届高考物理一轮复习练习及解析练习三十一核反应核能

析
考 点.
求出释放的核能 ΔE＝Δmc2 .
重
难
课 时 作 业
突
破
菜单
高三一轮总复习·物理
明
固 考
1．(多选)(2014·甘肃省五市联考)关于核电站和核辐射，
考 向
基.
.
教 下列说法中正确的是( )
两
材
级
梳 理
A．核反应堆发生的是轻核聚变反应
集 训
B．核反应堆发生的是重核裂变反应
析 考 点. 重 难
考 向
基.
.
教 材
奖．
两 级
梳
集
理
(1)宇宙射线中高能量的中子碰到空气中的氮原子后，会 训
形成很不稳定的146C，它很容易发生衰变，放出 β 射线变成一
析 考 点. 重 难 突
个新核，其半衰期为 5 730 年．试写出此核反应方程．
课 时
作
(2)若测得一古生物遗骸中的146C 含量只有活体中的 25%， 业
课
时
核子结合为原子核时 释放 的能量或原子核分解为核子 作
业
突 破
时 吸收 的能量，叫做原子核的结合能，亦称核能．
菜单
高三一轮总复习·物理
明
固
考
考
向
基.
.
教 材
3．质能方程、质量亏损
两 级
梳
集
理
爱因斯坦质能方程 E＝ mc2 ，原子核的质量必然比组成 训
它的核子的质量和要小 Δm，这就是质量亏损．由质量亏损可
高三一轮总复习·物理

2．原子核的衰变
固
(1)原子核放出 α 粒子或 β 粒子，变成另一种原子核的变

第3节 核反应和核能知识点1 原子核的组成 放射性及放射性同位素 1．原子核的组成(1)原子核由质子和中子组成，质子和中子统称为核子．质子带正电，中子不带电． (2)基本关系①核电荷数＝质子数(Z )＝元素的原子序数＝核外电子数． ②质量数(A )＝核子数＝质子数＋中子数．(3)X 元素的原子核的符号为AZ X ，其中A 表示质量数，Z 表示核电荷数． 2．天然放射现象(1)天然放射现象：元素自发地放出射线的现象，首先由贝可勒尔发现．天然放射现象的发现，说明原子核具有复杂的结构．(2)放射性和放射性元素：物质发射某种看不见的射线的性质叫放射性．具有放射性的元素叫放射性元素．(3)三种射线：放射性元素放射出的射线共有三种，分别是α射线、β射线、γ射线． 3．放射性同位素的应用与防护(1)同位素：具有相同质子数和不同中子数的原子核．(2)放射性同位素：有天然放射性同位素和人工放射性同位素两类，放射性同位素的化学性质相同．(3)应用：消除静电、工业探伤、作示踪原子等． (4)防护：防止放射性对人体组织的伤害． 知识点2 原子核的衰变、半衰期 1．原子核的衰变(1)定义：原子核放出α粒子或β粒子，变成另一种原子核的变化． (2)分类：α衰变：A Z X→A －4Z －2Y ＋42He β衰变：A Z X→ A Z ＋1Y ＋ 0－1eγ辐射：当放射性物质连续发生衰变时，原子核中有的发生α衰变，有的发生β衰变，同时伴随着γ辐射．(3)两个典型的衰变方程： ①α衰变：23892U→23490Th ＋42He ； ②β衰变：23490Th→23491Pa ＋0－1e.2．半衰期(1)定义：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间．(2)影响因素：放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系．知识点3 核反应和核能 1．核反应在核物理学中，原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程．在核反应中，质量数守恒，电荷数守恒．2．重核裂变(1)定义：质量数较大的原子核受到高能粒子的轰击而分裂成几个质量数较小的原子核的过程．(2)特点：①裂变过程中能够放出巨大的能量；②裂变的同时能够放出2～3(或更多)个中子；③裂变的产物不是唯一的．对于铀核裂变有二分裂、三分裂和四分裂形式，但三分裂和四分裂概率比较小．(3)典型的裂变反应方程：235 92U ＋10n ―→8936Kr ＋144 56Ba ＋310n.(4)链式反应：由重核裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程． (5)临界体积和临界质量：裂变物质能够发生链式反应的最小体积及其相应的质量． (6)裂变的应用：原子弹、核反应堆．(7)反应堆构造：核燃料、减速剂、镉棒、防护层． 3．轻核聚变(1)定义：两轻核结合成质量较大的核的反应过程．轻核聚变反应必须在高温下进行，因此又叫热核反应．(2)特点：①聚变过程放出大量的能量，平均每个核子放出的能量，比裂变反应中每个核子放出的能量大3至4倍．②聚变反应比裂变反应更剧烈． ③对环境污染较少．④自然界中聚变反应原料丰富． (3)典型的聚变反应方程：21H ＋31H ―→42He ＋10n ＋17.6 MeV4．核能核子结合为原子核时释放的能量或原子核分解为核子时吸收的能量，叫做原子核的结合能，亦称核能．5．质能方程、质量亏损爱因斯坦质能方程E ＝mc 2，原子核的质量必然比组成它的核子的质量和要小Δm ，这就是质量亏损．由质量亏损可求出释放的核能ΔE ＝Δmc 2.[核心精讲]1．α衰变、β衰变的比较2.衰变次数的确定方法方法一：确定衰变次数的方法是依据两个守恒规律，设放射性元素AZ X 经过n 次α衰变和m 次β衰变后，变成稳定的新元素A ′Z ′Y ，则表示该核反应的方程为AZ X→A ′Z ′Y ＋n 42He ＋m 根据质量数守恒和电荷数守恒可列方程A ＝A ′＋4n Z ＝Z ′＋2n －m由以上两式联立解得n ＝A －A ′4，m ＝A －A ′2＋Z ′－Z由此可见确定衰变次数可归结为求解一个二元一次方程组．方法二：因为β衰变对质量数无影响，可先由质量数的改变确定α衰变的次数，然后根据衰变规律确定β衰变的次数．3．对半衰期的理解(1)半衰期是大量原子核衰变时的统计规律，对个别或少数原子核，无半衰期可言．(2)根据半衰期的概率，可总结出公式N 余＝N 原⎝ ⎛⎭⎪⎫12t τ，m 余＝m 原⎝ ⎛⎭⎪⎫12tτ.式中N 原、m 原表示衰变前的放射性元素的原子数和质量，N 余、m 余表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子数和质量，t 表示衰变时间，τ表示半衰期．(3)影响因素：放射性元素衰变的快慢是由原子核内部因素决定的，跟原子所处的物理状态(如温度、压强)或化学状态(如单质、化合物)无关．[题组通关]1．(多选)(2014·全国卷Ⅰ)关于天然放射性，下列说法正确的是( ) 【导学号：96622228】A ．所有元素都可能发生衰变B ．放射性元素的半衰期与外界的温度无关C ．放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D ．α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透能力最强E ．一个原子核在一次衰变中可同时放出α、β和γ三种射线BCD 自然界中绝大部分元素没有放射现象，选项A 错误；放射性元素的半衰期只与原子核结构有关，与其他因素无关，选项B 、C 正确；α、β和γ三种射线电离能力依次减弱，穿透能力依次增强，选项D 正确；原子核发生衰变时，不能同时发生α和β衰变，γ射线伴随这两种衰变产生，故选项E 错误．2．(2015·北京高考)实验观察到，静止在匀强磁场中A 点的原子核发生β衰变，衰变产生的新核与电子恰在纸面内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹示意图如图13­3­1所示，则( )图13­3­1A ．轨迹1是电子的，磁场方向垂直纸面向外B ．轨迹2是电子的，磁场方向垂直纸面向外C ．轨迹1是新核的，磁场方向垂直纸面向里D ．轨迹2是新核的，磁场方向垂直纸面向里D 根据动量守恒定律，原子核发生β衰变后产生的新核与电子的动量大小相等，设为p .根据qvB ＝mv 2r ，得轨道半径r ＝mv qB ＝pqB，故电子的轨迹半径较大，即轨迹1是电子的，轨迹2是新核的．根据左手定则，可知磁场方向垂直纸面向里．选项D 正确．3．(1)(多选)232 90Th(钍)经过一系列α衰变和β衰变，变成20882Pb(铅)．以下说法中正确的是( )A ．铅核比钍核少8个质子B ．铅核比钍核少16个中子C ．共经过4次α衰变和6次β衰变D ．共经过6次α衰变和4次β衰变(2)约里奥·居里夫妇因发现人工放射性元素而获得了1935年的诺贝尔化学奖，他们发现的放射性元素3015P 衰变成3014Si 的同时放出另一种粒子，这种粒子是________.3215P 是3015P 的同位素，被广泛应用于生物示踪技术，1 mg 3215P 随时间衰变的关系如图13­3­2所示，请估算4 mg 的3215P 经多少天的衰变后还剩0.25 mg?图13­3­2【解析】 (1)设α衰变次数为x ，β衰变次数为y ，由质量数守恒和电荷数守恒得 232＝208＋4x 90＝82＋2x －y解得x ＝6，y ＝4，C 错、D 对．铅核、钍核的质子数分别为82、90，故A 对． 铅核、钍核的中子数分别为126、142，故B 对．(2)写出衰变方程3015P→3014Si ＋0＋1e ，故这种粒子为0＋1e(正电子)，由m ­t 图知3215P 的半衰期为14天，由m 余＝m 原⎝ ⎛⎭⎪⎫12t τ得0．25 mg ＝4 mg×⎝ ⎛⎭⎪⎫12t14，故t ＝56天．【答案】 (1)ABD (2)正电子 56天 [名师微博] 1．一个区别：静止的原子核在磁场中发生α衰变和β衰变时的轨迹不同，分别为相外切圆和相内切圆．2．两个结论：(1)原子核发生衰变时遵循电荷数守恒和质量数守恒．(2)每发生一次α衰变，原子核的质量数减小“4”，每发生一次β衰变，原子核的质子数增大“1”．[核心精讲]1．核反应的四种类型类型可控性核反应方程典例衰变α衰变自发238 92U→234 90Th＋42He β衰变自发234 90Th→234 91Pa＋0－1e人工转变人工控制147N＋42He→178O＋11H(卢瑟福发现质子)42He＋94Be→126C＋10n(查德威克发现中子)2713Al＋42He→3015P＋10n(约里奥·居里夫妇发现放射性同位素，同时发现正电子)3015P→3014Si＋0＋1e重核裂变比较容易进行人工控制23592U＋10n→14156Ba＋9236Kr＋310n23592U＋10n→13654Xe＋9038Sr＋1010n轻核聚变很难控制21H＋31H→42He＋10n(1)熟记常见基本粒子的符号，是正确书写核反应方程的基础．如质子(11H)、中子(10n)，α粒子(42He)、β粒子(0－1e)、正电子(0＋1e)、氘核(21H)、氚核(31H)等．(2)掌握核反应方程遵守的规律，是正确书写核反应方程或判断某个核反应方程是否正确的依据，由于核反应不可逆，所以书写核反应方程式时只能用“―→”表示反应方向．[题组通关]4．(2015·北京高考)下列核反应方程中，属于α衰变的是( ) 【导学号：96622229】A.14 7N＋42He→17 8O＋11HB.238 92U→234 90Th＋42HeC.21H＋31H→42He＋10nD.234 90Th→234 91Pa＋0－1eB α衰变是放射性元素的原子核放出α粒子(42He)的核反应，选项B正确．5．(2016·全国丙卷)一静止的铝原子核2713Al俘获一速度为1.0×107 m/s的质子p后，变为处于激发态的硅原子核2814Si*.下列说法正确的是( )A．核反应方程为p＋2713Al→2814Si*B．核反应过程中系统动量守恒C．核反应过程中系统能量不守恒D．核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和E．硅原子核速度的数量级为105 m/s，方向与质子初速度的方向一致ABE 核反应过程中遵循质量数守恒和电荷数守恒，核反应方程为p＋2713Al→2814Si*，说法A正确．核反应过程中遵从动量守恒和能量守恒，说法B正确，说法C错误．核反应中发生质量亏损，生成物的质量小于反应物的质量之和，说法D错误．根据动量守恒定律有m p v p ＝m Si v Si，碰撞后硅原子核速度的数量级为105 m/s，方向与质子初速度方向一致，说法E正确．6．(1)(多选)关于核衰变和核反应的类型，下列表述正确的有( )A.238 92U→234 90Th＋42He 是α衰变B.14 7N＋42He→17 8O＋11H 是β衰变C.21H＋31H→42He＋10n 是轻核聚变D.8234Se→8236Kr＋2 0－1e 是重核裂变(2)现有四个核反应：A.21H＋31H→42He＋10nB.235 92U＋10n→X＋8936Kr＋310nC.2411Na→2412Mg＋ 0－1eD.42He＋94Be→12 6C＋10n①________是发现中子的核反应方程，________是研究原子弹的基本核反应方程，________是研究氢弹的基本核反应方程．②求B中X的质量数和中子数．【解析】(1)A为α衰变，B为原子核的人工转变，C为轻核聚变，D为β衰变，故A、C正确．(2)①D为查德威克发现中子的核反应方程；B是研究原子弹的基本核反应方程；A是研究氢弹的基本核反应方程．②X的质量数为：(235＋1)－(89＋3)＝144X的质子数为：92－36＝56X的中子数为：144－56＝88.【答案】(1)AC (2)①D B A ②144 88[名师微博]两点提醒：1．核反应方程一定满足质量数守恒和核电荷数守恒．2．在确定生成物是哪种元素时应先由核电荷数守恒确定生成物的核电荷数．[核心精讲]1．对质能方程的理解(1)一定的能量和一定的质量相联系，物体的总能量和它的质量成正比，即E＝mc2.方程的含义：物体具有的能量与它的质量之间存在简单的正比关系，物体的能量增大，质量也增大；物体的能量减少，质量也减少．(2)核子在结合成原子核时出现质量亏损Δm，其能量也要相应减少，即ΔE＝Δmc2.(3)原子核分解成核子时要吸收一定的能量，相应的质量增加Δm，吸收的能量为ΔE ＝Δmc2.2．核能的计算方法(1)根据ΔE＝Δmc2计算，计算时Δm的单位是“kg”，c的单位是“m/s”，ΔE的单位是“J”．(2)根据ΔE＝Δm×931.5 MeV计算．因1原子质量单位(u)相当于931.5 MeV 的能量，所以计算时Δm的单位是“u”，ΔE的单位是“MeV”．(3)根据核子比结合能来计算核能：原子核的结合能＝核子比结合能×核子数．[师生共研]●考向1 对原子核的结合能的理解(多选)关于原子核的结合能，下列说法正确的是( )A．原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量B．一重原子核衰变成α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C．铯原子核(133 55Cs)的结合能小于铅原子核(208 82Pb)的结合能D．比结合能越大，原子核越不稳定E．自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能ABC 原子核分解成自由核子时，需要的最小能量就是原子核的结合能，选项A正确；重核衰变时释放能量，衰变产物更稳定，即衰变产物的比结合能更大，衰变前后核子数不变，所以衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能，选项B正确；铯核的核子数比铅核的核子数少，其结合能也小，选项C正确；比结合能越大，原子核越稳定，选项D错误；自由核子组成原子核时，需放出能量，因此质量亏损所对应的能量等于该原子核的结合能，选项E 错误．●考向2 核能的计算钚的放射性同位素23994Pu 静止时衰变为铀核激发态235 92U *和α粒子，而铀核激发态235 92U *立即衰变为铀核235 92U ，并放出能量为0.097 MeV 的γ光子．已知：239 94Pu 、23592U 和α粒子的质量分别为m Pu ＝239.052 1 u 、m U ＝235.043 9 u 和m α＝4.002 6 u,1 u c 2＝931.5 MeV .(1)写出衰变方程；(2)已知衰变放出的光子的动量可忽略，求α粒子的动能． 【规范解答】 (1)衰变方程为234 94Pu ―→235 92U *＋42He ，235 92U *―→23592U ＋γ.或两式合并为239 94Pu ―→235 92U ＋42He ＋γ.(2)上述衰变过程的质量亏损为Δm ＝m Pu －m U －m α，由质能方程得ΔE ＝Δmc 2由能量守恒得ΔE ＝E kU ＋E kα＋E γ设衰变后的铀核和α粒子的速度分别为v U 和v α，则由动量守恒定律得m U v U ＝m αv α 又E kU ＝12m U v 2U ，E kα＝12m αv 2α联立解得E α＝m Um U ＋m α[(m Pu －m U ＋m α)c 2－E γ]，代入题给数据得E α＝5.034 MeV. 【答案】 (1)23994Pu ―→23592U ＋42He ＋γ (2)5.034 MeV核能求解的思路方法1．应用质能方程解题的流程图： 书写核反 应方程→计算质量 亏损Δm →利用ΔE ＝Δmc 2计算释放的核能2．在动量守恒方程中，各质量都可用质量数表示．3．核反应遵守动量守恒和能量守恒定律，因此我们可以结合动量守恒和能量守恒定律来计算核能．[题组通关]7．恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应，核反应方程为42He＋42He→84Be ＋γ.以下说法正确的是( )A．该核反应为裂变反应B．热核反应中有质量亏损，会放出巨大能量C．由于核反应中质量数守恒，所以质量也是守恒的D．任意原子核内的质子数和中子数总是相等的B 该核反应为聚变反应，故A错误；核反应中的裂变和聚变，都会有质量亏损，都会放出巨大的能量，故B正确；核反应中质量数守恒，质量不守恒，故C错误；原子中原子核内的质子数和中子数不一定相等，有的原子中相等，有的原子中不相等，有的原子没有中子，例如氢原子核内有一个质子，没有中子，故D错误．8．(2014·北京高考)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．(m1＋m2－m3)c B．(m1－m2－m3)cC．(m1＋m2－m3)c2D．(m1－m2－m3)c2C 由质能方程ΔE＝Δmc2，其中Δm＝m1＋m2－m3可得ΔE＝(m1＋m2－m3)c2，选项C正确．。

2014年高考一轮复习章节训练之核反应核能时间：45分钟满分：100分一、选择题(8×8′＝64′)1．(2012·天津理综)下列说法正确的是( )A．采用物理或化学方法可以有效地改变放射性元素的半衰期B．由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子C．从高空对地面进行遥感摄影是利用紫外线良好的穿透能力D．原子核所含核子单独存在时的总质量小于该原子核的质量解析：半衰期由原子核内部因素决定，不受原子所处物理、化学条件的影响，选项A错误；氢原子从高能级跃迁到低能级时，要放出光子，选项B正确；从高空对地面进行遥感摄影是利用的红外线的穿透能力，选项C错误；由于轻核聚变要释放能量，根据质能方程可知选项D说法错误．答案：B2．激光中子是由一重原子核吸收一光子后发射一中子而产生的，光子的极限能量大约是10 MeV.假定中子从原子核上向外移开距离10－13 cm所受的力保持不变，则中子与原子核间的作用力的数量级是( )A．10－3N B．10 NC．103N D．无法计算解析：10 MeV＝1.6×10－12J，而根据功的知识，f＝1.6×10－1210－15N＝1.6×103N，比较接近C项．答案：C3.2013·广东模拟“轨道电子俘获”也是放射性同位素衰变的一种形式，它是指原子核(称为母核)俘获一个核外电子，其内部一个质子变为中子，从而变成一个新核(称为子核)，并且放出一个中微子的过程．中微子的质量极小，不带电，很难被探测到，人们最早是通过子核的反冲而间接证明中微子的存在的．关于一个静止的母核发生“轨道电子俘获”，衰变为子核并放出中微子，下面的说法中不正确的是( )A．子核的动量与中微子的动量相同B．母核的电荷数大于子核的电荷数C．母核的质量数等于子核的质量数D．子核的动能大于中微子的动能解析：子核的动量与中微子的动量大小相等，方向相反，由p＝2mE k可知，子核的动能小于中微子的动能，母核的电荷数等于子核的电荷数，中微子的质量极小，质量数为零．答案：ABD4．静止在匀强磁场中的23892U 核，发生α衰变后生成Th 核，衰变后的α粒子速度方向垂直于磁场方向，则以下结论中正确的是( )①衰变方程可表示为：23892U ＝23490Th ＋42He②衰变后的Th 核和α粒子的轨迹是两个内切圆，轨道半径之比为1:45 ③Th 核和α粒子的动能之比为2:117 ④若α粒子转了117圈，则Th 核转了90圈 A ．①③ B ．②④ C ．①②D ．③④解析：衰变过程不可逆，不能用等号；衰变后的Th 核和α粒子的轨迹是两个外切圆，由于Th 核和α粒子的动量大小相等，因此动能之比等于质量比的倒数为2117，周期之比等于比荷比的倒数为11790，故α粒子转了117圈，则Th 核转了90圈．答案：D5．原子核聚变可望给人类未来提供丰富的洁净能源．当氘等离子体被加热到适当高温时，氘核参与的几种聚变反应可能发生，放出能量．这几种反应的总效果可以表示为6 21H ―→k 42He ＋d 11H ＋2 10n ＋43.15 MeV由平衡条件可知( ) A ．k ＝1，d ＝4 B ．k ＝2，d ＝2 C ．k ＝1，d ＝6D ．k ＝2，d ＝3解析：本题考查的是原子核反应方程的有关知识，意在考查考生对核反应过程中质量数和电荷数守恒这一知识点的理解和应用能力；根据质量数和电荷数守恒可知：⎩⎪⎨⎪⎧4k ＋d ＝102k ＋d ＝6.解得k ＝2，d ＝2；故选B.答案：B6．某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论，其中的两个核反应方程为11H ＋12 6C→13 7N ＋Q 1，11H ＋15 7N→126C ＋X ＋Q 2方程中Q 1、Q 2表示释放的能量，相关的原子核质量见下表： 原子核11H32He42He12 6C13 7N15 7N质量/u 1.0078 3.0160 4.0026 12.0000 13.0057 15.0001A ．X 是32He ，Q 2>Q 1 B ．X 是42He ，Q 2>Q 1 C ．X 是32He ，Q 2<Q 1D ．X 是42He ，Q 2<Q 1解析：本题考查核反应方程的书写和计算核反应能量，意在考查考生推理判断和运算能力．由核反应过程中必须遵守的质量数守恒和核电荷数守恒知X 是42He.放出热量分别为Q 1和Q 2的两个核反应中质量亏损分别为0.0021 u 和0.0053 u ，故Q 2>Q 1.答案：B7．一个23592U 原子核在中子的轰击下发生一种可能的裂变反应，其裂变方程为23592U ＋10n→X＋9438Sr ＋210n ，则下列说法正确的是( ) A ．X 原子核中含有86个中子 B ．X 原子核中含有141个核子C ．因为裂变释放能量，根据E ＝mc 2，所以裂变后的总质量数增加 D ．因为裂变释放能量，出现质量亏损，所以裂变后的总质量数减少解析：由质量数守恒和电荷数守恒知：235＋1＝a ＋94＋2×1,92＝b ＋38，解得a ＝140，b ＝54，其中a 是X 的质量数，b 为X 的电荷数，X 核中的中子数为a －b ＝140－54＝86，由此可知A 选项对，B 选项错；裂变释放能量，由质能关系可知，其总质量减小，但质量数守恒，故C 、D 均错．答案：A 8.2011·重庆高考核电站核泄漏的污染物中含有碘131和铯137.碘131的半衰期约为8天，会释放β射线；铯137是铯133的同位素，半衰期约为30年，发生衰变时会辐射γ射线．下列说法正确的是( )A ．碘131释放的β射线由氦核组成B ．铯137衰变时辐射出的γ光子能量小于可见光光子能量C ．与铯137相比，碘131衰变更慢D ．铯133和铯137含有相同的质子数解析：β射线的本质是电子，并非氦核，A 项错；γ光子的频率大于可见光光子的频率，由E ＝hν可知γ光子的能量大于可见光光子的能量，B 项错误；半衰期越小表示元素衰变越快，C 项错；同位素含有相同的质子数但中子数不同，故D 项正确．答案：D二、计算题(3×12′＝36′)9．某些建筑材料可产生放射性气体——氡，氡可以发生α和β衰变，如果人长期生活在氡浓度过高的环境中，氡经过人的呼吸道沉积在肺部，并放出大量射线，从而危害人体健康．原来静止的氡核(22286Rn)发生一次α衰变生成新核钋(Po)．已知放出的α粒子速度为v .(1)写出衰变方程；(2)求衰变生成的钋核的速度． 解析：(1)衰变方程为：22286Rn→21884Po ＋42He(2)放出的α粒子速度方向为正方向，设钋核和α粒子的质量分别为M 、m 由动量守恒定律得Mv 1＋mv ＝0M m ＝2184，v 1＝－2v 109方向与α粒子速度方向相反．10．云室处在磁感应强度为B 的匀强磁场中，一静止的质量为M 的原子核在云室中发生一次α衰变，α粒子的质量为m ，电量为q ，其运动轨迹在与磁场垂直的平面内．现测得α粒子运动的轨道半径R ，试求在衰变过程中的质量亏损．(注：涉及能量问题时，亏损的质量可忽略不计)解析：令v 表示α粒子的速度，由洛仑兹力和牛顿定律可得qvB ＝m v 2R①令v ′表示衰变后剩余核的速度，在考虑衰变过程中系统的动量守恒时，因为亏损质量小，可不予考虑，由动量守恒可知(M －m )v ′＝mv ②在衰变过程中，α粒子和剩余核的动能来自于亏损质量 即Δm ·c 2＝12(M －m )v ′2＋12mv 2③联立①②③式解得Δm ＝M qBR 22c 2m M －m.解析：要求亏损质量，由ΔE ＝Δmc 2，可知应先求核反应中释放的能量ΔE ，此问题中ΔE 是以新核和α粒子动能形式释放的．要求新核和α粒子动能，应求出两者速度，由题意可知利用动量守恒和向心力公式即可求得．答案：M qBR 22c 2m M －m11．利用反应堆工作时释放出的热能使水汽化以推动汽轮发电机发电，这就是核电站．核电站消耗的“燃料”很少，但功率却很大，目前，核能发电技术已经成熟，我国已具备了发展核电的基本条件．(1)核反应堆中的“燃料”是23592U ，完成下面的核反应方程式23592U ＋10n→ 90Sr ＋ 54Xe ＋101n ；(2)一座100万千瓦的核电站，每年需要多少吨浓缩铀？已知铀核的质量为235.0439 u ，中子质量为1.0087 u ，锶(Sr)核的质量为89.9077 u ，氙(Xe)核的质量为135.9072 u ．1 u ＝1.66×10－27kg ，浓缩铀中铀235的含量占2%.(3)同样功率(100万千瓦)的火力发电站，每年要消耗多少吨标准煤？(已知标准煤的热值为2.93×104kJ/kg)(4)为了防止铀核裂变产物放出的各种射线对人体的危害和对环境的污染，需采取哪些措施？(举两种)解析：(1)根据电荷数守恒和质量数守恒可得：质量数为136，电荷数为38. (2)该反应的质量亏损是Δm ＝235.0439 u ＋1.0087 u －89.9077 u －135.9072 u －10×1.0087 u＝0.1507 u 根据爱因斯坦质能方程 ΔE ＝Δmc 2＝0.1507×1.66×10－27×(3×108)2J ＝2．3×10－11 J核电站每年放出的热量Q ＝P ·t ＝1.0×109×3.6×103×24×365 J＝3.2×1016J 则由题意知：Q ＝m ·2%0.235·ΔE ·N Am ＝Q ·0.235ΔE ·N A ·2%＝ 3.2×1016×0.2352.3×10－11×6.02×1023×0.02kg ＝2.6×104kg. (3)根据煤的燃烧值计算可得：消耗煤的质量为 109×365×24×3600/2.93×107kg ＝1.1×106t.(4)核反应堆外面需要修建很厚的水泥保护层，用来屏蔽射线；对放射性废料，要装入特制的容器，埋入地层深处进行处理．答案：见解析。

高三物理一轮复习资料【爱因斯坦质能方程核能的计算】 [考点分析]1．命题特点：本考点常考核反应方程的书写、分类及核能的计算问题，多以选择题的形式出现，若与动量守恒定律或能量守恒定律相交汇，也可以以计算题的形式出现，难度中等偏上．2．思想方法：结论法、模型法等．[知能必备]1．核反应方程的书写(1)核反应过程一般不可逆，所以核反应方程中用“→”表示方向而不能用等号代替．(2)核反应方程遵循质量数守恒、电荷数守恒，但核反应前后的总质量一般会发生变化(质量亏损)且释放出核能．(3)核反应的生成物一定要以实验为基础，不能只依据两个守恒规律凭空杜撰出生成物来写核反应方程．2．核能的理解与计算(1)比结合能越大，原子核结合的越牢固．(2)到目前为止，核能发电还只停留在利用裂变核能发电．(3)核能的计算方法：①根据爱因斯坦质能方程，用核反应的质量亏损的千克数乘以真空中光速c的平方，即ΔE＝Δmc2(J)．②根据1原子质量单位(u)相当于931.5兆电子伏(MeV)能量，用核反应的质量亏损的原子质量单位数乘以931.5 MeV，即ΔE＝Δm×931.5(MeV)．③如果核反应时释放的核能是以动能形式呈现，则核反应过程中系统动能的增量即为释放的核能．[真题再练]1． (多选)下列核反应方程中，X1、X2、X3、X4代表α粒子的有()A.21H＋21H→10n＋X1B．21H＋31H→10n＋X2C.235 92U＋10n→144 56Ba＋8936Kr＋3X3D.10n＋63Li→31H＋X4解析：BD A错：21H＋21H→10n＋32He.B对：21H＋31H→10n＋42He.C 错：235 92U ＋10n →144 56Ba ＋8936Kr ＋310n. D 对：10n ＋63Li →31H ＋42He.2．氘核21H 可通过一系列聚变反应释放能量，其总效果可用反应式621H →242He ＋211H ＋210n ＋43.15 MeV 表示．海水中富含氘，已知1 kg 海水中含有氘核约为1.0×1022个．若全都发生聚变反应，其释放的能量与质量为M 的标准煤燃烧时释放的热量相等；已知1 kg 标准煤燃烧释放的热量约为2.9×107 J,1 MeV ＝1.6×10－13J ，则M 约为( )A ．40 kgB ．100 kgC ．400 kgD ．1 000 kg解析：C 根据核反应方程式，6个氘核聚变反应可释放出43.15 MeV 的能量，1 kg 海水中的氘核反应释放的能量为E ＝1.0×10226×43.15 MeV ≈7.19×1022 MeV ≈1.15×1010 J ，则相当于标准煤的质量为M ＝1.15×10102.9×107kg ≈400 kg.3． (多选)太阳辐射的总功率约为4×1026 W ，其辐射的能量来自于聚变反应．在聚变反应中，一个质量为 1 876.1 MeV/c 2(c 为真空中的光速)的氘核(21H)和一个质量为2 809.5MeV/c 2的氚核(31H)结合为一个质量为3 728.4 MeV/c 2的氦核(42He)，并放出一个X 粒子，同时释放大约17.6 MeV 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939.6 MeV/c 2C ．太阳每秒因为辐射损失的质量约为4.4×109 kgD ．太阳每秒因为辐射损失的质量约为17.6 MeV/c 2解析：BC 该聚变反应方程为21H ＋31H →42He ＋10n ，X 为中子，A 项错误；根据题意可知该反应的质量亏损为Δm ＝ΔEc 2＝17.6 MeV/c 2，则X 粒子的质量为(1 876.1＋2 809.5－3 728.4－17.6)MeV/c 2＝939.6 MeV/c 2，故B 项正确；太阳每秒辐射能量ΔE ＝P Δt ＝4×1026 J ，由质能方程知Δm ＝ΔEc 2，故每秒辐射损失的质量Δm ＝4×1026(3×108)2 Kg ≈4.4×109 kg ，C 项正确；因为ΔE ＝4×1026 J ＝4×10261.6×10－19eV ＝2.5×1045 eV ＝2.5×1039 MeV ，则太阳每秒因为辐射损失的质量为Δm ＝Ec2＝2.5×1039 MeV/c 2，D 项错误．解答有关核反应方程问题的技巧1．熟记常见基本粒子的符号——是正确书写核反应方程的基础．如质子(11H)、中子(10 n)、α粒子(42He)、β粒子(0－1e)、正电子(01e)、氘核(21H)、氚核(31H)等．2．熟悉核反应的四种基本类型——衰变、人工转变、裂变和聚变．3．掌握核反应方程遵守的规律——是正确书写核反应方程或判断某个核反应方程是否正确的依据，所以要理解并应用好质量数守恒和电荷数守恒的规律．4．明白核反应过程是不可逆的——核反应方程只能用箭头连接并表示反应方向，不能用等号连接．[精选模拟]视角1：核反应方程1．我国自主研发制造的国际热核聚变核心部件在国际上率先通过权威机构认证，这是我国对国际热核聚变项目的重大贡献．下列核反应方程中属于聚变反应的是()A.21H＋31H→42He＋10nB.14 7N＋42He→17 8O＋11HC.42He＋2713Al→3015P＋10nD.235 92U＋10n→144 56Ba＋8936Kr＋310n解析：A A项反应是聚变反应；B和C项反应是原子核的人工转变方程；D项反应是重核裂变反应；故选A.2．下列说法正确的是()A．在衰变方程239 94Pu→X＋42He＋γ中，X原子核的质量数是234B．核泄漏事故污染物137Cs能够产生对人体有害的辐射，其核反应方程为137 55Cs→137 56Ba ＋X，可以判断X为正电子C．放射性物质131I的衰变方程为131 53I→131 54Xe＋X，X为中子D．某人工转变的核反应方程为42He＋2713Al→3015P＋X，其中X为中子解析：D根据质量数守恒可得，X原子核的质量数A＝239－4＝235，A错误；根据质量数守恒和电荷数守恒知，137 55Cs→137 56Ba＋X中的X为电子，B错误；131 53I→131 54Xe＋X中，根据衰变过程中质量数和电荷数守恒可知，X为β粒子，C错误；人工转变的核反应方程为42He＋2713Al→3015P＋X，由质量数和电荷数守恒可知，X为中子，D正确．视角2：比结合能的理解3．(多选)原子核的比结合能随质量数的变化图象如图所示，根据该曲线，下列判断正确的是( )A ．中等质量核的比结合能大，这些核较稳定B.21H 核比63Li 核更稳定C.235 92U 核裂变成两个中等质量的核时释放能量 D.8936Kr 核的比结合能比23592U 核的大解析：ACD 由题图可知，中等质量的原子核的比结合能最大，所以中等质量的原子核最稳定，故A 正确．由题图可知21H 核离中等质量的原子核更远，故21H 核比63Li 核更不稳定，故B 错误；重核裂变成中等质量的核，有质量亏损，释放能量，故C 正确；由题图可知，8936Kr 核的比结合能比235 92U 核的大，故D 正确．视角3：核能的计算4．(多选)核电站中采用反应堆使重核裂变，将释放出的巨大能量转换成电能．反应堆中一种可能的核反应方程式是235 92U ＋10n →143 60Nd ＋9040Zr ＋x ＋y ，设U 核质量为m 1，中子质量为m 2，Nd 核质量为m 3，Zr 核质量为m 4，x 质量为m 5，y 质量为m 6，那么，在所给的核反应中( )A ．x 可能是321H ，y 可能是11－1e B ．x 可能是310n ，y 可能是8 0－1eC ．释放的核能为(m 1＋m 2－m 3－m 4－m 5－m 6)c 2D ．释放的核能为(m 3＋m 4＋m 5＋m 6－m 1－m 2)c 2解析：BC 根据质量数和电荷数守恒，若x 是321H ，y 是11 0－1e ，则质量数不守恒，若x 是310n ，y 是8 0－1e ，则满足质量数和电荷数守恒，故A 错误、B 正确；根据能量转化可知反应前的质量大于反应后的质量，因为反应时一部分质量转化为能量释放出去了，故C 正确、D 错误．5．(多选)太阳能量的来源是轻核的聚变，太阳中存在的主要元素是氢，核聚变反应可以看作是4个氢核(11H)结合成1个氦核同时放出2个正电子．下表中列出了部分粒子的质量⎝⎛⎭⎫取1 u ＝16×10－26 kgA．核反应方程为411H→42He＋201eB．4个氢核结合成1个氦核时的质量亏损约为0.026 6 kgC．4个氢核结合成1个氦核时的质量亏损约为4.43×10－29 kgD．聚变反应过程中释放的能量约为4.0×10－12 J解析：ACD由核反应的质量数守恒及电荷数守恒得411H→42He＋201e，故A正确．反应中的质量亏损为Δm＝4m p－mα－2m e＝(4×1.007 3－4.001 5－2×0.000 55)u＝0.026 6 u＝4.43×10－29kg，故C正确，B错误．由质能方程得ΔE＝Δmc2＝4.43×10－29×(3×108)2 J≈4.0×10－12 J，故D正确．。

高考物理《核反应、核能》真题练习含答案1．[2024·江苏省扬州市开学考试]理论认为，大质量恒星塌缩成黑洞的过程，受核反应C612＋Y→O816的影响．下列说法正确的是()A．Y是β粒子，β射线穿透能力比γ射线强B．Y是β粒子，β射线电离能力比γ射线强C．Y是β粒子，β射线穿透能力比γ射线强D．Y是β粒子，β射线电离能力比γ射线强答案：D解析：根据质量数和电荷数守恒可知核反应为C612＋42He→O816，可知Y是α粒子，α射线穿透能力比γ射线弱，电离能力比γ射线强，D正确．2.质量为m0的某放射性元素原子核发生衰变，经过时间t，该元素原子核剩余的质量为m，其mm0－t关系如图所示．该元素的半衰期约为()A．41.5d B．100dC．141.5d D．183d答案：B解析：半衰期代表元素衰变一半所用的时间，由题可知从mm0＝34到mm0＝38，即衰变一半所用时间为100d，所以半衰期约为100d，B项正确．3．原子核的比结合能曲线如图所示，根据该曲线，下列判断中不正确的是()A.16 8O核的结合能约为128 MeVB．42He核比63Li核更稳定C ．两个21 H 核结合成42 He 核时释放能量D ．235 92 U 核中核子的平均结合能比8936 Kr 核中的大答案：D解析：由题图可知，16 8 O 的比结合能约为8 MeV ，故16 8 O 核的结合能约为128 MeV ，A项正确；42 He 核比63 Li 核的比结合能更大，故42 He 核比63 Li 核更稳定，B 项正确；从比结合能小的元素生成比结合能大的元素，有核能释放，故两个21 H 核结合成42 He 核时释放能量，C 项正确；由题图可知，235 92 U 核的平均结合能比8936 Kr 核的平均结合能小，D 项错误．4．[2024·河北省沧州市联考]2023年6月7日，国家核安全局给予中国科学院上海应用物理研究所一张核反应堆运行许可证，甘肃省钍基反应堆正式开始运行，再生层钍232(Th 90232)吸收一个中子后会变成钍233.钍233不稳定，会变成易裂变铀233(U 90233)，成为新增殖铀燃料，下列说法正确的是( )A ．钍基反应堆是通过衰变把核能转化为电能B ．钍233的比结合能大于铀233的比结合能C ．钍232变成铀233的核反应方程式是Th 90232＋10 n →U 92233＋2 0－1 eD ．铀233的裂变方程可能为U 92231＋10 n →Ba 36141＋Kr 3689＋310 n答案：C解析：钍基反应堆是通过裂变把核能转化为电能，A 错误；钍233通过衰变转化为铀233，该过程放出能量，故钍233的比结合能小于铀233的比结合能，B 错误；根据题意可知钍232变成铀233的核反应方程式是Th 90232＋10 n →U 92233＋2 0－1 e ，C 正确；铀233的裂变方程质量数不守恒，D 错误．5．[2024·湖北鄂东南教学改革联盟联考]现代核电站主要是通过可控链式裂变反应来实现核能的和平利用，U 92235是核裂变的主要燃料之一、铀核裂变的产物是多样的，一种典型的铀核裂变是生成钡和氪，同时放出3个中子，核反应方程是U 92235＋X →Ba 56144＋8936 Kr ＋310 n.关于该核反应，下列说法正确的是( )A ．X 是质子，质子是卢瑟福通过实验最先发现的B ．U 92235与Ba 56144、8936 K 相比，U 92235核子数最多，结合能最大，最稳定C ．U 92235有放射性，经过一个半衰期，1 000个U 92235只剩下500个未衰变D ．该核反应中，X 的速度不能太快，否则铀核不能“捉”住它，不能发生核裂变答案：D解析：据质量数和电荷数守恒可知，X 的质量数为1，电荷数为0，故X 是中子，中子是查德威克通过实验最先发现的，A 错误；U 92235核子数最多，结合能最大，但Ba 56144、8936 K 比结合能较大，较稳定，B 错误；半衰期针对的是大量原子核的统计规律，对于1 000个U 92235不适用，C 错误；核裂变中，中子的速度不能太快，否则铀核不能“捉”住它，不能发生核裂变，D 正确．6．[2024·湖南省先知高考第二次联考]在核反应中B 510具有较强的防辐射和吸收中子的功能，其原理为硼核(B 510)吸收一个慢中子后释放出一个α粒子，转变成新核，并释放出一定的能量．已知硼核B 510的比结合能为E 1，生成新核的比结合能为E 2，α粒子的比结合能为E 3，真空中光速为c .下列判断正确的是( )A ．核反应方程为B 510＋10 n →73 Li ＋42 HeB ．该反应类型为α衰变C ．硼核的比结合能E 1大于新核的比结合能E 2D ．该核反应质量亏损为Δm ＝E 3＋E 2－E 1c 2答案：A解析：根据反应过程，质量数和电荷数守恒可知，核反应方程为B 510＋10 n →73 Li ＋42 He ，A 正确；该反应需要吸收一个慢中子，不是α衰变，B 错误；反应过程存在质量亏损，反应后的原子核比反应前的原子核更稳定，所以硼核的比结合能E 1小于新核的比结合能E 2，C错误；该核反应质量亏损为Δm ＝4E 3＋7E 2－10E 1c 2，D 错误．。

课时37第三节核反应核能一、单项选择题1．(2022年高考浙江理综卷)氦原子核由两个质子与两个中子组成，这两个质子之间存在着万有引力、库仑力和核力，则3种力从大到小的排列顺序是()A．核力、万有引力、库仑力B．万有引力、库仑力、核力C．库仑力、核力、万有引力D．核力、库仑力、万有引力解析：选D.核力是强相互作用力，氦原子核内的2个质子是靠核力结合在一起的．可见核力远大于库仑力；微观粒子的质量非常小，万有引力小于库仑力．故D选项正确．2．(2022年高考上海卷)现已建成的核电站发电的能量来自于()A．天然放射性元素衰变放出的能量B．人工放射性同位素放出的能量C．重核裂变放出的能量D．化学反应放出的能量解析：选C.现在核电站所用原料主要是铀，利用铀裂变放出的核能发电，故C项正确．3．(2022年高考大纲全国卷Ⅰ)原子核238 92U经放射性衰变①变为原子核234 90Th，继而经放射性衰变②变为原子核234 91Pa，再经放射性衰变③变为原子核234 92U.放射性衰变①、②和③依次为()A．α衰变、β衰变和β衰变B．β衰变、α衰变和β衰变C．β衰变、β衰变和α衰变D．α衰变、β衰变和α衰变解析：选A.由电荷数守恒与质量数守恒可分别写出衰变①为238 92U→234 90Th＋42He，衰变②为234 90Th→234 91Pa＋0－1e，衰变③为234 91Pa→234 92U＋0－1e，故知正确答案为A.4．(2022年高考大纲全国卷Ⅱ)原子核A Z X与氘核21H反应生成一个α粒子和一个质子．由此可知()A．A＝2，Z＝1B．A＝2，Z＝2C．A＝3，Z＝3 D．A＝3，Z＝2解析：选D.该核反应的方程式为：A Z X＋21H→42He＋11H，由质量数和电荷数守恒得：A＝4＋1－2＝3，Z＝2＋1－1＝2，故正确答案为D.U经过一系列α衰变和β衰变，最后变成208 82Pb，衰变方程可写为：236 92U→208 82Pb＋nα＋kβ＋P，则()A．n＝7，k＝4 B．n＝5，k＝0C．n＝6，k＝4 D．n＝4，k＝7答案：A二、不定项选择题6．(2022年高考天津理综卷)下列说法正确的是()N＋11H→12 6C＋42He是α衰变方程H＋21H→32He＋γ是核聚变反应方程U→234 90Th＋42He是核裂变反应方程He ＋2713Al →3015P ＋10n 是原子核的人工转变方程解析：选BD.核反应类型分四种，核反应的方程特点各有不同，衰变方程的左边只有一个原子核，右边出现α或β粒子．聚变方程的左边是两个轻核反应，右边是中等原子核．裂变方程的左边是重核与中子反应，右边是中等原子核．人工核转变方程的左边是氦核与常见元素的原子核反应，右边也是常见元素的原子核，由此可知B 、D 两选项正确．7．氢有三种同位素，分别是氕11H 、氘21H 、氚31H ，则( ) A ．它们的质子数相等 B ．它们的核外电子数相等 C ．它们的核子数相等 D ．它们的中子数相等解析：选AB.氕、氘、氚的核子数分别为1、2、3，质子数和核外电子数相同，都为1，中子数等于核子数减去质子数，故中子数各不相同，所以本题A 、B 选项正确．8．(2022年绍兴一中检测)我国最新一代核聚变装置“EAST”在安徽合肥首次放电、显示了EAST 装置具有良好的整体性能，使等离子体约束时间达1000 s ，温度超过1亿度，标志着我国磁约束核聚变研究进入国际先进水平．合肥也成为世界上第一个建成此类全超导非圆截面核聚变实验装置并能实际运行的地方．核聚变的主要原料是氘，在海水中含量极其丰富．已知氘核的质量为m 1，中子的质量为m 2，32He 的质量为m 3，质子的质量为m 4，则下列说法中正确的是( )A ．两个氘核聚变成一个32He 所产生的另一个粒子是质子B ．两个氘核聚变成一个32He 所产生的另一个粒子是中子 C ．两个氘核聚变成一个32He 所释放的核能为(2m 1－m 3－m 4)c 2 D ．与受控核聚变比较，现行的核反应堆产生的废物具有放射性解析：选BD.由核反应方程知221H ―→32He ＋10X ，X 应为中子，释放的核能应为ΔE ＝(2m 1－m 3－m 2)c 2，聚变反应的污染非常小．而现实运行的裂变反应的废料具有很强的放射性，故A 、C 错误，B 、D 正确．三、计算题9．太阳的能量来源是轻核的聚变，太阳中存在的主要元素是氢，核聚变反应可以看做是4个氢核结合成1个氦核同时放出2个正电子．试写出核反应方程，并由表中数据计算出该聚变反应过程中释放的能量(取1 u ＝16×10－26 kg)．解析：核反应方程为411H ―→42He ＋2 0＋1e,4个氢核结合成1个氦核时的质量亏损为 Δm ＝×4－－2×u ＝ u ＝×10－29 kg由爱因斯坦质能方程得，聚变反应过程中释放的能量为 ΔE ＝Δmc 2＝×10－29×(3×108)2 J ＝×10－12 J. 答案：见解析10．(2022年金丽衢十二校联考)如图所示，有界的匀强磁场磁感应强度为B ＝ T ，磁场方向垂直于纸面向里，MN 是磁场的左边界．在磁场中A 处放一个放射源，内装22688Ra ，226 88Ra放出某种射线后衰变成222 86Rn. (1)写出上述衰变方程．(2)若A 处距磁场边界MN 的距离OA ＝1.0 m 时，放在MN 左侧边缘的粒子接收器收到垂直于边界MN 方向射出的质量较小的粒子，此时接收器距过OA 的直线1.0 m ．求一个静止226 88Ra 核衰变过程中释放的核能有多少？(取1 u ＝×10－27 kg ，e ＝×10－19 C ，结果保留三位有效数字)解析：(1)226 88Ra →222 86Rn ＋42He(2)衰变过程中释放的α粒子在磁场中做匀速圆周运动，半径R ＝1.0 m ，由2e v B ＝m v 2R得α粒子的速度v ＝2eBRm衰变过程中系统动量守恒，222 86Rn 、42He 质量分别为222 u 、4 u ，则 222 u ×v ′＝4 u ×v得222 86Rn 的速度v ′＝2111v 释放的核能E ＝12×222 u ×v ′2＋12×4 u ×v 2＝113e 2B 2R 2222 u代入数据解得E ＝×10－14 J.答案：(1)226 88Ra →222 86Rn ＋42He(2)×10－14 J。

高三物理第一轮复习 光电效应、核反应、核能基础过关练习粤教版一、单项选择题1．(2011年湖南湘潭市二模)钍核(234 90Th)有放射性，它能放出一个粒子变成镤核(23491Pa)，并伴随该过程放出光子，下列说法正确的是( )A ．光线可能是红外线，该粒子是正电子B ．光线可能是X 射线，该粒子是中子C ．光线一定是γ射线，该粒子是质子D ．光线一定是γ射线，该粒子是电子解析：选 D.该反应的核反应方程为234 90Th→234 90Pa ＋ 0－1e ，放出的粒子为电子，伴随放出的射线为γ射线．2．(2011年河南调研)在下列两个核反应方程中，X 1、X 2分别代表一种粒子．①238 92 U→23490Th＋X 1 ②21H ＋31H→42He ＋X 2，以下判断中正确的是( )A ．①是重核裂变反应B ．②是轻核聚变反应C ．X 1是α粒子，此种粒子形成的射线具有很强的贯穿本领D ．X 2是中子，X 2的质量等于21H 与31H 质量之和减去42He 的质量解析：选B.①是α衰变，选项A 错误；②是轻核聚变，选项B 正确；X 1是α粒子，但是α粒子的穿透本领不是很强，选项C 错误；X 2是中子，核反应过程中反应前后质量数守恒，但反应前后质量不守恒，故选项D 错误．3．(2011年广东惠州模拟)放射性元素的原子核在α衰变或β衰变生成新原子核时，往往会同时伴随γ辐射．已知A 、B 两种放射性元素的半衰期分别为T 1和T 2，经过t ＝T 1·T 2时间后测得这两种放射性元素的质量相等，那么它们原来的质量之比m A ∶m B 为( )A ．(12)T 2∶(12)T 1 B ．1∶1C ．2T 1∶2T 2D ．2T 2∶2T 1解析：选D.放射性元素的原子核在α衰变或β衰变生成新原子核时，新原子核往往有多余的能量，亦即新原子核处于激发态，这些能量再以γ光的形式放出，这就是γ衰变，γ衰变总是伴随着α衰变或β衰变．根据衰变公式：m ＝m 0(12)tT有：m A (12)t T 1＝m B (12)tT 2又因为t ＝T 1·T 2所以m A ∶m B ＝2T 2∶2T 1. 二、双项选择题4．(2011年广东汕头模拟)在下列四个核反应方程中，X 1、X 2、X 3和X 4各代表某种粒子： ①31H ＋X 1→42He ＋10n ②14 7N ＋42He→178O ＋X 2 ③94Be ＋42He→126C ＋X 3 ④2412Mg ＋42He→2713Al ＋X 4以下判断中正确的是( )A ．X 1是质子B ．X 2是中子C ．X 3是中子D ．X 4是质子解析：选CD.由质量数和电荷数守恒可知：X 1是21H(氘核)；X 2是11H(质子)；X 3是10n(中子)；X 4是11H(质子)；故选项C 、D 正确．5．(2011年广东深圳一模)在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，都不同程度地含有放射性元素，有些含有铀、钍的花岗岩会释放出α、β、γ射线，根据有关放射性知识可知，下列说法正确的是( )A ．发生α衰变时，生成核与原来的原子核相比，核内质量数减少2B ．发生β衰变时，生成核与原来的原子核相比，核内中子数减少1C ．β射线是原子的核外电子电离后形成的电子流D ．在这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱解析：选BD.α衰变是两个质子与两个中子作为一个整体从原子核中抛射出来，即211H ＋210n→42He ，发生α衰变时，核内质量数减少4，选项A 错误；β衰变是原子核内一个中子转化成一个质子和一个电子，即10n→11H ＋ 0－1e ，发生β衰变时，核内中子数减少1，核子数不变，选项B 正确而C 错误；由三种射线性质可得，选项D 正确．6．(2011年福建厦门模拟)2008年北京奥运会场馆设施采用很多太阳能技术．太阳的能量来源于氢核的聚变，每次聚变反应可以看成是4个氢核(11H)结合成1个氦核(42He)，同时放出正电子(01e)．已知氢核的质量为m p ，氦核的质量为m α，正电子的质量为m e ，真空中光速为c .下列关于氢核聚变的说法正确的是( )A ．核反应方程为411H→42He ＋201eB ．核反应方程为411H→42He ＋01eC ．每次核反应所释放的能量为(4m p －m α－2m e )c 2D ．每次核反应所释放的能量为(4m p －m α－m e )c 2解析：选AC.由质量数、电荷数守恒知，A 对，B 错；此核反应的质量亏损为Δm ＝4m p －m α－2m e ，由质能方程，释放的核能为ΔE ＝Δmc 2＝(4m p －m α－2m e )c 2，C 对，D 错．7．(2011年广东惠州模拟)如图所示，两个相切的圆表示一个静止原子核发生某种核变化后，产生的两种运动粒子在匀强磁场中的运动轨迹，可能的是( )A ．原子核发生了α衰变B ．原子核发生了β衰变C ．原子核放出了一个正电子D ．原子核放出了一个中子 解析：选AC.两个相切的圆表示在相切点处是静止的原子核发生了衰变，由于无外力作用，动量守恒，说明原子核发生衰变后，新核与放出的粒子速度方向相反，若是它们带相同性质的电荷，则它们所受的洛仑兹力方向相反，则轨道应是外切圆，若它们所带电荷的性质不同，则它们的轨道应是内切圆．图示的轨迹说明是放出了正电荷，所以可能是α衰变或放出了一个正电子，故A 、C 两选项正确．三、非选择题8．(2009年高考山东卷)历史上第一次利用加速器实现的核反应，是用加速后动能为0.5MeV 的质子11H 轰击静止的A Z X ，生成两个动能均为8.9 MeV 的42He.(1 MeV ＝1.6×10－13J)(1)上述核反应方程为________． (2)质量亏损为________kg.解析：(1)11H ＋73X→42He ＋42He 或11H ＋73Li→42He ＋42He.(2)Δmc 2＝E 末－E 初，所以Δm ＝E 末－E 初c2＝2×8.9－0.5×1.6×10－133×1082kg≈3.1×10－29kg. 答案：(1)11H ＋73X→42He ＋42He 或11H ＋73Li→42He ＋42He(2)3.1×10－299．(2010年高考浙江卷)(1)在核反应10n ＋X→31H ＋42He ＋ΔE 过程中，X 是未知核．由核反应知识可以确定X 核为__①__.若10n 、X 核、31H 和42He 的静止质量分别为m 1、m X 、m 3和m 4，则ΔE 的值为__②__.(2)核能、风能等新能源是近来能源发展的重点方向之一．与煤、石油等传统能源相比较，核能具有哪些优点和缺点？(3)有一座城市，经常受到大风和风沙的侵扰．为了合理使用新能源，计划建造风能发电站或太阳能发电站．请用物理学知识，指出建造哪种类型的发电站更合适，并请说明理由．解析：(1)由质量数和电荷数守恒可知，X 核是63Li由爱因斯坦质能方程ΔE ＝Δmc 2可得． (2)(3)见答案．答案：(1)①63Li ②ΔE ＝[(m 1＋m X )－(m 3＋m 4)]c 2(2)优点：核裂变产生的能源比使用煤和石油更加清洁；产能更多． 缺点：核裂变反应造成的核废料具有放射性，难处理；建造成本高． (3)建风能发电站比较合理理由：在使用风能发电时，根据能量守恒知识，风能一方面转化为电能，另一方面可以减弱风速，减小对城市的破坏．10．(2011年海南调研)(1)已知能使某金属产生光电效应的极限频率为ν0.当用频率为2ν0的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为________．当照射光的频率继续增大时，则逸出功________(填“增大”“减小”或“不变”)．(2)如图所示，一个有界的匀强磁场，磁感应强度B ＝0.50 T ，磁场方向垂直于纸面向里，MN 是磁场的左边界．在距磁场左边界MN 的1.0 m 处有一个放射源A ，内装放射物质22688Ra(镭)，22688Ra 发生α衰变生成新核Rn(氡)．放在MN 左侧的粒子接收器接收到垂直于边界MN 方向射出的α粒子，此时接收器位置距直线OA 的距离为1.0 m.①试写出Ra 的衰变方程；②求衰变后Rn(氡)的速率．(质子、中子的质量为1.6×10－27kg ，电子电量e ＝1.6×10－19C)解析：(1)h ν0 不变 (2)①22688Ra→22286Rn ＋42He.②对α粒子qv αB ＝m v 2αr v α＝qBR m动量守恒得0＝mv α－Mvv ＝m M v α＝qBR M ＝2×1.6×10－19×1.0×0.5222×1.6×10－27m/s ＝4.5×105m/s. 答案：见解析1.(2011年河北衡水模拟)238 92U放射性衰变有多种可能途径，其中一种途径是先变成210 83Bi，而210 83Bi可以经一次衰变变成210a X(X代表某种元素)，也可以经一次衰变变成b81Ti，210a X和b81Ti最后都变成206 82Pb，衰变路径如图所示，则( )A．a＝82，b＝211B.210 83Bi→210a X是β衰变，210 83Bi→b81 Ti是α衰变C.210 83Bi→210a X是α衰变，210 83Bi→b81Ti是β衰变D.b81 Ti经过一次α衰变变成206 82Pb解析：选B.在210 83Bi→210a X中，质量数没有发生变化，一定是β衰变，a＝84，在210 83Bi→b81Ti 中，质子数减少2，一定是α衰变，b＝206，所以B正确.b81Ti→206 82Pb是β衰变，所以D错误．2．(2011年广东江门模拟)雷蒙德·戴维斯因研究来自太阳的中微子(νe)而获得了2002年度诺贝尔物理学奖．他探测中微子所用的探测器的主体是一个贮满615吨四氯乙烯(C2Cl4)溶液的巨桶．中微子可以将一个氯核转变为一个氩核，其核反应方程为νe＋3717Cl→3718Ar＋0－1e，已知3717Cl核的质量为36.95658 u，3718Ar核的质量为36.95691 u，0－1e的质量为0.00055 u，1 u 质量对应的能量为931.5 MeV.根据以上信息，可以判断( )A．中微子不带电B．中微子就是中子C.3717Cl和3718Ar是同位素D．参与上述反应的中微子的最小能量约为0.82 MeV解析：选AD.在核反应中，电荷数守恒，质量数守恒，可以判断中微子所带电荷数是零，质量数是零，故A项正确，而中子的质量数是1，故B项错误；同位素是电荷数相等，质量数不等的同种元素，而3717Cl和3718Ar是两种不同的元素，故C项错误；由爱因斯坦质能方程得中微子的质量m＝(0.00055＋36.95691－36.95658)u＝0.00088 u，而1 u质量对应的能量为931.5 MeV，所以中微子的最小能量是E＝931.5×0.00088 MeV≈0.82 MeV，故D项正确.。

课后限时集训(三十三)(建议用时：40分钟)[基础对点练]题组一：原子核的组成放射性同位素1．在轧制钢板时需要动态地监测钢板厚度，其检测装置由放射源、探测器等构成，如图所示。

该装置中探测器接收到的是()A．X射线B．α射线C．β射线D．γ射线D[放射源发出的只有α、β、γ三种射线，故选项A错误。

在α、β、γ三种射线中，只有γ射线能穿透钢板，故选项B、C错误，D正确。

]2．(多选)(2019·常州检测)放射性同位素被广泛应用，下列说法正确的是()A．放射性同位素的半衰期都比较短，对环境的危害较小B．放射性同位素能够消除静电是因为其发出的γ射线C．用放射性同位素参与化学反应可以起到示踪的作用D．放射性同位素可以作为核燃料进行发电AC[放射性同位素的半衰期都比较短，衰变得快，对环境的危害较小，A正确。

α射线能使空气分子电离成导体，所以能够消除静电。

γ射线的电离本领较小，B错误。

根据放射性同位素的应用可知，用放射性同位素参与化学反应可以起到示踪的作用，C正确。

放射性同位素大多是人工合成的同位素，成本高，存在量较少，不能作为核燃料进行发电，D错误。

]题组二：原子核的衰变、半衰期3．放射性元素A经过2次α衰变和1次β衰变后生成一新元素B，则元素B在元素周期表中的位置较元素A的位置向前移动了()A．1位B．2位C．3位D．4位C[原子核经过一次α衰变，电荷数减小2，质量数减小4；经过一次β衰变，电荷数增加1，质量数不变。

所以经过2次α衰变和1次β衰变，A元素电荷数减少2×2－1×1＝3，则生成的新元素B在元素周期表中的位置向前移3位，C正确。

]4．(多选)(2019·莆田检测)14C 发生放射性衰变成为14N ，半衰期约5 700年。

已知植物存活期间，其体内14C 与12C 的比例不变；生命活动结束后，14C 的比例持续减少。

现通过测量得知，某古木样品中14C 的比例正好是现代植物所制样品的12。

第3节核反应和核能学问点1原子核的组成放射性及放射性同位素1．原子核的组成(1)原子核由质子和中子组成，质子和中子统称为核子．质子带正电，中子不带电．(2)基本关系①核电荷数＝质子数(Z)＝元素的原子序数＝核外电子数．②质量数(A)＝核子数＝质子数＋中子数．(3)X元素的原子核的符号为A Z X，其中A表示质量数，Z表示核电荷数．2．自然放射现象(1)自然放射现象：元素自发地放出射线的现象，首先由贝可勒尔发觉．自然放射现象的发觉，说明原子核具有简单的结构．(2)放射性和放射性元素：物质放射某种看不见的射线的性质叫放射性．具有放射性的元素叫放射性元素．(3)三种射线：放射性元素放射出的射线共有三种，分别是α射线、β射线、γ射线．3．放射性同位素的应用与防护(1)同位素：具有相同质子数和不同中子数的原子核．(2)放射性同位素：有自然放射性同位素和人工放射性同位素两类，放射性同位素的化学性质相同．(3)应用：消退静电、工业探伤、作示踪原子等．(4)防护：防止放射性对人体组织的损害．学问点2原子核的衰变、半衰期1．原子核的衰变(1)定义：原子核放出α粒子或β粒子，变成另一种原子核的变化．(2)分类：α衰变：A Z X→A－4Z－2Y＋42Heβ衰变：A Z X→A Z＋1Y＋ 0－1eγ辐射：当放射性物质连续发生衰变时，原子核中有的发生α衰变，有的发生β衰变，同时伴随着γ辐射．(3)两个典型的衰变方程：①α衰变：23892U→234 90Th＋42He；②β衰变：23490Th→234 91Pa＋0－1e.2．半衰期(1)定义：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间．(2)影响因素：放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素打算的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系．学问点3核反应和核能1．核反应在核物理学中，原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程．在核反应中，质量数守恒，电荷数守恒．2．重核裂变(1)定义：质量数较大的原子核受到高能粒子的轰击而分裂成几个质量数较小的原子核的过程．(2)特点：①裂变过程中能够放出巨大的能量；②裂变的同时能够放出2～3(或更多)个中子；③裂变的产物不是唯一的．对于铀核裂变有二分裂、三分裂和四分裂形式，但三分裂和四分裂概率比较小．(3)典型的裂变反应方程：23592U＋10n―→8936Kr＋144 56Ba＋310n.(4)链式反应：由重核裂变产生的中子使裂变反应一代接一代连续下去的过程．(5)临界体积和临界质量：裂变物质能够发生链式反应的最小体积及其相应的质量．(6)裂变的应用：原子弹、核反应堆．(7)反应堆构造：核燃料、减速剂、镉棒、防护层．3．轻核聚变(1)定义：两轻核结合成质量较大的核的反应过程．轻核聚变反应必需在高温下进行，因此又叫热核反应．(2)特点：①聚变过程放出大量的能量，平均每个核子放出的能量，比裂变反应中每个核子放出的能量大3至4倍．②聚变反应比裂变反应更猛烈．③对环境污染较少．④自然界中聚变反应原料丰富．(3)典型的聚变反应方程：21H＋31H―→42He＋10n＋17.6 MeV4．核能核子结合为原子核时释放的能量或原子核分解为核子时吸取的能量，叫做原子核的结合能，亦称核能．5．质能方程、质量亏损爱因斯坦质能方程E＝mc2，原子核的质量必定比组成它的核子的质量和要小Δm，这就是质量亏损．由质量亏损可求出释放的核能ΔE＝Δmc2.[核心精讲]1．α衰变、β衰变的比较2.衰变次数的确定方法方法一：确定衰变次数的方法是依据两个守恒规律，设放射性元素A Z X经过n次α衰变和m次β衰变后，变成稳定的新元素A′Z′Y，则表示该核反应的方程为AZX→A′Z′Y＋n42He＋m依据质量数守恒和电荷数守恒可列方程A＝A′＋4n Z＝Z′＋2n－m由以上两式联立解得n＝A－A′4，m＝A－A′2＋Z′－Z由此可见确定衰变次数可归结为求解一个二元一次方程组．方法二：由于β衰变对质量数无影响，可先由质量数的转变确定α衰变的次数，然后依据衰变规律确定β衰变的次数．3．对半衰期的理解(1)半衰期是大量原子核衰变时的统计规律，对个别或少数原子核，无半衰期可言．(2)依据半衰期的概率，可总结出公式N余＝N原⎝⎛⎭⎪⎫12tτ，m余＝m原⎝⎛⎭⎪⎫12tτ.式中N原、m原表示衰变前的放射性元素的原子数和质量，N余、m余表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子数和质量，t表示衰变时间，τ表示半衰期．(3)影响因素：放射性元素衰变的快慢是由原子核内部因素打算的，跟原子所处的物理状态(如温度、压强)或化学状态(如单质、化合物)无关．[题组通关]1．(多选)(2022·全国卷Ⅰ)关于自然放射性，下列说法正确的是() 【导学号：96622228】A．全部元素都可能发生衰变B．放射性元素的半衰期与外界的温度无关C．放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D．α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透力量最强E．一个原子核在一次衰变中可同时放出α、β和γ三种射线BCD自然界中绝大部分元素没有放射现象，选项A错误；放射性元素的半衰期只与原子核结构有关，与其他因素无关，选项B、C正确；α、β和γ三种射线电离力量依次减弱，穿透力量依次增加，选项D正确；原子核发生衰变时，不能同时发生α和β衰变，γ射线伴随这两种衰变产生，故选项E错误．2．(2021·北京高考)试验观看到，静止在匀强磁场中A点的原子核发生β衰变，衰变产生的新核与电子恰在纸面内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹示意图如图13-3-1所示，则()图13-3-1A．轨迹1是电子的，磁场方向垂直纸面对外B．轨迹2是电子的，磁场方向垂直纸面对外C．轨迹1是新核的，磁场方向垂直纸面对里D．轨迹2是新核的，磁场方向垂直纸面对里D依据动量守恒定律，原子核发生β衰变后产生的新核与电子的动量大小相等，设为p.依据q v B＝m v2r ，得轨道半径r＝m vqB＝pqB，故电子的轨迹半径较大，即轨迹1是电子的，轨迹2是新核的．依据左手定则，可知磁场方向垂直纸面对里．选项D正确．3．(1)(多选)232 90Th(钍)经过一系列α衰变和β衰变，变成208 82Pb(铅)．以下说法中正确的是() A．铅核比钍核少8个质子B．铅核比钍核少16个中子C．共经过4次α衰变和6次β衰变D．共经过6次α衰变和4次β衰变(2)约里奥·居里夫妇因发觉人工放射性元素而获得了1935年的诺贝尔化学奖，他们发觉的放射性元素3015P衰变成3014Si的同时放出另一种粒子，这种粒子是________.3215P是3015P的同位素，被广泛应用于生物示踪技术，1 mg 3215P随时间衰变的关系如图13-3-2所示，请估算4 mg的3215P经多少天的衰变后还剩0.25 mg?图13-3-2【解析】(1)设α衰变次数为x，β衰变次数为y，由质量数守恒和电荷数守恒得232＝208＋4x90＝82＋2x－y解得x＝6，y＝4，C错、D对．铅核、钍核的质子数分别为82、90，故A对．铅核、钍核的中子数分别为126、142，故B对．(2)写出衰变方程3015P→3014Si＋0＋1e，故这种粒子为0＋1e(正电子)，由m-t图知3215P的半衰期为14天，由m余＝m原⎝⎛⎭⎪⎫12tτ得0．25 mg＝4 mg×⎝⎛⎭⎪⎫12t14，故t＝56天．【答案】(1)ABD(2)正电子56天[名师微博]1．一个区分：静止的原子核在磁场中发生α衰变和β衰变时的轨迹不同，分别为相外切圆和相内切圆．2．两个结论：(1)原子核发生衰变时遵循电荷数守恒和质量数守恒．(2)每发生一次α衰变，原子核的质量数减小“4”，每发生一次β衰变，原子核的质子数增大“1”．[核心精讲]1．核反应的四种类型类型可控性核反应方程典例衰变α衰变自发238 92U→234 90Th＋42He β衰变自发234 90Th→234 91Pa＋0－1e人工转变人工把握147N＋42He→17 8O＋11H(卢瑟福发觉质子)42He＋94Be→12 6C＋10n(查德威克发觉中子)2713Al＋42He→3015P＋10n(约里奥·居里夫妇发觉放射性同位素，同时发觉正电子)3015P→3014Si＋0＋1e重核裂变比较简洁进行人工把握23592U＋10n→141 56Ba＋9236Kr＋310n23592U＋10n→136 54Xe＋9038Sr＋1010n轻核聚变很难把握21H＋31H→42He＋10n2.(1)熟记常见基本粒子的符号，是正确书写核反应方程的基础．如质子(11H)、中子(10n)，α粒子(42He)、β粒子(0－1e)、正电子(0＋1e)、氘核(21H)、氚核(31H)等．(2)把握核反应方程遵守的规律，是正确书写核反应方程或推断某个核反应方程是否正确的依据，由于核反应不行逆，所以书写核反应方程式时只能用“―→”表示反应方向．[题组通关]4．(2021·北京高考)下列核反应方程中，属于α衰变的是() 【导学号：96622229】A.14 7N＋42He→17 8O＋11HB.238 92U→234 90Th＋42HeC.21H＋31H→42He＋10nD.234 90Th→234 91Pa＋0－1eBα衰变是放射性元素的原子核放出α粒子(42He)的核反应，选项B正确．5．(2022·全国丙卷)一静止的铝原子核2713Al俘获一速度为1.0×107 m/s的质子p后，变为处于激发态的硅原子核2814Si*.下列说法正确的是()A．核反应方程为p＋2713Al→2814Si*B．核反应过程中系统动量守恒C．核反应过程中系统能量不守恒D．核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和E．硅原子核速度的数量级为105 m/s，方向与质子初速度的方向全都ABE核反应过程中遵循质量数守恒和电荷数守恒，核反应方程为p＋2713Al→2814Si*，说法A 正确．核反应过程中遵从动量守恒和能量守恒，说法B正确，说法C错误．核反应中发生质量亏损，生成物的质量小于反应物的质量之和，说法D错误．依据动量守恒定律有m p v p＝m Si v Si，碰撞后硅原子核速度的数量级为105 m/s，方向与质子初速度方向全都，说法E正确．6．(1)(多选)关于核衰变和核反应的类型，下列表述正确的有()A.238 92U→234 90Th＋42He是α衰变B.14 7N＋42He→17 8O＋11H 是β衰变C.21H＋31H→42He＋10n 是轻核聚变D.8234Se→8236Kr＋2 0－1e 是重核裂变(2)现有四个核反应：A.21H＋31H→42He＋10nB.235 92U＋10n→X＋8936Kr＋310nC.2411Na→2412Mg＋ 0－1eD.42He＋94Be→12 6C＋10n①________是发觉中子的核反应方程，________是争辩原子弹的基本核反应方程，________是争辩氢弹的基本核反应方程．②求B中X的质量数和中子数．【解析】(1)A为α衰变，B为原子核的人工转变，C为轻核聚变，D为β衰变，故A、C 正确．(2)①D为查德威克发觉中子的核反应方程；B是争辩原子弹的基本核反应方程；A是争辩氢弹的基本核反应方程．②X的质量数为：(235＋1)－(89＋3)＝144X的质子数为：92－36＝56X的中子数为：144－56＝88.【答案】(1)AC(2)①D B A②14488[名师微博]两点提示：1．核反应方程肯定满足质量数守恒和核电荷数守恒．2．在确定生成物是哪种元素时应先由核电荷数守恒确定生成物的核电荷数．[核心精讲]1．对质能方程的理解(1)肯定的能量和肯定的质量相联系，物体的总能量和它的质量成正比，即E＝mc2.方程的含义：物体具有的能量与它的质量之间存在简洁的正比关系，物体的能量增大，质量也增大；物体的能量削减，质量也削减．(2)核子在结合成原子核时消灭质量亏损Δm，其能量也要相应削减，即ΔE＝Δmc2.(3)原子核分解成核子时要吸取肯定的能量，相应的质量增加Δm，吸取的能量为ΔE＝Δmc2.2．核能的计算方法(1)依据ΔE＝Δmc2计算，计算时Δm的单位是“kg”，c的单位是“m/s”，ΔE的单位是“J”．(2)依据ΔE＝Δm×931.5 MeV计算．因1原子质量单位(u)相当于931.5 MeV 的能量，所以计算时Δm的单位是“u”，ΔE的单位是“MeV”．(3)依据核子比结合能来计算核能：原子核的结合能＝核子比结合能×核子数．[师生共研]●考向1对原子核的结合能的理解(多选)关于原子核的结合能，下列说法正确的是()A．原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量B．一重原子核衰变成α粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和肯定大于原来重核的结合能C．铯原子核(133 55Cs)的结合能小于铅原子核(208 82Pb)的结合能D．比结合能越大，原子核越不稳定E．自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能ABC原子核分解成自由核子时，需要的最小能量就是原子核的结合能，选项A正确；重核衰变时释放能量，衰变产物更稳定，即衰变产物的比结合能更大，衰变前后核子数不变，所以衰变产物的结合能之和肯定大于原来重核的结合能，选项B正确；铯核的核子数比铅核的核子数少，其结合能也小，选项C正确；比结合能越大，原子核越稳定，选项D错误；自由核子组成原子核时，需放出能量，因此质量亏损所对应的能量等于该原子核的结合能，选项E错误．●考向2核能的计算钚的放射性同位素23994Pu静止时衰变为铀核激发态235 92U*和α粒子，而铀核激发态235 92U*马上衰变为铀核23592U，并放出能量为0.097 MeV 的γ光子．已知：239 94Pu、235 92U和α粒子的质量分别为m Pu＝239.052 1 u、m U＝235.043 9 u和mα＝4.002 6 u,1 u c2＝931.5 MeV .(1)写出衰变方程；(2)已知衰变放出的光子的动量可忽视，求α粒子的动能．【规范解答】(1)衰变方程为23494Pu―→235 92U*＋42He，235 92U*―→235 92U＋γ.或两式合并为23994Pu―→235 92U＋42He＋γ.(2)上述衰变过程的质量亏损为Δm＝m Pu－m U－mα，由质能方程得ΔE＝Δmc2由能量守恒得ΔE＝E kU＋E kα＋Eγ设衰变后的铀核和α粒子的速度分别为v U和vα，则由动量守恒定律得m U v U＝mαvα又E kU＝12m U v 2U，E kα＝12mαv2α联立解得Eα＝m Um U＋mα[(m Pu－m U＋mα)c2－Eγ]，代入题给数据得Eα＝5.034 MeV.【答案】(1)23994Pu―→235 92U＋42He＋γ(2)5.034 MeV核能求解的思路方法1．应用质能方程解题的流程图：书写核反应方程→计算质量亏损Δm→利用ΔE＝Δmc2计算释放的核能2．在动量守恒方程中，各质量都可用质量数表示．3．核反应遵守动量守恒和能量守恒定律，因此我们可以结合动量守恒和能量守恒定律来计算核能．[题组通关]7．恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应，核反应方程为42He＋42He→84Be ＋γ.以下说法正确的是()A．该核反应为裂变反应B．热核反应中有质量亏损，会放出巨大能量C．由于核反应中质量数守恒，所以质量也是守恒的D．任意原子核内的质子数和中子数总是相等的B该核反应为聚变反应，故A错误；核反应中的裂变和聚变，都会有质量亏损，都会放出巨大的能量，故B正确；核反应中质量数守恒，质量不守恒，故C错误；原子中原子核内的质子数和中子数不肯定相等，有的原子中相等，有的原子中不相等，有的原子没有中子，例如氢原子核内有一个质子，没有中子，故D错误．8．(2022·北京高考)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．(m1＋m2－m3)c B．(m1－m2－m3)cC．(m1＋m2－m3)c2D．(m1－m2－m3)c2C由质能方程ΔE＝Δmc2，其中Δm＝m1＋m2－m3可得ΔE＝(m1＋m2－m3)c2，选项C正确．。

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核反应、核能基础巩固1．[2016·河北衡水调研改编］以下有关近代物理内容的叙述，正确的有（)A．紫外线照射到金属锌板表面时能产生光电效应，当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大B．每个核子只跟邻近的核子发生核力作用C．原子核式结构模型是由汤姆孙在α粒子散射实验基础上提出的D．太阳内部发生的核反应是核裂变反应2．［2016·湖北八校联考改编］下列叙述中,错误的是( )A．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关B．对于同种金属产生光电效应时，逸出光电子的最大初动能E k与照射光的频率呈线性关系C．一块纯净的放射性元素的矿石，经过一个半衰期以后，它的总质量仅剩下一半D．将核子束缚在原子核内的核力，是不同于万有引力和电磁力的另一种相互作用3．[2016·河南安阳质量监测］如图K31­1所示四幅图分别对应四种说法,其中错误的是( ）图K31。

1A．根据α、β、γ射线的特点可知，射线1是α射线，射线2是β射线，射线3是γ射线B．氢原子辐射出一个光子后，电势能减小，总能量增大C．天然放射性元素的半衰期由原子核内部自身的因素决定,跟所处的化学状态和外部条件无关D．一种典型的轴核的裂变反应方程是错误!U＋错误!n―→错误!Ba＋错误!Kr＋3错误!n4．［2016·江西八校联考改编] 下列说法错误的是( )A．卢瑟福的α粒子散射实验说明了原子的核式结构模型B．受普朗克量子论的启发，爱因斯坦提出了光子说C．查德威克首先发现了中子D．若使放射性物质的温度升高，其半衰期将减小技能提升5．(多选)[2016·西安八校联考改编] 下列说法正确的是（)A．在表达式ε＝hν和p＝错误!中，能量ε和动量p是描述物质的粒子性的重要物理量,波长λ或频率ν是描述物质的波动性的典型物理量B．卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，揭示了原子核的组成C. 错误!Th(钍）衰变为错误!Pa(镤)核时，衰变前错误!Th核质量等于衰变后Pa核与β粒子的总质量D．根据玻尔理论，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能增大,电势能减小6．（多选）下列关于近代物理知识的描述中，正确的是( )A．若用蓝光照射某金属表面时有电子逸出,则改用紫光照射也一定会有电子逸出B．比结合能越大,原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定C．衰变中产生的β射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的D．在14 7N＋错误!He―→错误!O＋X核反应中，X是质子，这个反应过程叫原子核的人工转变7．(多选)科学家使用核反应获取氚，再利用氘和氚的核反应获得能量，核反应方程分别为：X＋Y―→错误!He＋错误!H＋4。

B．3m1 < m2
C．3m1 = m2
D． m1 = 3m2
14．2008年北京奥运会场馆设施采用很多太阳能技 术。太阳的能量来源于氢核的聚变，每次聚变反应
可以看作是4个氢核(
1 1
H
)结合成1个氦核(
4 2
He
)，同
时放出正电子(
0 1
e
)。已知氢核的质量为
m
，氦核的
p
质量为 m ，正电子的质量为 me ，真空中光速为c.
物体的质量减少了，它的能量也减少；物体的质量 增加了，它的能量也增加；不能错误地认为质量和 能量发生了相互转化。
三、释放核能的途径
凡是释放核能的核反应都有质量亏损。 核子组成不同的原子核时，平均每个核子的质量亏损 是不同的，所以各种原子核中核子的平均质量不同。
核子平均质量小的，每个核子平均放的能多。
226 88
Ra核发生α
衰变，衰变后α粒子的速度为3.68×105m/s。则：（计
算结果保留两位有效数字）
①写出该核反应的方程式。
②此反应过程中放出的能量是多少？
③反应后新核Rn的速度是多大？
解： ①
226 88
Ra
24He

28262Rn
② E mc 2 ( M1 M2 m )c2 1.21012 J
到氦核的核聚变反应，即在太阳内部4个氢核（11 H ） 转化成一个氦核42（He ）和两个正电子（10 e ）并放出能 量.已知质子质量mP = 1.0073u，α粒子的质量mα = 4.0015u，电子的质量me = 0.0005u． 1u的质量相当于 931.MeV的能量．
① 写出该热核反应方程；

课时分层集训(三十四) 核反应和核能(限时：40分钟)[基础对点练]原子核的衰变及半衰期1．下列说法中正确的是( )A．质子与中子结合成氘核的过程中需要吸收能量B.22688Ra(镭)衰变为22286Rn(氡)要经过1次α衰变和1次β衰变C．β射线是原子核外电子挣脱原子核的束缚后而形成的电子流D．放射性元素的半衰期是指大量该元素的原子核中有半数发生衰变所需要的时间D[质子与中子结合成氘核，需放出能量，A错误．根据质量数、电荷数守恒判断，只发生一次α衰变，B错误；β射线是原子核发生β衰变形成的，是原子核中放出的电子，C错误；根据半衰期的概念，D正确．]2．(2018·吉林模拟)下列说法正确的是( )A．原子核的结合能是组成原子核的所有核子的能量总和B．在所有核反应中，都遵从“质量数守恒，电荷数守恒”的规律C．在天然放射现象中放出的β射线就是电子流，该电子是原子的内层电子受激发后辐射出来的D．镭226衰变为氡222的半衰期为1 620年，也就是说，100个镭226核经过1 620年后一定还剩下50个镭226没有发生衰变B[原子核的结合能是组成原子核的所有核子结合成原子核时释放出来的能量，选项A错误；在所有核反应中，都遵从“质量数守恒，电荷数守恒”的规律，选项B 正确；在天然放射现象中放出的β射线就是电子流，该电子是原子核内的中子转化成质子和电子，从原子核中辐射出来的，选项C错误；半衰期是对大量原子核衰变的统计规律，少量原子核衰变不能运用半衰期的统计规律，所以选项D错误．]3. (2018·济南模拟)自然界存在的放射性元素的原子核并非只发生一次衰变就达到稳定状态，而是要发生一系列连续的衰变，最终达到稳定状态．某些原子核的衰变情况如图12­2­4所示(N表示中子数，Z表示质子数)，则下列说法正确的是( )图12­2­4A．由228 88Ra到228 89Ac的衰变是α衰变B ．已知228 88Ra 的半衰期是T ，则8个228 88Ra 原子核经过2T 时间后还剩2个C ．从228 90Th 到208 82Pb 共发生5次α衰变和2次β衰变D ．图中发生的α衰变和β衰变分别只能产生α和β射线C [由题图可知，228 88Ra 衰变后的新原子核为228 89Ac ，新原子核的质子数比Ra 的多1个，所以是β衰变，选项A 错误；原子核的半衰期是对大量原子核的行为做出的统计预测，对于单个的微观事件是不可预测的，选项B 错误；由质量数和电荷数守恒知，从228 90Th 到208 82Pb 共发生5次α衰变和2次β衰变，选项C 正确；γ射线经常是伴随α射线和β射线产生的，选项D 错误．]4.研究放射性元素射线性质的实验装置如图12­2­5所示．两块平行放置的金属板A 、B 分别与电源的两极a 、b 连接，放射源发出的射线从其上方小孔向外射出．则( )图12­2­5A ．a 为电源正极，到达A 板的为α射线B ．a 为电源正极，到达A 板的为β射线C ．a 为电源负极，到达A 板的为α射线D ．a 为电源负极，到达A 板的为β射线B [从题图可以看出，到达两极板的粒子做类平抛运动，到达A 极板的粒子在初速度方向的位移小于到达B 极板的粒子在初速度方向的位移，粒子在初速度方向做匀速直线运动，则根据公式x ＝v 0t ＝v 0md 2qU，两个粒子初速度v 0相差不大，两极板间电压U 相同，放射源与两极板的距离d 2也相同，而电子的m q小得多，所以电子在初速度方向的位移小，故达到A 极板的是β射线，A 极板带正电，a 为电源的正极，故选项B 正确．](多选)(2017·南通模拟)钍234 90Th 具有放射性，它能放出一个新的粒子而变为镤23491Pa ，同时伴随有γ射线产生，其方程为234 90Th →234 91Pa ＋X ，钍的半衰期为24天．则下列说法中正确的是( )A ．X 为质子B ．X 是钍核中的一个中子转化成一个质子时产生的C ．γ射线是镤原子核放出的D．1 g钍234 90Th经过120天后还剩0.312 5 gBC[根据电荷数和质量数守恒知，钍核衰变过程中放出了一个电子，即X为电子，故A错误；发生β衰变时释放的电子是由核内一个中子转化成一个质子同时产生的，故B正确；γ射线是镤原子核放出的，故C正确；钍的半衰期为24天，1 g钍234 90Th 经过120天即经过5个半衰期，故经过120天后还剩0.031 25 g，故D错误．]核反应方程5．如图12­2­6所示为查德威克发现中子的实验示意图，利用钋(210 84Po)衰变放出的α粒子轰击铍(94Be)，产生的粒子P能将石蜡中的质子打出来．下列说法正确的是( )图12­2­6A．α粒子是氦原子B．粒子Q的穿透能力比粒子P的强C．钋的α衰变方程为210 84Po→208 82Pb＋42HeD．α粒子轰击铍的核反应方程为42He＋94Be→12 6C＋10nD[α粒子是氦原子核，选项A错误；粒子P是中子，粒子Q是质子，由于质子带正电，当质子射入物体时，受到的库仑力作用会阻碍质子的运动，而中子不带电，不受库仑力作用，所以选项B错误；在钋衰变中，根据质量数守恒知产生的是206 82Pb，并非208 82Pb，选项C错误；42He＋94Be→126C＋10n是查德威克发现中子的核反应方程，选项D正确．]6．(2018·淮北模拟)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：23592U ＋10n→a＋b＋210n，则a＋b可能是( )A.14156Ba＋9236K rB.14054Xe＋9438SrC.14156Ba＋9338SrD.14054Xe＋9336KrB[核反应过程中遵循质量数守恒和电荷数都守恒，A质量数不守恒，B质量数和电荷数都守恒，C电荷数不守恒，D质量数和电荷数都不守恒，故B正确．]7．原子核聚变可望给人类未来提供丰富的洁净能源．当氘等离子体被加热到适当高温时，氘核参与的几种聚变反应可能发生，放出能量．这几种反应的总效果可以表示为621H―→k42He＋d11H＋210n＋43.15 MeV由平衡条件可知( )【导学号：84370497】A．k＝1，d＝4 B．k＝2，d＝2C．k＝1，d＝6 D．k＝2，d＝3B[核反应的基本规律是质量数和电荷数守恒，所以6×2＝4k＋d＋2,6×1＝2k＋d，解得k＝2，d＝2，因此B选项正确．]8．(2016·江苏高考)贝可勒尔在120年前首先发现了天然放射现象，如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用．下列属于放射性衰变的是( )A.146C→147N＋0－1eB.235 92U＋10n→139 53I＋9539Y＋210nC.21H＋31H→42He＋10nD.42He＋2713Al→3015P＋10nA[放射性元素自发地放出射线的现象叫天然放射现象．A选项为β衰变方程，B 选项为重核裂变方程，C选项为轻核聚变方程，D选项为原子核的人工转变方程，故选A.]核能的理解和计算9．(2018·太原模拟)下列说法正确的是( )A．组成原子核的核子越多，它的结合能越高，比结合能越大B．核子结合成原子核时核力做正功，将放出能量，这部分能量就是原子核的结合能C．原子核的比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定D．原子核的质量大于组成它的核子的质量之和C[组成原子核的核子越多，它的结合能越高，但是结合能与核子数的比值即原子核的比结合能不一定越大，但比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，A错误，C正确；自由核子结合成原子核时核力做正功，将放出能量，而原子核的结合能是指把核子分开所需要的能量，故B错误；发生核反应时，存在质量亏损，原子核的质量小于组成它的核子的质量之和，D错误．]10．“超导托卡马克”(英名称：EAST，俗称“人造太阳”)是我国自行研制的可控热核反应实验装置．设该实验反应前氘核(21H)的质量为m1，氚核(31H)的质量为m2，反应后氦核(42He)的质量为m3，中子(10n)的质量为m4，光速为c.下列说法中不正确的是( ) A．这种装置中发生的核反应方程式是21H＋31H→42He＋10nB．由核反应过程质量守恒可知m1＋m2＝m3＋m4C．核反应放出的能量等于(m1＋m2－m3－m4)c2D．这种装置与我国大亚湾核电站所使用核装置的核反应原理不相同B[可控热核反应装置中发生的核反应方程式是21H＋31H→42He＋10n，故 A 正确；核反应过程中质量数守恒，但质量不守恒，核反应过程中存在质量亏损，因此m1＋m2≠m3＋m 4，故B 错误；核反应过程中的质量亏损Δm ＝m 1＋m 2－m 3－m 4，释放的核能ΔE ＝Δmc 2＝(m 1＋m 2－m 3－m 4)c 2，故C 正确；这种装置的核反应是核聚变，我国大亚湾核电站所使用核装置是核裂变，它们的核反应原理不相同，故D 正确．]11．已知氦原子的质量为M He u ，电子的质量为m e u ，质子的质量为m p u ，中子的质量为m n u ，u 为原子质量单位，且由爱因斯坦质能方程E ＝mc 2可知：1 u 对应于931.5 MeV 的能量，若取光速c ＝3×108 m/s ，则两个质子和两个中子聚变成一个氦核，释放的能量为( )A ．[2×(m p ＋m n )－M He ]×931.5 MeVB ．[2×(m p ＋m n ＋m e )－M He ]×931.5 MeVC ．[2×(m p ＋m n ＋m e )－M He ]×c 2 JD ．[2×(m p ＋m n )－M He ]×c 2 JB [核反应方程为211H ＋210n→42He ，质量亏损Δm ＝2×(m p ＋m n )－(M He －2m e )＝2×(m p ＋m n ＋m e )－M He ，所以释放的能量为ΔE ＝Δm ×931.5 MeV＝[2×(m p ＋m n ＋m e )－M He ]×931.5 MeV，选项B 正确．][考点综合练]12．现代科学的发展极大地促进了人们对原子、原子核的认识，下列有关原子、原子核的叙述正确的是( )【导学号：84370498】A ．卢瑟福α粒子散射实验说明原子核内部具有复杂的结构B ．天然放射现象表明原子核内部有电子C ．轻核聚变反应方程有：21H ＋31H→42He ＋10nD ．氢原子从n ＝3能级跃迁到n ＝1能级和从n ＝2能级跃迁到n ＝1能级，前者跃迁辐射出的光子波长比后者的长C [卢瑟福通过α粒子散射实验提出原子的核式结构模型，天然放射现象说明原子核内部具有复杂的结构，A 、B 错误；轻核聚变方程电荷数守恒、质量数守恒，C 正确；氢原子从n ＝3能级跃迁到n ＝1能级放出的光子能量比从n ＝2能级跃迁到n ＝1能级的大，由公式E ＝hc λ，可知前者跃迁辐射出的光子波长比后者的短，D 错误．] 13．(多选)(2018·扬州模拟)科学家使用核反应获取氚，再利用氘和氚的核反应获得能量．核反应方程分别为：X ＋Y→42He ＋31H ＋4.9 MeV 和21H ＋31H→42He ＋X ＋17.6 MeV.下列表述正确的有( )A ．X 是中子B ．Y 的质子数是3，中子数是6C ．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AD [在该核反应中，21H ＋31H→42He ＋X ＋17.6 MeV ，根据电荷数守恒、质量数守恒，则X 的电荷数为0，质量数为1，可知X 是中子，故A 正确．在X ＋Y→42He ＋31H ＋4.9 MeV 中，根据电荷数守恒、质量数守恒，Y 的电荷数为3，质量数为6，则Y 的质子数为3，中子数为3，故B 错误．两个核反应都释放能量，都有质量亏损，故C 错误．两核反应均为核聚变反应，故D 正确．]14．钚的放射性同位素239 94Pu 静止时衰变为铀核激发态235 92U *和α粒子，而铀核激发态235 92U *立即衰变为铀核235 92U ，并放出能量为0.097 MeV 的γ光子．已知：239 94Pu 、235 92U 和α粒子的质量分别为m Pu ＝239.052 1 u 、m U ＝235.043 9 u 和m α＝4.002 6 u,1 u c 2＝931.5 MeV .(1)写出衰变方程；(2)已知衰变放出的光子的动量可忽略，求α粒子的动能.【导学号：84370499】[解析](1)衰变方程为23994Pu ―→235 92U *＋42He ，235 92U *―→23592U ＋γ. 或两式合并为23994Pu ―→235 92U ＋42He ＋γ. (2)上述衰变过程的质量亏损为Δm ＝m Pu －m U －m α，由质能方程得ΔE ＝Δmc 2由能量守恒得ΔE ＝E kU ＋E k α＋E γ设衰变后的铀核和α粒子的速度分别为v U 和v α，则由动量守恒定律得m U v U ＝m αv α又E kU ＝12m U v 2U ，E k α＝12m αv 2α 联立解得E k α＝m Um U ＋m α[(m Pu －m U －m α)c 2－E γ]， 代入题给数据得E k α＝5.034 MeV.[答案](1)239 94Pu ―→235 92U ＋42He ＋γ(2)5.034 MeV15．在匀强磁场中，一个原来静止的原子核，由于放出一个α粒子，结果得到一张两个相切圆的径迹照片，如图12­2­7所示，今测得两个相切圆半径之比r 1∶r 2＝44∶1，求：图12­2­7(1)这个原子核原来所含的质子数是多少？(2)图中哪一个是α粒子的径迹？[解析](1)设衰变后新核的带电荷量为q x ，α粒子的带电荷量为q α＝2e ，它们的质量分别为m x 和m α，衰变后的速度分别为v x 和v α，所以原来原子核的带电荷量(即质子数)q ＝q x ＋q α(或Z ＝Z x ＋Z α) ①根据轨道半径公式r ＝mv qB 可知，在同一磁场中γ∝mv q ，所以q x ∶q α＝(m x v x r x )∶(m αv αr α) ② 又由于衰变过程中遵循动量守恒定律，即m x v x ＝m αv α③解②和③式，得：q x ∶q α＝r α∶r x q x ＝(r α∶r x )×q α＝88e ，(只能是r α∶r x ＝44∶1，否则q x ＝e 22无意义)． 代入①式得：q ＝90e ，Z ＝90.(2)由于轨道半径与粒子带电量(在本题中)成反比，所以圆轨道1是α粒子的径迹，圆轨道2是新核的径迹，两者电性相同，运动方向相反．[答案](1)90 (2)1。

文档从网络中收集，已重新整理排版.word版本可编辑•欢迎下载支持.第3节核反应和核能1.（多选）（2015 •广东高考）科学家使用核反应获取氟，再利用笊和氟的核反应获得能量,核反应方程分别为:X+Y—He+：H+4.9 MeV和:H+爼—He+X+17. 6 HeV,下列表述正确的有（）A.X是中子B.Y的质子数是3,中子数是6C.两个核反应都没有质量亏损D.笊和嵐的核反应是核聚变反应AD核反应方程遵守核电荷数守恒和质量数守恒，贝I]由:H+；H—He+X+17.6 MeV知X 为詁，由X+Y—He+；H+4.9 MeV知Y为:Li,其中Y的质子数是3,中子数也是3,选项A 正确、选项B错误；两个核反应都释放岀核能，故都有质量亏损，选项C错误；X+Y-iHe 4-iH+4. 9 MeV是原子核的人工转变，fH+：H-：He+Jn+17. 6 MeV为轻核聚变，选项D正确.2.（多选）（2017・襄阳模拟）下列说法正确的是（）【导学号:96622230]A.太阳辎射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应B.用加热、加压或改变其化学状态的方法都不能改变原子核衰变的半衰期C.一朿光照射到某种金属上不能发生光电效应，可能是因为该朿光的波长太短D.铀核（‘題）衰变为铅核CIAb）的过程中，要经过7次□衰变和4次B衰变BD太阳辐射的能量主要来自于太阳内部的核聚变，选项A错误；加热、加压或改变化学状态均不影响元素的半衰期，选项B正确：一束光照射到金属上，不能发生光电效应，是由于该光的频率小，即光的波长太长，选项C错误：根据质疑数和电荷数守恒可知电U-塔Pb +7；He+4_：e,选项D 正确.3.（2015 •福建高考）下列有关原子结构和原子核的认识，苴中正确的是（）A.丫射线是髙速运动的电子流B.氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能增大C.太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变D.常Bi的半衰期是5天，100克盗i经过10天后还剩下50克B B射线是高速电子流，而丫射线是一种电磁波，选项A错误：氢原子辐射光子后，绕核运动的电子距核更近，动能增大，选项B正确；太阳辐射能量的主要来源是太阳内部轻核的聚变，选项C错误；10天为两个半衰期，剩余的盗i为100x（护g=100X（訴=25 g, 选项D错误.4.（2016 •全国甲卷）在下列描述核过程的方程中，属于a衰变的是___________ ,属于B衰变的是________ ，属于裂变的是_______ ，属于聚变的是________ .（填正确答案标号）文档从网络中收集，已重新整理排版.word版本可编借•欢迎下载支持.A.%Ci7N+ZeB.初P-*：：S+_：eC.噩U YTh+SieD."7N+爼e-”80+：HE.电U+：n-習Xe+?Sr+2：nF.xH+m-*：He+on【解析】«衰变是一种元素衰变成另一种元素过程中释放出«粒子的现象，选项C 为«衰变；P衰变为衰变过程中释放出粒子的现象，选项A、B均为B衰变；重核裂变是质量较大的核变成质疑较小的核的过程，选项E是常见的一种裂变：聚变是两个较轻的核聚合成质量较大的核的过程，选项F是典型的核聚变过程.【答案】C AB E F5.某些建筑材料可产生放射性气体一一氯，轨可以发生u或B衰变，如果人长期生活在氯浓度过高的环境中，那么，氨经过人的呼吸道沉积在肺部，并放出大量的射线，从而危害人体健康.原来静止的氯核(予Rn)发生一次a衰变生成新核针(Po),并放出一个能量为氏=0.09 MeV的光子.已知放出的a粒子动能为£.=5. 55 MeV：忽略放出光子的动呈:，但考虑其能量;1 u=931.5 MeV/c5.(1)写岀衰变的核反应方程；(2)衰变过程中总的质量亏损为多少？(保留三位有效数字)【解析】⑴衰变方程为：V涵一许o+猥+丫.(2)忽略放出光子的动呈:，根据动量守恒左律，0=p”+g即新核针(Po)的动量与«粒子的动量大小相等，又E=訂,4可求出新核针(Po)的动能为"珂尹,由题意，质量亏损对应的能量以光子的能量和新核、«粒子动能形式出现，衰变时释放出的总能量为+故衰变过程中总的质呈:亏损是A zz?=O. 006 16 u・【答案】⑴专Rn-滸o+；He+Y(2)0. 006 16 u。