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1、第四章第四章 原子核原子核 第五节第五节 裂变和聚变裂变和聚变 A 级 抓基础级 抓基础 1重核裂变和轻核聚变是人们获得核能的两个途径下列说法中 正确的是 重核裂变和轻核聚变是人们获得核能的两个途径下列说法中 正确的是 ( ) A裂变过程质量增加，聚变过程质量亏损裂变过程质量增加，聚变过程质量亏损 B裂变过程质量亏损，聚变过程质量增加裂变过程质量亏损，聚变过程质量增加 C裂变过程和聚变过程都有质量增加裂变过程和聚变过程都有质量增加 D裂变过程和聚变过程都有质量亏损裂变过程和聚变过程都有质量亏损 解析：解析：裂变和聚变中都有核能的释放，由爱因斯坦质能方程裂变和聚变中都有核能的释放，由爱因斯坦质能
2、方程 E mc2可知均有质量亏损，故可知均有质量亏损，故 D 正确正确 答案：答案：D 2太阳辐射能量主要来自太阳内部的太阳辐射能量主要来自太阳内部的( ) A裂变反应裂变反应 B热核反应热核反应 C化学反应化学反应 D放射性衰变放射性衰变 解析：解析：太阳的能量来自于内部的核聚变，产生很高的能量，又称 为热核反应，故 太阳的能量来自于内部的核聚变，产生很高的能量，又称 为热核反应，故 B 正确正确 答案：答案：B 3(多选多选)人类通过链式反应利用核能的方式有人类通过链式反应利用核能的方式有( ) A利用可控制的快中子链式反应，制成原子弹利用可控制的快中子链式反应，制成原子弹 B利用不可控制
3、的快中子链式反应，制成原子弹利用不可控制的快中子链式反应，制成原子弹 C利用可控制的慢中子链式反应，建成原子反应堆利用可控制的慢中子链式反应，建成原子反应堆 D利用不可控制的慢中子链式反应，建成原子反应堆利用不可控制的慢中子链式反应，建成原子反应堆 解析：解析：原子弹爆炸时，铀块的体积大于临界体积，快中子直接被 铀核吸收，发生裂变反应，放出核能，链式反应速度不可控制，极短 的时间内释放出大量的核能；原子反应堆释放核能的速度是稳定的， 链式反应的速度可以控制，因此选项 原子弹爆炸时，铀块的体积大于临界体积，快中子直接被 铀核吸收，发生裂变反应，放出核能，链式反应速度不可控制，极短 的时间内释放出
4、大量的核能；原子反应堆释放核能的速度是稳定的， 链式反应的速度可以控制，因此选项 B、C 正确正确 答案：答案：BC 4下列核反应方程，属于裂变反应的是下列核反应方程，属于裂变反应的是( ) A.UTh He 2 23 38 89 92 22 23 34 49 90 04 4 2 2 B.U nBa Kr3 n 2 23 359 92 21 1 0 01 14 44 45 56 68 89 93 36 61 1 0 0 C. P Si e 3 30 01 15 53 30 01 14 40 0 1 1 D. Be He C n 9 9 4 44 4 2 21 12 2 6 61 1 0 0 解
5、析：解析：A 选项是选项是 衰变，衰变，B 选项是裂变反应，选项是裂变反应，C 选项是放射性元 素的衰变， 选项是放射性元 素的衰变， D 选项是查德威克发现中子的人工转变方程， 故选项是查德威克发现中子的人工转变方程， 故 B 正确，正确， A、 C、D 错错 答案：答案：B 5下列说法正确的是下列说法正确的是( ) A. N H C He 是是 衰变方程衰变方程 15 71 112 64 2 B. H H He 是核聚变反应方程是核聚变反应方程 1 12 13 2 C.UTh He 是核裂变反应方程是核裂变反应方程 23892234904 2 D. He Al P n 是核聚变反应方程是核
6、聚变反应方程 4 2271330151 0 解析：解析：衰变是自发地进行的，不需其它粒子轰击，衰变是自发地进行的，不需其它粒子轰击，A 错误；错误；B 中的反应为轻核聚变反应方程，中的反应为轻核聚变反应方程， B 正确 ；正确 ； C 中是中是 衰变方程，衰变方程， C 错误 ；错误 ； D 中的反应方程为原子核人工转变方程，中的反应方程为原子核人工转变方程，D 错误错误 答案：答案：B B 级 提能力级 提能力 6(多选多选)2017 年年 11 月月 17 日， “中国核潜艇之父”日， “中国核潜艇之父”黄旭华获黄旭华获 评全国道德模范颁奖典礼上，习总书记为他“让座”的场景感人肺 腑下列有
7、关核反应的说法错误的是 评全国道德模范颁奖典礼上，习总书记为他“让座”的场景感人肺 腑下列有关核反应的说法错误的是 ( ) A目前核潜艇是利用重核裂变提供动力目前核潜艇是利用重核裂变提供动力 B重核裂变反应前后一定有质量亏损重核裂变反应前后一定有质量亏损 C.U nU Srd n 式中式中 d1 235921 01405494381 0 D铀核裂变后的新核比铀核的比结合能小铀核裂变后的新核比铀核的比结合能小 解析：解析：目前核潜艇是利用重核裂变提供动力，选项目前核潜艇是利用重核裂变提供动力，选项 A 正确；重核 裂变要释放核能，则反应前后一定有质量亏损，选项 正确；重核 裂变要释放核能，则反应
8、前后一定有质量亏损，选项 B 正确；根据质 量数和电荷数守恒可知，该核反应中的 正确；根据质 量数和电荷数守恒可知，该核反应中的 d2，选项，选项 C 错误；铀核不如 裂变后生成的新核稳定，可知铀核的比结合能比裂变后生成的新核的 比结合能小，选项 错误；铀核不如 裂变后生成的新核稳定，可知铀核的比结合能比裂变后生成的新核的 比结合能小，选项 D 错误错误 答案：答案：CD 7 (多选多选)月球土壤里大量存在着一种叫作 “氦月球土壤里大量存在着一种叫作 “氦 3”的化学元素，”的化学元素， (He) 这是热核聚变的重要原料科学家初步估计月球上至少有这是热核聚变的重要原料科学家初步估计月球上至少有
9、 100 万吨氦万吨氦 3， 如果相关技术开发成功， 将可为地球带来取之不尽的能源 关于 “氦， 如果相关技术开发成功， 将可为地球带来取之不尽的能源 关于 “氦 3”与氘核的聚变，下列说法中正确的是”与氘核的聚变，下列说法中正确的是( ) (He) A核反应方程为核反应方程为 He H He H 3 22 14 21 1 B核反应生成物的质量将大于反应物质量核反应生成物的质量将大于反应物质量 C氦氦 3一个核子的结合能大于氦一个核子的结合能大于氦 4一个核子的结合能一个核子的结合能 (He)(He) D氦氦 3的原子核与一个氘核发生聚变将放出能量的原子核与一个氘核发生聚变将放出能量 (He)
10、 解析：解析： He 和和 H 的核聚变的方程为的核聚变的方程为 He H He H，同时释，同时释 3 22 13 22 14 21 1 放大量的能量，故放大量的能量，故 A 正确；由于核反应的过程中释放大量的能量，根 据爱因斯坦质能方程 正确；由于核反应的过程中释放大量的能量，根 据爱因斯坦质能方程Emc2，可知生成物的质量小于反应物的质 量，故 ，可知生成物的质量小于反应物的质 量，故 B 错误；质量中等的核的平均结合能最大，故使重核裂变为两 个质量中等的核或使轻核聚变，都可使核更为稳定并放出能量，故一 错误；质量中等的核的平均结合能最大，故使重核裂变为两 个质量中等的核或使轻核聚变，都
11、可使核更为稳定并放出能量，故一 个生成物核子的结合能大于一个反应物的核子的结合能，故个生成物核子的结合能大于一个反应物的核子的结合能，故 C 错误； 由于质量中等的核的平均结合能最大，故使重核裂变为两个质量中等 的核或使轻核聚变，都可使核更为稳定并放出能量，故 错误； 由于质量中等的核的平均结合能最大，故使重核裂变为两个质量中等 的核或使轻核聚变，都可使核更为稳定并放出能量，故 D 正确正确 答案：答案：AD 8一个原来静止的锂核一个原来静止的锂核( Li)俘获一个速度为俘获一个速度为 7.7104 m/s 的中子的中子 6 6 3 3 后，生成一个氚核和一个氦核，已知氚核的速度大小为后，生成
12、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 ， 方向与中子的运动方向相反 (1)试写出核反应方程；试写出核反应方程； (2)求出氦核的速度大小；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，求这个核反应释放出的能量 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，求这个核反应释放出的能量(已知氘核质量为已知氘核质量为 mD2.014 102 u，氚核质量为，氚核质量为 mT3.016 050 u，氦核质量，氦核质量 mHe4.002 603 u，中 子质量 ，中 子质量 mn1
13、.008 665 u，1 u1.660 610 27 kg) 解析：解析：(1) Li n H He. 6 6 3 31 1 0 03 3 1 14 4 2 2 (2)取中子的运动方向为正方向，由动量守恒定律得取中子的运动方向为正方向，由动量守恒定律得 mnv0mTv1mHev2， v2 m/s m mn nv v0 0m mT Tv v1 1 m mH He e 1 1 7 7. .7 7 1 10 04 43 1.0 103 3 4 4 2104 m/s. (3)质量亏损为质量亏损为 mmDmTmHemn(2.014 1023.016 0504.002 603 1.008 665) u0.018 884 u3.13610 29 kg 根据爱因斯坦质能方程根据爱因斯坦质能方程 Emc23.13610 29 (3108)2 J2.8210 12 J. 答案：答案：(1) Li n H He (2)2104 m/s 6 6 3 31 1 0 03 3 1 14 4 2 2 (3)2.8210 12 J