重庆第一中学高中物理选修三第五章《原子核》测试卷(包含答案解析)

一、选择题
1．(0分)[ID ：130921]下列说法正确的是（ ） A ．
238234
9290U Th X →+中X 为电子，核反应类型为β衰变 B ．2
3
4
112H+H He+Y →中Y 为中子，核反应类型为人工核转变
C ．235113690
9205438U+n Xe+Sr+K →，其中K 为10个中子，核反应类型为重核裂变 D ．14
417
728N+He O+Z →，其中Z 为氢核，核反应类型为轻核聚变 2．(0分)[ID ：130920]下列说法中不正确的是( ) A ．2341
1120H+H He+n →是聚变 B ．235114094192054380U+n Xe+Sr+2n →是裂变 C ．
226222498962Ra Rn+He →是α衰变
D ．24
24
1112-1Na Mg+e →是裂变
3．(0分)[ID ：130916]关于天然放射性，下列说法正确的是（ ） A ．所有元素都可能发生衰变
B ．α、β和γ三种射线，γ射线的穿透力最强
C ．放射性元素的半衰期与外界的温度有关
D ．放射性元素与别的元素形成化合物时就没有放射性
4．(0分)[ID ：130903]质子、中子和氘核的质量分别为m 1、m 2和m 3。

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 ．123()m m m c ＋－ B ．123()m m m c －－ C ．2
123()m m m c ＋－
D ．2
123()m m m c －－
5．(0分)[ID ：130876]下列说法中正确的是（ ）
A ．结合能越大的原子核越稳定
B ．某放射性元素经12天有
7
8
的原子核发生了衰变，该元素的半衰期为4天 C ．氢原子从较低能级跃迁到较高能级时，电势能减小 D ．β衰变所释放的电子是原子核外电子电离所形成的
6．(0分)[ID ：130875]在匀强磁场里有一个原来静止的放射性碳14，它所放射的粒子与反冲核X 的径迹是两个相切的圆．圆的直径比为7∶1，碳14的衰变方程是( ) A ．14
4
10
624C He X →+ B ．14115
606C e X -→+ C ．14
14
617C e X -→+
D ．14
2
12615
C H X →+
7．(0分)[ID ：130870]本题用大写字母代表原子核，E 经α衰变边长F ，再经β衰变变成G ，再经α衰变成为H ，上述系列衰变可记为下式：E F G β
α
α
→→→H ；另一系列衰变如下：P Q R S β
β
α
→→→，已知P 是F 的同位素，则下列判断正确的是( )
A．Q是G的同位素，R是H的同位素B．R是G的同位素，S是H的同位素C．R是E的同位素，S是F的同位素D．Q是E的同位素，R是F的同位素
8．(0分)[ID：130869]238
92U变成206
82
Pb要经过m次衰变、n次衰变，中子数减少的个数为
q，则（）
A．m=8，n=6，q=32
B．m=6，n=8，q=32
C．m=8，n=6，q=22
D．m=6，n=8，q=22
9．(0分)[ID：130864]下列说法正确的是（）
A．较小比结合能的原子核不稳定，容易发生裂变
B．放射性元素的半衰期跟原子所处的化学状态无关，但与外部条件有关
C．某种频率的紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应，若增大该种紫外线照射的强度，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能并不改变
D．根据玻尔的原子理论，氢原子的核外电子由能量较高的定态轨道跃迁到能量较低的定态轨道时，会辐射一定频率的光子，同时核外电子的动能变小
10．(0分)[ID：130862]钍核232
90
Th经过6次α衰变和4次β衰变后变成铅核，则
A．铅核的符号为208
82Pb，它比232
90
Th少8个中子
B．铅核的符号为204
78Pb，它比232
90
Th少16个中子
C．铅核的符号为208
82Pb，它比232
90
Th少16个中子
D．铅核的符号为220
78Pb，它比232
90
Th少12个中子
11．(0分)[ID：130949]下列四幅图涉及到不同的物理知识，图甲为圆板衍射条纹，图乙为共振曲线，图丙为三种射线在磁场中的运动轨迹图，图丁为核反应堆示意图。

关于这四幅图，下列说法正确的是（）
A．图甲：该衍射条纹可以说明光具有粒子性
B．图乙：该曲线表明物体做受迫振动的振幅随驱动力频率的增大而一直减小
C．图丙：根据射线的偏转方向可知容器上方区域可能存在垂直纸面向外的磁场
D．图丁：镉棒吸收中子的能力很强，因此可通过调节镉棒的插入深度来控制反应速度12．(0分)[ID：130940]下列叙述中符合物理史实的是（）
A．汤姆生发现电子，从而提出了原子核式结构学说
B．爱因斯坦提出的光子说圆满的解释了光电效应现象
C ．贝克勒尔通过对天然放射性现象的研究，发现了原子核中含有质子
D ．麦克斯韦提出了电磁场理论，并用实验证实了电磁波的存在
二、填空题
13．(0分)[ID ：131039]能源危机是一个全球性的共同问题。

科学家们正在积极探索核能的开发与和平利用，其中可控热核反应向人类展示了诱人的前景。

热核反应比相同数量的核子发生裂变反应释放的能量要大好几倍，同时所造成的污染也要轻得多，而且可用于热核反应的氘（21H ）在海水中的总含量非常丰富，所以一旦可控热核反应能够达到实用，便可解决人类所面临的能源危机问题。

(1)热核反应中的一种反应是1个氘核和1个氚核（31H ）聚变为1个氦核（4
2He ），请完成这个核反应方程式：2
3
4
112H H He +→+______＋能量。

(2)若氘核的质量为2.0141u ，氚核的质量为3.0161u ，中子的质量为1.0087u ，氮核的质量为4.0026u 。

其中u 是原子质量单位，已知1u 相当于931 MeV 的能量。

则上述核反应过程中释放的能量为______MeV 。

（保留三位有效数字）
14．(0分)[ID ：131006]辽宁红沿河核电站位于瓦房店市东岗镇，是中国首次一次性同意4台百万千瓦级核电机组标准化、规模化建设的核电项目，是东北地区第一个核电站。

如图所示，1号机组2013年2月17日15时09分并网成功。

核电站将_____________能最终转化为电能。

核电站一台发电功率为106kW 的核电机组每天能发_____________kW•h （一天按24h 计算）。

15．(0分)[ID ：131001]随着现代科学的发展，大量的科学发展促进了人们对原子、原子核的认识，下列有关原子、原子核的叙述正确的是_______________．（填选项前的编号） ①卢瑟福α粒子散射实验说明原子核内部具有复杂的结构 ②天然放射现象标明原子核内部有电子 ③轻核骤变反应方程有：2
3
6
1
1220H H He n +→+
④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
16．(0分)[ID ：130993]1919年卢瑟福通过如图所示的实验装置，第一次完成了原子核的人工转变，并由此发现什么__________？图中A 为放射源发出的什么粒子__________？B 为什么气_______？完成该实验的下列核反应方程?______________
17．(0分)[ID ：130982]钍232经过6次α衰变和4次β衰变后变成一种稳定的元素，这种元素的原子量为_________，核电荷数为__________．
18．(0分)[ID ：130970]已知一个氢原子的质量为1.6736×2710-kg ，一个锂原子的质量为11.6505×2710-kg ，一个氦原子的质量为6.6467×2710-kg ，一个锂核受到一个质子轰击变为2个α粒子，则核反应方程为__________________；该核反应释放的核能为__________J （结果保留3位有效数字）
19．(0分)[ID ：130955]在β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由大水槽和探测器组成的实验系统，利用中微子与水中11H 的核反应，间接地证实了中微子的存在。

(1)中微子与水中的11H 发生核反应，产生中子（10n ）和正电子（0
1e ），即：中微子＋
11
H →10n ＋0
1e ，可以判定，中微子的质量数和电荷数分别是___________。

(2)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（γ），即0
1e ＋0
1e -→2γ，已知正电子和电子的质量都为9.1×10-31kg ，反应中产生的每个光子的能量约为___________J 。

正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子，原因是什么__________________？
20．(0分)[ID ：130954]核电站的核心是原子核反应堆，核燃料（如铀）释放出大量的核能，是和平利用核能的重要途径。

我国的核电事业发展迅速，已经建成几座核电站，其中广东大亚湾核电站每年发电量约1010kW?h ，其中70%的电力供应香港，30%的电力供应广东电网。

据专家估计，通过核能发电，使得广东和香港两地每年减少燃煤消耗
9 4. 010kg ⨯。

核能作为一种新型能源有着广阔的前景。

（1）原子核是由___________组成的。

在反应堆中，核燃料（如铀）发生______________释出大量的核能。

（2）已知煤的热值72.910J/kg ⨯，则9 4. 010kg ⨯煤完全燃烧时放出的热量是多少_____？
（3）向大气中排放过量的二氧化碳等温室气体是造成“温室效应”的主要原因，大亚湾核电站与同等供电量的火力发电站相比，每年将少排放二氧化碳排放99.910kg ⨯，已知通常情况下二氧化碳气体的密度为31.98kg/m .则这些气体通常情况下的体积约为多少______？ （4）设火力发电站在单位时间内产生的电能为E ，它在这段时间内所消耗的燃料完全燃烧产生的热量为Q ，则火力发电站的效率100%E
Q
η=
⨯根据上述资料，可估算出通常的火力
发电站的效率约为多少______？
三、解答题
21．(0分)[ID ：131151]原子核的衰变过程遵守一系列的守恒定律，如电荷数守恒、质量数守恒、动量守恒和能量守恒等，利用磁场研究原子核衰变是一种常用的方法，可以研究各种基本粒子的性质。

现有一个在匀强磁场中原来速度几乎为0的放射性原子核W 衰变为两个粒子A 和B ，衰变后粒子A 和B 运动速度方向和磁场方向垂直，粒子A 和B 分别做匀速圆周运动。

已知粒子A 和B 的电荷数之比与质量数之比分别为q A ：q B ＝1：45，m A ：m B ＝2：117。

已知该衰变过程中的质量亏损为△m ，光速为c ，设该衰变过程释放的核能都转化为粒子的动能。

求：
(1)粒子A 和B 做匀速圆周运动的半径之比； (2)粒子A 的动能E kA 。

22．(0分)[ID ：131101]铀235和铀238的裂变情况有何不同？ 23．(0分)[ID ：131098]某核电站，一天要消耗0.53kg
23592
U 。

设每个铀核裂变时放出200
MeV 的能量核电站的效率为20%，求这座核电站的发电功率。

24．(0分)[ID ：131087]托卡马克（Tokamak ）是依据等离子体约束位形而建立的磁约束聚变装置，由加热场线圈，极向线圈和纵场线圈组成。

极向线圈可提供如图1装置中竖直方向的匀强磁场，纵场线圈起加速离子作用。

图2为装置简化后俯视图，内径R 1=2m ，外径R 2=5m ，S 为一截面，S 1为其同一直径另一端截面。

已知元电荷为191.610e -=⨯C ，质子中子质量均为271.610-⨯kg 。

(1)写出氘核和氚核结合成氦核42He 的核反应式。

已知氘核的质量为2.0136u ，氚核的质量3.0161u ，中子的质量为1.0087u ，He 核的质量为4.0026u ，计算释放出多少核能；（质量亏损为1u 时，释放的能量为931.5MeV 。

）
(2)若从S 垂直截面方向射入氘核21H ，求到达S 1的最大速度与垂直磁感应强度B 的关系
式；
(3)关闭加热场线圈和纵场线圈电流，保留极向线圈的电流，已知极向线圈产生的总磁感应强度B =kI ，k 为比例系数，I 为线圈中的电流大小，所有粒子均被约束在纵场区内，粒子一旦接触环形真空壁即被吸收导走。

若垂直于截面S ，速度均为7210m /s v =⨯的氘核和氚核在截面S 1处有重叠，求极向线圈中电流大小范围。

25．(0分)[ID ：131077]一个静止的铀核（23892U ）衰变为钍核（23490Th ）时释放出一个粒子
X 。

（1）写出核反应方程（标上质量数和电荷数）；
（2）若衰变后钍核的速度大小为v 0，求粒子X 的速度大小；
（3）已知铀核的质量为3.853131×10-25kg ，钍核的质量为3.786567×10-25kg ，粒子X 的质量为6.64672×10-27kg ，光速c =3×108m/s 。

则衰变过程中释放的能量是多少焦耳（结果保留两位有效数字）？
26．(0分)[ID ：131061]氢4是氢的一种同位素，在实验室里，用氘核（21H ）轰击静止的氚
核（31H ）生成氢4的原子核（41H ）。

已知2
1H 、4
1H 的质量分别为m l 、m 2，速度大小分
别为v l 、v 2，方向相同：
①请写出合成4
1H 的核反应方程式，并求出反应后生成的另一粒子的动量大小p ； ②氘原子的能级与氢原子类似，已知其基态的能量为E 1，量子数为n 的激发态能量
1
2n E E n
，普朗克常量为h 。

则氘原子从n =3跃迁到n =1的过程中，辐射光子的频率ν为多少？
【参考答案】
2016-2017年度第*次考试试卷 参考答案
**科目模拟测试
一、选择题
1．C
2．D
3．B
4．C
5．B
6．C
7．C
8．C
9．C
10．C
11．D
12．B
二、填空题
13．6
14．核
15．③
16．质子α氮【解析】
17．208；82；【解析】设衰变后的元素为M质量数为y核电荷数为x衰变方程为：质量数：232=y+6×4得y=208；核电荷数：90=x+2×6-4得x=82
18．
19．0和082×10-14产生一个光子违反动量守恒定律
20．质子和中子核裂31
三、解答题
21．
22． 23． 24． 25． 26．
2016-2017年度第*次考试试卷 参考解析
【参考解析】
**科目模拟测试
一、选择题 1．C 解析：C
A ．根据核反应过程质量数和核电荷数守恒得
238234
492
902e U Th H →+
即X 为α粒子，核反应类型为α衰变，故A 错误；
B ．2341
1120H +H He +n →，所以Y 为中子，核反应类型为轻核聚变，故B 错误； C ．2351136901
92054380U+n Xe+Sr+10n →，所以K 为10个中子，核反应类型为重核裂变，故C 正确；
D ．14
4
17
1
7281N+He O+H →，所以Z 为氢核，是人工核反应方程，不是轻核聚变，故D 错误。

故选C 。

2．D
解析：D
A ．2341
1120H H He n +→+是两个轻核聚变为中核的核反应，属于轻核聚变，故A 正确，A 不合题意；
B ．2351140941
92054380U n Xe Sr 2n +→++是重核在中子的轰击下变成两个中核，同时再生成中子
继续反应，属于重核裂变，B 项正确，B 项不合题意； C ．
2262224
88
862Ra Rn He →+是Ra 不稳定自发的衰变，生成物有氦核，属于α衰变，故C 项
正确，C 项不合题意；
D ．24240
11121Na Mg e -→+是Na 不稳定自发的衰变，生成物有电子，属于
β衰变，故D 项错误，D 项符合题意。

故选D 。

3．B
解析：B
A ．有些原子核不稳定，可以自发地衰变，但不是所有元素都可能发生衰变，A 错误；
B ．α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透能力最强，α射线的穿透能力最弱，B 正确； CD ．放射性元素的半衰期由原子本身的性质决定的，与所处的物理、化学状态无关，因此无论是单质还是化合物，无论是高温还是低温，半衰期都不会发生变化，CD 错误。

故选B 。

4．C
解析：C 由质能方程：
2E mc ∆∆＝
其中：
123m m m m ∆＝＋－
可得：
2123()E m m m c ∆＝＋－
选项C 正确，ABD 错误。

故选C 。

5．B
解析：B
A ．比结合能越大的，原子核越稳定，故A 错误；
B ．经3个半衰期有
7
8
的原子核发生了衰变，该元素的半衰期为4天，故B 正确； C ．氢原子从较低能级跃迁到较高能级时，电子的轨道半径增大，电场力做负功，电势能增大，故C 错误；
D ．β衰变所释放的电子是原子核内中子衰变成一个质子和一个电子，把电子放出形成的，故D 错误． 故选B ．
6．C
解析：C 因mv
r qB
=
，由动量守恒可知，放出的粒子和反冲核满足1122m v m v =，所以
11122212217·1
r m v q B q r q B m v q ===，又因为两个粒子的速度方向相反，根据左手定则可知两个粒子的带电量电性相反，一正一负，可得14
14
617C e N -→+，故C 正确，ABD 错误； 故选C ． 【点睛】
静止的放射性碳14，它所放射的粒子与反冲核，系统动量守恒，结合带电粒子在匀强磁场中的半径公式，求出放射的两粒子的电量比，再根据左手定则确定电荷的电性，从而根据电荷数守恒、质量数守恒选出正确的核反应方程式
7．C
解析：C 【解析】
α衰变使电荷数少2，新原子在元素周期表中位置前移2位；β衰变使电荷数多1，新原
子在元素周期表中位置后移1位．由P Q R S β
β
α
→→→，可得P 是S 的同位素，又P 是F 的同位素，即P 、F 、S 为同位素；E 经α衰变成为F ，R 经α衰变成为S ，则E 、R 是同位素；F 经β衰变成为G ，P 经β衰变成为Q ，则G 、Q 也是同位素，C 正确．
8．C
解析：C 【解析】
试题分析：α衰变电荷数少2，质量数少4，β衰变电荷数多1，质量数不变．根据该规律判断衰变的次数．抓住质量数等于中子数与质子数之和求出中子数减少的个数．
根据电荷数守恒、质量数守恒知，432210m m n =-=，
，解86m n ==，；因为电荷数少10，即质子数少10，质量数少32，则中子数少22，即q=22，C 正确．
9．C
解析：C
A ．比结合能越大，原子核中核子结合的越牢固，原子核越稳定；而比结合能越小，原子核越不稳定，但不是发生裂变的，故A 错误；
B ．放射性元素的半衰期跟原子所处的化学状态无关，与外部条件也无关，故B 错误；
C ．紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应，根据光电效应方程
0k E hv W =-
可知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不变，故C 正确；
D ．能级跃迁时，由于高能级轨道半径较大，速度较小，电势能较大，故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，故D 错误； 故C 正确。

【点睛】
光电效应中最大初动能与入射频率有关，掌握氢原子跃迁能量是不连续的，轨道是不连续
的，辐射光子后，动能增大，电势能减小，相反吸收光子后，动能减小，电势能增加，知道半衰期由原子核自身性质决定。

10．C
解析：C
经过1次α衰变电荷数少2，质量数少4，经过1次β衰变，电荷数增1，质量数不变；则钍核232
90Th 经过6次α衰变和4次β衰变后电荷数少8，质量数少24，为208
82Pb ，质量数
等于质子数加中子数，则中子数少16，故C 正确，ABD 错误；
故选C 。

11．D
解析：D
A ．衍射是波的特有现象，光的衍射说明光具有波动性，故A 错误；
B ．该曲线表明物体做受迫振动的振幅随驱动力频率的增大而先增大后减小，故B 错误；
C ．根据射线的偏转方向结合左手定则可知容器上方区域可能存在垂直纸面向里的磁场，故C 错误；
D ．镉棒吸收中子的能力很强，因此可通过调节镉棒的插入深度来控制中子的数量从而控制核反应速度，故D 正确。

故选D 。

12．B
解析：B
A ．卢瑟福提出了原子的核式结构学说，A 错误；
B ．爱因斯坦提出的光子说圆满的解释了光电效应现象，B 正确；
C ．卢瑟福第一次发现了原子核中含有质子，错误；
D ．赫兹证实了电磁波的存在，D 错误。

故选B 。

二、填空题
13．6
解析：1
0n 6
[1]根据核反过程质量数，电荷数守恒定律可得，这个核反应方程式为
2
3411120H H He n +→+ [2]根据爱因斯坦质能方程计算得
()931MeV=2.0141u 3.0161u 4.0026u 1.0087u 931MeV=17.6MeV E m ∆=∆⨯+--⨯。

14．核
解析：核 72.410⨯
[1] 核电站主要是依靠可控的核裂变，将核能最终转化为电能的；
[2] 一台核电机组一天的发电量：610W Pt ==kW×24h=72.410⨯kW•h 。

15．③
解析：③
卢瑟福通过α粒子散射实验提出原子核式结构模型，天然放射现象说明原子核内部具有复杂的结构，故①②错误．轻核聚变方程电荷数守恒、质量数守恒．故③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能级大，由公式hc
E λ=，可知，前者跃迁辐射出的光子波长比后者的短，故④错误；故选③
点睛：解决本题的关键理解物理学史，以及掌握核反应的方程的规则，注意理解天然放射与α粒子散射实验的现象的意义．
16．质子α氮【解析】
解析：质子 α 氮 144171
7281N He O+H +→
【解析】
[1][2][3]．卢瑟福第一次用α粒子轰击氮核完成了原子核的人工转变并发现了质子，因此图中的A 为放射源发出的α粒子，B 为氮气；
[4]．该核反应方程为：1441717281N He O+H +→
【点睛】
要了解卢瑟福发现质子并实现原子核人工转变核反应方程以及实验装置中各部分的作用，注意书写核反应方程的原则是质量数和电荷数守恒． 17．208；82；【解析】设衰变后的元素为M 质量数为y 核电荷数为x 衰变方程为：质量数：232=y+6×4得y=208；核电荷数：90=x+2×6-4得x=82 解析：208； 82；
【解析】
设衰变后的元素为M ，质量数为y ，核电荷数为x ，衰变方程为：
232
9064y x Th M αβ→++．质量数：232=y+6×4，得y=208；核电荷数：90=x+2×6-4，得x=82
18．
1
74132H+Li 2He → 122.7610-⨯
[1]由核反应过程中质量数守恒和电荷数守恒可得核反应方程为
1
74
132H+Li 2He →
[2]根据质能方程
2E mc ∆=
可得释放的核能为
278212(1.673611.65052 6.6467)10(310)J 2.7610J E --∆=+-⨯⨯⨯⨯≈⨯19．0和
082×10-14产生一个光子违反动量守恒定律
解析：0和0 8.2×10-14 产生一个光子违反动量守恒定律。

(1)[1]发生核反应前后，粒子的质量数和电荷数均不变，据此可知中微子的质量数和电荷数
都是0。

(2)[2]产生能量是由于质量亏损。

两个电子转变为两个光子之后，质量变为零，则ΔE=Δmc 2，故一个光子的能量为2E ∆，代入数据得148.210J 2
E -∆=⨯。

[3]正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体，故系统总动量为零，故只有产生2个光子，此过程才遵循动量守恒定律，即产生一个光子违反动量守恒定律。

20．质子和中子核裂31
解析：质子和中子 核裂 171.1610J ⨯ 93510m ⨯ 31%
（1）[1][2]．原子核是由质子和中子组成的。

在反应堆中，核燃料（如铀）发生核裂变反应释出大量的核能。

（2）[3]．4.0×109kg 煤完全燃烧时放出的热量是：
Q=mq =4.0×109kg×2.9×107J/kg=1.16×1017 J 。

（3）[4]．据m V
ρ=可得 9
3939.910m 510m 1.98m
V ρ⨯===⨯ （4）[5]．核电站每年发电量约1010kW•h ，即
W =1010×3.6×106 J=3.6×1016 J
火力发电站的效率
16
173.610100%100%31%1.1610
E Q η⨯=⨯=⨯≈⨯
三、解答题
21．
(1)45：1；(2)117119
△mc 2 (1)根据洛伦兹力提供向心力可得
qvB ＝m 2
v R
得
R ＝mv qB
根据动量守恒定律可得，二者的动量大小相等，所以
A B R R ＝B A
q q ＝45：1 (2)由动能和动量的关系
E k ＝2
2p m
得
kA kB E E ＝B A
m m 衰变后总动能
E k ＝∆mc 2＝E kA +E kB
所以
kA k
E E ＝B A B m m m +＝117119△mc 2 22．
见解析。

能量较小的慢中子被铀235俘获产生裂变的可能性特别大；如果被铀238俘获却不能裂变或极小可能裂变。

所以产生链式反应须提炼出铀235。

23．
8110W ⨯
0.53kg 含有的铀原子个数
3
23240.5310 6.0210 1.3610235
A A m N nN N M ⨯===⨯⨯=⨯个 每个铀核裂变时放出200MeV 的能量，那么0.53kg 铀235裂变后释放的能量
E =1.36×1024×200×106×1.6×10-19=4.35×1013J
因核电站的效率为20%，因此核电站一天的发电量
W =20%×4.35×1013J=8.7×1012J
则这座核电站的发电功率为
12
88.710W 110W 243600
W P t ⨯===⨯⨯24． (1)23411120H+H He+n →，17.14MeV ；(2)82.510v B =⨯；(3)21,155I k k ⎡⎤∈⎢
⎥⎣⎦
A (1) 氘核和氚核结合成氦核4
2He 的核反应式
2
341
1120H+H He+n → Δm =2.0136＋3.0161-1.0087-4.0026u =0.0184u
反应释放核能
ΔE=0.0184×931.5M eV=17.14MeV
(2)粒子在磁场中运动时
2
v Bqv m r
= 2mv r R Bq
==
可得
82.510v B =⨯
(3)记氘核半径为r 1，氚核半径为r 2
2132
r r = ()21212r r R R -<-
2222r R <
可得
12m<3m r <
1122r R >
可得
21155B ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦
，T 由于
B=kI
可得
21155I k k ⎡⎤∈⎢⎥⎣
⎦，A 25．
（1）238
234
492902U He Th →+；（2）58.5v 0；（3）8.7×10-13J
（1）核反应方程
238
234
492902U He Th →+
（2）铀核衰变过程中动量守恒，若钍核的质量为234m ，根据上面的核反应方程，X 粒子的质量为4m ，根据动量守恒定律有
0=234mv 0-4mv
解得X 粒子的速度大小
v =58.5v 0
（3）根据已知条件，核反应过程的质量亏损
Δm =M 铀-M 钍-M X
解得
Δm =9.68×10-30kg
根据质能方程有
ΔE =Δmc 2
代入数据，解得
ΔE =8.7×10-13J
26．
①32411111H H H H +→+，1122p m v m v =-；②189E h
ν=-
①由质量数守恒与核电荷数守恒可知，核反应方程式为
3
2
411111H H H H +→+
核反应过程动量守恒，取2
1H 的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得
1122m v m v p =+
解得另一粒子的动量大小为1122p m v m v =- ②由波尔原子理论可知，氘原子跃迁过程中有 119E h E ν=- 解得光子的频率1
89E h ν=-。