若生成1kg的氦核释放多少核能一般步骤写出核反应方程
2.核衰变与核反应方程
例2.三个原子核X、Y、Z，X核放出一个正电子后
变为Y核，Y核与质子发生核反应后生成Z核并放出 一 个 氦 核 （ He ） 。 则 下 面 说 法 中 正 确 的 是 （ CD ）
（A）X核比Z核多一个质子
（B）X核比Z核少一个中子
（C）X核的质量数比Z核的质量数大3
（D）X核与Z核的总电荷是Y核电荷的2倍
2
5.衰变规律是对大量原子组成的放射性样品 而言的,是一种统计规律.不适用于少量原子 核.对某个原子核或少量原子核来讲无意义.
6.单位时间内放射性元素衰变的数量与放射 性元素的量成正比.医用放射性元素要求半 衰期短.
例1.由原子核的衰变规律可知( C ) A.放射性元素一次衰变可同时产生α射 线和β射线. B.放射性元素发生β衰变,新核的化学性 质不变. C.放射性元素衰变的速率跟它所处的状 态无关. D.放射性元素发生正电子衰变时,新核质 量数不变,核电荷数增加1.
A.该核发生的是α衰变 a
B.该核发生的是β衰变
b
C.磁场方向一定是垂直纸面向里
D.磁场方向向里还是向外不能判定
222 86
Rn
衰变成
218 84
Po
的过程放出的粒子是
（ B）
A．0.25g，a粒子 B．0.75g，a粒子 C．0.25g，β粒子 D．0.75g，β粒子
例6.根据有关放射性知识可知，下列说法正 确的是： ( B ) A．氡的半衰期为3.8天，若取4个氡核，经过 7.6天就只剩下一个氡原子核了 B．β衰变所释放的电子是原子核中的中子转 化为质子和电子所产生的
E/--0e00V..8554
3
-1.51
2
-3.40
D．γ射线
核能的计算方法
核能的计算方法一、利用爱因斯坦的质能方程即△E=mc 2计算核能。
计算时一要注意不能用质量数代替质量来计算用这种方法计算；二要注意公式△E=mc 2中Δm 的单位是千克（kg ），ΔE 的单位是焦耳（J ）。
例1.氘核（21Ｈ）和氚核（31Ｈ）聚合成氦核（42He ）的反应方程如下：21Ｈ＋31Ｈ→42He+10n.设氘核质量为m 1，氚核质量为m 2，氦核质量为m 3，中子质量为m 4，则反应过程中释放的能量为（）A.（m 1＋m 2－m 3）c 2B.（m 1＋m 2－m 4）c 2C.（m 1＋m 2－m 3-m 4）c 2 Ｄ.（m 3＋m 4－m 1－m 2）c 2 例2. 一个铀核衰变为钍核时释放出一个α粒子，已知铀核的质量为kg 2510853131.3-⨯，钍核的质量为kg 2510786567.3-⨯，α粒子的质量为kg 271064672.6-⨯，求出此过程中释放出的能量。
（结果保留二位有效数字）。
解析：此衰变过程前后的质量亏损为kgm 302725251068.9)1064672.610786567.3(10853131.3----⨯=⨯+⨯-⨯=∆故由爱因斯坦的质能方程可得JJ mc E 1328302107.8)103(1068.9--⨯=⨯⨯⨯=∆=∆例3.如下一系列核反应是在恒星内部发生的，P+126C→137N 137N→136C+e++γP+136C→147NP+147N→158O 158O→157N+e++γP+157N→126C+α其中P为质子，α为α粒子，e+为正电子，γ为一种中微子.已知质子的质量为m p=1.672648×10-27kg，α粒子的质量为mα=6.644929×10-27 kg，正电子的质量为m e=9.11×10-31 kg，中微子的质量可忽略不计.真空中的光速c=3.00×108m/s.试计算该系列核反应完成后释放的能量.命题意图：考查质能方程及能量守恒的理解应用能力.属B级要求.错解分析：（1）由于核反应较多，少数考生在合并反应方程时发生错误.（2）部分考生由于数字计算出错而失分.解题方法与技巧：为求出系列反应后释放的能量，可将题中所给的诸核反应方程左右两侧分别相加，消去两侧相同的项，系列反应最终等效为4P→α+2e++2γ设反应后释放的能量为Q，根据质能关系和能量守恒得4m p c2=mαc2+2m e c2+Q代入数值可得Q=3.95×10-12J二、根据1原子质量单位u的质量相当于931.5MeV能量计算核能。
2021年高中物理选修三第五章《原子核》(答案解析)
一、选择题1．下列有关原子、原子核的说法中正确的是（ ） A ．天然放射现象说明原子核内部有电子B ．卢瑟福用α粒子散射实验证明了原子核内存在中子C ．平均结合能越大，原子核中的核子结合得越牢固，原子核越稳定D ．放射性元素的半衰期与外界压强和温度有关，与原子的化学状态无关2．贝可勒尔在120 年前首先发现了天然放射现象，如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用。
下列属于核聚变的是（ ）A ．23411120H H He n +→+ B ．427301213130He Al P n +→+ C ．14140671C N e -→+D ．2351131103192053390U n I Y 2n +→++3．下面关于结合能和比结合能的说法中，正确的有（ ） A ．原子核拆解成核子放出的能量称为结合能B ．比结合能越大的原子核越稳定，因此它的结合能也一定越大C ．重核与中等质量原子核相比较，重核的结合能和比结合能都大D ．中等质量原子核的结合能和比结合能均比轻核的要大 4．下列关于原子和原子核的说法正确的是（ ）A ．卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出了原子核是由质子和中子组成的B ．23892U （铀)衰变为23491Pa （镤)要经过1次α衰变和2次β衰变C ．质子与中子结合成氘核的过程中发生质量亏损并释放能量D ．β射线是原子核外电子挣脱原子核的束缚后而形成的电子流5．太阳内部持续不断地发生着4个质子（11H ）聚变为1个氦核（42He ）的热核反应，核反应方程是14124H He+2X →，这个核反应释放出大量核能。
已知质子、氦核、X 的质量分别为m 1、m 2、m 3，真空中的光速为c 。
下列说法中正确的是（ ）A ．方程中的X 表示中子()10nB ．方程中的X 表示电子()0-1eC ．这个核反应中质量亏损12342m m m m ∆=--D ．这个核反应中释放的核能()2134E m m c ∆=-6．下列说法正确的是（ ）A ．23892U 衰变为22286Rn 要经过4次α衰变和2次β衰变B ．衰变中产生的β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C ．查德威克发现了中子，并第一次实现了人工合成放射性同位素D ．汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子，并准确测出了电子的电荷量 7．下列说法中正确的是（ ）A ．机械波和光有波动性，实物粒子不具有波动性B ．用弧光灯发出紫外线照射锌板并发生光电效应后，锌板带正电C ．由于核聚变需要很高的环境温度，21H 和31H 发生聚变过程中是需要从外界吸收能量的 D ．构成物体的质量是守恒不变的8．现有核电站是利用核能发电，对于缓解能源危机起到了重要作用。
核原子能量计算公式
核原子能量计算公式核原子能量是指原子核内部的能量，它是由核力作用在原子核内部的质子和中子之间产生的。
核原子能量的计算公式是一个重要的物理学公式，它可以用来计算核反应中释放或吸收的能量。
本文将介绍核原子能量计算公式的推导过程和应用。
核原子能量的计算公式可以由质能方程推导而来。
质能方程是由爱因斯坦在1905年提出的，它表明了物体的质量和能量之间的等价关系。
质能方程的数学表达式为E=mc^2，其中E表示能量，m表示物体的质量，c表示光速。
根据质能方程，当物体的质量发生变化时，其能量也会发生变化。
在核反应中，原子核的质量会发生变化，从而释放或吸收能量。
核原子能量的计算公式可以表示为ΔE=Δmc^2，其中ΔE表示能量的变化量，Δm表示质量的变化量，c表示光速。
根据这个公式，当原子核发生核反应时，其质量会发生变化，从而释放或吸收能量。
这个公式可以用来计算核反应中释放或吸收的能量。
核原子能量的计算公式还可以进一步推导为E=mc^2，其中E表示能量，m表示物体的质量，c表示光速。
这个公式表明了物体的质量和能量之间的等价关系。
当物体的质量发生变化时，其能量也会发生变化。
在核反应中，原子核的质量会发生变化，从而释放或吸收能量。
这个公式可以用来计算核反应中释放或吸收的能量。
核原子能量的计算公式可以应用于核能源的生产和利用。
核能源是一种清洁、高效的能源，它可以用来发电、驱动舰船和潜艇、治疗癌症等。
核能源的产生和利用都离不开核反应，而核反应中释放或吸收的能量可以由核原子能量计算公式来计算。
通过这个公式，我们可以更好地理解核反应中的能量变化，从而更好地利用核能源。
除了应用于核能源的生产和利用，核原子能量计算公式还可以应用于核武器的设计和制造。
核武器是一种极具破坏力的武器，它的爆炸威力来自于核反应中释放的能量。
核原子能量计算公式可以用来计算核武器的爆炸威力，从而指导核武器的设计和制造。
通过这个公式，我们可以更好地理解核武器的爆炸原理，从而更好地控制核武器的威力。
有关核能计算的几种方法
有关核能计算的几种方法作者：申仁智来源：《物理教学探讨》2007年第22期核能的计算是原子物理的重要方面和高考的热点问题，有关其计算的几种方法，现归纳如下：1 根据质量亏损计算步骤如下：①根据核反应方程，计算核反应前和核反应后的质量亏损△m。
②根据爱因斯坦质能方程E=mc2或△E=△mc2计算核能。
③注意：计算过程中△m的单位是千克，△E的单位是焦耳。
例1 一个铀核衰变为钍核时释放出一个α粒子，已知铀核的质量为3.853131×10-25kg,钍核的质量为3.786567×10-25kg，α粒子的质量为6.64672×10-27kg。
在这个衰变过程中释放的能量等于__________J。
(保留两位有效数字)解析由题设条件求出质量亏损△m为△m=mu-mTh-mα=9.7×10-30kg,根据质能方程△E=△mc2求出释放的能量为△E=△mc2=9.7×10-30×(3×108) 2=8.7×10-13J2 利用原子质量单位u和电子伏特计算①明确原子质量单位和电子伏特间的关系因1u=1.6606×10-27kg,E=mc2=1.6606×10-27×(3×108)2=1.494×10-10J,1eV=1.6×10-19J,E=931.5MeV②根据1原子质量单位(u)相当于931.5MeV能量,用核子结合成原子核时质量亏损的原子质量单位乘以931.5MeV,即△E=△m 931.5MeV③注意：上式中,△m的单位是u,△E单位是MeV。
例2 已知氮核质量MN=14.00753u,氧17核的质量为M0=17.00454u,氦核质量MHe=4.00387u,氢核质量为MH=1.00815u。
试判断:147N+ 42He →178 O这一核反应吸收能量还是放出能量? 能量变化为多少?解析反应前总质量MN + MHe=18.01140u,反应后总质量MO + MH =18.01269u,可以看出: 反应后总质量增加,故该反应是吸收能量的反应。
《常考题》人教版高中物理选修3-第5章解答题专项经典练习(含答案解析)
一、解答题1．太阳的能量来自下述反应：四个质子聚变成一个α粒子，同时发射两个正电子和两个没有质量的中微子。
已知氢气燃烧时与氧气化合成水，每形成一个水分子释放的能量为6.2eV 。
若想产生相当于太阳上1kg 的氢核聚变成α粒子所释放的能量，需燃烧多少千克氢气？α粒子质量 4.0026u a m =，质子质量p 1.00783u m =，电子质量45.4810ue m -=⨯（u 为原子质量单位）。
解析：62.0810kg ⨯根据题目所给的信息可得太阳的聚变反应为1411024H He 2e →+可见1kg 氢核可发生聚变的次数n 为p14n m =由爱因斯坦的质能方程，可知每发生一次聚变所释放的能量E ∆为()22p e a 42E mc m m m c ∆=∆=--1kg 氢核聚变可产生的能量E 聚为2p p(42)4e a m m m c E E n m --==∆聚而燃烧氢气的化学方程式为222 2H O 2H O +可见每形成1个水分子需燃烧1个氢分子，而每生成1个水分子所释放的能量E 燃为19196.2 1.6109.9210(J)E --=⨯⨯=⨯燃那么要得到E 聚的能量（即1kg 的氢核聚变成α粒子所释放的能量）需燃烧的氢分子个数N 为p e 2p (42)4a m m m E N c E m E ⨯--==聚燃燃解得6p e 2() 2.0810kg m N m m =+=⨯氢2．某些建筑材料可产生放射性气体一一氡，氡可以发生α或β衰变，如果人长期生活在氢浓度过高的环境中，氢经过人的呼吸道沉积在肺部，并放出大量的射线，从而危害人体健康。
原来静止的氡核（33386Rn ）发生一次α衰变生成新核钋（O P ），并放出一个能量为00.05MeV E =的γ光子。
已知放出的α粒子动能为0.05MeV E α=；忽略放出光子的动量，但考虑其能量2lu=931.5MeV/c 。
(1)写出衰变的核反应方程； (2)求新核钋（0P ）的动能；(3)衰变过程中总的质量亏损为多少？（保留三位有效数字）解析：(1)22221848684O 2Rn P +He+γ→；(2)00.0835MeV P E =；(3)0.00011 m u ∆=（1）衰变的核反应方程22221848684O 2Rn P +He+γ→（2）忽略放出光子动量，根据动量守恒定律得：0P αP P =即新核动量大小与α粒子动量大小相等，又根据2k 2p E m= 可求出新核0P 动能为0P α4218E E =得0P 0.00092MeV E =（3）由题意0P 0a E E E E ∆=++根据2E mc ∆=∆得0.00011 m u ∆=3．一个中子（10n ）和一个质子（11H ）结合成氘核时要放出2.22MeV 的能量，这些能量以γ光子的形式辐射出来。
核能的计算方法
核能的计算方法一、利用爱因斯坦的质能方程即△E=mc 2计算核能。
计算时一要注意不能用质量数代替质量来计算用这种方法计算；二要注意公式△E=mc 2中Δm 的单位是千克（kg ），ΔE 的单位是焦耳（J ）。
例1.氘核（21Ｈ）和氚核（31Ｈ）聚合成氦核（42He ）的反应方程如下：21Ｈ＋31Ｈ→42He+10n.设氘核质量为m 1，氚核质量为m 2，氦核质量为m 3，中子质量为m 4，则反应过程中释放的能量为（）A.（m 1＋m 2－m 3）c 2B.（m 1＋m 2－m 4）c 2C.（m 1＋m 2－m 3-m 4）c 2 Ｄ.（m 3＋m 4－m 1－m 2）c 2 例2. 一个铀核衰变为钍核时释放出一个α粒子，已知铀核的质量为kg 2510853131.3-⨯，钍核的质量为kg 2510786567.3-⨯，α粒子的质量为kg 271064672.6-⨯，求出此过程中释放出的能量。
（结果保留二位有效数字）。
解析：此衰变过程前后的质量亏损为kgm 302725251068.9)1064672.610786567.3(10853131.3----⨯=⨯+⨯-⨯=∆故由爱因斯坦的质能方程可得JJ mc E 1328302107.8)103(1068.9--⨯=⨯⨯⨯=∆=∆例3.如下一系列核反应是在恒星内部发生的，P+126C→137N 137N→136C+e++γP+136C→147NP+147N→158O 158O→157N+e++γP+157N→126C+α其中P为质子，α为α粒子，e+为正电子，γ为一种中微子.已知质子的质量为m p=1.672648×10-27kg，α粒子的质量为mα=6.644929×10-27 kg，正电子的质量为m e=9.11×10-31 kg，中微子的质量可忽略不计.真空中的光速c=3.00×108m/s.试计算该系列核反应完成后释放的能量.命题意图：考查质能方程及能量守恒的理解应用能力.属B级要求.错解分析：（1）由于核反应较多，少数考生在合并反应方程时发生错误.（2）部分考生由于数字计算出错而失分.解题方法与技巧：为求出系列反应后释放的能量，可将题中所给的诸核反应方程左右两侧分别相加，消去两侧相同的项，系列反应最终等效为4P→α+2e++2γ设反应后释放的能量为Q，根据质能关系和能量守恒得4m p c2=mαc2+2m e c2+Q代入数值可得Q=3.95×10-12J二、根据1原子质量单位u的质量相当于931.5MeV能量计算核能。
高三物理一轮复习资料【爱因斯坦质能方程 核能的计算】
高三物理一轮复习资料【爱因斯坦质能方程核能的计算】 [考点分析]1．命题特点：本考点常考核反应方程的书写、分类及核能的计算问题，多以选择题的形式出现，若与动量守恒定律或能量守恒定律相交汇，也可以以计算题的形式出现，难度中等偏上．2．思想方法：结论法、模型法等．[知能必备]1．核反应方程的书写(1)核反应过程一般不可逆，所以核反应方程中用“→”表示方向而不能用等号代替．(2)核反应方程遵循质量数守恒、电荷数守恒，但核反应前后的总质量一般会发生变化(质量亏损)且释放出核能．(3)核反应的生成物一定要以实验为基础，不能只依据两个守恒规律凭空杜撰出生成物来写核反应方程．2．核能的理解与计算(1)比结合能越大，原子核结合的越牢固．(2)到目前为止，核能发电还只停留在利用裂变核能发电．(3)核能的计算方法：①根据爱因斯坦质能方程，用核反应的质量亏损的千克数乘以真空中光速c的平方，即ΔE＝Δmc2(J)．②根据1原子质量单位(u)相当于931.5兆电子伏(MeV)能量，用核反应的质量亏损的原子质量单位数乘以931.5 MeV，即ΔE＝Δm×931.5(MeV)．③如果核反应时释放的核能是以动能形式呈现，则核反应过程中系统动能的增量即为释放的核能．[真题再练]1． (多选)下列核反应方程中，X1、X2、X3、X4代表α粒子的有()A.21H＋21H→10n＋X1B．21H＋31H→10n＋X2C.235 92U＋10n→144 56Ba＋8936Kr＋3X3D.10n＋63Li→31H＋X4解析：BD A错：21H＋21H→10n＋32He.B对：21H＋31H→10n＋42He.C 错：235 92U ＋10n →144 56Ba ＋8936Kr ＋310n. D 对：10n ＋63Li →31H ＋42He.2．氘核21H 可通过一系列聚变反应释放能量，其总效果可用反应式621H →242He ＋211H ＋210n ＋43.15 MeV 表示．海水中富含氘，已知1 kg 海水中含有氘核约为1.0×1022个．若全都发生聚变反应，其释放的能量与质量为M 的标准煤燃烧时释放的热量相等；已知1 kg 标准煤燃烧释放的热量约为2.9×107 J,1 MeV ＝1.6×10－13J ，则M 约为( )A ．40 kgB ．100 kgC ．400 kgD ．1 000 kg解析：C 根据核反应方程式，6个氘核聚变反应可释放出43.15 MeV 的能量，1 kg 海水中的氘核反应释放的能量为E ＝1.0×10226×43.15 MeV ≈7.19×1022 MeV ≈1.15×1010 J ，则相当于标准煤的质量为M ＝1.15×10102.9×107kg ≈400 kg.3． (多选)太阳辐射的总功率约为4×1026 W ，其辐射的能量来自于聚变反应．在聚变反应中，一个质量为 1 876.1 MeV/c 2(c 为真空中的光速)的氘核(21H)和一个质量为2 809.5MeV/c 2的氚核(31H)结合为一个质量为3 728.4 MeV/c 2的氦核(42He)，并放出一个X 粒子，同时释放大约17.6 MeV 的能量．下列说法正确的是( )A ．X 粒子是质子B ．X 粒子的质量为939.6 MeV/c 2C ．太阳每秒因为辐射损失的质量约为4.4×109 kgD ．太阳每秒因为辐射损失的质量约为17.6 MeV/c 2解析：BC 该聚变反应方程为21H ＋31H →42He ＋10n ，X 为中子，A 项错误；根据题意可知该反应的质量亏损为Δm ＝ΔEc 2＝17.6 MeV/c 2，则X 粒子的质量为(1 876.1＋2 809.5－3 728.4－17.6)MeV/c 2＝939.6 MeV/c 2，故B 项正确；太阳每秒辐射能量ΔE ＝P Δt ＝4×1026 J ，由质能方程知Δm ＝ΔEc 2，故每秒辐射损失的质量Δm ＝4×1026(3×108)2 Kg ≈4.4×109 kg ，C 项正确；因为ΔE ＝4×1026 J ＝4×10261.6×10－19eV ＝2.5×1045 eV ＝2.5×1039 MeV ，则太阳每秒因为辐射损失的质量为Δm ＝Ec2＝2.5×1039 MeV/c 2，D 项错误．解答有关核反应方程问题的技巧1．熟记常见基本粒子的符号——是正确书写核反应方程的基础．如质子(11H)、中子(10 n)、α粒子(42He)、β粒子(0－1e)、正电子(01e)、氘核(21H)、氚核(31H)等．2．熟悉核反应的四种基本类型——衰变、人工转变、裂变和聚变．3．掌握核反应方程遵守的规律——是正确书写核反应方程或判断某个核反应方程是否正确的依据，所以要理解并应用好质量数守恒和电荷数守恒的规律．4．明白核反应过程是不可逆的——核反应方程只能用箭头连接并表示反应方向，不能用等号连接．[精选模拟]视角1：核反应方程1．我国自主研发制造的国际热核聚变核心部件在国际上率先通过权威机构认证，这是我国对国际热核聚变项目的重大贡献．下列核反应方程中属于聚变反应的是()A.21H＋31H→42He＋10nB.14 7N＋42He→17 8O＋11HC.42He＋2713Al→3015P＋10nD.235 92U＋10n→144 56Ba＋8936Kr＋310n解析：A A项反应是聚变反应；B和C项反应是原子核的人工转变方程；D项反应是重核裂变反应；故选A.2．下列说法正确的是()A．在衰变方程239 94Pu→X＋42He＋γ中，X原子核的质量数是234B．核泄漏事故污染物137Cs能够产生对人体有害的辐射，其核反应方程为137 55Cs→137 56Ba ＋X，可以判断X为正电子C．放射性物质131I的衰变方程为131 53I→131 54Xe＋X，X为中子D．某人工转变的核反应方程为42He＋2713Al→3015P＋X，其中X为中子解析：D根据质量数守恒可得，X原子核的质量数A＝239－4＝235，A错误；根据质量数守恒和电荷数守恒知，137 55Cs→137 56Ba＋X中的X为电子，B错误；131 53I→131 54Xe＋X中，根据衰变过程中质量数和电荷数守恒可知，X为β粒子，C错误；人工转变的核反应方程为42He＋2713Al→3015P＋X，由质量数和电荷数守恒可知，X为中子，D正确．视角2：比结合能的理解3．(多选)原子核的比结合能随质量数的变化图象如图所示，根据该曲线，下列判断正确的是( )A ．中等质量核的比结合能大，这些核较稳定B.21H 核比63Li 核更稳定C.235 92U 核裂变成两个中等质量的核时释放能量 D.8936Kr 核的比结合能比23592U 核的大解析：ACD 由题图可知，中等质量的原子核的比结合能最大，所以中等质量的原子核最稳定，故A 正确．由题图可知21H 核离中等质量的原子核更远，故21H 核比63Li 核更不稳定，故B 错误；重核裂变成中等质量的核，有质量亏损，释放能量，故C 正确；由题图可知，8936Kr 核的比结合能比235 92U 核的大，故D 正确．视角3：核能的计算4．(多选)核电站中采用反应堆使重核裂变，将释放出的巨大能量转换成电能．反应堆中一种可能的核反应方程式是235 92U ＋10n →143 60Nd ＋9040Zr ＋x ＋y ，设U 核质量为m 1，中子质量为m 2，Nd 核质量为m 3，Zr 核质量为m 4，x 质量为m 5，y 质量为m 6，那么，在所给的核反应中( )A ．x 可能是321H ，y 可能是11－1e B ．x 可能是310n ，y 可能是8 0－1eC ．释放的核能为(m 1＋m 2－m 3－m 4－m 5－m 6)c 2D ．释放的核能为(m 3＋m 4＋m 5＋m 6－m 1－m 2)c 2解析：BC 根据质量数和电荷数守恒，若x 是321H ，y 是11 0－1e ，则质量数不守恒，若x 是310n ，y 是8 0－1e ，则满足质量数和电荷数守恒，故A 错误、B 正确；根据能量转化可知反应前的质量大于反应后的质量，因为反应时一部分质量转化为能量释放出去了，故C 正确、D 错误．5．(多选)太阳能量的来源是轻核的聚变，太阳中存在的主要元素是氢，核聚变反应可以看作是4个氢核(11H)结合成1个氦核同时放出2个正电子．下表中列出了部分粒子的质量⎝⎛⎭⎫取1 u ＝16×10－26 kgA．核反应方程为411H→42He＋201eB．4个氢核结合成1个氦核时的质量亏损约为0.026 6 kgC．4个氢核结合成1个氦核时的质量亏损约为4.43×10－29 kgD．聚变反应过程中释放的能量约为4.0×10－12 J解析：ACD由核反应的质量数守恒及电荷数守恒得411H→42He＋201e，故A正确．反应中的质量亏损为Δm＝4m p－mα－2m e＝(4×1.007 3－4.001 5－2×0.000 55)u＝0.026 6 u＝4.43×10－29kg，故C正确，B错误．由质能方程得ΔE＝Δmc2＝4.43×10－29×(3×108)2 J≈4.0×10－12 J，故D正确．。
核反应四种类型的比较及核能的计算
核反应四种类型的比较及核能的计算一、核反应的四种类型核反应类型分四种，核反应的方程特点各有不同．衰变方程的左边只有一个原子核，右边出现α或β粒子；聚变方程的左边是两个轻核反应，右边是中等原子核；裂变方程的左边是重核与中子反应，右边是程中都遵循质量数和电荷数守恒以及能量守恒．1、衰变衰变是原子核自发地放出某种粒子而转变为新核的变化．放射性元素在衰变时会放出三种不同的射线，它们是α射线、β射线、γ射线．这三种射线具有不同的本质和特点：⑴α射线，速度约为1/10光速的氦核流，贯穿能力很弱，在空气中只能飞行几厘米或穿过一张薄纸，但电离作用很强．⑵β射线，速度约为十分之几光速的电子流，贯穿能力较强，能穿过几毫米的铝板，电离作用较弱．⑶γ射线，波长极短的电磁波，贯穿能力最强，能穿过几厘米厚的铅板，但电离作用很弱．一个原子核一次只能产生一种衰变，α衰变或β衰变，并伴随能量的产生．因此，衰变又可分为α衰变和β衰变．衰变的一个重要的物理概念是半衰期．半衰期是放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间，它表示放射性元素衰变的快慢．半衰期是由核本身的因素决定的，与它所处的物理状态和化学状态无关．不同放射性元素的半衰期不同，根据放射性物质的衰变规律，分析含有放射性物质的岩石、矿物、古生物化石、陨石等可以测定它们的生成年代．2、人工核转变原子核在其它核子的作用下变成另一种原子核的变化称为人工核转变．原子核的人工转变，使人们找到了研究原子核的组成有效的途径．利用原子核的人工转变，人们发现了质子和中子，认清了原子核的结构，并且制造了上千种同位素，在工业、农业、医疗和科研的许多方面得到广泛的应用．放射性同位素主要有两个方面的应用：⑴利用它的射线：利用放射性同位素放出的γ射线的贯穿本领，可以进行金属探伤．利用射线的电离作用，可以消除机器在运转中因摩擦而产生的有害静电．利用γ射线对生物组织的物理、化学效应，通过射线辐照可以使种子发生变异，培育出新的优良品种；可以杀死食物中的致腐细菌，使其长期保鲜；可以防止马铃薯、大蒜等块根块茎作物发芽，便于长期保存．射线辐照还能控制农业害虫的生长，甚至直接消灭害虫．在医疗卫生上，可以应用放射性元素钴60的γ射线治疗肿瘤等疾病；还可以消毒灭菌，处理医院排放的污泥污水，杀死各种病原体，保护环境免受污染．⑵作为示踪原子．把放射性同位素的原子搀到其他物质中去，让它们一起运动、迁移，再利用放射性探测仪进行追踪，就可以知道放射性原子通过什么路径、运动到哪里、是怎样分布的，从而可以了解某些不容易察明的情况或规律．比如：用示踪原子可以检查地下输油管道漏油情况．在农业生产中可以把含有放射性的肥料施给农作物，根据探测到的放射性元素在农作物内的转移和分布情况，帮助我们掌握农作物对肥料的需求情况．在医学上，可用示踪原子来判断脑部肿瘤的位置，从而为指导临床使用提供信息．在生物科学研究方面，我国科学家于1965年首先用人工方法合成了牛胰岛素，利用示踪原子证明了人工合成的牛胰岛素与天然的牛胰岛素完全融为一体，它们是同一种物质，从而为我国在国际上首先合成牛胰岛素提供了有力的证据．我国在1988年建成的“北京正负电子对撞机”为我国进行人工核转变提供了实验条件．世界最早最著名的人工核转变实验成果有：卢瑟福发现质子、查德威克发现中子以及正电子的发现．3、重核裂变随着煤、石油、天然气等不可再生的常规能源的枯竭，寻找和利用新能源是我们当务之急．我们知道核反应都伴随能量的产生，要利用原子能，就要设法让核能释放出来．衰变和人工核转变放出的能量功率很小，人又无法控制，实用价值不大．比如：铀238在α衰变时放出的α粒子具有4.18兆电子伏的能量，钴60的β衰变β粒子具有0.32兆电子伏的能量，放出的γ光子具有1.17兆电子伏的能量；而且天然衰变进行得非常缓慢(铀238的半衰期为4.49年，钴60的半衰期为5.27年)；对于人工核转变粒子击中原子核的机会太少，常常是用几百万个粒子才击中一、两次．于是人们考虑到利用重核裂变，重核裂变是重核分裂成中等质量的核的反应过程，这是核裂变的两分裂现象．我国物理学家钱三强、何泽慧夫妇，1946年在巴黎发现了铀的三分裂和四分裂，这是我国科学家在核裂变研究中做出的贡献，不过三分裂和四分裂现象发生得较少，它们产生的几率与二分裂现象产生的几率相比，分别为后者的千分之三和万分之三．从裂变反应来看，中子具有增殖性，因此又叫增殖反应，其反应过程为链式反应．发生链式反应的条件是：裂变物质的体积大于临界体积(直径4.8厘米)．在裂变反应中，1千克铀全部裂变放出的能量相当于2500吨优质煤完全燃烧时放出的化学能．裂变反应的应用：制造原子弹，建核电站，利用原子反应堆提供电能，和平利用核能．原子弹发生链式反应具有不可控制性，瞬间释放的能量会给人类带来灾难．而和平利用核能，建核电站，为人类提供强大的可控能源．但我们在利用核能的同时，应采取积极有效的保护措施，防止核辐射和核泄漏给人类和自然造成巨大的灾害．4、轻核聚变轻核聚变是利用质量较轻的原子核结合成质量较大的原子核的反应．轻核聚变中每个核子释放出来的能量是重核裂变反应的4倍．而氘是重水的组成部分，1升海水中大约有0.03克的氘，它放出的能量相当于燃烧300升汽油，在覆盖地球2/3的海水中是取之不尽的．聚变的应用：制造氢弹，进行可控热核反应．氢弹具有不可控制性，它只能给人类和自然带来灾难，我们应和平利用核能．由于聚变反应要求的条件比裂变反应更高，它需要上百万度的髙温．因此，目前它的利用仍处于实验阶段．我国在研究可控热核聚变的实验手段有了新的发展和提高，并且为人类探求新能源的事业做出了自己的贡献．轻核聚变又叫热核反应，在宇宙中是很普遍的现象，在太阳内部和许多恒星内部，温度都髙达1000万度以上，在哪里热核反应激烈地进行着．太阳每秒钟辐射出来的能量约为3.81026焦，就是从热核反应中产生的．地球只接受了其中的二十亿分之一，就使地面温暧，产生风云雨露，河川流动，生物生长．二、核能的三种计算方法涉及核能的计算林林总总，很多试题还要灵活地与所学知识结合起来求解，但归纳起来不外乎下述三种类型：1、利用爱因斯坦的质能方程计算核能『例1』一个铀衰变为钍核时释放出一个α粒子，已知铀核的质量为kg 10853131.325-⨯，钍核的质量为kg 10786567.325-⨯，α粒子的质量为kg 1064672.627-⨯．⑴写出此衰变方程；⑵求在这个衰变过种中释放出的能量(取2位有效数字)．『解析』⑴He Th U 424M 90M 92+→-或He Th U 422289023292+→ ⑵原子核变化时如果质量减小(减小的质量称为质量亏损)∆m ，根据爱因斯坦质能方程2=mc E △△，可以算出核变释放的能量E △．)kg (1068.910)0664672.0786567.385131.3(3025αTh U --⨯=⨯--=--=m m m m △)J (107.8)1000.3(1068.91328302--⨯=⨯⨯⨯=∆=∆mc E这个α衰变的方程为：He Th U 424-M 90M 92+→或He Th U 422289023292+→『例2』假设两个氘核在同一直线上相碰发生聚变反应生成氦同位素和中子，已知氘核的质量为2.0136u ，中子的质量为1.0087u ，氦的同位素的质量为3.0150u ，求该聚变反应中释放的能量(保留两位有效数字)．『解析』由题可得出其核反应的方程式：n He H H 10322121+→+其反应过程中的质量亏损：u 0035.0u 0087.1u 0150.3u 0136.22=--⨯=m △所以MeV 26.3MeV 5.931u 0035.02=⨯=∆=∆mc E即在这个衰变过程中释放出3.26MeV 的能量．『评述』由上述可知：利用爱因斯坦的质能方程计算核能，关键是求出质量亏损，而求质量亏损主要是利用其核反应方程式，再利用质量与能量相当的关系求出核能．另外，在上述两例中，给出的粒子质量的单位不同，而引出了两个常数的应用．2、利用阿伏伽德罗常数计算核能『例3』四个质子在高温下能聚变成一个α粒子，同时释放能量，已知质子的质量为1.007276u ，α粒子的质量为4.001506u ，阿伏加德罗常数为mol /1002.623⨯，求10g 氢完全聚变成α粒子所释放的能量．『解析』由题可得出其核反应的方程式：e 2He H 4014211+→其反应过程中的质量亏损：u 027598.0u 001506.4u 007276.14=-⨯=m △这个聚变过程中释放的能量为：MeV 707537.25MeV 5.931u 027598.020=⨯=∆=∆mc E10g 氢所含有的质子数为：231002.61810⨯⨯=n 个 四个质子参加反应，则10g 氢聚变过程中释放的能量为：041E n E ∆=∆ 代入数值得：MeV 1015.224⨯=∆E『评述』由此可知：在求涉及微观量的核反应过程中所释放的核能时，一般利用核反应方程和阿伏伽德罗常数求解．3、利用动量守恒定律和能量守恒定律计算核能『例4』两个氘核聚变产生一个中子和一个氦核(氦的同位素)，若在反应前两个氘核的动能均为k 0E =0.35MeV ，它们正面碰撞发生核聚变，且反应后释放的能量全部转化为动能，反应后所产生的中子的动能为2.97MeV ，求该核反应所释放的核能．『解析』设反应后生成的中子和氦核动量的大小分别为n p 和He p ，其动能分别为k n E 和k He E ，反应所释放的核能为E ∆，则：由动量守恒得：He n 0p p +=由能量守恒得：k He k n k 02E E E E +=∆+ 因为mm p E 122k ∝= 所以31He n k n k He ≈=m m E E 联立解得：k 0k n 234E E E -=∆=3.26MeV 即在这个衰变过程中释放出3.26MeV 的能量．『评述』由此可知，由动量守恒和能量守恒计算核能，还要和相关知识相结合．。
核反应的能量公式
核反应的能量公式
核反应的能量公式是求解核反应即化学反应发生时所释放能量的关键。
该公式
是由美国物理学家爱因斯坦在1905年引入的，并成功预测出实验结果，此后被广
泛应用于物理和化学的研究之中。
核反应的能量公式事实上也可以被表达为“能量等于质量乘以光速的平方”，
简称“E=mc²”。
该公式是表明物质和能量之间有着等价的关系，其由三部分组成：m(质量)、c(光速)和E(能量)。
在核反应中，核子的质量会在被反应之后，微量地
变为能量，从而产生热能，并产生核素和中子等物质。
根据爱因斯坦的公式可知，当m变成E时，它的质量所产生的能量得到了放大。
实际上，他的公式估算出一个物质的质量只能变成一九亿分之一的能量的比例，这就是充分说明其能量的巨大动量。
核反应的能量公式可以帮助求解重大物理问题，如原子弹的研制、氢弹的制造和熔岩岩浆实验中反应的力学能量计算等，它在推动现代科技发展中扮演着重要角色。
核反应释放的能量及其计算方法
核反应释放的能量及其计算方法核反应是指原子核之间的相互作用，包括核裂变和核聚变两种形式。
在核反应中，原子核的结构发生变化，伴随着能量的释放或吸收。
核反应释放的能量是巨大的，因此在能源领域具有重要的应用价值。
本文将介绍核反应释放的能量及其计算方法。
一、核反应释放的能量核反应释放的能量来自于原子核的结构变化。
在核反应中，原子核的质量和能量发生变化，根据爱因斯坦的质能方程E=mc²，质量的变化会导致能量的变化。
核反应释放的能量可以通过质能方程计算得到。
二、核反应能量的计算方法核反应能量的计算方法主要有两种：质量差法和结合能法。
1. 质量差法质量差法是通过计算反应前后原子核的质量差来计算核反应释放的能量。
具体计算步骤如下：（1）确定反应前后的原子核质量，分别记为m1和m2。
（2）计算质量差Δm=m1-m2。
（3）根据质能方程E=Δmc²，计算核反应释放的能量E。
质量差法的优点是计算简单，适用于核反应前后质量差较大的情况。
但是，质量差法无法考虑核反应过程中的其他能量变化，因此在一些特殊情况下可能存在误差。
2. 结合能法结合能法是通过计算反应前后原子核的结合能差来计算核反应释放的能量。
结合能是指核内的质子和中子之间的相互作用能，是维持原子核稳定的能量。
具体计算步骤如下：（1）确定反应前后的原子核的结合能，分别记为B1和B2。
（2）计算结合能差ΔB=B1-B2。
（3）根据质能方程E=Δmc²，计算核反应释放的能量E。
结合能法考虑了核反应过程中的结合能变化，因此在计算核反应能量时更加准确。
但是，结合能的计算较为复杂，需要考虑核内的质子和中子之间的相互作用。
三、核反应能量的应用核反应释放的能量在能源领域具有广泛的应用。
核能是一种高效、清洁的能源形式，被广泛应用于核电站和核武器等领域。
1. 核电站核电站利用核反应释放的能量产生热能，进而转化为电能。
核电站具有能源密度高、排放少、稳定性好等优点，是一种可持续发展的能源形式。
有关核能计算的几种方法
Ｆ・ ４ Ｓ： － 去 － 舢
对 于 Ａ 与Ｂ在 ０点 的碰撞 动量 守恒 ， 设碰后
有 何物 理特 征 。 对 系统 来 说 ， 必 须 分 析 清 楚 一 物
体 的某 个量 取极值 时 ， 相互 作 用另外 物体相 应 的
的共 同速 度 为 ， 由动量 守恒定 律 可得 ：
伽 ０＝ ２ ｉ ｒ ｍ
子 核 反 应 放 出 或 吸 收 的 能 量 。
（ ２ ８ ． １ ２— １ ０ ． ５ ２ ） Ｍｅ Ｖ ＝ １ ７ ． ６ Ｍｅ Ｖ。
４ 根 据 能量守 恒 和动量 守恒计 算 核能 参 与核 反应 的粒子 所组 成 的系统 ， 在 核反 应 过 程 中的动 量 和 能量 是 守 恒 的 。 因此 ， 在 题 给 条
Ｅ ２— ７ ． ０３ × ４ Ｍ ｅ Ｖ ＝ ２ ８． １ ２Ｍ ｅ Ｖ
ｍ 求 出摩 尔数 ， 并求 出原子 核 的个 数 ：
Ｎ — Ｎ 一 Ｎ
由于 单个 核子 无结合 能 ， 所 以聚变 过程 释放
出 的 能 量
△ Ｅ — Ｅ２一 Ｅｌ
一
② 由题设条 件 求 出一 个 原 子 核 与另 一 个 原
ｏ ｆ Ｐｈ ｙ ｓ ｉ ｃ ｓ Ｔｅ ａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ
可 以看 出 ： 反应 后 总质量 增加 ， 故该 反应 是
吸收能 量 的反应 。 吸收 的能量 利用 △ Ｅ一 ／ Ｘ ｆ
碰 前 的 总动 量 为零 ， 碰 后 质 子 和氚 核 的 总 动 量 也 为零 ， 设 其 动量 分别 为 Ｐ 。 、 Ｐ ， 其 关 系 必 有
解 析 聚 变反 应前 氘核 和氚 核的 总结 合 能
Ｅ１一 （ １ ． ０ ９× ２＋ ２ ． ７ ８× ３ ） Ｍｅ Ｖ 一 １ ０ ． ５ ２ Ｍｅ Ｖ
例谈计算核能的五种方法
例谈计算核能的五种方法作者：***来源：《中学生数理化·高考数学》2020年第05期在重核裂变和轻核聚变的核反应中放出的能量称为核能。
涉及核能计算的问题有的较为简单，有的却相对复杂，不仅涉及核反应，而且还与阿伏加德罗常数、动量守恒定律、能量守恒定律等相结合，综合性较强，皆在考查考生的分析推理能力和运用数学解决物理问题的能力。
下面结合例题介绍五种计算核能的方法，以期对同学们的复习备考有所帮助。
方法一：利用爱因斯坦质能方程计算爱因斯坦质能方程Emc2是核能计算的依据。
在核反应中，反应前后若有质量亏损△m，则放出的能量△E=△mc2。
方法二：利用阿伏加德罗常数计算若要求宏观质量的物体中所有原子核在核反应中所释放的总核能，则利用核反应方程式及其比例关系和阿伏加德罗常数求解较为方便。
设n为原子核的摩尔数、NA为阿伏加德罗常数、△E为一次核反应释放的核能，先应用爱因斯坦质能方程计算出AE，再乘以参加反应的原子核的总数目N=nNA=m/M NA即可求得核能。
解析：核反应中的质量亏损△m =4×1.007 8 u-4. 002 6 u=0. 028 6 u，释放的能量△E=0. 028 6 u×931 MeV=26.6 MeV。
答案：C点评：利用原子质量单位u与电子伏特的关系计算核能时，需要注意质量亏损的单位为u，核能的单位为MeV。
方法四：利用平均结合能计算原子核内部核子之间所特有的相互作用力称为核力。
由于核力的存在，要想把原子核分解成核子就需要吸收一定的能量，这种为把核子分开而需要的能量称为核结合能。
原子核的结合能与核子数之比叫平均结合能，也叫比结合能。
若已知发生核反应前后核子的平均结合能，则可以根据关系式“原子核的结合能一核子的平均结合能×核子数”计算核能。
解析：聚变反应前氘核与氚核的总结合能E1=（1.09×2+2.78×3） MeV=10. 52 MeV，反应后生成氦核的结合能E2=7. 03×4 MeV= 28. 12 MeV。
新教材 人教版高中物理选择性必修第三册 第五章 原子核 课时练习题 含解析
第五章原子核1.原子核的组成............................................................................................................... - 1 -2. 放射性元素的衰变..................................................................................................... - 6 -3.核力与结合能............................................................................................................. - 12 -4.核裂变与核聚变“基本”粒子............................................................................. - 18 -章末综合测验................................................................................................................ - 23 -1.原子核的组成1．人类认识原子核的复杂结构并进行研究是从()A．发现电子开始的B．发现质子开始的C．进行α粒子散射实验开始的D．发现天然放射现象开始的D[自从贝克勒尔发现天然放射现象，科学家对放射性元素、射线的组成、产生的原因进行了大量的研究，逐步认识到原子核的复杂结构，选项D正确。
] 2．在天然放射性物质附近放置一带电体，带电体所带的电荷很快消失的根本原因是()A．γ射线的贯穿作用B．α射线的电离作用C．β射线的贯穿作用D．β射线的中和作用B[因α射线的电离作用使空气电离，从而使带电体所带的电荷很快消失，选项B正确。
核能的计算
1．根据爱因斯坦质能联系方程2mC E =（或2E mc ∆=∆）计算2．根据1原子质量单位（1u ）对应931.5Ｍｅｖ能量，即质量亏损1u 相当于放出931.5Ｍｅｖ能量。
核反应时释放的能量可用原子质量单位数m ∆乘以931.5Ｍｅｖ3．利用动量和能量守恒计算参与核反应的粒子组成的系统在核反应过程中动量和能量是守恒的，在核反应所释放的核能全部转化为生成的新粒子的动能而无光子辐射的情况下，可以从动量和能量守恒角度计算核能的变化4．由阿伏加得罗常数N A 计算宏观物质释放的核能若要计算具有宏观物质所有原子核都发生核反应所放出的总核能，应用阿伏加得罗常数计算核能比较方便 现分别举例如下1、利用爱因斯坦的质能方程计算核能 【例题1】一个铀核衰变为钍核时释放出一个α粒子，已知铀核的质量为38531311025.⨯- kg ，钍核的质量为37865671025.⨯-kg ，α粒子的质量为646721027.⨯-kg ，在这个衰变过程中释放出的能量等于__________J （保留两位有效数字）。
【例题2】假设两个氘核在同一直线上相碰发生聚变反应生成氦同位素和中子，已知氘核的质量为2.0136u ，中子的质量为1.0087u ，氦的同位素的质量为3.0150u ，求该聚变反应中释放的能量（保留两位有效数字）。
【例题3】裂变反应是目前核能利用中常用的反应。
以原子核23592 U 为燃料的反应堆中，当23592 U 俘获一个慢中子后发生的裂变反应可以有多种方式，其中一种可表示为23592 U +10n → 13954 Xe + 9438Sr +310n235.0439 1.0087 138.9178 93.9154反应方程下方的数字是中子及有关原子的静止质量（以原子质量单位u 为单位）。
已知 1 u 的质量对应的能量为9.3×102MeV ，此裂变反应释放出的能量是________MeV 。
1.82×102 MeV2、利用阿伏加德罗常数计算核能【例题1】四个质子在高温下能聚变成一个α粒子，同时释放能量，已知质子的质量为1.007276 u ，α粒子的质量为4.001506 u ，阿伏加德罗常数为60210231.⨯-mol ，求10g 氢完全聚变成α粒子所释放的能量。
1、两个质子和两个中子结合成一个氦核,同时释放出一定的核能
6、下面是一核反应方程 2 H 3 H 4 He X 1 1 2 用c表示光速，则（ ） A、X是质子，核反应放出的能量等于质子质量 乘c2 B、X是中子，核反应放出的能量等于质子质量 乘c2 C、X是质子，核反应放出的能量等于氘核与氚 核的质量和减去氦核与质子的质量和，再乘c2 D、X是中子，核反应放出的能量等于氘核与氚 核的质量和减去氦核与中子的质量和，再乘c2
（1）为了研究太阳演化进程，需知道目前太阳的质量 M。 已知地球半径R＝6.4×106 m，地球质量m＝6.0×1024 kg，日地中心的距离r＝1.5×1011 m，地球表面处的重 力加速度 g＝10 m/s2 ，1年约为3.2×107 秒，试估算 目前太阳的质量M。 （2）已知质子质量mp＝1.6726×10－27 kg，质量mα ＝ 6.6458×10－27 kg，电子质量 me＝0.9×10－30 kg，光 速c＝3×108 m/s。求每发生一次题中所述的核聚变反应 所释放的核能。 （3）又知地球上与太阳垂直的每平方米截面上，每秒 通过的太阳辐射能w＝1.35×103 W/m2。试估算太阳继续 保持在主序星阶段还有多少年的寿命。（估算结果只要 求一位有效数字。）
14
6、正负电子对撞后湮灭成两个频率相等
的光子。假设两个正负电子初速度不计， 已知普朗克常量为h，电子质量为m，电量 为e，电磁波在真空中传播速度为c，则它 们湮灭生成的光子在折射率为n的介质中 传播时，波长为多少？
试说明为什么上述反应中为什么不可能只放 出一个光子。
1214
高考题选 1、铀235的原子核符号常写成 ,由此可知 ( ). (A)铀235的原子核中有质子92个 (B)铀235的原子核中有电子92个 (C)铀235的原子核中有中子235个 (D)铀235的原子核中有中子143个
上海七宝实验中学高中物理选修三第五章《原子核》经典题(答案解析)
一、选择题1．天然放射性元素在衰变过程中会辐射α射线、β射线和γ射线。
关于原子核衰变，下列说法中正确的是（ ） A ．β射线来源于原子的核外电子B ．γ射线可以用来探测金属部件内部的缺陷C ．放射性原子核衰变成新核，原子核的比结合能减小D ．1000个半衰期为2h 的某放射性同位素，经6h 还剩125个2．我国科学家为解决“玉兔号”月球车长时间处于黑夜工作的需要，研制了一种小型核能电池，将核反应释放的核能转变为电能，需要的功率并不大，但要便于防护其产生的核辐射。
请据此猜测“玉兔号”所用核能电池有可能采纳的核反应方程是（ ）A ．32411120H H He n +→+B ．235114192192056360U n Ba kr 3n +→++C ．238238094951Pu Am e -→+D ．274301132150Al He P n +→+3．碘131的半衰期约为8天,若某药物含有质量为m 的碘131，经过32天后,该药物中碘131的含量大约还有( ) A ．4mB ．8m C ．16m D ．32m 4．太阳内部持续不断地发生着4个质子(11H)聚变为1个氦核(42He)的热核反应，核反应方程是141242H He X →+，这个核反应释放出大量核能．已知质子、氦核、X 的质量分别为1m 、2m 、3m ，真空中的光速为c ．下列说法中正确的是A ．方程中的X 表示中子(10n) B ．方程中的X 表示电子(01-e)C ．这个核反应中质量亏损124m m m ∆=-D ．这个核反应中释放的核能2123(42)E m m m c ∆=--5．钍23490Th 具有放射性，它能放出一个新的粒子而变为镤23491Pa ，同时伴随γ射线产生，其方程为2342349091Th Pa x →+，钍的半衰期为24天，则下列说法中正确的是（ ）A ．此反应为钍核裂变，释放大量的核能，方程中的x 代表质子B ．x 是钍核中的一个中子转化成一个质子时产生的C ．γ射线是镤原子核外电子跃迁放出的高速粒子D ．1g 钍23490Th 经过120天后还剩0.2g 钍6．有关原子及原子核方面的知识，下列说法正确的是（ ）A ．放射性物质衰变时放出来的γ光子，是原子从高能级向低能级跃迁时产生的B ．若使放射性物质的温度升高，其半衰期将减小C ．β衰变所释放的电子是原子核内的质子转变为中子时所产生的D ．轻核聚变要在很高的温度下才能发生7．下列说法正确的是（ ）A ．某种频率的光照射金属能发生光电效应，若增加入射光的强度，则单位时间内发射的光电子数增加B ．在核反应堆中，镉棒的作用是使快中子变为慢中子C ．结合能越大，原子核越稳定D ．入射光的频率不同，同一金属的逸出功也会不同8．如图是核子平均质量与原子序数Z 的关系图象，下列说法中错误的是( )A ．卢瑟福在α粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型B ．天然放射性元素在衰变过程中核电荷数和质量数守恒，其放射线在磁场中不偏转的是γ射线C ．图中原子核D 和E 聚变成原子核F 要吸收能量 D ．图中原子核A 裂变成原子核B 和C 要放出核能9．麻省理工学院要建人类史上第一个可控核聚变发电站．该发电站的核反应方程可能是A ．23411120H H He n +→+B ．238234492902U Th He →+C ．2351891441920365603U n Kr Ba n +→++D ．1441717281N He O H +→+10．关于近代物理，下列说法错误．．的是 （ ） A ．轻核聚变反应方程234112H H He X +→+中，X 表示电子B ．α粒子散射实验现象揭示了原子的核式结构C ．分别用红光和紫光照射金属钾表面均有光电子逸出，紫光照射时，逸出的光电子的最大初动能较大D ．基态的一个氢原子吸收一个光子跃迁到n = 3激发态后，可能发射2种频率的光子 11．一个静止的原子核a bX 经α衰变放出一个α粒子并生成一个新核，α粒子的动能为E 0．设衰变时产生的能量全部变成α粒子和新核的动能，则在此衰变过程中的质量亏损为（ ） A ．2E cB ．()024E a c -C ．()024a E c -D ．()024aE a c -12．在β衰变中放出的电子来自( ) A ．原子核外轨道上的电子 B ．原子核内所含的电子C ．原子核内中子变成质子时放出的电子D ．原子核内质子变成中子时放出的电子13．2020年11月27日0时41分，华龙一号核电5号机组首次并网成功，标志着我国正式进入核电技术先进国家行列。
核聚变练习题
核聚变练习题1．目前核电站利用的核反应是()A．裂变，核燃料为铀B．聚变，核燃料为铀C．裂变，核燃料为氘D．聚变，核燃料为氘答案：A2．下列核反应方程式中，表示核聚变过程的是()A.3015P→3014Si＋01eB.21H＋31H→42He＋10nC.14 6C→14 7N＋ 0－1eD.238 92U→234 90Th＋42He解析：因为轻核结合成质量较大的核叫聚变，此题关键在一个“聚”字，暗示变化之前应至少有两种核，四个选项中只有B符合要求。
答案：B3．太阳不断地向外辐射能量，仍保持1千万度以上的高温，其主要原因是太阳内部进行着激烈地()A．衰变反应B．人工核反应C．裂变反应D．热核反应解析：太阳内部时刻都在进行着轻核聚变反应，即热核反应，并伴随着释放出巨大的能量。
答案：D4．下列关于聚变的说法中，正确的是()A．要使聚变产生，必须克服库仑斥力做功B．轻核聚变需要几百万摄氏度的高温，因此聚变又叫做热核反应C．原子弹爆炸能产生几百万摄氏度的高温，所以氢弹可以利用原子弹引发热核反应D．太阳和许多恒星内部都在激烈地进行着热核反应解析：要使轻核发生聚变，必须使它们的距离达到10－15 m以内，核力才能起作用。
由于原子核带正电，要使它们接近到这种程度，必须克服巨大的库仑斥力。
答案：A、C、D5．重核的裂变和轻核的聚变是人类利用核能的两种主要方式，但只有重核的裂变被人类和平利用，其原因是轻核聚变()A．产能效率不高B．核燃料储量不够丰富C．核废料的处理比较困难D．反应速度的控制比较困难解析：裂变和聚变都释放核能，聚变产能效率高，核燃料储量丰富，且核废料容易处理，缺点是核反应速度难以控制，D正确。
答案：D6．重核裂变和轻核聚变是人类获得核能的两种主要途径，下面关于它们的说法中正确的是()A．裂变和聚变过程中都有质量亏损B．裂变过程中有质量亏损，聚变过程中质量有所增加C．裂变过程中质量有所增加，聚变过程中有质量亏损D．裂变和聚变过程中质量都有增加解析：在重核裂变和轻核聚变过程中都会释放出大量的热量，由爱因斯坦质能方程知，无论是裂变还是聚变，质量都会减少，而质量变化叫做质量亏损，所以仅A选项正确。
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（1）为了研究太阳演化进程，需知道目前太阳的质量 M。 已知地球半径R＝6.4×106 m，地球质量m＝6.0×1024 kg，日地中心的距离r＝1.5×1011 m，地球表面处的重 力加速度 g＝10 m/s2 ，1年约为3.2×107 秒，试估算 目前太阳的质量M。 （2）已知质子质量mp＝1.6726×10－27 kg，质量mα ＝ 6.6458×10－27 kg，电子质量 me＝0.9×10－30 kg，光 速c＝3×108 m/s。求每发生一次题中所述的核聚变反应 所释放的核能。 （3）又知地球上与太阳垂直的每平方米截面上，每秒 通过的太阳辐射能w＝1.35×103 W/m2。试估算太阳继续 保持在主序星阶段还有多少年的寿命。（估算结果只要 求一位有效数字。）
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Po 的动能，则分别是多少？
（3）求二者在磁场中圆周运动的半径之比。
1214
4、一静止的质量为m1的原子核在匀强磁场B中 发生一次衰变， 粒子的质量为m2，电量为q， 其运动轨迹在与磁场垂直的平面内。现测得 粒子的轨迹半径为R，求在衰变过程中的质量亏 损。（在涉及动量问题时，亏损的质量可以忽 略不计）
3、图中P为放在匀强电场中的天然放射源， 其放出的射线在电场的作用下分成a、b、c三 束，以下判断正确的是（ ） A、 a为α 射线、b为β 射线 B、 a为β 射线、b为γ 射线 C、 b为γ 射线、C为α 射线 D、 b为α 射线、C为γ 射线
02年上海
4、天然放射性元素 Th（钍）经过一系形α 衰 变和β 衰变之后，变成 Pb（铅）。 下列论断中正确的是 （A）铅核比钍核少24个中子 （B）铅核比钍核少8个质子 （C）衰变过程中共有4次α 衰变和8次β 衰变 （D）衰变过程中共有6次α 衰变和4次β 衰变
1、两个质子和两个中子结合成一个氦核，同时 释放出一定的核能，已知中子质量为1.0087u， 质子质量为1.0073u，氦核质量为4.0026u， 则此核反应中释放出的核能是多少？ 若生成1kg的氦核，释放多少核能？ 一般步骤： （1）写出核反应方程； （2）计算质量亏损m； （3）根据质能方程计算核能E=m C2
，放出
粒子后转变为质量为m1的原子核，该原子 核在其运动方向上又放出粒子而衰变成 静止的质量为m2的原子核，求两个粒子 的动能。已知粒子的质量为m。
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6、正负电子对撞后湮灭成两个频率相等
的光子。假设两个正负电子初速度不计， 已知普朗克常量为h，电子质量为m，电量 为e，电磁波在真空中传播速度为c，则它 们湮灭生成的光子在折射率为n的介质中 传播时，波长为多少？
Po
206 原子核质量为209.98287u， 82
Pb原
子核质量为205.97446u，4 原子核质量为 He 2
4.00260u，静止的 210 核在垂直匀强磁场B方 84 Po
向衰变中放出粒子后变成反冲核
（1）衰变过程中释放出的能量；
206 82
Pb ，求
（2） 若释放出的核能全部转化为粒子和反冲 核
03综合
7、光子的能量为hv，动量的大小为，如果一 个静止的放射性元素的原子核在发生衰变时 只发出一个γ 光子，则衰变后的原子核 A、仍然静止 B、沿着与光子运动方向相同的方向运动 C、沿着与光子运动方向相反的方向运动 D、可能向任何方向运动
8、太阳现正处于主序星演化阶段。它主要是由 电子和、等原子核组成。维持太阳辐射的是它内 1 4 部的核聚变反应，核反应方程是 2e 41 H2 He 释放的核能，这些核能最后转化为辐射能。根 据目前关于恒星演化的理论，若由于聚变反应而 使太阳中的核数目从现有数减少10％，太阳将离 开主序星阶段而转入红巨星的演化阶段。为了简 化，假定目前太阳全部由电子和核组成。
02年全国
6、下面是一核反应方程 2 H 3H 4 He X 1 1 2 用c表示光速，则（ ） A、X是质子，核反应放出的能量等于质子质量 乘c 2 B、X是中子，核反应放出的能量等于质子质量 乘c 2 C、X是质子，核反应放出的能量等于氘核与氚 核的质量和减去氦核与质子的质量和，再乘c2 D、X是中子，核反应放出的能量等于氘核与氚 核的质量和减去氦核与中子的质量和，再乘c2
试说明为什么上述反应中为什么不可能只放 出一个光子。
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高考题选 1、铀235的原子核符号常写成 ,由此可知 ( ). (A)铀235的原子核中有质子92个 (B)铀235的原子核中有电子92个 (C)铀235的原子核中有中子235个 (D)铀235的原子核中有中子143个
2、下列说法中正确的是 （ ） A.质子与中子的质量不等，但质量数相等 B.两个质子之间，不管距离如何，核力总是大 于库仑力 C.同一种元素的原子核有相同的质量数，但中 子数可以不同 D.除万有引力外，两个中子之间不存在其它相 互作用力
1214
2、某原子序数为Z，质量数A为的原子核，若 用mx表示原子核的质量，mp表示质子的质量， mn表示中子的质量，C 表示真空中光速， 则核子结合成该原子核时的质量亏损 △m = ， 释放的核能△E = 。
Zmp+（A—Z）mn—mx；[Zmp+（A—Z）mn—mx]C2
3、已知
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98年上海
5、目前普遍认为，质子和中子都是由被称为u夸克和d 2 夸克的两类夸克组成。u夸克带电量为 e，d夸克带 1 3 电量 e，e为基元电荷。下列论断可能正确的是 3 （ ） A、质子由1个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克 和2个d夸克组成 B、质子由2个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克 和2个d夸克组成 C、质子由1个u夸克和2个d夸克组成，中子由2个u夸克 和1个d夸克组成 D、质子由2个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克 和1个d夸克组成