山东省古交市第二高级中学2019-2020学年高中物理鲁科版选修3-5：4.2核裂变 质量检测（含解析）

4.2核裂变
1．用轰击产生了m个某种粒子，核反应方程为，则（　　）
A．方程式中的m=3
B．方程式中的X是α粒子
C．的比结合能一定小于的比结合能
D．该反应需要吸收热量
2．2019年4月1日，在中国核能可持续发展论坛上，生态环境部介绍2019年会有核电项目陆续开工建设。某核电站获得核能的核反应方程为，己知铀核的质量为m1，钡核的质量为m2，氪核的质量为m3，中子n的质量为m4，下列说法中正确的是（ ）
A．该核电站通过核聚变获得核能
B．铀核的质子数为235
C．在上述核反应方程中x=3
D．一个铀核发生上述核反应，释放的能量为（m1-m2-m3-m4）c2
3．下列四幅图的有关说法中正确的是
A．若两球质量相等，碰后m2的速度一定为v
B．射线甲由粒子组成，每个粒子带两个单位正电荷
C．粒子散射实验说明了原子中存在一个很小的核
D．该链式反应属于原子核的衰变
4．铀是常用的一种核燃料，若它的原子核发生了如下的裂变反应：，则可能是（ ）
A． B．
C． D．
5．下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是（　　）
A．温度越高，放射性元素的半衰期越大
B．氢原子吸收能量发生能级跃迁后，绕核运动的核外电子动能减小
C．核裂变释放的核能是太阳向外辐射能量的主要来源
D．射线是放射性元素的核外电子脱离原子核束缚形成的高速电子流
6．原子的发现和核能的开发利用，给人类发展带来了新的动力。同时，核能发展也伴生着安全风险和挑战。2019年9月3日国务院新闻办发表《中国的核安全》白皮书。这是中国发表的首部核安全白皮书。核电站使用的核燃料有一种典型的核反应方程是，则下列说法正确的是（　　）
A．该核反应属于人工转变
B．方程中X是α粒子，具有很强的电离本领
C．化合物中的铀235的半衰期比单质的铀235的半衰期短
D．假设质量为m1，X质量为m2，质量为m3，质量为m4，光速为c，则该核反应释放的能量为
7．根据所学的物理知识，下列说法正确的是（　　）
A．β衰变的本质是原子核外电子挣脱原子核的束缚形成的高速电子流
B．根据玻尔的原子理论，氢原子从基态跃迁到激发态需要吸收能量
C．铀核裂变的一种核反应为
D．在光电效应实验中，某金属的截止频率为，若用频率为的单色光照射该金属会发生光电效应
8．下列四幅图涉及不同的物理知识，其中说法正确的是
A．如图甲，一重原子核衰变成粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能
B．如图乙，铀核裂变的核反应方程可能是：
C．如图丙，竖直放置的肥皂膜上出现的水平条纹是光的干涉现象
D．如图丁，在振荡电路产生振荡电流时，电路中的电流和电容器中的电荷量不会同时达到最大值
9．用中子（）轰击铀核（）产生裂变反应，会产生钡核（）和氪（）并释放中子（），当达到某些条件时可发生链式反应，—个铀核（）裂变时，释放的能量约为200MeV（1eV= l.6×10-19J）。以下说法正确的是（　　）
A．的裂变方程为
B．的裂变方程为
C．发生链式反应的条件与铀块的体积有关
D．—个裂变时，质量亏损约为
10．原子核的平均结合能与质量数之间的关系图线如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．核的结合能约为14MeV
B．核比核更稳定
C．三个中子和三个质子结合成核时放出能量
D．在核反应中，要吸收热量
11．重核受到其他粒子的________时裂变成几块质量较小的核，同时还可以放出中子，这就是重核裂变．重核裂变时放出的中子引起________，可以使裂变不断进行下去，这就是________反应．
12．产生裂变的条件是用具有一定能量的________轰击重核，裂变过程中会放出________并释放大量________．
13．已知质子的质量是、中子的质量也是，氢原子的质量是，碳原子的质量是，12个核子结合成碳核时，质量亏损是多少，碳原子核的比结合能是多少？
14．已知氘核()质量为2.0136 u，中子()质量为1.0087 u，氦核()质量为3.0150 u，1 u相当于931.5 MeV．
(1)写出两个氘核聚变成的核反应方程；
(2)计算上述核反应中释放的核能(保留三位有效数字)。
参考答案
1．A
【解析】
A．根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，方程式中的m=3，选项A正确；
B．方程式中的X是中子，选项B错误；
C．根据比结合能曲线可知，中等质量的原子核比结合能大，轻核和重核的比结合能小，即的比结合能一定大于的比结合能，选项C错误；
D．该反应放出热量，选项D错误。
故选A。
2．C
【解析】
A．核电站获得核能的途径是核裂变，故A错误.
B．铀核的质子数为92，故B错误.
C．根据质量数守恒可知x=3，故C正确.
D．一个铀核发生上述核反应，由质能方程可得：
故D错误.
3．C
【解析】
A．两球质量相等，若发生的碰撞为弹性碰撞，即动量守恒、能量守恒，可知两球的速度交换，若发生的碰撞为非弹性碰撞，则碰后的速度不为，故A错误；
B．根据左手定则，甲向左偏，知甲带负电，故B错误；
C．粒子散射实验现象为绝大多数粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，但有少数粒子发生了较大的偏转，并有极少数粒子的偏转超过90°，有的甚至几乎达到180°而被反弹回来，卢瑟福根据该实验现象提出了原子核式结构模型，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，所以粒子散射实验说明了原子中存在一个很小的核，故C正确；
D．该链式反应属于重核裂变，不是衰变，故D错误；
故选C。
4．B
【解析】
核反应过程中遵循质量数守恒和电荷数守恒。
A.质量数不守恒，选项A不符合题意；
B.质量数和电荷数都守恒，选项B符合题意；
C.电荷数不守恒，选项C不符合题意；
D.质量数和电荷数都不守恒，故选项D不符合题意。
5．B
【解析】
A．放射性元素的半衰期与温度无关，故A错误；
B．原子吸收能量发生跃迁后，绕核运动的电子距核更远，动能减小，故B正确；
C．太阳辐射能量的主要来源是太阳内部氢核的聚变，故C错误；
D．射线来源于原子核内部，故D错误。
故选B。
6．D
【解析】
A．该反应属于重核裂变，A错误；
B．方程中X是中子，B错误；
C．半衰期是原子核本身具有的属性，与物质存在的形态无关，C错误；
D．根据爱因斯坦质能方程可知核反应释放的能量为
D正确。
故选D。
7．BC
【解析】
A．衰变释放的电子来自原子核，不是核外电子，故A错误；
B．根据玻尔的原子理论，氢原子从基态跃迁到激发态需要吸收光子能量发生跃迁，吸收的光子能量需等于两能级间的能级差，B正确；
C．根据质量数和电荷数守恒可知铀核裂变的一种核反应为，C正确；
D．只要入射光的频率低于金属的截止频率，就不可能发生光电效应，D错误。
故选BC。
8．ACD
【解析】
A．如图甲，一重原子核衰变成粒子和另一原子核，该过程释放核能，生成的产物更稳定，因此衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能，故A正确；
B．如图乙，铀核裂变的核反应方程可能是：用中子轰击铀核才能发生反应，故B错误；
C．如图丙，竖直放置的肥皂膜上出现的水平条纹是光的薄膜干涉现象，故C正确；
D．如图丁，当电容器刚放电时，电荷量最大时，因线圈的自感现象，回路中的电流从零开始变大，说明电磁感应电路中的电流和电容器中的电荷量不会同时达到最大值，故D正确．
【点睛】
见解析
9．BCD
【解析】
A．的裂变需要用中子轰击，所以方程为
A错误，B正确；
C．发生链式反应需要铀块达到临界体积，C正确；
D．—个裂变时，质量亏损约为
D正确。
故选BCD。
10．BC
【解析】
A．根据图像可知的平均结合能约为，核子数为，所以结合能约为
A错误；
B．平均结合能越大，原子核越稳定，所以核比核更稳定，B正确；
C．核子结合成原子核时会质量亏损放出核能，即结合能，所以三个中子和三个质子结合成核时放出能量，C正确；
D．重核裂变会质量亏损，所以会释放能量，D错误。
故选BC。
11．轰击 其他重核的裂变 链式
【解析】
[1][2]．重核受到其他粒子的轰击时裂变成几块质量较小的核，同时还可以放出中子，这就是重核裂变．
[3]．重核裂变时放出的中子引起其他重核的裂变，可以使裂变不断进行下去，这就是链式反应．
12．中子 中子 能量
【解析】
[1][2][3]．产生裂变的条件是用具有一定能量的中子轰击重核，裂变过程中会放出中子并释放大量能量．
13．0.098940u；7.68MeV
【解析】
12个核子结合成碳核时的质量亏损，相当于6个氢原子与6个中子结合碳原子的质量亏损
碳原子核的比结合能为
14．（1） （2）3.26 MeV
【解析】解析：(1)根据题中条件，可知核反应方程为
(2)质量亏损
由于1 u的质量与931.5 MeV的能量相对应，所以核反应中释放的核能为