1、3.5 核裂变1典型的铀核裂变是生成钡和氪，同时放出 x 个中子： Un BaKr xn，铀 235 质量为 m1，中子质量为 m2，钡 144 质量为 m3，氪 89 的质量为 m4，下列说法正确( )A. 该核反应类型属于人工转变B. 该反应放出能量 (m12 m2 m3 m4)c2C. x 的值是 2D. 该核反应比聚变反应对环境的污染少【答案】 B2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 a+b 可能是( )23511900Un2nabA. 1409356Xe+KrB. 2BaC. 1493568SD. 0r【答案】 D【解析】根据核反应的特点可知，核反应前后质
2、量数和电荷数都守恒，根据各选项中的数据可知，A 质量数和电荷数都不守恒，B 质量数不守恒，C 电荷数不守恒，只有 D 中质量数和电荷数都守恒，故 D 正确故选 D。点睛：本题考查了重核裂变前后质量数和电荷数都守恒，根据两个守恒仔细计算即可，属于基础题目3下列说法错误的是A. 铯 137 进行 衰变时，往往同时释放出 射线， 射线具有很强的穿透能力，甚至能穿透几厘米厚的铅板B. 光是电磁波的一种，它和 射线本质相同C. 中子被 吸收， 会裂变，发生链式反应，产生核能2359U2359D. 氢原子会辐射光子，形成氢光谱，它只包含有可见光、 紫外线，X【答案】 D【解析】A、铯 137 进行 衰变时
3、释放出 射线， 射线具有很强的穿透能力，甚至能穿透几厘米厚的铅板，故 A 正确；B、光和 射线本质相同，都是电磁波的一种，故 B 正确；C、 吸收中子后会裂变，发生链式反应，释放核能，故 C 正确；2359D. 氢原子光谱为不连续的明线光谱，自无线电波、微波、红外光、可见光、到紫外光区段都有可能有其谱线，故 D 错误。本题选择错误答案，故选： D。3有关近代物理知识，下列说法错误的是（ ）A. 若镭 Ra 的半衰期为 t 则经过 2t 时间，2 kg 的镭 Ra 中有 1.5kg 已经发生了衰变B. 铀核（ )衰变为铅核（ ）的过程中，要经过 8 次 衰变和 6 次 衰变C. 用 14 eV
4、的光子照射处于基态的氢原子，可使其电离D. 铀 235 的裂变方程可能为【答案】 D4质子、中子和氦原子核的质量分别为 m1、m 2 和 m3,当 2 个质子和 2 个中子结合为一个氦原子核时，释放的能量是。(c 表示真空中的光速）A. （ 2m1+2m2-m3)c B. （2m 1-2m2-m3)cC. （2m 1+2m2-m3)c2 D. （2m 1-2m2-m3)c2【答案】 C【解析】反映方程为 140Hne反应前总质量为 ，反应后总质量为 ，故根据质能方程可得释放处的能量为2m3，C 正确213Ecc5以下说法正确的是A. 紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应, 当增大紫外线的
5、照射强度时,从金属锌板表面逸出的光电子的最大初动能也增大B. 如果一个电子的德市罗意波长和一个中子的德布罗意波长相等，则它们的动量相等C. 现在很多手表的指针上涂有一种新型发光材料，白天外层电子吸收光子跃迁到高能级轨道，晚上向低能级轨道跃迁放出光子，其放出光子的波长一定吸收光子的波长相等D. 原子核的质量大于组成它的核子的质量之和，这个现象叫做质量亏损【答案】 B【解析】根据 Ekm=h-W，可知，光电子的最大初动能与入射光的频率成线性关系，与入射光的强度无关，故 A 错误；根据 可知，如果一个电子的德市罗意波长和一个中子的德布罗意波长相等，则它们的动量相等，选项 B 正确；原子由高能轨道向低
6、能级辐射光子时，不止放出一种波长的光子，所以不是跟吸收的光的波长完全一致，故 C 错误原子核的质量小于组成它的核子的质量之和，这个现象叫做质量亏损，故 D 错误；故选 B.6下列说法正确的是（ ）A. 在光电效应实验中，用同种频率的光照射不同的金属表面，从金属表面逸出的光电子最大初动能 越kE大，则这种金属的逸出功 越小0WB. 由玻尔理论可知，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要辐射一定频率的光子，同时电子的动能减小，电势能增大C. 氡原子核的半衰期为 3.8 天，4 个氡原子核经过 7.6 天一定只剩下 1 个未发生衰变D. 是聚变反应23518911903650UnKrBa3n
7、【答案】 A【解析】由光电效应方程 可知，用同种频率的光照射不同的金属表面，从金属表面逸出的光kmEh电子的最大初动能越大，则这种金属的逸出功越小，A 正确由玻尔理论可知，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，轨道半径减小，该过程中电场力做正功，所以电势能减小，同时辐射一定频率的光子，电子的动能增大，B 错误；半衰期具有统计规律对大量的原子核适用，对少量的原子核不适用，C错误该反应是裂变反应D 错误选 A.【点睛】用同种频率的光照射不同的金属表面，从金属表面逸出的光电子最大初动能 越大，则这种金属kE的逸出功 越小；根据玻尔理论分析；半衰期具有统计规律，对大量的原子核适用；重核在吸收一个
8、慢中0W子后分裂成两个中等质量的原子核的反应为裂变反应7下列说法中正确的是（ ）A. 根据爱因斯坦质能方程，物体具有的能量和它的质量之间存在着正比关系B. 核反应方程 属于裂变238234990UTh+HeC. 卢瑟福的 粒子散射实验揭示了原子核有复杂的结构D. 衰变中产生的 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【答案】 A【解析】根据爱因斯坦质能方程，物体具有的能量和它的质量之间存在着正比关系，选项 A 正确； 核反应方程 属于 衰变方程，选项 B 错误； 卢瑟福的 粒子散射实验揭示了原子的核式结构238234990h+e理论，选项 C 错误； 衰变中产生的 射线实际上是原子核
9、中的中子转化为质子时放出的电子而形成的，选项 D 错误；故选 A.8用著名的公式 E=mc2(c 是光速),可以计算核反应堆中为了产生一定的能量所需消耗的质量。下面的哪种说法是正确的( )A. 同样的公式 E=mc2 也可以用来计算一个手电筒发出一定能量光时所丢失的质量B. 公式 E=mc2 适用于核反应堆中的核能,不适用于电池中的化学能C. 只适用于计算核反应堆中为了产生一定的能量所需消耗的质量D. 公式 E=mc2 适用于任何类型的能量【答案】 AD【解析】公式 ，表明物体具有的能量与其质量成正比，能量增加，则质量增加，若核反应过程质Emc量减小，能量减小，则会释放能量，该公式可以计算一个
10、手电筒发出一定能量光时所丢失的质量，也可以计算电池中的化学能，故 A 正确 B 错误；公式 也可计算电池中的化学能损失的质量，适用于任何2Emc类型的能量，故 C 错误 D 正确9铀核裂变是核电站核能的重要来源，其一种裂变反应是 下列说法正确的有A. 上述裂变反应中伴随着中子放出B. 铀块体积对链式反应的发生无影响C. 铀核的链式反应可人工控制D. 铀核的半衰期会受到环境温度的影响【答案】 AC【解析】由核反应方程式可以看出该反应生成了 2 个中子，A 正确；铀块体积需达到临界体积才能发生链式反应，所以铀块体积对链式反应的发生有影响B 错误；铀核的链式反应可以通过控制棒进行人工控制，C 正确；
11、放射性物质的半衰期是元素本身的属性，与外界物理环境和化学环境均无关，D 错误故选 AC10北京时间 2010 年 12 月 27 日消息，在南极洲 8000 英尺的冰层下，巨型望远镜冰立方中微子望远镜的建设工作已经完成。冰立方中微子望远镜是建在南极的一个巨型望远镜，它的目的是发现以光速穿过地球的中微子，这是一种令人难以捉摸的牙原子粒子。在 衰变中常伴有一种称为中微子的粒子放出，中微子的性质十分特别，因此在实验中很难探测。1953 年，莱尼斯和柯文建造了一个有大水槽和探测器组成是实验系统，利用中微子与水中的 的核反应，间接地证实了中微子的存在。中微子与水中 发生核1H1H反应，产生中子和正电子，
12、即中微子 。下列说法正确的是01neA. 中微子的质量数和电荷数分别为 0 和 0B. 若上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体后，可以转变为两个光子，即 。已知正电子与电子的质量都为 9.110-31kg，则反应中产生的每个光子的能量约为01e216.410-14JC. 若上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体，则正电子与电子相遇后可能只转变为一个光子D. 具有相同动能的中子和正电子，中子的物质波的波长小于正电子的物质波波长【答案】 AD【解析】根据质量数守恒、电荷数守恒，知中微子的质量数和电荷数为 0 和 0，A 正确；根据爱因斯坦质能方
13、程知 ，解得光子能量 ，B 错误；相遇前总动量为零，相遇后2Emc2148.JmcE总动量也为零，故不可能转变为一个光子，C 错误； ，联立两式得，粒子的动量2kvPm，物质波的波长 ，由于中子和电子的动能相等，中子的质量大于电子的质量，2kP2Khp以中子的波长小于电子的波长，D 正确11一个中子和一个质子能结合成一个氘核，请写出该核反应方程式：_；已知中子的质量是 mn，质子的质量是 mp，氘核的质量是 mD，光在真空的速度为 c，氘核的结合能的表达式为_【答案】 (mn+mp-mD)c2【解析】核反应方程为： 氘核的结合能等于中子和质子结合成氘核释放的能量，根据质能方程知，E= （ mn
14、+mp-mD）c 212一个原来静止的锂核(Li)俘获一个速度为 7.7104m/s 的中子后，生成一个氚核和一个氦核，已知氚核的速度大小为 1.0103 m/s，方向与中子的运动方向相反计算结果保留两位有效数字。(1)试写出核反应方程；(2)求出氦核的速度大小；(3)若让一个氘核和一个氚核发生聚变时可产生一个氦核，同时放出一个中子，写出该核反应方程，并求这个核反应释放出的能量(已知氘核质量为 mD2.014102u，氚核质量为 mT3.016050u，氦核质量mHe4.002603u，中子质量 mn1.008665u，1u1.6606 1027 kg)【答案】 (1) LinHHe (2)2
15、.0 104m/s (3)2.81012 J【解析】根据质量数守恒和电荷数书写核反应方程；根据动量守恒定律求解氦核的速度；求出质量亏损，再根据爱因斯坦质能方程求解核反应释放出的能量。（1）核反应方程为： 6134302LiHe（2）取中子的运动方向为正方向，由动量守恒定律： ，代入数据解得： 012nTnvv。4.0/vms（3）质量亏损为： m mD mT mHe mn(2.0141023.0160504.0026031.008665) u0.018884u3.136 1029 kg根据爱因斯坦质能方程： E mc23.13610 29 (3108)2J2.81012 J.点睛：本题主要考查
16、了核反应方程，在反应过程中遵循能量守恒定律和动量守恒定律。13一个锂核( 73Li)受到一个质子 (11H)轰击变为 2 个 粒子( 42He)。已知质子的质量为 1.672610-27kg,锂原子的质量为 11.650510-27kg,一个 粒子的质量为 6.646710-27kg。(1)写出该核反应的方程。(2)该核反应释放的核能是多少?(真空中光速 c=3.0108m/s)【答案】 （1） （2 ）2.67310 -12J【解析】 （1）（2）E= mc2解得：E=(11.650 510-27kg+1.672 610-27kg-26.646 710-27kg)(3108m/s)2=2.6
17、7310-12J14用中子轰击 Li 发生核反应，生成氚核和 粒子，并放出 4.8 MeV 的能量(1 u 相当于 931.5 MeV 的能量)。(1)写出核反应方程；(2)求出质量亏损；(3)若中子和 Li 是以等值反向的动量相碰,则生成的氚核和 粒子的动能之比是多少?【答案】 （1） （2） （3）613430LinHe08.51kg:4【解析】 （1）核反应方程： 61340i（2）根据质能方程 2Emc可得： （或 8.3510-31kg）2.8.935mc（3）设 m1、m 2、V 1、V 2 分别为氦核和氚核的质量和速度根据动量守恒： 0所以 粒子和氚核的动能之比为： 2212 1
18、3:4vmE15裂变反应是目前核能利用中常用的反应，以原子核 为燃料的反应堆中，当 俘获一个慢中子后发生的裂变可以有多种方式。其中一种可表示为：反应前后原子核的静止质量分别为 mu = 235.0439u, mn = 1.0087u, mx = 138.9178u, ms = 93.9154u（以原子质量单位 u 为单位） ，已知 1u 的质量对应的能量为 MeV，求 ：（1）此裂变反应前后的质量亏损是多少？（2）释放出的能量是多少？【答案】 【解析】 （1）裂变反应前后的质量亏损是：m=（235.0439+1.0087-138.9178-93.9154-3 1.0087）=0.1937 u；
19、（2）根据爱因斯坦质能方程得：E=mc 2=0.19379.3102MeV=1.8102MeV16卢瑟福用 粒子轰击氮核发现质子，发现质子的核反应为： ，已知氮核质量141778NHeO为 mN=14.00753u，氧核的质量为 mO=17.00454u，氦核质量 mHe=4.00387u，质子（氢核）质量为mp=1.00815u。 （已知：1uc 2=931MeV，结果保留 2 位有效数字） .(1)求这一核反应是吸收能量还是放出能量的反应？相应的能量变化为多少？(2)若入射氦核以 v0=3107m/s 的速度沿两核中心连线方向轰击静止氮核，反应生成的氧核和质子同方向运动，且速度大小之比为 1:50，求氧核的速度大小。【答案】 (1)吸收能量 1.2MeV (2)v=1.8106m/s
