高二物理 核力与结合能 重核裂变 轻核聚变-练习题

高二物理选修3-5 核力与结合能 重核裂变 轻核聚变 当堂练习题

1. (多选)关于原子核的结合能，下列说法正确的是( )

A ．原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量

B ．一重原子核衰变成α粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能

C ．铯原子核(13355Cs)的结合能小于铅原子核(20882Pb)的结合能

D ．比结合能越大，原子核越不稳定

2.一个氘核21H 质量为m 1，一个氚核31H 质量为m 2，它们结合成一个质量为m 3的氦核．核反应方程如下：21H ＋31H →42He ＋X.在这一核反应过程中释放的能量为ΔE .已知真空中光速为c ，则以下判断正确的是( )

A ．X 是质子

B ．X 是正电子

C ．X 的质量为m 1＋m 2－m 3

D ．X 的质量为m 1＋m 2－m 3－ΔE

c 2 3．一静止的铀核放出一个α粒子衰变成钍核，衰变方程为238234492

902U Th+He →.下列说法正确的是（ ）

A ．衰变后钍核的动能等于α粒子的动能

B ．衰变后钍核的动量大小等于α粒子的动量大小

C ．铀核的半衰期等于其放出一个α粒子所经历的时间

D ．衰变后α粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量

4．大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电，氘核聚变反应方程是12H+12H →23He+11n ，已知12H 的质量为2.0136u ，23He 的质量为3.0150u ，01n 的质量为1.0087u ，1u=931MeV/c 2。氘核聚变反应中释放的核能约为（ ）

A ．3.7MeV

B ．3.3MeV

C ．2.7MeV

D ．0.93MeV

5．下列说法正确的是（ ）

A ．爱因斯坦质能方程反映了物体的质量就是能量，它们之间可以相互转化

B ．由2E mc =可知，能量与质量之间存在着正比关系

C ．核反应中的“质量亏损”是消失的质量转变成为能量

D ．因在核反应中能产生能量，有质量的转化，所以系统只有质量数守恒，系统的总能量和总质量并不守恒

6.关于重核的裂变，以下说法正确的是

A．核裂变释放的能量等于它俘获中子时得到的能量

B．中子从铀块中通过时，一定发生链式反应

C．重核裂变释放出大量能量，产生明显的质量亏损，所以核子数要减小

D．由于重核的核子平均质量大于中等质量核的核子平均质量，所以重核裂变为中等质量的核时，要发生质量亏损，放出核能

7.（多选）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开尔文的高温，因此聚变又叫作热核反应

C．原子弹爆炸能产生几百万开尔文的高温，所以氢弹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，在地球内部也可以自发地进行

8.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，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 9.太阳的能量来自下面的反应：四个质子（氢核）聚变成一个α粒子，同时发射两个正电子，若太阳辐射能量的总功率为P，质子11H、氦核42He、正电子01e的质量分别为m p、mα、m e，真空中的光速为c。

（1）写出核反应方程；

（2）求核反应所释放的能量ΔE；

（3）求1 s内参与上述热核反应的质子数目。

高二物理选修3-5 核力与结合能重核裂变轻核聚变当堂练习题答案

9.【答案】（1）411H→42He＋201e （2）（4m p－mα－2m e）c2 （3）

（4m p－mα－2m e）c2【解析】（1）根据质量数守恒和电荷数守恒，可得核反应方程为411H→42He＋201e。

（2）反应过程中的质量亏损为ΔE＝4m p－（mα＋2m e）。

根据ΔE＝Δmc2得ΔE＝[4m p－（mα＋2m e）]c2＝（4m p－mα－2m e）c2。

（3）设单位时间内参与热核反应的质子数为N ，依据能量关系得：Pt ＝

N ·ΔE 4，

有N ＝4Pt ΔE ＝4P （4m p －m α－2m e ）c 2。