热点52 原子核反应和核能 --高考物理50热点冲刺精练（名师解析）

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2024高考物理50热点冲刺训练
热点52 原子核反应和核能
1. （2024福建泉州质检2）2023年8月25日，“中国环流三号”托卡马克装置首次实现100万安培等离子体电流下的高约束模式运行，是我国核能开发进程中的重要里程碑。其中的核反应方程之一为，则该核反应属于______（选填“聚绕”或“裂变”）反应，X是_______（选填“质子”或“中子”）。已知核的质量为，核的质量为，核的质量为，X的质量为，真空中光速为c，则该核反应释放的核能大小为_______。
【参考答案】 ①. 聚变 ②. 质子 ③.
【名师解析】
[1]核反应方程
为核聚变反应；
[2]根据质量数守恒和电荷数守恒可知，反应式中的X为质子（）；
[3]根据爱因斯坦的质能方程可知，该核反应释放的核能大小为
2. （2024河南焦作一模） 原子核的结合能很难直接测量，但根据爱因斯坦质能方程可以推知原子核的结合能。原子核的结合能与核子数之比被称为该原子核的比结合能，不同原子核的比结合能不一样，如图所示为按照实际测量结果画出的不同原子核的比结合能随质量数A的变化情况，则（　　）
A. 由图可知中等质量原子核的比结合能较大，原子核较稳定
B. 由图可知氦原子核的结合能大于
C. 图中的质量数等于原子核的核子数与中子数之和
D. 由图可知核裂变生成物的结合能之和等于反应物的结合能之和
【参考答案】AB
【名师解析】
由图可知中等质量原子核的比结合能较大，原子核较稳定，故A正确；
由图可知氦的比结合能大于，氦原子核的结合能
故B正确；
图中的质量数等于原子核的质子数与中子数之和，故C错误；
由图可知核裂变释放能量，生成物的结合能之和小于反应物的结合能之和，故D错误。
3．（2024安徽合肥一模）核反应有衰变、核裂变、核聚变和人工核转变4种类型。下列有关说法中正确的是（ ）
A．核聚变时电荷数守恒，质量也守恒
B．用中子轰击样品中的会产生和电子
C．对于大量氡222，每经过一个半衰期就有一半的氡发生衰变
D．铀235裂变的方程为
【参考答案】C
【名师解析】核聚变时电荷数守恒，质量数守恒，核聚变释放能量，由质能方程可知，释放能量的核反应必有质量亏损，即质量不守恒，A错误；根据核反应遵循电荷数守恒和质量数守恒，可知用中子轰击样品中的不会产生和电子，B错误；对于大量氡222，每经过一个半衰期就有一半的氡原子核发生衰变，C正确；根据核反应遵循电荷数守恒和质量数守恒，铀235裂变的方程为，D错误。
4 .（2024江苏南京期末） 2023年4月12日，我国“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）创造了新的世界纪录，成功实现稳定态高约束模式等离子体运行403秒，其内部发生轻核聚变的核反应方程为，其中的X是（　　）
A. 质子 B. 中子 C. 粒子 D. 正电子
【参考答案】B
【名师解析】根据质量数与电荷数守恒，核反应方程为
可得X是中子。故选B。
5. （2024海南海口市质检）几十亿年后太阳内部氢元素消耗殆尽，内部高温高压使三个氦核发生短暂的热核反应，被称为氦闪，核反应方程为 该反应放出的能量为E，真空中光速为c。 则（　　）
A. 该反应属于核聚变
B. X核中有 6个核子
C. 氦核的比结合能为
D. 该反应的质量亏损为
【参考答案】AD
【名师解析】
根据质量数和核电荷数守恒，可知核反应方程为
属于轻原子核结合成较重原子核反应，所以该反应属于核聚变，又核子数为质子数加上中子数等于质量数，故A正确，B错误；
比结合能又称平均结合能，等于结合能除以核子数，结合能是自由分散的核子结合成原子核所释放的能量，并不是该反应放出的能量为E，所以X核的比结合能不为，故C错误；
根据爱因斯坦质能方程
又因为该反应放出的能量为E，所以该反应的质量亏损为，故D正确。
6. （2024年1月安徽联考）核能是蕴藏在原子核内部的能量，合理利用核能，可以有效缓解常规能源短缺问题。在铀核裂变实验中，核反应方程是，核的结合能为，核的结合能为，核的结合能为．则（　　）
A. 该核反应过程动量不守恒
B. 该核反应方程中的X为
C. 该核反应中释放的核能为
D. 该核反应中电荷数守恒，质量数不守恒
【参考答案】B
【名师解析】
．在铀核裂变的过程中，动量守恒，故A错误；
设X为，由核电荷数守恒可知
可得
由质量数守恒得
解得
所以该核反应方程中的X为，故B正确，D错误；
由能量守恒定律可知，该核反应中释放的核能为
故C错误
7. （2024江西1月联考）在恒星演化末期会发生俗称“烧石头”的核聚变反应，其核反应方程为,下列选项正确的是（ ）
A. B. C. D.
【参考答案】D
【名师解析】
由核电荷数守恒和质量数守恒得
解得 ，
故选D。
8. （2024河北衡水名校协作体期末联考）下列核反应方程正确是（　　）
A. B.
C. D.
【参考答案】C
【名师解析】
正确的核反应方程应质子数守恒，质量数守恒。
该核反应方程质子数不守恒、质量数不守恒，故A错误；
该核反应方程质子数不守恒、质量数守恒，故B错误
该核反应方程质子数守恒、质量数守恒，故C正确；
该核反应方程质子数不守恒、质量数守恒，故D错误。
。
9. （2024江苏泰州3月调研） 我国是国际热核聚变研究领域的领先者之一。在某次核反应中，一个氘核和一个氚核结合生成一个氦核，并放出一个粒子。已知氘核的比结合能为，氚核的比结合能为，该核反应释放的核能为，真空中光速为c。
（1）写出核反应方程并求出质量亏损；
（2）求氦核的比结合能。
【参考答案】（1）；；（2）
【名师解析】（1）核反应方程为
根据质能方程，可得
解得质量亏损
（2）依题意，可得
解得
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