1.第六單元核反應(yīng)方程與核能（時間：90分鐘，滿分：100分） 1.多項選擇題（本題共12題，每題5分，共60分。四個選項每道題中，如果至少有一個答案正確且全部正確，則得5分；如果答案正確但不完整，則得3分；如果答案錯誤或沒有回答核反應(yīng)方程式，則得3分；將獲得 0 分） 1 發(fā)生氘核（1 小時）和氚（31 小時） 聚變產(chǎn)生中子和新的原子核，并發(fā)生質(zhì)量損失。 在聚變過程中( )a吸收能量，生成的新核是吸收能量的he2c，生成的新核是釋放能量的he2b，生成的新核是釋放能量的he2d。 能量，新產(chǎn)生的原子核是he22。 為了紀念愛因斯坦對物理學(xué)的偉大貢獻，聯(lián)合國將2005年定為“國際物理學(xué)年”，以紀念愛因斯坦對物理學(xué)的貢獻。
2.給出質(zhì)能方程emc。 以下說法不正確：()a emc 表示物體的能量與其質(zhì)量成正比。 b. 根據(jù)EMC，可以計算核反應(yīng)中釋放的核能。 C。 中子和質(zhì)子結(jié)合形成氘核。 當(dāng) 時，核能被釋放，表明該過程中存在質(zhì)量赤字。 demc中的e是核反應(yīng)中釋放的核能。 3、如圖所示是平均核子質(zhì)量a與原子核原子序數(shù)z的關(guān)系。 以下陳述是正確的。 是 ( )a 如果 d 和 e 可以結(jié)合形成 f，則結(jié)合過程必須釋放能量 b。 如果d和e可以結(jié)合形成f，則結(jié)合過程必須吸收能量c。 如果 c 和 b 可以結(jié)合形成 g，則結(jié)合過程必須釋放能量 d 如果 f 和 c 可以結(jié)合形成 b，則結(jié)合過程必須釋放能量 4. 中子 n、質(zhì)子 p 和氘核 d 的質(zhì)量為 m分別。
3. 米，米。 現(xiàn)在用能量為 e 的射線照射靜止的氘核 npd 將其分解。 反應(yīng)方程式為dpn。 如果分解后中子和質(zhì)子的動能相等，則中子的動能為( )1a。 (mmm)ce 2 dp n1c。 (mmm)ce 2 dp n1b。 (mmm)ce 2 pn d1d。 (mmm )ce 2 pn d5 中子與質(zhì)子結(jié)合形成氘核時，質(zhì)量損失為 m， 對應(yīng)的能量 emc 2.2 mev 為氘核的結(jié)合能。 下列說法正確的是： ( ) a 當(dāng)靜止的氘核受到能量小于 2.2 mev 的光子照射時，氘核不能分解為質(zhì)子和中子 b． 能量等于2.2兆電子 當(dāng)光子照射靜止的氘核時，氘核可能會分解
4. 對于質(zhì)子和中子，它們的動能之和為零 c。 當(dāng)靜止的氘核受到能量大于2.2兆電子伏的光子照射時英語作文，氘核可能分解成質(zhì)子和中子，194 12 14 4140 94 941d。 1 234 414 4 17 12 3 4 182 8202 41 1它們的動能之和為零。 當(dāng)靜止的氘核受到能量大于2.2兆電子伏的光子照射時，氘核可能分解成質(zhì)子和中子。 它們的動能之和不為零 6 關(guān)于核反應(yīng)或核衰變方程，下列說法正確的是： ( ) a． 為cx，符號“x”代表中子b。 n he ox，符號“x”
5. 代表中子 4 2 6 7 2 8c。 na mg e 是裂變 11 12 1d。 un xe sr2 n 是聚變 92 0 54 38 07 A 92u 在中子轟擊下可能發(fā)生裂變反應(yīng)，其裂變方程為 u nx92 0 38sr2 n，則下列說法正確的是： ( )0a x 的原子核含有86個中子。 bx 的原子核包含 141 個核子 c． 因為裂變釋放能量，有質(zhì)量損失，所以裂變后的總質(zhì)量是天然放射性元素，半衰期約為7億年。 隨著地球環(huán)境的不斷變化，半衰期可能會變短或變長。 8 我國秦山核電站三期工程有兩臺60萬千瓦發(fā)電機組。 ，電站的核能來自于92u的裂變，現(xiàn)在
6.有四種理論： u 原子核中有92個質(zhì)子和143個中子； 92 u 的一種可能裂變是變成兩個中等質(zhì)量的原子核。 反應(yīng)方程式為un xe 92 92 0 54 38sr2 n； 0u 是一種天然放射性元素。 常溫下其半衰期約為45億年。 隨著溫度升高，半衰期縮短； 92 1 u 的裂變可以釋放 200 mev 的能量，即 3.210 j。 92 上述說法完全正確（ ）a cb d9 關(guān)于核衰變和核反應(yīng)的類型，下列正確說法是（ ）a。 u th 他正在腐爛 92 90 2c。 hh he n 是輕核聚變 1 1 2 0b。 n 他 oh 是衰變 7 2 8 1d。 se kr2 e 是重核裂變
7、改變34 36 110 核聚變有望在未來為人類提供豐富的清潔能源。 當(dāng)氘等離子體加熱到適當(dāng)?shù)母邷貢r，可能會發(fā)生多次涉及氘子的聚變反應(yīng)，這些反應(yīng)釋放能量的總效應(yīng)可表示為 6 hk hed h2 n43.15 mev1 2 1 0 由平衡條件 ( )ak1、d4 ck1、d6bk2、d2 dk2、d311 我國設(shè)計研制的世界上第一個全超導(dǎo)托卡馬克東核聚變實驗裝置被稱為“人造太陽”。 下列關(guān)于“人造太陽”的說法正確的是（ ） 223 4 12351 141 92 “人造太陽”的核反應(yīng)方程為 hh he n1 1 2 0b “人造太陽”
8、核反應(yīng)方程為un ba kr3 n92 0 56 36 0c。 根據(jù)公式emc可以看出，當(dāng)核燃料質(zhì)量相同時，聚變反應(yīng)釋放的能量遠大于裂變反應(yīng)。 根據(jù)公式emc可以看出，當(dāng)核燃料質(zhì)量相同時，聚變反應(yīng)釋放的能量與裂變反應(yīng)釋放的能量相同。 12 使用氦 3 (2he) 和氘進行聚變安全、無污染且易于控制。 月球上有大量的氦3。 各大航天國家都會獲得氦3作為開發(fā)月球的重要組成部分。 目標(biāo)之一。 嫦娥一號探月衛(wèi)星執(zhí)行的一項重要任務(wù)是評估月壤中氦3的分布和儲量。 已知兩個氘核聚變生成1個氦3和1個中子的核反應(yīng)方程為： 2 h he 1 2 0n3.26 mev 如果2 g氘全部聚變，則釋放的能量為（n為A
9. 沃加德羅常數(shù))( )aa0.53.26 mev c0.5n 3.26 .26 mev dn 3.26 meva 題號答案 1 2 3 4 56 7 8 9 10 11 12 2.非選擇題（本題共 4 題，共40分，答題時應(yīng)寫出必要的文字解釋、方程和重要的計算步驟，只有最終答案不計分，有數(shù)值計算的題，答案中必須寫清楚數(shù)值和單位。 ) 13 (8 分) (1) 質(zhì)子束入射到靜止的靶核 al 上，產(chǎn)生以下核反應(yīng)： p alxn 。 式中，p13 13 代表質(zhì)子，n代表中子，x代表核反應(yīng)產(chǎn)生的新核。 從反應(yīng)式可以看出，新核x的質(zhì)子數(shù)為_，中子數(shù)為_ (2)恒星向外輻射的能量來自于其內(nèi)部產(chǎn)生的各種熱量
10、核反應(yīng)，當(dāng)溫度達到10 K時，可發(fā)生“氦燃燒”，完成“氦燃燒”的核反應(yīng)方程：he_ be.2 4 be是不穩(wěn)定粒子，半衰期為2.610 416s。 Be 具有一定質(zhì)量，經(jīng)過 7.810 s4 后，剩余 8 個 4be 占開始的_14（10 分）。 靜止的鈾核u（原子質(zhì)量為232.037 2 u）發(fā)射出一個粒子（原子質(zhì)量為924.002 6 u），然后衰變?yōu)殁Q核th（原子質(zhì)量為228.028 7 u）（原子質(zhì)量單位已知為1 u 1., 1 u 相當(dāng)于 931.5 mev 的能量) (1) 寫出鈾原子核的衰變反應(yīng)方程； (2)計算衰變反應(yīng)中釋放的能量的核能釋放量； (3) 如果被釋放
11.如果將所有核能轉(zhuǎn)化為新原子核的動能，則該粒子的動能是多少？ 3235 1 143 1 (10 分) 現(xiàn)有核電站廣泛采用的核反應(yīng)之一是： un ndzr3 n892 0 60 0 1e(1) 核反應(yīng)方程中的反中微子不帶電，質(zhì)量數(shù)為零。 試測定產(chǎn)物鋯（zr）的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)； （2）已知鈾（u）核質(zhì)量為235.049 3 u，中子質(zhì)量為1.008 7 u，釹（nd）核質(zhì)量為142.9098 u，鋯核質(zhì)量為89.904 7 u; 還知道1 u1.660 610的能量是多少嗎？ kg，試計算1公斤鈾235大約可以產(chǎn)生16。（12分）為了驗證Ein
12、根據(jù)斯坦因的質(zhì)能方程emc，設(shè)計了如下實驗：用動能為e 0.91mev的質(zhì)子轟擊靜止的鋰核li產(chǎn)生兩個粒子，并測量兩個粒子的動能之和。兩個粒子 e19.93mev。 （質(zhì)子 、鋰 7 核、粒子的質(zhì)量分別為 1.007 3 u、7.016 0 u、4.001 5 u。1 u 相當(dāng)于 931.5 mev 的能量） （1）寫出核反應(yīng)方程； (2)計算核反應(yīng)過程中釋放的能量e； (3)通過計算說明emc的正確性。 參考答案及分析 1081 【分析】選擇b。 聚變過程中存在質(zhì)量損失，并且應(yīng)該釋放能量。 從核反應(yīng)hh n1 1 0 he，可以看出新的核是he，b對2 22 082 【分析】選擇d.emc中的e表
13.表示物體的總能量，m表示物體的質(zhì)量，說法a正確； 對于emc，其含義是當(dāng)物體的能量增加或減少e時，其質(zhì)量將相應(yīng)增加或減少m，說法b正確； 核能只有在發(fā)生質(zhì)量損失時才能釋放，說法c是正確的； 公式emc中，e是質(zhì)量為m的物體對應(yīng)的總能量，不是核反應(yīng)釋放的能量，d 錯誤3 083 【分析】選擇a。 從emc可以看出，當(dāng)能量釋放時??，生成物的質(zhì)量小于反應(yīng)物的質(zhì)量。 相反，42223 4 111 a 較大。 根據(jù)圖像，d和e結(jié)合形成f。 核子數(shù)量保持不變，質(zhì)量減少，釋放能量。 選項a正確。 4084【分析】選擇c。 核反應(yīng)過程中的質(zhì)量損失為 mm m md pn 核反應(yīng)過程
14. 中釋放的能量為 emc (mmm) cd pn 質(zhì)子和中子的總動能為 e eek 中子的動能為總動能的一半，故選項 c 正確 5 085 【分析】選 ad。 氘核分解 當(dāng)它是一個質(zhì)子和一個中子時，需要吸收的能量不能小于它的結(jié)合能2.2mev，所以是一對； 當(dāng)光子照射氘核時，由光子和氘核組成的系統(tǒng)的總動量不為零。 根據(jù)動量守恒定律，我們得到，光子被氘核吸收后，分解成的質(zhì)子和中子的總動量不為零，因此總動能不為零，因此分解所需的能量氘核分解為質(zhì)子和中子的速度應(yīng)大于2.2 mev，故d正確，b、c錯誤 6 086 【分析】選擇a。 根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒定律，可知a中的x代表中子，b中的x代表質(zhì)子，所以a是正確的，
15. b 錯誤； 裂變是重原子分裂成兩個或多個較輕的原子核并釋放中子并在分裂過程中釋放巨大能量的過程。 因此c不是裂變反應(yīng)，d是裂變反應(yīng)，c、d錯誤，故選a.7 087 【分析】選a。 根據(jù)核反應(yīng)定律，x為xe，x中有140個核子，86個中有54個，a項正確，b項錯誤； 裂變過程有質(zhì)量損失，總質(zhì)量數(shù)守恒，c項錯誤； 半衰期是由細胞核本身因素決定的，與外界條件無關(guān)，d項錯誤 8088 【分析】選d。 由92u的質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)的關(guān)系核反應(yīng)方程式，很容易知道它是正確的； 由核反應(yīng)方程中的電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒是正確的； 半衰期不受外界因素影響，因此是錯誤的； 因為 200 mev 20010 1.610 j3.210 j，所以
16.正確，故答案為d.9 089 【分析】選ac。 衰變是一種發(fā)射氦核的自然輻射現(xiàn)象，a是正確的； 衰變是一種發(fā)射電子的自然輻射現(xiàn)象，b 項是質(zhì)子所在的原子核。 人工變換，故b錯誤； c項是輕核聚變，d項是衰變現(xiàn)象，故c正確，d錯誤 10 090 【分析】選b。 根據(jù)核反應(yīng)過程中質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，可知2kd6 k2 解 得，b． 對于 [分析]，選擇 ac。 hh he n 是氫核聚變方程，所以 a 是正確的。 根據(jù)氫核聚變1 1 2 0的特點，對于相同質(zhì)量的核燃料，氫核聚變釋放的能量遠大于裂變反應(yīng)。 ，所以c正確 12092 【分析】選擇c.2 g 氘所含原子核數(shù)為n，
17、當(dāng)所有聚變發(fā)生時，總共發(fā)生0.5na聚變，因此釋放的能量為0.5n 3.26 mev，所以c正確 【分析】（1）從核反應(yīng)發(fā)生時質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒出發(fā)， ap 為 1h，n 為 n，則 0 zx, ，則中子數(shù)為 。 228 7 42(2)421he(or) (or 12.5%)1 【答】(1) 14 13 (2) he 或 or 12.5% 【解析】( 1) u th he.92 90 2(2)質(zhì)量損失 mm mm 0.005 9 uu themc 0.005 9931
18. .5 mev5.50 mev。 (3)系統(tǒng)動量守恒。 釷核與粒子的動量相等，即 p (p )0th p pth ke ，故粒子獲得的動能為 ek km 228e 5.5 mev5.41 mm 4228 thmev 。【答案】（1） u th he92 90 2(2)5.50 mev (3)5.41 【分析】（1）鋯的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)； 核反應(yīng)方程式中應(yīng)使用符號zr來表示 40 (2) 1 kg 鈾 235 不考慮核反應(yīng)中產(chǎn)生的電子質(zhì)量，鈾原子核數(shù)為 1 000n 6.0210 2.5610 235，
19. 鈾核反應(yīng)的質(zhì)量損失為m0.217 4 u。 1千克鈾235完全裂變產(chǎn)生的能量約為e8.3210 j。 【答案】 (1) 40 90 (2) 8. 【分析】 (1) 核反應(yīng)方程為： h li2 he1 3 2 (2) 核反應(yīng)過程中的質(zhì)量損失為 m (1.007 37.016 024.001 5) u0。 020 3 u。 根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程，計算出核反應(yīng)釋放的能量為e0.020 3931.5 mev18.9 mev。 (3)由實驗可知，反應(yīng)前后系統(tǒng)增加的動能為ee (19.90.9) mev19.0 mev.1 這在允許誤差范圍內(nèi)約等于核反應(yīng)釋放的核能，證明方程 emc 是正確的 617 4 【答】 (1) h li2 he (2 ) 18.9 mev 1 3 2 (3) 參見分析 7