磁感應強度大小為B，方向垂直紙面向里，α粒子的質量數為4，電荷量為2e，則
下列說法正確的是
A.新核與α粒子的軌跡半徑之比為1∶45
B.衰變后產生的新核與α粒子的動能之比為4∶117
C.衰變后產生的新核與α粒子所受的洛倫茲力之比
為117∶90
D.放出的α粒子對應的軌跡是大圓，α粒子和新核繞行的方向均為順時針
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根據動量守恒定律可知，兩粒子動量等大反向，
根據R==可知，帶電荷量較小的α粒子對應
的軌跡圓半徑較大，根據左手定則可知α粒子和
新核繞行的方向均為逆時針，D錯誤；
因α粒子帶電荷量q1為2e，可知新核帶電荷量q2為90e，根據R=可知，
新核與α粒子的軌跡半徑之比為1∶45，A正確；
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對α粒子有Ek==，因新核的質量數為234，
則質量m2=m1，對新核分析有Ek'===
Ek=Ek，故衰變后產生的新核做圓周運動的
動能與α粒子的動能之比為2∶117，B錯誤；
設α粒子所受的洛倫茲力為F1=q1v1B=，新核所受的洛倫茲力為F2=
q2v2B==F1，C錯誤。
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二、多項選擇題
8.(2023·北京市海濱月考)不同原子核的比結合能不同，如圖是按照實際測量結果畫出的比結合能圖線。下列判斷正確的是
A.56Fe原子核的比結合能最大，核最穩定
B.重核裂變生成的產物比結合能增大，吸收
能量
C.輕核聚變的產物平均核子質量比聚變前小
D.比結合能大的原子核平均核子質量大
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由題圖可知，中等大小的原子核，比結
合能較大，比結合能越大，核越穩定，
56Fe原子核的比結合能最大，核最穩定，
A正確；
重核裂變生成的產物比結合能增大，因
此重核裂變會釋放能量，B錯誤；
輕核聚變釋放能量，比結合能增大，有質量虧損，產物平均核子質量比聚變前小，C正確；
比結合能大的原子核平均核子質量小，D錯誤。
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9.某行星內部含有氦核He)，在一定條件下氦核經過核反應會生成碳核C)。已知1個質子的質量為mp，1個中子的質量為mn，1個氦核He)的質量為m1、1個碳核C)的質量為m2，真空中的光速為c，下列說法正確的是
A.He轉變為C的核反應方程為HeC
BHe轉變為C的核反應中質量虧損為6mp+6mn-m2
C.碳核C)的比結合能為
DC的同位素C中有6個質子，14個核子
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根據質量數守恒與電荷數守恒可知，C的核反應方程為HeC，故A錯誤；
C的核反應中質量虧損為3m1-m2，故B錯誤；
由碳核的組成可知，碳核是由6個質子與6個中子組成，則Δm=6mp+6mn-m2，根據愛因斯坦質能方程可知ΔE=Δmc2，核子結合
成碳核釋放的能量ΔE=(6mp+6mn-m2)c2，所以碳核的比結合能為=
，故C正確；
C的同位素C中有6個質子，14個核子，故D正確。
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10.太陽輻射的總功率約為4×1026 W，其輻射的能量來自聚變反應。在聚變反應中，一個質量為1 876.1 MeV/c2(c為真空中的光速)的氘核H)和一個質量為2 809.5 MeV/c2的氚核H)結合為一個質量為3 728.4 MeV/c2的氦核He)，并放出一個X粒子，同時釋放大約17.6 MeV的能量。已知電子電荷量e=1.6×10-19 C。下列說法正確的是
A.X粒子是質子
B.X粒子的質量為939.6 MeV/c2
C.太陽每秒因為輻射損失的質量約為4.4×109 kg
D.太陽每秒因為輻射損失的質量約為17.6 MeV/c2
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由質量數和電荷數守恒可知，X的質量數為1，電荷數為0，則X為中子，選項A錯誤；
根據能量關系可知mXc2=(1 876.1+2 809.5-3 728.4-17.6) MeV，解得mX=939.6 MeV/c2，選項B正確；
太陽每秒放出的能量E=Pt=4×1026 J，則太陽每秒因輻射損失的質量Δm== kg≈4.4×109 kg，選項C正確；
因為E=4×1026 J= eV=2.5×1045 eV=2.5×1039 MeV，則太陽
每秒因為輻射損失的質量Δm==2.5×1039 MeV/c2，選項D錯誤。
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三、非選擇題
11.1919年，盧瑟福用α粒子轟擊氮核打出了質子。后來，人們用α粒子轟擊Ni核也打出了質子：NiCuH+X，該反應中的X是
_____(選填“電子”“正電子”或“中子”)。此后，對原子核反應的持續研究為核能利用提供了可能。目前人類獲得核能的主要方式是_______　　　　
(選填“核衰變”“核裂變”或“核聚變”)。
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中子
核裂變
根據核反應方程遵循質量數守恒和電荷數守恒，可得X的質量數為1，核電荷數為零，所以X是中子，目前人類獲得核能的主要方式是核裂變。
12.(2024·漳州市模擬)2023年4月，日本政府不顧國際社會強烈反對，啟動福島第一核電站核污水的排海行動，這一行為引發全球擔憂。福島核污水中含有60多種放射性核素，其中碳14的半衰期約為5 730年，1 g碳14衰變到剩余0.25 g需要約　　　　年。如何更安全的利用核能成為人類迫切需要解決的問題，目前人們獲取核能主要有兩條途徑：重核裂變和輕核聚變，請將下列核反應方程補充完整：nBaKr+3　 ；
+　　 Hen。
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11 460
n
H
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由半衰期公式m=m0=，解得：t=11 460年；根據質量數和電荷數守恒可得：nBaKr+n，HHen。
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13.放射性同位素C被考古學家稱為“碳鐘”，它可以用來判定古代生物體的年代。
(1)宇宙射線中高能量的中子碰到空氣中的氮原子N后，會形成C,C很不穩定，易發生β衰變，其半衰期為5 730年，放出β射線，寫出有關的2個核反應方程；若β衰變過程中釋放的核能為E，則該反應過程中質量虧損為多少？(真空中光速為c)
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答案　nCH,CNe　　
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根據反應過程質量數守恒和電荷數守恒可得NnCH，C
Ne
由愛因斯坦質能方程可知E=Δmc2
得Δm=
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(2)若測得一古生物體遺骸中C含量只有活體中的12.5%，則此遺骸的年代約有多少年？
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答案　17 190年
由題知古生物體遺骸中C含量只有活體中的12.5%，故有m余=m0()n
代入數據解得n=3
則有t=3T=5 730×3年=17 190年。
14.(2023·遼寧名校聯盟聯考)原子彈和核反應堆都利用了核裂變產生的能量。前者可以給人類帶來災難，后者卻能用來發電為人類造福。用一個中子轟擊，可發生裂變反應生成Ba和Kr，并釋放出幾個中子，已知每個中子的質量m1=1.008 u，的質量m2=235.043 u，的質量m3=140.913 u，的質量m4=91.897 u，質量虧損1 u相當于釋放931 MeV的能量，真空中光速c=3×108 m/s。
(1)請寫出上述裂變中的核反應方程；
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答案　nBaKr+n　
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由質量數和電荷數守恒可得該核反應方程為nBaKr
+n
(2)求一個在裂變反應中釋放的核能ΔE的表達式(用m1、m2、m3、m4、c表示)；
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答案　ΔE=(m2-m3-m4-2m1)c2
反應前后質量虧損為
Δm=m1+m2-m3-m4-3m1=m2-m3-m4-2m1
根據愛因斯坦質能方程得
ΔE=(m2-m3-m4-2m1)c2
(3)若某原子彈裝料為60 kg的，其中大約有1.2%發生裂變，真實的裂變情況有很多種，假設發生的都是上述裂變反應，已知阿伏伽德羅常量NA=6×1023 mol-1，求這顆原子彈釋放的能量約為多少MeV(結果保留2位有效數字)；
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答案　3.7×1026 MeV
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一個在裂變反應中的質量虧損為
Δm=(235.043+1.008-140.913-91.897-3×1.008) u=0.217 u
根據愛因斯坦質能方程：
ΔE=Δmc2≈202 MeV
原子彈中發生裂變的鈾235的質量約為
m=60×1.2% kg=0.72 kg=720 g
釋放的能量：E總=NA·ΔE=3.7×1026 MeV
15.2021年12月30日，我國科學家利用東方超環實現了7 000萬攝氏度下長脈沖高參數等離子體持續運行1 056秒，這是人類首次實現人造太陽持續脈沖過千秒，對世界的可控核聚變發展來說都具有里程碑的意義。已知兩個氘核聚變生成一個氦3和一個中子，氘核質量為2.013 6 u，中子質量為1.008 7 u，核的質量為3.015 0 u(質量虧損為1 u時，釋放的能量為931.5 MeV)。除了計算質量虧損外，的質量可以認為是中子的3倍。(計算結果單位為MeV，保留兩位有效數字)
(1)寫出該反應的核反應方程；
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答案　HHen
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兩個氘核聚變生成一個氦3和一個中子，
則該反應的核反應方程為HHHen
(2)若兩個速率相等的氘核對心碰撞聚變成He并放出一個中子，釋放的核能也全部轉化為He核與中子的動能。反應前每個氘核的動能均為0.37 MeV，求反應后氦3和中子的動能分別為多少。
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答案　1.0 MeV　3.0 MeV
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碰撞和反應過程動量守恒，則碰后氦3和中子總動量為零，
即3mv1=mv2，設氦3的動能為E1，中子的動能為E2，
則E1∶E2=∶=1∶3
核反應釋放的能量
ΔE=Δmc2=(2×2.013 6-3.015 0-1.008 7)×931.5 MeV≈3.26 MeV
根據能量守恒E1+E2=ΔE+2E0=4.0 MeV
解得氦3的動能E1=1.0 MeV
中子的動能E2=3.0 MeV。

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