第二节核力与结合能
核裂变与核聚变
基本粒子
一、单选题
1．某静止的原子核发生核反应且释放出能量Q。其方程为X→Y＋Z，并假设释放的能量全都转化为新核Y和Z的动能，其中Z的速度为v，以下结论正确的是（ ）
A．Y原子核的速度大小为v
B．Y原子核的动能是Z原子核的动能的倍
C．Y原子核和Z原子核的质量之和比X原子核的质量大（c为光速）
D．Y和Z的结合能之和一定大于X的结合能
2．下列说法中正确的是（ ）
A．两个轻核发生聚变反应，产生的新核的质量一定大于两个轻核的质量和
B．在核反应中，只有比结合能较小的原子核变成比结合能较大的原子核才会释放核能
C．氢原子从能级跃迁到能级辐射的光是紫外线，则从能级跃迁到能级辐射的光可能是可见光
D．当用紫光照射某金属表面时有电子逸出，则改用蓝光照射该金属也一定会有电子逸出
3．下列说法中正确的是（ ）
A．粒子散射实验现象说明原子中有电子
B．平均结合能小的原子核结合成或分解成平均结合能大的原子核时一定放出核能
C．结合能越大，原子核内核子结合得越牢固，原子核越稳定
D．铀核裂变的一种核反应方程为
4．现有两动能均为E0＝0.35
MeV的12H在一条直线上相向运动，两个12H发生对撞后能发生核反应，得到23He和新粒子，且在核反应过程中释放的能量完全转化为23He和新粒子的动能。已知12H的质量为2.014
1
u，23He的质量为3.016
0
u，新粒子的质量为1.008
7
u，核反应时质量亏损1
u释放的核能约为931
MeV(如果涉及计算，结果保留整数)。则下列说法正确的是( )
A．核反应方程为12H＋12H→23He＋11H
B．核反应前后不满足能量守恒定律
C．新粒子的动能约为3
MeV
D．23He的动能约为4
MeV
5．原来静止的原子核X质量为m1，处在区域足够大的匀强磁场中，经α衰变后变成质量为m2的原子核Y，α粒子的质量为m3，已测得α粒子的速度垂直于磁场B，且动能为E0，假定原子核X衰变时释放的核能全部转化为动能，则下列四个结论中，不正确的是（ ）
A．核Y与α粒子在磁场中运动的周期之比为
B．核Y与α粒子在磁场中运动的半径之比为
C．此衰变过程中的质量亏损为m1－m2－m3
D．此衰变过程中释放的核能为
6．铀U衰变成韶Rn，氡核Rn不稳定，会进一步衰变成Po，其半衰期为3.8天，下列说法正确的是（ ）
A．铀U衰变成器Rn要经历4次衰变和3次β衰变
B．4个氢核Rn经过3.8天后还剩下2个
C．Po的比结合能大于U的比结合能
D．通过升高温度，可以缩短氡核的半衰期
7．下列说法正确的是（ ）
A．所谓布朗运动就是液体分子的无规则运动
B．质能方程表明：物体具有的能量与它的质量有简单的正比关系
C．在光电效应的实验中，入射光强度增大，光电子的最大初动能随之增大
D．光的偏振现象说明光是一种纵波
8．原子核的比结合能曲线如图所示。根据该曲线，下列判断正确的是（ ）
A．核的结合能约为14MeV
B．核比核更稳定
C．两个核结合成核时释放能量
D．核中核子的平均结合能比核中的大
9．下列说法正确的是（ ）
A．结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢靠，原子核越稳定
B．衰变成要经过6次α衰变和4次β衰变
C．天然放射现象中产生的α射线穿透能力很强且速度与光速相当
D．汤姆孙根据粒子散射实验提出了原子核式结构模型
10．“氦-3”是一种已被世界公认的高效、清洁、安全、廉价的核燃料，可发生的核反应方程，式中质子、粒子的质量分别为、，则下列说法正确的是（ ）
A．此核反应为衰变反应
B．的比结合能比的比结合能小
C．核的质量为
D．当燃料体积大于临界体积时，该核反应可持续进行
11．广东大亚湾核电站是我国首座利用核裂变发电的大型商用核电站，核裂变反应方程中（ ）
A．为电子，
B．为质子，
C．为质子，
D．为中子，
12．关于核反应方程，下列说法中错误的是（ ）
A．H→n是核聚变反应
B．铀核裂变的核反应为→Kr+n
C．在衰变方程→X++γ中，X原子核的质量数是235
D．卢瑟福发现质子的核反应方程为N→H
13．如图所示，平行玻璃砖的下表面涂有反光层，一束复合光从上表面的某点射入到玻璃砖内，经玻璃砖折射后分成两束单色光、从上表面射出，则（ ）
A．光在玻璃中的传播速度大于光的
B．光光子的动量大于光光子的动量
C．两束光射出玻璃砖时可能不相互平行
D．光比光更容易发生明显的衍射现象
二、多选题
14．某天然放射性元素，其原子核A连续经过3次α衰变，生成原子核B。已知原子核A的比结合能为E1，质量数为m，原子核B的比结合能为E2，α粒子的比结合能为E3，不计反应前后各原子核的动能，每次衰变均以γ光子向外辐射能量。则下列说法正确的是（ ）
A．B核在元素周期表的位置比A核前移6位
B．原子核B的比结合能大于原子核A的比结合能
C．释放出γ光子的总能量为12E3+（m-12）E2-mE1
D．各次衰变都遵循电荷守恒和质量守恒
15．一静止原子核A经1次α衰变生成原子核B，并释放出γ光子．已知A的比结合能为E1，B的比结合能为E2，α粒子的比结合能为E3，γ光子的能量为E4，则下列说法正确的是（ ）
A．B核在元素周期表的位置比A核前移2位
B．比结合能E1小于比结合能E2
C．由能量守恒可知E2-E1=E3+E4
D．该反应过程质量一定增加
16．下列关于四种基本相互作用的说法正确的是（ ）
A．万有引力把行星、恒星等聚在一起形成太阳系、银河系和其他星系，故万有引力只存在于天体之间
B．四种基本相互作用是独立存在的，有一种相互作用存在时，就一定不存在其他相互作用
C．强相互作用和弱相互作用只存在于微观粒子之间
D．四种基本相互作用的规律有很多相似之处，因此科学家可能建立一种“统一场论”将四者统一起来
17．下面列出的是一些核反应方程，针对核反应方程下列说法正确的是（ ）
①U→Th＋X
②H＋H→He＋Y
③Be＋H→B＋K
④U＋n→Sr＋Xe＋10M
A．核反应方程①是重核裂变，X是α粒子
B．核反应方程②是轻核聚变，Y是中子
C．核反应方程③是太阳内部发生的核聚变的一种，K是中子
D．核反应方程④是衰变方程，M是中子
18．下列说法正确的是（ ）
A．某放射性元素的半衰期为3小时，4个该元素的原子核经过3小时之后变成2个
B．核反应中的质量亏损并非质量消失，而是减少的质量以能量形式辐射出去
C．氢原子吸收一个光子跃迁到激发态后，在向低能级跃迁时放出光子频率不一定等于入射光的频率
D．铀核裂变的核反应方程为：
19．为应对某些西方国家对我国的高端技术的打压，我们现在研发成功“世界上首台分辨率最高的紫外超分辨光刻装备”，对芯片制造领域技术突破作出重大贡献，光刻所用光的波长越短，分辨率越高。下面关于光的波粒二象性的说法中，正确的说法是（ ）
A．光不可能同时既具有波动性，又具有粒子性
B．频率越大的光其粒子性越显著，频率越小的光其波动性越显著
C．光在传播时往往表现出粒子性，光在跟物质相互作用时往往表现出波动性
D．大量光子产生的效果往往显示出波动性，个别光子产生的效果往往显示出粒子性
20．波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的是（ ）
A．黑体辐射规律可用光的波动性解释
B．光电效应现象揭示了光的粒子性
C．电子束射到晶体上产生衍射图样说明电子具有波动性
D．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波波长也相等
三、解答题
21．花岗岩、砖砂、水泥等建筑材料是室内氡的最主要来源。人呼吸时，氡气会随气体进入肺脏，氡衰变放出的射线像小“炸弹”一样击肺细胞，使肺细胞受损，从而引发肺癌、白血病等。一静止的氡核Rn发生一次衰变生成新核钋（Po），此过程动量守恒且释放的能量全部转化为粒子和钋核的动能已知m氡=222.0866u，mα=4.0026u，m钋=218.0766u，1u相当于931MeV的能量。
（1）写出上述核反应方程；
（2）求上述核反应放出的能量；
（3）求粒子的动能Eka。
22．用速度大小为v的中子轰击静止的锂核（Li），发生核反应后生成氚核和α粒子，生成的氚核速度方向与中子的初速度方向相反，氚核与α粒子的速度之比为7∶8，中子的质量为m，质子的质量可近似看作m，光速为c。
(1)写出核反应方程；
(2)求氚核和α粒子的速度大小；
(3)若核反应过程中放出的核能全部转化为α粒子和氚核的动能，求出质量亏损。
23．当氘等离子体被加热到适当高温时，可能发生氘核参与的几种聚变反应，并释放能量。这几种反应的总效果可表示为该反应方程中的k和d各为多少？质量亏损为多少？
24．一个质子和两个中子聚变为一个氚核，已知质子质量mH＝1.0073u，中子质量mn＝1.0087u，氚核质量m＝3.0180u（lu＝931MeV，能量单位用MeV,计算结果小数点后保留两位有效数字）。求：
（1）写出聚变方程；
（2）释放出的核能多大？
25．已知氘核的质量为2.0141u，中子的质量为1.0087u，氦核的质量为3.0160u，1u相当于931.5MeV。
(1)写出两个氘核聚变成氦核的核反应方程；
(2)计算上述核反应中释放的核能为多少MeV（结果保留三位有效数字）；
(3)若两个氘核以相同的动能0.35MeV做对心碰撞即可发生上述反应，且释放的核能全部转化为机械能，则反应后生成的氦核和中子的动能各为多少MeV？
第2页，总6页第二节答案与解析
一、多选题
1．某天然放射性元素，其原子核A连续经过3次α衰变，生成原子核B。已知原子核A的比结合能为E1，质量数为m，原子核B的比结合能为E2，α粒子的比结合能为E3，不计反应前后各原子核的动能，每次衰变均以γ光子向外辐射能量。则下列说法正确的是（ ）
A．B核在元素周期表的位置比A核前移6位
B．原子核B的比结合能大于原子核A的比结合能
C．释放出γ光子的总能量为12E3+（m-12）E2-mE1
D．各次衰变都遵循电荷守恒和质量守恒
【答案】ABC
【详解】
设A核的质量数为m，其质子数为Z，α粒子的质量数为4，其质子数为2，静止原子核A经3次α衰变生成原子核B，并释放出γ光子，核反应方程式
A．由核反应方程式，可知B核在元素周期表的位置比A核前移6位，A正确；
B．
比结合能越大原子核越稳固，由于核反应的过程中释放热量，生成物比反应物更稳固，所以原子核B的比结合能大于原子核A的比结合能，B正确；
C．A的结合能为
，B的结合能为
，根据能量守恒可得释放出γ光子的总能量为
C正确；
D．各次衰变都遵循电荷数守恒和质量数守恒，D错误。
故选ABC。
2．一静止原子核A经1次α衰变生成原子核B，并释放出γ光子．已知A的比结合能为E1，B的比结合能为E2，α粒子的比结合能为E3，γ光子的能量为E4，则下列说法正确的是（ ）
A．B核在元素周期表的位置比A核前移2位
B．比结合能E1小于比结合能E2
C．由能量守恒可知E2-E1=E3+E4
D．该反应过程质量一定增加
【答案】AB
【详解】
A．根据电荷数和质量数守恒，写出原子核衰变的方程为
A→He＋B
故B核在元素周期表的位置比A核前移2位，故A正确；
B．衰变过程中释放能量，可知比结合能E1小于比结合能E2，故B正确；
C．比结合能是原子核的结合能与核子数之比，由能量守恒可知
E4=（y-4）E2＋4E3-yE1
故C错误；
D．该反应的过程中释放热量，由质能方程可知，一定有质量亏损，故D错误。
故选AB。
3．下列关于四种基本相互作用的说法正确的是（ ）
A．万有引力把行星、恒星等聚在一起形成太阳系、银河系和其他星系，故万有引力只存在于天体之间
B．四种基本相互作用是独立存在的，有一种相互作用存在时，就一定不存在其他相互作用
C．强相互作用和弱相互作用只存在于微观粒子之间
D．四种基本相互作用的规律有很多相似之处，因此科学家可能建立一种“统一场论”将四者统一起来
【答案】CD
【详解】
A．宇宙万物任何两个物体之间都存在着相互作用的吸引力，这种引力叫做万有引力，故A错误；
B．四种基本相互作用的规律既是独立的，又是统一的，有一种相互作用存在时，还可以存在其它相互作用，故B错误；
C．强相互作用存在于原子核内，作用范围在1.5×10-15m之内，弱相互作用力是微观粒子之间的一种作用力，作用距离约10-18m，强相互作用和弱相互作用是短程力，只存在于微观粒子之间；故C正确；
D．四种基本相互作用的规律既是独立的，又是统一的，四种基本相互作用的规律有很多相似之处，因此，科学家可能建立一种“统一场论”将四者统一起来，故D正确。
故选CD。
4．下面列出的是一些核反应方程，针对核反应方程下列说法正确的是（ ）
①U→Th＋X
②H＋H→He＋Y
③Be＋H→B＋K
④U＋n→Sr＋Xe＋10M
A．核反应方程①是重核裂变，X是α粒子
B．核反应方程②是轻核聚变，Y是中子
C．核反应方程③是太阳内部发生的核聚变的一种，K是中子
D．核反应方程④是衰变方程，M是中子
【答案】B
【详解】
A．①是衰变方程，X是α粒子，A错误；
B．②是轻核聚变方程，H＋H→He＋n，所以Y是中子，B正确；
C．③是原子核的人工转变，Be＋H→B＋n，K是中子，C错误；
D．④是重核裂变方程，M是中子，D错误。
故选B。
5．下列说法正确的是（ ）
A．某放射性元素的半衰期为3小时，4个该元素的原子核经过3小时之后变成2个
B．核反应中的质量亏损并非质量消失，而是减少的质量以能量形式辐射出去
C．氢原子吸收一个光子跃迁到激发态后，在向低能级跃迁时放出光子频率不一定等于入射光的频率
D．铀核裂变的核反应方程为：
【答案】BC
【详解】
A．半衰期是统计学的概念，对大量的粒子才有意义。故A错误；
B．根据质能方程，可知核反应中的质量亏损并非质量消失，而是减少的质量以能量形式辐射出去。故B正确；
C．能级跃迁发生在两个定态之间，所以氢原子吸收一个光子跃迁到激发态后，在向低能级跃迁时放出光子频率不一定等于入射光的频率。故C正确；
D．铀核裂变的核反应，需要中子撞击，故D错误。
故选BC。
6．为应对某些西方国家对我国的高端技术的打压，我们现在研发成功“世界上首台分辨率最高的紫外超分辨光刻装备”，对芯片制造领域技术突破作出重大贡献，光刻所用光的波长越短，分辨率越高。下面关于光的波粒二象性的说法中，正确的说法是（ ）
A．光不可能同时既具有波动性，又具有粒子性
B．频率越大的光其粒子性越显著，频率越小的光其波动性越显著
C．光在传播时往往表现出粒子性，光在跟物质相互作用时往往表现出波动性
D．大量光子产生的效果往往显示出波动性，个别光子产生的效果往往显示出粒子性
【答案】BD
【详解】
A．光的波粒二象性是指光既具有波动性，又具有粒子性，二者是统一的，A错误；
B．在光的波粒二象性中，频率越大的光其粒子性越显著，频率越小的光其波动性越显著，B正确；
C．光在传播时往往表现出的波动性，光在跟物质相互作用时往往表现出粒子性，C错误；
D．光既具有粒子性，又具有波动性，大量的光子波动性比较明显，个别光子粒子性比较明显，D正确。
故选BD。
7．波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的是（ ）
A．黑体辐射规律可用光的波动性解释
B．光电效应现象揭示了光的粒子性
C．电子束射到晶体上产生衍射图样说明电子具有波动性
D．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波波长也相等
【答案】BC
【详解】
A.黑体辐射的实验规律可用量子理论来解释，但不能用光的波动性解释，故A错误；
B.光电效应表明光具有一定的能量，能说明光具有粒子性，故B正确；
C.电子束射到晶体上产生的衍射图样说明中子具有波动性，故C正确；
D.动能相等的质子和电子，它们的动量为
质子与电子的质量不同，所以动能相等的电子与质子的动量是不同的，根据德布罗意波波长公式可知它们的德布罗意波长不相等，故D错误。
故选BC。
二、单选题
8．某静止的原子核发生核反应且释放出能量Q。其方程为X→Y＋Z，并假设释放的能量全都转化为新核Y和Z的动能，其中Z的速度为v，以下结论正确的是（ ）
A．Y原子核的速度大小为v
B．Y原子核的动能是Z原子核的动能的倍
C．Y原子核和Z原子核的质量之和比X原子核的质量大（c为光速）
D．Y和Z的结合能之和一定大于X的结合能
【答案】D
【详解】
A．设Y原子核的速度大小为v′，由动量守恒有
0=Dv′－Fv
所以
v′=v
A错误；
B．Y原子核的动能为EkY=v2，Z原子核的动能为EkZ=Fv2，动能之比为，B错误；
CD．因为放出能量，有质量亏损，所以Y原子核和Z原子核的质量之和比X原子核的质量小，结合能之和比X的大，C错误，D正确。
故选D。
9．下列说法中正确的是（ ）
A．两个轻核发生聚变反应，产生的新核的质量一定大于两个轻核的质量和
B．在核反应中，只有比结合能较小的原子核变成比结合能较大的原子核才会释放核能
C．氢原子从能级跃迁到能级辐射的光是紫外线，则从能级跃迁到能级辐射的光可能是可见光
D．当用紫光照射某金属表面时有电子逸出，则改用蓝光照射该金属也一定会有电子逸出
【答案】B
【详解】
A．两个轻核发生聚变反应，释放能量，根据爱因斯坦质能方程知，有质量亏损，故A错误；
B．在核反应中，由比结合能较小的原子核变成比结合能较大的原子核才会释放核能，故B正确；
C．氢原子从能级跃迁到能级辐射的光是紫外线，从能级跃迁到能级辐射的光子能量大于紫外线的光子能量，不可能是可见光，故C错误；
D．当用紫光照射某金属表面时有电子逸出，由于蓝光的光子频率小于紫光的频率，改用蓝光照射该金属不一定能发生光电效应，故D错误。
故选B。
10．下列说法中正确的是（ ）
A．粒子散射实验现象说明原子中有电子
B．平均结合能小的原子核结合成或分解成平均结合能大的原子核时一定放出核能
C．结合能越大，原子核内核子结合得越牢固，原子核越稳定
D．铀核裂变的一种核反应方程为
【答案】B
【详解】
．粒子散射实验中少数粒子能发生大角度偏转，说明原子中绝大部分质量和全部正电荷都集中在原子核上，卢瑟福就此提出了原子具有核式结构学说，不能证明原子内存在电子，故错误。
．比结合能小的原子核结合成或分解成比结合能大的原子核时有质量亏损，要向外释放核能，故正确。
．平均结合能越大，原子核内核子结合得越牢固，原子核越稳定，故错误。
．铀核裂变不能自发进行，必须俘获一个中子后才能进行，写核反应方程时两边的中子不能抵消，故错误。
故选：。
11．现有两动能均为E0＝0.35
MeV的12H在一条直线上相向运动，两个12H发生对撞后能发生核反应，得到23He和新粒子，且在核反应过程中释放的能量完全转化为23He和新粒子的动能。已知12H的质量为2.014
1
u，23He的质量为3.016
0
u，新粒子的质量为1.008
7
u，核反应时质量亏损1
u释放的核能约为931
MeV(如果涉及计算，结果保留整数)。则下列说法正确的是( )
A．核反应方程为12H＋12H→23He＋11H
B．核反应前后不满足能量守恒定律
C．新粒子的动能约为3
MeV
D．23He的动能约为4
MeV
【答案】C
【详解】
A．由核反应过程中的质量数和电荷数守恒可知
12H＋12H→23He＋01n
则新粒子为中子01n，A错误；
B．核反应过程中质量亏损，释放能量，仍然满足能量守恒定律，B错误；
CD．由题意可知
ΔE＝(2.014
1×2－3.016
0－1.008
7)×931
MeV≈3
MeV
根据核反应中系统的能量守恒有
EkHe＋Ekn＝2E0＋ΔE
根据核反应中系统的动量守恒有
pHe－pn＝0
由
Ek＝
可知
＝
解得
EkHe＝
(2E0＋ΔE)≈1
MeV
Ekn＝
(2E0＋ΔE)≈3
MeV
C正确，D错误。
故选C。
12．原来静止的原子核X质量为m1，处在区域足够大的匀强磁场中，经α衰变后变成质量为m2的原子核Y，α粒子的质量为m3，已测得α粒子的速度垂直于磁场B，且动能为E0，假定原子核X衰变时释放的核能全部转化为动能，则下列四个结论中，不正确的是（ ）
A．核Y与α粒子在磁场中运动的周期之比为
B．核Y与α粒子在磁场中运动的半径之比为
C．此衰变过程中的质量亏损为m1－m2－m3
D．此衰变过程中释放的核能为
【答案】A
【详解】
B．原子核发生α衰变时核子质量数减小4而核电荷数减小2，由题意知X核原来静止，则衰变后α粒子和反冲核Y的动量大小相等，由
知
RY∶Rα＝qα∶qY＝2∶（Z－2）
故B正确，不符合题意；
A．周期之比由
知
故A错误，符合题意；
C．该过程质量亏损
Δm＝m1－（m2＋m3）
故C正确，不符合题意；
D．由
知Y核的动能
则释放的核能
故D正确，不符合题意。
故选A。
13．铀U衰变成韶Rn，氡核Rn不稳定，会进一步衰变成Po，其半衰期为3.8天，下列说法正确的是（ ）
A．铀U衰变成器Rn要经历4次衰变和3次β衰变
B．4个氢核Rn经过3.8天后还剩下2个
C．Po的比结合能大于U的比结合能
D．通过升高温度，可以缩短氡核的半衰期
【答案】C
【详解】
A．铀衰变成要经历4次α衰变和2次β衰变，A错误；
B．半衰期是大量原子的统计规律，4个氡核的衰变情况存在偶然性，B错误；
C．该衰变过程是自发进行的，原子核变得更加稳定，比结合能增大，C正确；
D．半衰期与温度无关，D错误。
故选C。
14．下列说法正确的是（ ）
A．所谓布朗运动就是液体分子的无规则运动
B．质能方程表明：物体具有的能量与它的质量有简单的正比关系
C．在光电效应的实验中，入射光强度增大，光电子的最大初动能随之增大
D．光的偏振现象说明光是一种纵波
【答案】B
【详解】
A．所谓布朗运动就是悬浮在液体表面的固体颗粒的无规则运动，是液体分子的无规则运动的表现，选项A错误；
B．质能方程表明：物体具有的能量与它的质量有简单的正比关系，选项B正确；
C．在光电效应的实验中，入射光频率增大，光电子的最大初动能随之增大，与入射光的强度无关，选项C错误；
D．光的偏振现象说明光是一种横波，选项D错误。
故选B。
15．原子核的比结合能曲线如图所示。根据该曲线，下列判断正确的是（ ）
A．核的结合能约为14MeV
B．核比核更稳定
C．两个核结合成核时释放能量
D．核中核子的平均结合能比核中的大
【答案】C
【详解】
A．核有4个核子，由比结合能图线可知，核的比结合能约为7MeV，其结合能约为28MeV，故A错误；
B．比结合能越大，原子核越稳定，由图像可知，核比核的比结合能大，核比核更稳定，故B错误；
C．两个核结合成核时，核子的比结合能变大，结合时要放出能量，故C正确；
D．由比结合能图线知，核中核子平均结合能比核中的小，故D错误。
故选C。
16．下列说法正确的是（ ）
A．结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢靠，原子核越稳定
B．衰变成要经过6次α衰变和4次β衰变
C．天然放射现象中产生的α射线穿透能力很强且速度与光速相当
D．汤姆孙根据粒子散射实验提出了原子核式结构模型
【答案】B
【详解】
A．比结合能越大表示原子核中核子结合得越牢靠，原子核越稳定，故A错误；
B．根据质量数和电荷数守恒知
即6次α衰变
即4次β衰变，故B正确；
C．α射线是速度为0.1c的氦核流，穿透能力最弱，γ射线穿透能力最强且速度与光速相当，故C错误；
D．汤姆孙发现电子后提出原子的枣糕模型，卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子核式结构模型，故D错误。
故选B。
17．“氦-3”是一种已被世界公认的高效、清洁、安全、廉价的核燃料，可发生的核反应方程，式中质子、粒子的质量分别为、，则下列说法正确的是（ ）
A．此核反应为衰变反应
B．的比结合能比的比结合能小
C．核的质量为
D．当燃料体积大于临界体积时，该核反应可持续进行
【答案】B
【详解】
A．是核聚变反应，故A错误；
BC．核聚变过程中释放能量，会发生质量亏损，核子的比结合能变大，反应物的质量之和大于生成物的质量之和，故B正确，C错误；
D．通常把核裂变物质能够发生链式反应的最小体积称为它的临界体积，核聚变反应发生的条件是高温高压，故D错误。
故选B。
18．广东大亚湾核电站是我国首座利用核裂变发电的大型商用核电站，核裂变反应方程中（ ）
A．为电子，
B．为质子，
C．为质子，
D．为中子，
【答案】D
【详解】
根据电荷数守恒知X的电荷数为
92-36-56=0
即质子数为0，所以X为中子，根据质量数守恒X的质量数为
235+1-144-89=a
可得
a=3
故选D。
19．关于核反应方程，下列说法中错误的是（ ）
A．H→n是核聚变反应
B．铀核裂变的核反应为→Kr+n
C．在衰变方程→X++γ中，X原子核的质量数是235
D．卢瑟福发现质子的核反应方程为N→H
【答案】B
【详解】
A．H→n是核聚变反应，A正确，不符合题意；
B．铀核裂变的核反应需要中子的参与。B错误，符合题意；
C．根据质量数守恒得，X原子核的质量数是235。C正确，不符合题意；
D．卢瑟福发现质子的核反应方程为N→H。D正确，不符合题意。
故选B。
20．如图所示，平行玻璃砖的下表面涂有反光层，一束复合光从上表面的某点射入到玻璃砖内，经玻璃砖折射后分成两束单色光、从上表面射出，则（ ）
A．光在玻璃中的传播速度大于光的
B．光光子的动量大于光光子的动量
C．两束光射出玻璃砖时可能不相互平行
D．光比光更容易发生明显的衍射现象
【答案】B
【详解】
A．两束光在玻璃砖中的光路图如图所示，则玻璃砖对光的折射率较大，由
可知光在玻璃中的传播速度较小，选项A错误；
B．光的频率越大，玻璃砖对其的折射率就越大，故光的频率大于光的频率，由
则光光子的动量大于光光子的动量，选项B正确；
C．由光的折射与反射规律及几何关系可知，两束光从玻璃砖中射出时，光线与竖直方向的夹角相等，故两束光从玻璃砖中射出时一定相互平行，选项C错误；
D．光的频率较大，则波长较短，故光更容易发生明显的衍射现象，选项D错误。
故选B。
三、解答题
21．花岗岩、砖砂、水泥等建筑材料是室内氡的最主要来源。人呼吸时，氡气会随气体进入肺脏，氡衰变放出的射线像小“炸弹”一样击肺细胞，使肺细胞受损，从而引发肺癌、白血病等。一静止的氡核Rn发生一次衰变生成新核钋（Po），此过程动量守恒且释放的能量全部转化为粒子和钋核的动能已知m氡=222.0866u，mα=4.0026u，m钋=218.0766u，1u相当于931MeV的能量。
（1）写出上述核反应方程；
（2）求上述核反应放出的能量；
（3）求粒子的动能Eka。
【答案】（1）；（2）6.89MeV；（3）6.77MeV
【详解】
（1）根据质量数和电荷数守恒有
（2）质量亏损
解得
=0.0074×931MeV=6.89MeV
（3）设粒子、钋核的动能分别为、Ek钋，动量分别为、p钋，由能量守恒定律得
由动量守恒定律得
0=
+p钋
又
故
解得
22．用速度大小为v的中子轰击静止的锂核（Li），发生核反应后生成氚核和α粒子，生成的氚核速度方向与中子的初速度方向相反，氚核与α粒子的速度之比为7∶8，中子的质量为m，质子的质量可近似看作m，光速为c。
(1)写出核反应方程；
(2)求氚核和α粒子的速度大小；
(3)若核反应过程中放出的核能全部转化为α粒子和氚核的动能，求出质量亏损。
【答案】(1)；(2)；；(3)
【详解】
(1)由题意可得，该核反应方程为
(2)由动量守恒定律得
mv=-3mv1＋4mv2
由题意得
v1∶v2=7∶8
解得，。
(3)氚核和α粒子的动能之和为
根据能量守恒定律，释放的核能为
由爱因斯坦质能方程得，质量亏损为
23．当氘等离子体被加热到适当高温时，可能发生氘核参与的几种聚变反应，并释放能量。这几种反应的总效果可表示为该反应方程中的k和d各为多少？质量亏损为多少？
【答案】2；2；
【详解】
在核反应的过程中由质量数守恒可得
由核电荷数守恒可得
联立以上两式可解得
，
根据爱因斯坦质能方程
得
24．一个质子和两个中子聚变为一个氚核，已知质子质量mH＝1.0073u，中子质量mn＝1.0087u，氚核质量m＝3.0180u（lu＝931MeV，能量单位用MeV,计算结果小数点后保留两位有效数字）。求：
（1）写出聚变方程；
（2）释放出的核能多大？
【答案】（1）；（2）6.24MeV
【详解】
（1）聚变方程
（2）质量亏损为
△m=mH+2mn-m=（1.0073+2×1.0087-3.0180）u=0.0067u
释放的核能为
△E=△mc2=0.0067×931MeV=6.24MeV
25．已知氘核的质量为2.0141u，中子的质量为1.0087u，氦核的质量为3.0160u，1u相当于931.5MeV。
(1)写出两个氘核聚变成氦核的核反应方程；
(2)计算上述核反应中释放的核能为多少MeV（结果保留三位有效数字）；
(3)若两个氘核以相同的动能0.35MeV做对心碰撞即可发生上述反应，且释放的核能全部转化为机械能，则反应后生成的氦核和中子的动能各为多少MeV？
【答案】(1)
；(2)
3.26MeV；(3)
0.99MeV，2.97MeV
【分析】
【详解】
(1)聚变的核反应方程
(2)核反应过程中的质量亏损为
△m=2mD-（mHe+mn）=0.0035u
释放的核能为
△E=△mc2=0.0035×931.5MeV=3.26MeV
(3)对撞过程动量守恒，由于反应前两氘核动能相同，其动量等值反向，因此反应前后系统的动量为0．即
0=mHevHe+mnvn
反应前后总能量守恒，得
解得
EkHe=0.99MeV
Ekn=2.97MeV
试卷第16页，总17页
