2017-2018学年高中物理粤教版选修3-5习题：第四章 第

第四章原子核
第五节裂变和聚变
A级抓基础
1．链式反应中，重核裂变时放出的可以使裂变不断进行下去的粒子是( )
A．质子B．中子
C．β粒子D．α粒子
解析：重核裂变时放出中子，中子再轰击其他重核发生新的重核裂变，形成链式反应，B 项正确．
答案：B
2．太阳辐射能量主要来自太阳内部的( )
A．裂变反应B．热核反应
C．化学反应D．放射性衰变
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B正确．答案：B
3．氢弹和原子弹各是根据什么原理制造的( )
A．都是根据重核裂变原理
B．都是根据轻核聚变原理
C．原子弹是根据轻核聚变原理，氢弹是根据重核裂变原理
D．原子弹是根据重核裂变原理，氢弹是根据轻核聚变原理
解析：氢弹是根据轻核聚变原理，原子弹是根据重核裂变原理，故选项D对．
答案：D
4．下列核反应方程，属于裂变反应的是( )
A.238 92U→234 90Th＋42He
B.235 92U＋10n→144 56Ba＋8936Kr＋310n
C.3015P→3014Si＋01e
D.94Be＋42He→12 6C＋10n
解析：A选项是α衰变，B选项是裂变反应，C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B正确，A、C、D错．
答案：B
5．下列说法正确的( )
A.234 90Th→234 91Pa＋X中的X是中子
B.14 7N＋42He→17 8O＋11H是α衰变
C.21H＋31H→42He＋10n是核聚变
D.8234Se→8236Kr＋20－1e是核裂变
解析：A：由质量数守恒和电荷数守恒知X是电子，故A错误；B：是发现质子的反应方程，α衰变生成的是氦原子核，故B错误；C：质量较轻的核聚变生成质量较大的核，故C正确；D：裂变是质量较大的核分裂成质量中等的核，这里是β衰变，故D错误．答案：C
B级提能力
6．(多选)我国科学家研制“两弹”所涉及的基本核反应有：
(1)235 92U＋10n→9038Sr＋136 54Xe＋k10n
(2)21H＋31H→42He＋d10n
关于这两个方程的下列说法，正确的是( )
A．方程(1)属于α衰变
B．方程(2)属于轻核聚变
C．方程(1)中k＝10，方程(2)中d＝1
D．方程(1)中k＝6，方程(2)中d＝1
解析：方程(1)应属于重核裂变而不是α衰变，选项A错误；方程(2)为轻核聚变，选项B正确；核反应前后质量数守恒、核电荷数守恒，方程(1)中：235＋1＝90＋136＋k×1，解得k＝10，方程(2)中：2＋3＝4＋d×1，解得d＝1，选项C正确，D错误．
答案：BC
7．中国最新一代“人造太阳”实验装置，于2006年9月28日在合肥成功放电，这是世界首个投入运行的全超导非圆截面核聚变实验装置．“人造太阳”以探索无限而清洁的核聚变能源为目标，由于它和太阳产生能量的原理相同，都是热核聚变反应，所以被外界称为“人造太阳”．你认为“人造太阳”中所涉及的核反应方程是( )
A.235 92U＋10n→9038Sr＋136 54Xe＋1010n
B.14 7N＋42He→17 8O＋11H
C.21H＋31H→42He＋10n
D.238 92U→234 90Th＋42He
解析：聚变反应是质量较轻的核聚变生成质量较大的核，由题目知C正确．
答案：C
8．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
1
1H＋12
6C→
13
7N＋
Q1，11H＋15 7N→12 6C＋X＋Q2
方程中Q1、Q2表示释放的能量，相关的原子核质量见下表：
以下推断正确的是( )
A．X是32He，Q2>Q1B．X是42He，Q2>Q1
C．X是32He，Q2<Q1D．X是42He，Q2<Q1
解析：根据核反应中质量数与电荷数守恒容易求得新核X的质量数为4、电荷数为2，即X是42He；根据表中提供的数据，可以求得第2个核反应的质量亏损大，根据爱因斯坦质能方程必然有Q1<Q2.
答案：B
9．一个原来静止的锂核(63Li)俘获一个速度为7.7×104 m/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1.0×103 m/s，方向与中子的运动方向相反．
(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，求这个核反应释放出的能量(已知氘核质量为m D＝2.014 102 u，氚核质量为m T＝3.016 050 u，氦核质量m He＝4.002 603 u，中子质量m n＝1.008 665 u，1 u＝1.660 6×10－27 kg)．解析：(1)63Li＋10n→31H＋42He.
(2)取中子的运动方向为正方向，由动量守恒定律得
m n v0＝－m T v1＋m He v2，
v2＝m n v0＋m T v1
m He
＝
1×7.7×104＋3×1.0×103
4
m/s＝
2×104 m/s.
(3)质量亏损为
Δm＝m D＋m T－m He－m n＝(2.014 102＋3.016 050－4.002 603－1.008 665) u＝0.018 884 u≈3.136×10－29 kg
根据爱因斯坦质能方程
ΔE＝Δmc2＝3.136×10－29×(3×108)2 J≈2.82×10－12 J.
答案：(1)63Li＋10n→31H＋42He (2)2×104 m/s
(3)2.82×10－12 J。