1、试卷第 1 页，总 3 页2017-2018 学年度教科版选修 3-5 3.5 核聚变 作业（4 ）1下列关于核反应的说法正确的是A. 是铀核的裂变238234990UTh+HeB. 是核聚变反应1120nC. 核反应 中的 X 是质子743315AlePD. 卢瑟福发现中子的核反应方程是： 4171280HeNOn2我国自行研制了可控热核反应实验装置“超导托卡马克” (英文名称：EAST ，称“ 人造太阳”)。设可控热核实验反应前氘核（ ）的质量为 m1，氚核（ ）的质量为21 31Hm2，反应后氦核（ ）的质量为 m3，中子（ ）的质量为 m4，已知光速为 c。下42e0n列说法中正确的是
2、A. 核反应放出的能量等于 (m1+m2 m3 m4 )c2B. 由核反应过程质量守恒可知 m1+m2= m3+m4C. 这种热核实验反应是 衰变D. 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相同3 3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。 这几种反应总的效果可以表示为 。由平衡条件可知（ ） 。2411206HkednA. k 1 d 4 B. k2 d2C. k1 d6 D. k2 d34下列说法正确的是（ ）A. 是 衰变2624886RaneB. 是聚变31120HC. 是衰变2549190538
3、02UXeSrnD. 是裂变420111NaMg5下列说法正确的是（ ）A. 由波尔理论的原子模型可以推知，氢原子处于激发态，量子数越大，核外电子动能越小B. 汤姆逊通过对阴极射线的研究发现了电子，并提出了原子核式结构学说C. 德布罗意指出微观粒子的动量越大，其对应的波长就越长D. 现已建成的核电站的能量均来自于核聚变6下列核反应方程及其表述中错误的是（ ）A. 是原子核的 衰变24240111NaMge试卷第 2 页，总 3 页B. 是原子核的 衰变32411HeeHC. 是原子核的人工转变4730215AlPnD. 是重核的裂变反应35924190360UKrBa7下列核反应中，表示核裂变
4、的是（ ）A. B. 23892U23490Th+42He 146C147N+01eC. D. 23592U+10n14156Ba+9236Kr+310n 94Be+42He126C+10n8一个氘核（ ）与氚核（ ）反应生成一个新核同时放出一个中子，并释放能量。21H 31H下列说法正确的是A. 该核反应为裂变反应B. 该新核的中子数为 2C. 氘核（ ）与氚核（ ）是两种不同元素的原子核21H 31HD. 若该核反应释放的核能为 E，真空中光速为 c，则反应过程中的质量亏损为Ec29下列说法中正确的是（ ）A. 卢瑟福依据大多数 粒子发生大角度散射提出了原子核式结构模型B. 处于基态的氢原
5、子吸收一个光子跃迁到激发态，再向低能级跃迁时辐射光子的频率一定不大于入射光子的频率C. 一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，可能因为这束光的强度太小D. 铀（ ）经过多次 衰变形成稳定的铅 的过程中，有 6 个中子转变成质子23592U 20682PbE. 两个质量较轻的原子核聚变形成一个中等质量的原子核要发生质量亏损10 19 世纪末 20 世纪初，科学家发现了放射性现象和同位素，引起了对原子构造的新探索，也包括对原子核结构的探索。下列关于原子核的说法正确的是( )A. 核力一定表现为吸引力B. 弱相互作用是引起原子核 衰变的原因C. 核反应前后，质量和电荷守恒D. 核反应堆中可以用石墨
6、、重水和普通水作为慢化剂11已知氘核质量为 2.0136u，中子质量为 1.0087u， 核的质量为 3.0150u.两个速32He率相等的氘核对心碰撞聚变成 并放出一个中子，释放的核能也全部转化为机械能.32He（质量亏损为 1u 时，释放的能量为 931.5MeV.除了计算质量亏损外， 的质量可32e以认为是中子的 3 倍.）（1）写出该核反应的反应方程式；（2）该核反应释放的核能是多少？（3）若测得反应后生成中子的动能是 3.12Mev，则反应前每个氘核的动能是多少试卷第 3 页，总 3 页Mev？12太阳中含有大量的氘核，氘核不断发生核反应放出核能，以光和热的形式向外辐射。已知两个氘核
7、发生核反应可以产生一个新核，并放出一个中子。该新核质量为3.0150u，氘核质量为 2.0136u，中子质量为 1.0087u，1u 的质量相当于 931.5MeV 的能量，则：(1)写出该核反应方程式(2)求核反应中释放的核能为多少 Mev（结果保留 3 位有效数字）(3)若两氘核以相等的动能 0.35MeV 进行对心碰撞，假设核能全部转化为机械能，求反应后新核的动能。 （结果保留 2 位有效数字）13北京时间 2016 年 12 月 10 日，由中国研制的热核聚变堆核心部件在国际上率先通过认证，这是中国对国际热核聚变实验堆项目的重大贡献国际热核聚变实验堆计划，目的是实现可以控制的核聚变反应
8、，探索利用核聚变能量的方式，其产生能量的原理和太阳发光发热的机理相似在同位素氘和氚聚变成一个氦核的过程中释放出能量（1）已知氘核、氚核、氦核、中子的质量分别为 m1、m2、m3、m4，普朗克常量为 h，真空中的光速为 c，写出该核反应中释放出的核能全部以 光子的形式释放，求辐射出的 光子的波长（2）若 m1=2.0141u、m2=3.0161u、m3=4.0026u 和 m4=1.0087u，1u 相当于 931.5MeV 的能量，求该反应释放出的能量（以 MeV 为单位，结果保留三位有效数字） 14已知氘核质量为 2.013 6 u，中子质量为 1.008 7 u， 的质量为 3.0150
9、u 32He。已知 1u 的质量相当于 931.5MeV 的能量。求（结果保留两位有效数字）：(1)写出两个氘核聚变成 的核反应方程；32He(2)计算上述核反应中释放的核能；(3)若两氘核以相等的动能 0.35Me做对心碰撞即可发生上述核反应，且释放的核能全部转化为机械能，则反应中生成的 和中子的动能各是多少?32e本卷由系统自动生成，请仔细校对后使用，答案仅供参考。答案第 1 页，总 4 页参考答案1 B【解析】 是衰变方程，选项 A 错误； 是核聚变238234990UTh+He2341120Hen反应，选项 B 正确；核反应 中的 X 质量数为 1，电荷数为零，则 X274301315
10、lP+是中子，选项 C 错误；卢瑟福发现质子的核反应方程是： ，选项47128eNOHD 错误；故选 B.2 A【解析】核反应过程中的质量亏损m=m 1+m2-m3-m4，释放的核能E= mc2=（m1+m2-m3-m4）c2，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+m2m3+m4，故 B 错误；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 CD 错误；故选 A.点睛：本题考查了核反应方程式、质能方程的应用、核反应的分类，核反应分为核聚变与核裂变，要注意它们的区别；本题难度不大，是一道基础题，熟练掌
11、握基础知识，即可正确解题3 B【解析】在核反应的过程由质量数守恒可得：62=4k+d+21；根据核电荷数守恒可得：61=2k+d联立两式解得：k=2，d=2故选 B.4 B【解析】该反应生成氦原子核，是 衰变，A 错误；聚变是质量轻的核结合成质量大的核，B 正确；裂变是质量较大的核分裂成较轻的几个核，该反应是裂变，C 错误；该反应生成电子，是 衰变，D 错误；选 B.【点睛】 衰变生成氦原子核，自发进行； 衰变生成电子，自发进行；聚变是质量轻的核结合成质量大的核，裂变是质量较大的核分裂成较轻的几个核5 A【解析】A、由玻尔的原子模型可以推知，氢原子处于激发态，量子数越大，轨道半径越大，根据 知
12、，电子的动能越小。故 A 正确；2kevmrB、汤姆逊通过对阴极射线的研究发现了电子，并提出了原子枣糕式结构学说，故 B 错误；C、依据德布罗意波长公式 =h/p，可知，微观粒子的动量越大，其对应的波长就越短，故C 错误；D、现已建成的核电站的能量均来自于核裂变，故 D 错误。故选：A。.6 B【解析】A 是 衰变方程，选项 A 正确；B 是轻核聚变方程，选项 B 错误；C 是原子核的人工转变方程，选项 C 正确；D 是重核的裂变反应，选项 D 正确；此题选项错误的选项，故选 B.本卷由系统自动生成，请仔细校对后使用，答案仅供参考。答案第 2 页，总 4 页7 C【解析】A 是 衰变方程；B
13、是 衰变方程；C 是重核裂变方程； D 是原子核的人工转变方程；故选 C.8 BD【解析】A. 一个氘核和一个氚核经过核反应后生成一个氦核和一个中子，是质量数小的原子核聚变生成质量数大的原子核的过程，属于轻核聚变。故 A 错误；B. 当一个氘核和一个氚核经过核反应后生成一个氦核和一个中子时,由质量数守恒和电荷数守恒可知,核反应方程是： .新核的中子数为 2，故 B 正确；21H+31H 42He+10nC. 氘核（ ）与氚核（ ）是同种元素，不同中子数的原子核，是同位素，故 C 错误；21H 31HD. 根据爱因斯坦质能方程E =mc2,因此核反应过程中的质量亏损为 ，故 D 正确；Ec2故选
14、：BD。点睛：氘核和氚核经过核反应后生成一个氦核和一个中子的反应的轻核的聚变；根据质量数守恒与电荷数守恒判断核反应方程；核反应中释放的能量E= mc2 以，可求亏损的质量。9 BDE【解析】卢瑟福依据少数 粒子发生大角度散射提出了原子核式结构模型，选项 A 错误；处于基态的氢原子吸收一个光子跃迁到激发态，再向低能级跃迁时辐射光子的频率一定不大于入射光子的频率，选项 B 正确；一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，可能因为这束光的频率太小，选项 C 错误；根据质量数和电荷数守恒知：238-206=48，发生 8次 衰变；92=82+28-6，发生 6 次 衰变， 衰变的实质即为中子转化为质子同
15、时释放电子，所以有 6 个中子转变成质子故 D 正确；两个质量较轻的原子核聚变形成一个中等质量的原子核要发生质量亏损，放出能量，选项 E 正确；故选 BDE.10 BD【解析】核力是短程力，在其作用范围内，随核子间距离的变化可以表现为引力也可以表现为斥力故 A 错误；弱相互作用是引起原子核 衰变的原因，选项 B 正确；核反应前后，质量数和电荷数守恒，选项 C 错误；核反应堆中可以用石墨、重水和普通水作为慢化剂，选项 D 正确；故选 BD.11 （1） （2）3.26Mev（3）0.45Mev【解析】 （1）由质量数与核电荷数守恒可知，核反应方程式： ；231120Hen（2 ）质量亏损为：m=
16、2.01362-（3.0150+1.0087 ）=0.0035u，释放的核能为：E=mc 2=931.50.0035Mev=3.26Mev；（3 ）设中子和核的质量分别为 m1、m 1，速度分别为 v1、v 2反应前每个氘核的动能是E0，反应后动能分别为 EK1=3.12MeV、E K2核反应过程系统动量守恒，以种子的速度方向为正方向，由动量守恒定律得：m 1v1-m2v2=0，由能量守恒定律得：2E 0+E=Ek1+Ek2，Ek1= m1v12，E k2= m2v22，解得：E 0=0.45 MeV；本卷由系统自动生成，请仔细校对后使用，答案仅供参考。答案第 3 页，总 4 页点睛：对于核反
17、应书写核反应方程要根据质量数和电荷数守恒的原则；原子核间的作用，要抓住微观粒子的碰撞相当于弹性碰撞，遵守两大守恒：动量守恒和能量守恒12 （ 1） （2 ）3.26MeV （3 ）0.99MeV231120Hen【解析】 （1）由质量数守恒和核电荷数守恒，写出核反应方程为： 231120Hen（2 ）反应过程中质量减少了： m=22.0136u-1.0087u-3.0150u=0.0035u反应过程中释放的核能E=0.0035931.5MeV=3.26MeV（3 ）设 核和 的动量分别为 P1 和 P2，由动量守恒定律得：0=P 1+P210n32He由此得 P1 和 P2 大小相等由动能和动
18、量关系 E= 及 核和 质量关系得：中子的动能 E1 是 核动能 E2 的2m310n32He3 倍，即 E1：E 2=3：1由能量守恒定律得：E 1+E2=E+20.35由以上可以算出：E 2=0.99MeV点睛：对于核反应书写核反应方程，要抓住微观粒子的碰撞，相当于弹性碰撞，遵守两大守恒：动量守恒和能量守恒13 （1） （2）17.6MeVh(m1+m2m3m4)c【解析】 （1）由电荷数守恒、质量数守恒得，核反应方程为： ，21H+31H42He+10n+由质能方程得释放的核能为：E ( m1+m2m3m4)c2，若此核能全部以光子形式释放，由E h 知 光子的波长为： c = h(m1
19、+m2m3m4)c（2）质量亏损为：m=m 1+m2-m3-m4=2.0141u+3.0161u-4.0026u-1.0087u=0.0189u，则释放的能量为：E=0.0189931.5MeV=17.6MeV点睛：本题考查了爱因斯坦质能方程的基本运用，知道反应前质量大于反应后的质量，结合质量亏损进行求解14 3.3Mev 1M 3M【解析】 （1）核反应方程式是： ；231120Hen（2）反应过程中质量减少了：m=22.0136u-1.0087u-3.0150u=0.0035u，反应过程中释放的核能E=0.0035931.5MeV=3.3MeV（3）设 核和 的动量分别为 P1和 P2，由动量守恒定律得：0=P 1+P2，由此得 P1和10n32eP2大小相等，由动能和动量关系 及 和 的质量关系得：中子的动能 En是Em10n32He核动能 EHe的 3 倍，即 En：E He=3：1，由能量守恒定律得：E He+En=E+2E K，32He解得中子的动能 En=3MeV， 的动能：E He=1MeV32He本卷由系统自动生成，请仔细校对后使用，答案仅供参考。答案第 4 页，总 4 页点睛：解决本题的关键知道在核反应过程中电荷数守恒、质量数守恒，以及掌握爱因斯坦质能方程，能够灵活运用动量守恒定律和能量守恒定律
