第五章第4节核裂变与核聚变第5节“基本”粒子能力提升练

第五章 第4节　核裂变与核聚变 第5节　“基本”粒子 能力提升练
一、单选题
1．有一种典型的铀核裂变，生成钡和氪，同时放出3个中子，其核反应方程可表示为，已知部分原子核的比结合能与核子数的关系如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．核反应方程中，X粒子是正电子
B．核反应方程中，X粒子是质子
C．、和相比，核的比结合能最大，所以最稳定
D．裂变产物的结合能之和大于反应前铀核的结合能
2．下列说法正确的是
A．β射线是由于原子核内的中子转化产生的
B．光电效应和康普顿效应都揭示了光具有波动性
C．一个氘核的质量等于一个质子和一个中子的质量之和
D．钴60的半衰期为5.27年，则2个钴60原子核经过5.27年将一定有1个发生衰变
3．太阳内部进行着剧烈的核反应的主要模式之一是质子—质子循环，循环的结果可表示为，已知和的质量分别为和，1u=931MeV/c2，c为光速。在4个转变成1个的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．此反应是裂变反应 B．中本身就存在
C．释放的能量约为26 MeV D．释放的能量约为52 MeV
4．2018年6月5日，是第47个世界环境日，“绿水青山就是金山银山”，中国向世界发出“绿色治理”的铿锵之音，中国承诺到2020年碳排放量下降40%～45%；为了实现负责任大国的承诺,我国将新建核电站项目．目前关于核电站获取核能的基本核反应方程可能是(　　)
A． B．
C． D．
5．下列核反应方程正确的是（　　）
A．轻核聚变反应方程中，x表示电子
B．铀核裂变的一种核反应方程
C．核反应方程为轻核聚变
D．放射性元素发生的α衰变方程为
6．在一个反应堆中用石墨做慢化剂使快中子减速。碳原子核的质量是中子的12倍，假设中子与碳原子核的每次碰撞都是弹性正碰，而且认为碰撞前碳核都是静止的。微观粒子之间的碰撞均遵循碰撞的一般规律。关于原子的内部结构，有以下知识可供参考：①一个原子的直径大约是10-10m，极小极小；②原子由质子与中子组成，这两种粒子的的质量几乎相同，约为电子质量的2000倍；③原子核只占据的原子内部极小的空间（大约为原子整个体积的 10-15），却集中了几乎所有原子的质量；④小小的电子们（直径大约为10-15m）在原子内部、原子核之外的“广袤”的空间中“游荡”着。中子的动能小于E0×10-6 时，才能被引入反应堆。为了计算中子需要碰撞的次数，下面做一番简单的推导。假设碰前中子的动能是E0，经过一次碰撞，中子的动能失去了ηE0（η<1），那么再碰撞一次，中子的动能将变为原先的（　　）
A．（1-η）2 B．η2 C．1-2η D．η（1-η）
7．下列说法中正确的是（　　）
A．钍的半衰期为24天．1g钍90234Th经过120天后还剩0.2g钍
B．一单色光照到某金属表面时，有光电子从金属表面逸出，延长入射光照射时间，光电子的最大初动能不会变化
C．放射性同位素90234Th经α、β衰变会生成86222Rn，其中经过了2次α衰变和3次β衰变
D．大量处于n=4激发态的氢原子向低能级跃迁时，最多可产生4种不同频率的光子
8．目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素，下列有关放射性知识的说法中正确的是（ ）
A．β射线与γ射线一样是电磁波，但穿透本领远比γ射线弱
B．放射性元素发生β衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的
C．氡的半衰期为3.8天，4个氡原子核经过7.6天后就一定只剩下1个氡原子核
D．某放射性原子核经过2次α衰变和一次β衰变，核内质子数减少4个
9．下列说法中正确的是（　　）
A．一定质量的放射性物质发生衰变时，每经一个半衰期，物质总质量将减为原质量的
B．只要照射金属板的光强足够大，就一定可以发生光电效应现象
C．核子结合成原子核时，比结合能越大，原子核越稳定
D．核裂变反应放热，核聚变反应吸热
二、多选题
10．下列有关核反应的方程中,表述正确的是（ ）
A．是核聚变反应
B．是衰变
C．是核裂变反应
D．是核裂变反应
三、解答题
11．钚的放射性同位素静止时衰变为铀核激发态和粒子，而铀核激发态 立即衰变为铀核，并放出能量为0.097MeV的光子．衰变放出的光子的动量可忽略.已知：、和粒子的质量分别为=239.0521u、=235.0439u和="4.0026u" ，1u相当于931.5MeV
①写出的衰变方程
②求铀核和粒子刚产生时动能大小之比
③求粒子的动能(计算结果保留三位有效数字)
12．太阳中含有大量的氘核，因氘核不断发生核反应释放大量的核能，以光和热的形式向外辐射。若已知两个氘核聚变产生一个中子和一个氦核。已知氘核质量为2.0136u，氦核质量为3.0150u，中子质量为1.0087u，lu的质量相当于931.5MeV的能量。则：
（1）写出核反应方程；
（2）求核反应中释放的核能；
（3）在两氘核以相等的动能0.35MeV进行对心碰撞，并且核能全部转化为机械能的情况下，求反应中产生的中子和氢核的动能。
13．在某些恒星内部，3个α粒子结合成一个核，的质量是12.000000u，的质量是4.001509u。 （已知质量亏损1u相当于释放931.5Mev的能量）
(1)写出这个核反应方程；
(2)计算这个反应中释放的能量。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【解析】
【详解】
AB．根据电荷数守恒、质量数守恒知，X的电荷数为0，质量数为1，X为中子，故AB错误。
C．由图可知，在Fe26附近原子核的比结合能最大，然后随核子数的增大，比结合能减小，、和相比，核的比结合能最大，所以最稳定，选项C错误；
D．因裂变放出能量，则裂变产物的结合能之和大于反应前铀核的结合能，故D正确。
故选D。
2．A
【解析】
【详解】
A、原子核内的中子转化为一个电子和一个质子产生了β射线，A对；
B、光电效应和康普顿效应都揭示了光具有粒子性，B错；
C、根据质能方程知道在核反应中存在着质量亏损，所以一个氘核的质量不等于一个质子和一个中子的质量之和，C错；
D、半衰期是统计规律，对单个或者少数是不成立的，D错
故本题答案选：A
3．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．裂变反应是指一个重核分裂为两个或更多较轻原子核、并释放巨大能量的过程，故A错误；
B．正电子是核反应的产物，中不存在正电子，故B错误；
CD．由质能方程可得释放的能量为
故C正确、D错误。
故选C。
4．B
【解析】
【详解】
现在的核电站用的是裂变反应获取能量，A是α衰变，故A错误；B是裂变反应，故B正确；C是衰变，故C错误；D是发现质子的反应．故选B．
【点睛】本题考查了重核的裂变，要记住一些特殊的核反应方程，知道属于裂变反应还是聚变反应．
5．D
【解析】
【详解】
A．据质量数和电荷数守恒可得，轻核聚变反应方程为
即x表示中子，故A项错误；
B．铀核需要俘获一个慢中子才能发生裂变，其中铀核裂变的一种核反应方程为
故B项错误；
C．核反应方程
为人工转变，故C项错误；
D．据质量数和电荷数守恒可得，放射性元素发生的α衰变方程为
故D项正确。
6．A
【解析】
【详解】
碰前中子的动能是E0，经过一次碰撞，中子的动能失去了ηE0，则此时中子的动能为E0(1-η)，则再碰撞一次，中子的动能将变为E0(1-η)2，即中子的动能将变为原先的(1-η)2。故A正确，BCD错误。
故选A。
7．B
【解析】
【详解】
钍的半衰期为24天，1g钍经过120天后，发生5个半衰期，1g钍经过120天后还剩0.03125g．故A错误；根据得知，光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大，与光照射时间无关，故B正确； C、设钍衰变成氡，经过次α衰变，经过次β衰变，由质量数和核电荷数守恒列示得：，，解得：，．故C错误． D、大量处于n=4激发态的氢原子向低能级跃迁时，最多可产生=6种不同频率的光子．故D错误．故本题选B.
【点睛】
本题需要熟记半衰期公式；利用质量数守恒和核电核数守恒，列方程求解衰变次数；知道爱因斯坦光电效应方程；
8．B
【解析】
【分析】
β射线的实质是电子流，γ射线的实质是电磁波；半衰期具有统计规律，对大量的原子核适用；β衰变的电子来自原子核中的中子转化为质子时产生的．根据两种衰变的特点判断出质子数的变化．
【详解】
β衰变时，原子核中的一个中子，转变为一个质子和一个电子，电子释放出来，β射线的实质是电子流，γ射线的实质是电磁波，γ射线的穿透本领比较强．故A错误，B正确．半衰期是统计规律，对少数原子核不适用，C错误；某放射性原子核经过2次α衰变，核内质子数减少4个，再经过一次β衰变后，质子数又增加1个，所以核内质子数共减少3个．故D错误．故选B．
9．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．一定质量的放射性物质发生衰变时，每经一个半衰期，发生衰变的原子数将减为原来的。故A错误；
B．只有照射金属板的光的频率高于该金属板的极限频率，，才可以发生光电效应现象。故B错误；
C．核子结合成原子核时，比结合能越大，说明分开这些核子所耗费的能量越多，原子核越稳定。故C正确；
D．核裂变反应放热，核聚变反应先吸热再放热。故D错误。
故选C。
10．AD
【解析】
【详解】
A反应是轻核聚变反应，选项A正确，B错误；核裂变是重核在中子轰击下分裂成中等核，并放出大量核能的反应，则C反应不是核裂变反应，D反应是重核裂变反应，选项C错误，D正确；故选AD.
11．① （2分）② ③
【解析】
【详解】
试题分析：① 注意粒子是，而且衰变前后的电荷数和质量数守恒．
②因为静止的发生衰变时，根据动量守恒有和的动量大小相等，方向相反：
所以动能之比： （2分）
③质量亏损--="239.0521-235.0439-" 4.0026=0.0056u （1分）
释放能量 （1分）
粒子的动能 （1分）
考点：衰变方程 质能方程 动量守恒
12．（1）；（2）；（3），
【解析】
【分析】
【详解】
（1）核反应方程为
（2）核反应过程中质量减少了
释放的核能为
（3）设和的动量分别为和，根据动量守恒定律得
可得和大小相等，方向相反。根据
联立得
又
故有
由能量守恒定律得
代入数据解得

13．(1)→C；(2) 4.19 MeV
【解析】
【详解】
(1) →
(2)一次核反应方程的质量亏损为
发生一次核反应释放的核能为
【点晴】
爱因斯坦的质能方程
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页