2011-2020年高考物理试卷分类汇编之109.核反应 核能（含答案及解析）
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| 名称 | 2011-2020年高考物理试卷分类汇编之109.核反应 核能（含答案及解析） |  | |
| 格式 | rar | ||
| 文件大小 | 663.5KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-08-11 14:54:54 | ||
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文档简介
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第109节 核反应 核能能
1. 2014年物理上海卷
2.核反应方程中的X表示 （ ）
A．质子 B．电子 C．光子 D．中子
【答案】D
【解析】核反应同时遵循质量数和电荷数守恒，根据质量数守恒，可知X的质量数是1，电荷数是0，所以该粒子是中子，D项正确。
2.2013年上海卷
21．放射性元素衰变为，此衰变过程的核反应方程是 ；用此衰变过程中发出的射线轰击，可得到质量数为22的氖(Ne)元素和另一种粒子，此核反应过程的方程是 。
答案： →+He He+→Ne+H。
解析：根据衰变规律，此衰变过程的核反应方程是→+He。用α射线轰击，可得到质量数为22的氖(Ne)元素和另一种粒子，此核反应过程的方程是：He+→Ne+H。
3.2012年理综广东卷
18. 能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之一，下列释放核能的反应方程，表述正确的有
A. 是核聚变反应
B. 是β衰变
C. 是核裂变反应
D． 是衰变
【解析】选AC。两个轻核聚合成一个较重的核的反应为核聚变反应，故A对B错。重核被中子轰击后分裂成二个中等质量的原子核并放出若干个中子的反应为核裂变反应，故C对D错。原子核放出α或β粒子后变成另一种原子核的反应称为原子核的衰变。原子核的衰变的反应物只有一种，故AC选项正确。
4.2012年理综重庆卷
19．以下是物理学史上3个著名的核反应方程
、和z是3种不同的粒子，其中z是
A． 粒子 B．质子 C．中子 D．电子
答：C
解析：x是质子，y是粒子，z是中子，选项C正确。
5. 2014年理综北京卷
14.质子、中子和氘核的质量分别为m1、m2和m3.当一个质子和一个中子结合成氘核时，释放的能量是（c表示真空中的光速） （ ）
A． B．
C． D．
【答案】C
【解析】根据爱因斯坦质能方程△E=△mc2，此核反应放出的能量，故C正确。
6.2015年广东卷18.科学家使用核反应获取氚，再利用氘和氚 核反应获得能量，核反应方程分别为： 和 ，下列表述正确的有（ AD ）
A．X是中子 B．Y的质子数是3，中子数是6
C．两个核反应都没有质量亏损 D．氘和氚的核反应是核聚变反应
解析：根据质量数和电荷数守恒规律，由第二个核反应方程得到X为中子()，选项A正确；再由第一个方程得到Y质子数为3，质量数为6，则中子数 = 质量数 – 质子数 = 3 ，选项B错误；两个核反应都产生了能量，根据爱因斯坦质能方程可知一定有质量亏损，选项C错误；氘和氚的核反应是核聚变反应，选项D正确。
7.2017年新课标I卷17．大科学工程“人造太阳”主要是将氚核聚变反应释放的能量用来发电，氚核聚变反应方程是，已知的质量为2.0136u，的质量为3.0150u，的质量为1.0087u，1u＝931MeV/c2。氚核聚变反应中释放的核能约为
A．3.7MeV B．3.3MeV C．2.7MeV D．0.93MeV
【答案】B
【解析】根据质能方程，释放的核能，，则
，故B正确；A、C、D错误。
8.2018年北京卷、13．在核反应方程中，X表示的是 （ A ）
A．质子 B．中子 C．电子 D．粒子
解析：设X为，根据核反应的电荷数守恒有2+7=8+Z ,则Z=1； 根据核反应的质量数守恒有
4+14=17+A，则A=1，所以X为质子，故选项A正确、BCD错误。
9.2019年全国卷Ⅱ 15.太阳内部核反应的主要模式之一是质子-质子循坏，循环的结果可表示为，已知和的质量分别为mp=1.0078u和m=4.0026u，1u=931MeV/c2，c为光速。在4个转变成1个的过程中，释放的能量约为
A. 8 MeV B. 16 MeV C. 26 MeV D. 52 MeV
答案：C
解析：由知，
，
即电子的质量远小于1u，忽略电子质量，则：
，故C选项符合题意。
10.2018年天津卷1．国家大科学过程——中国散裂中子源（CSNS）于2017年8月28日首次打靶成功，获得中子束流，可以为诸多领域的研究和工业应用提供先进的研究平台，下列核反应中放出的粒子为中子的是 （ B ）
A．俘获一个α粒子，产生并放出一个粒子
B．俘获一个α粒子，产生并放出一个粒子
C．俘获一个质子，产生并放出一个粒子
D．俘获一个质子，产生并放出一个粒子
解析：根据质量守恒和电荷数守恒写出4个核反应方程如下
可见选项B正确。
11.2018年全国卷III、14．1934年，约里奥-居里夫妇用粒子轰击铝核，产生了第一个人工放射性核素X：。的原子序数和质量数分别为 （ B ）
A．15和28 B．15和30 C．16和30 D．17和31
解析： 根据核反应遵循的质量数守恒和电荷数守恒可知，质量数为4+27-1=30，X的电荷数为2+13=15，根据原子核的电荷数等于原子序数，可知X的原子序数为15，质量数为30，选项B正确。
12.2018年浙江卷（4月选考）14．【加试题】下列说法正确的是（ BD ）
A．组成原子核的核子越多，原子核越稳定
B．衰变为经过4次α衰，2次β衰变
C．在LC振荡电路中，当电流最大时，线圈两端电势差也最大
D． 在电子的单缝衍射实验中，狭缝变窄，电子动量的不确定量变大
解析 ：比结合能是结合能与核子数之比，比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定。中等质量的原子核，比结合能最大，组成原子核的核子数越多，它的比结合能不一定越大，选项A错误；由核反应中质量数守恒和电荷数守恒可知，222+4×4+0=238， 86+4×2-1×2=92，选项B正确；在LC振荡电路中，当电流最大时，线圈中磁场能最大，而电场能为零，这时极板间场强为零，电势差为零，即电容器极板间电压为零，C错误；根据不确定关系可知，位置和动量不能同时测定，当狭缝越窄，位置的不确定量减小了，但动量不确定量却增大了，选项D正确。故选BD。
13.2019年浙江选考卷15.【加试题】静止在匀强磁场中的原子核X发生衰变后变成新原子核Y。已知核X的质量数为A，电荷数为Z，核X、核Y、和粒子的质量分别为、和，粒子在磁场中运动的半径为R。则（ ）
A．衰变方程可表示为
B．核Y的结合能为
C．核Y在磁场中运动的半径为
D．核Y的动能为
答案：AC
解析：由题可得，该衰变为衰变，A正确；
原子核Y的结合能，所以B错；
，，因为原子核X静止，根据动量守恒，，所以pY和p大小相等，R与q成反比，Y原子核的电荷数为Z-2， 粒子的电荷数为2，，，所以C正确；
衰变过程中释放的总能量为，
由能量守恒得， ，
，选项D错。
故选AC。
14.2020年新课标Ⅲ卷19．（6分）1934年，约里奥﹣居里夫妇用粒子轰击铝箔，首次产生了人工放射性同位素X，反应方程为．X会衰变成原子核Y，衰变方程为．则（ ）
A．X的质量数与Y的质量数相等
B．X的电荷数比Y的电荷数少1
C．X的电荷数比的电荷数多2
D．X的质量数与的质量数相等
答案：AC
解析： A、设X的质量数为M，电荷数为Z，根据核反应中质量数守恒和电荷数守恒可知：
4+27＝1+M；2+13＝0+Z； 解得：M＝30，Z＝15；
设Y的质量数为Μ'，电荷数为Z'，根据核反应中质量数守恒和电荷数守恒可知：
30＝Μ' +0； 15＝Z'+1； 解得：M′＝30， Z'＝14；
X的质量数与Y的质量数相等，都是30，故A正确；
B、X的电荷数比Y的电荷数多1，故B错误；
C、X的电荷数为15，比铝的电荷数多2，故C正确；
D、X的质量数为30，和铝的质量数不相等，故D错误。
故选：AC。
15.2020年新课标Ⅱ卷18．（6分）
氘核（H）可通过系列聚变反应释放能量，其总效果可用反应式6H→2He+2H+2n+43.15MeV表示。海水中富含氘，已知1kg海水中含有的氘核约为1.0×1022个，若全都发生聚变反应，其释放的能量与质量为M的标准煤燃绕时释放的热量相等；已如1kg标准煤燃烧释放的热量约为2.9×107J，1MeV＝1.6×10﹣13J，则M约为（ ）
A．40kg B．100kg C．400kg D．1000kg
答案：C
解析：根据反应式6H→2He+2H+2n+43.15MeV可知，
6个氘核发生聚变反应可放出43.15MeV的能量，则平均每个氘核可放出7.19MeV的能量，
若1kg海水中含有的1.0×1022个氘核全都发生聚变反应，其释放的能量为7.19×1022MeV；
则质量为M的标准煤燃绕时释放的热量Q＝7.19×1022×1.6×10﹣13J＝11.5×109J，
而1kg标准煤燃烧释放的热量约为2.9×107J，则
；故ABD错误，C正确；
故选：C。
16.2020年新课标Ⅰ卷6.下列核反应方程中，X1，X2，X3，X4代表粒子的有（ ）
A. B.
C. D.
【答案】BD
【解析】粒子为氦原子核He，根据核反应方程遵守电荷数守恒和质量数守恒，可知A选项中的X1为He，B选项中的X2为He，C选项中的X3为中子n，D选项中的X4为He。
故选BD。
17.2020年浙江卷14.太阳辐射的总功率约为，其辐射的能量来自于聚变反应。在聚变反应中，一个质量为（c为真空中的光速）的氘核（）和一个质量为的氚核（）结合为一个质量为的氦核（），并放出一个X粒子，同时释放大约的能量。下列说法正确的是（ ）
A．X粒子是质子
B．X粒子的质量为
C．太阳每秒因为辐射损失的质量约为
D．太阳每秒因为辐射损失的质量约为
答案：BC
解析：A．，由质量数和电荷数守恒可知，X的质量数为1，电荷数为0，则X为中子，选项A错误；
B．根据能量关系可知
解得，选项B正确；
C．太阳每秒放出的能量
损失的质量，选项C正确；
D．因为
则太阳每秒因为辐射损失的质量为，选项D错误。
故选BC。
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第109节 核反应 核能能
1. 2014年物理上海卷
2.核反应方程中的X表示 （ ）
A．质子 B．电子 C．光子 D．中子
【答案】D
【解析】核反应同时遵循质量数和电荷数守恒，根据质量数守恒，可知X的质量数是1，电荷数是0，所以该粒子是中子，D项正确。
2.2013年上海卷
21．放射性元素衰变为，此衰变过程的核反应方程是 ；用此衰变过程中发出的射线轰击，可得到质量数为22的氖(Ne)元素和另一种粒子，此核反应过程的方程是 。
答案： →+He He+→Ne+H。
解析：根据衰变规律，此衰变过程的核反应方程是→+He。用α射线轰击，可得到质量数为22的氖(Ne)元素和另一种粒子，此核反应过程的方程是：He+→Ne+H。
3.2012年理综广东卷
18. 能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之一，下列释放核能的反应方程，表述正确的有
A. 是核聚变反应
B. 是β衰变
C. 是核裂变反应
D． 是衰变
【解析】选AC。两个轻核聚合成一个较重的核的反应为核聚变反应，故A对B错。重核被中子轰击后分裂成二个中等质量的原子核并放出若干个中子的反应为核裂变反应，故C对D错。原子核放出α或β粒子后变成另一种原子核的反应称为原子核的衰变。原子核的衰变的反应物只有一种，故AC选项正确。
4.2012年理综重庆卷
19．以下是物理学史上3个著名的核反应方程
、和z是3种不同的粒子，其中z是
A． 粒子 B．质子 C．中子 D．电子
答：C
解析：x是质子，y是粒子，z是中子，选项C正确。
5. 2014年理综北京卷
14.质子、中子和氘核的质量分别为m1、m2和m3.当一个质子和一个中子结合成氘核时，释放的能量是（c表示真空中的光速） （ ）
A． B．
C． D．
【答案】C
【解析】根据爱因斯坦质能方程△E=△mc2，此核反应放出的能量，故C正确。
6.2015年广东卷18.科学家使用核反应获取氚，再利用氘和氚 核反应获得能量，核反应方程分别为： 和 ，下列表述正确的有（ AD ）
A．X是中子 B．Y的质子数是3，中子数是6
C．两个核反应都没有质量亏损 D．氘和氚的核反应是核聚变反应
解析：根据质量数和电荷数守恒规律，由第二个核反应方程得到X为中子()，选项A正确；再由第一个方程得到Y质子数为3，质量数为6，则中子数 = 质量数 – 质子数 = 3 ，选项B错误；两个核反应都产生了能量，根据爱因斯坦质能方程可知一定有质量亏损，选项C错误；氘和氚的核反应是核聚变反应，选项D正确。
7.2017年新课标I卷17．大科学工程“人造太阳”主要是将氚核聚变反应释放的能量用来发电，氚核聚变反应方程是，已知的质量为2.0136u，的质量为3.0150u，的质量为1.0087u，1u＝931MeV/c2。氚核聚变反应中释放的核能约为
A．3.7MeV B．3.3MeV C．2.7MeV D．0.93MeV
【答案】B
【解析】根据质能方程，释放的核能，，则
，故B正确；A、C、D错误。
8.2018年北京卷、13．在核反应方程中，X表示的是 （ A ）
A．质子 B．中子 C．电子 D．粒子
解析：设X为，根据核反应的电荷数守恒有2+7=8+Z ,则Z=1； 根据核反应的质量数守恒有
4+14=17+A，则A=1，所以X为质子，故选项A正确、BCD错误。
9.2019年全国卷Ⅱ 15.太阳内部核反应的主要模式之一是质子-质子循坏，循环的结果可表示为，已知和的质量分别为mp=1.0078u和m=4.0026u，1u=931MeV/c2，c为光速。在4个转变成1个的过程中，释放的能量约为
A. 8 MeV B. 16 MeV C. 26 MeV D. 52 MeV
答案：C
解析：由知，
，
即电子的质量远小于1u，忽略电子质量，则：
，故C选项符合题意。
10.2018年天津卷1．国家大科学过程——中国散裂中子源（CSNS）于2017年8月28日首次打靶成功，获得中子束流，可以为诸多领域的研究和工业应用提供先进的研究平台，下列核反应中放出的粒子为中子的是 （ B ）
A．俘获一个α粒子，产生并放出一个粒子
B．俘获一个α粒子，产生并放出一个粒子
C．俘获一个质子，产生并放出一个粒子
D．俘获一个质子，产生并放出一个粒子
解析：根据质量守恒和电荷数守恒写出4个核反应方程如下
可见选项B正确。
11.2018年全国卷III、14．1934年，约里奥-居里夫妇用粒子轰击铝核，产生了第一个人工放射性核素X：。的原子序数和质量数分别为 （ B ）
A．15和28 B．15和30 C．16和30 D．17和31
解析： 根据核反应遵循的质量数守恒和电荷数守恒可知，质量数为4+27-1=30，X的电荷数为2+13=15，根据原子核的电荷数等于原子序数，可知X的原子序数为15，质量数为30，选项B正确。
12.2018年浙江卷（4月选考）14．【加试题】下列说法正确的是（ BD ）
A．组成原子核的核子越多，原子核越稳定
B．衰变为经过4次α衰，2次β衰变
C．在LC振荡电路中，当电流最大时，线圈两端电势差也最大
D． 在电子的单缝衍射实验中，狭缝变窄，电子动量的不确定量变大
解析 ：比结合能是结合能与核子数之比，比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定。中等质量的原子核，比结合能最大，组成原子核的核子数越多，它的比结合能不一定越大，选项A错误；由核反应中质量数守恒和电荷数守恒可知，222+4×4+0=238， 86+4×2-1×2=92，选项B正确；在LC振荡电路中，当电流最大时，线圈中磁场能最大，而电场能为零，这时极板间场强为零，电势差为零，即电容器极板间电压为零，C错误；根据不确定关系可知，位置和动量不能同时测定，当狭缝越窄，位置的不确定量减小了，但动量不确定量却增大了，选项D正确。故选BD。
13.2019年浙江选考卷15.【加试题】静止在匀强磁场中的原子核X发生衰变后变成新原子核Y。已知核X的质量数为A，电荷数为Z，核X、核Y、和粒子的质量分别为、和，粒子在磁场中运动的半径为R。则（ ）
A．衰变方程可表示为
B．核Y的结合能为
C．核Y在磁场中运动的半径为
D．核Y的动能为
答案：AC
解析：由题可得，该衰变为衰变，A正确；
原子核Y的结合能，所以B错；
，，因为原子核X静止，根据动量守恒，，所以pY和p大小相等，R与q成反比，Y原子核的电荷数为Z-2， 粒子的电荷数为2，，，所以C正确；
衰变过程中释放的总能量为，
由能量守恒得， ，
，选项D错。
故选AC。
14.2020年新课标Ⅲ卷19．（6分）1934年，约里奥﹣居里夫妇用粒子轰击铝箔，首次产生了人工放射性同位素X，反应方程为．X会衰变成原子核Y，衰变方程为．则（ ）
A．X的质量数与Y的质量数相等
B．X的电荷数比Y的电荷数少1
C．X的电荷数比的电荷数多2
D．X的质量数与的质量数相等
答案：AC
解析： A、设X的质量数为M，电荷数为Z，根据核反应中质量数守恒和电荷数守恒可知：
4+27＝1+M；2+13＝0+Z； 解得：M＝30，Z＝15；
设Y的质量数为Μ'，电荷数为Z'，根据核反应中质量数守恒和电荷数守恒可知：
30＝Μ' +0； 15＝Z'+1； 解得：M′＝30， Z'＝14；
X的质量数与Y的质量数相等，都是30，故A正确；
B、X的电荷数比Y的电荷数多1，故B错误；
C、X的电荷数为15，比铝的电荷数多2，故C正确；
D、X的质量数为30，和铝的质量数不相等，故D错误。
故选：AC。
15.2020年新课标Ⅱ卷18．（6分）
氘核（H）可通过系列聚变反应释放能量，其总效果可用反应式6H→2He+2H+2n+43.15MeV表示。海水中富含氘，已知1kg海水中含有的氘核约为1.0×1022个，若全都发生聚变反应，其释放的能量与质量为M的标准煤燃绕时释放的热量相等；已如1kg标准煤燃烧释放的热量约为2.9×107J，1MeV＝1.6×10﹣13J，则M约为（ ）
A．40kg B．100kg C．400kg D．1000kg
答案：C
解析：根据反应式6H→2He+2H+2n+43.15MeV可知，
6个氘核发生聚变反应可放出43.15MeV的能量，则平均每个氘核可放出7.19MeV的能量，
若1kg海水中含有的1.0×1022个氘核全都发生聚变反应，其释放的能量为7.19×1022MeV；
则质量为M的标准煤燃绕时释放的热量Q＝7.19×1022×1.6×10﹣13J＝11.5×109J，
而1kg标准煤燃烧释放的热量约为2.9×107J，则
；故ABD错误，C正确；
故选：C。
16.2020年新课标Ⅰ卷6.下列核反应方程中，X1，X2，X3，X4代表粒子的有（ ）
A. B.
C. D.
【答案】BD
【解析】粒子为氦原子核He，根据核反应方程遵守电荷数守恒和质量数守恒，可知A选项中的X1为He，B选项中的X2为He，C选项中的X3为中子n，D选项中的X4为He。
故选BD。
17.2020年浙江卷14.太阳辐射的总功率约为，其辐射的能量来自于聚变反应。在聚变反应中，一个质量为（c为真空中的光速）的氘核（）和一个质量为的氚核（）结合为一个质量为的氦核（），并放出一个X粒子，同时释放大约的能量。下列说法正确的是（ ）
A．X粒子是质子
B．X粒子的质量为
C．太阳每秒因为辐射损失的质量约为
D．太阳每秒因为辐射损失的质量约为
答案：BC
解析：A．，由质量数和电荷数守恒可知，X的质量数为1，电荷数为0，则X为中子，选项A错误；
B．根据能量关系可知
解得，选项B正确；
C．太阳每秒放出的能量
损失的质量，选项C正确；
D．因为
则太阳每秒因为辐射损失的质量为，选项D错误。
故选BC。
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