四、裂变和聚变知识点题库

下列说法正确的是（）

A . $\text{[math]}$ N+ $\text{[math]}$ H→ $\text{[math]}$ C+ $\text{[math]}$ He是α衰变方程 B . $\text{[math]}$ H+ $\text{[math]}$ H→ $\text{[math]}$ He+γ是核聚变反应方程 C . $\text{[math]}$ U→ $\text{[math]}$ Th+ $\text{[math]}$ He是核裂变反应方程 D . $\text{[math]}$ He+ $\text{[math]}$ Al→ $\text{[math]}$ P+ $\text{[math]}$ n是原子核的人工转变方程

1898年7月居里夫妇发现了一种放射性极强的元素，为了纪念自己的祖国波兰把这种新元素定名为钋，同时由于对放射性的研究获得了诺贝尔物理学奖．吸烟有害健康，香烟中含有钋210，₈₄²¹⁰Po是一种很强的放射性同位素，为了探测放射线的性质，真空室中在放射源钋210的对侧放有一荧光屏，可以根据荧光屏上的打点情况来检测放射线的强弱．

（1）在放射源与荧光屏之间不加任何场时发现荧光屏的中间有闪光产生，当施加一垂直的匀强磁场，发现荧光屏的闪光都向一侧偏移，撤去磁场在放射源与荧光屏中间放一厚纸，发现荧光屏上没有闪光产生，请你根据上面的情况分析判断是什么射线，同时写出衰变方程（新原子核用Y表示）
（2）用α粒子轰击氮原子核打出了一种新的粒子，根据这种粒子在电场和磁场中的运动情况，测出了它的比荷．如图为同步加速器模型，M、N为两块中心开有小孔的平行金属板，新的粒子（不计重力）从M板小孔飘入板间，初速度可视为零，每当进入板间，两板的电势差变为U，粒子得到加速，当离开N板时，两板的电荷量均立即变为零．两板外部存在垂直纸面向里的匀强磁场，粒子在磁场作用下做半径为R的圆周运动，R远大于板间距离，经电场多次加速，动能不断增大，为使R保持不变，磁场必须相应的变化．不计粒子加速时间及其做圆周运动此时的电磁辐射，不考虑磁场变化对粒子速度的影响及相应的变化，不计粒子的加速时间及其做圆周运动此时的电磁辐射，不考虑磁场变化对粒子速度的影响及相对论效应，开始时磁感应强度为B₀ ，求这种粒子的比荷以及运动第n周时磁场的磁感应强度B_n；
（3） α粒子以初速度v₀轰击静止的氮14原子核打出一种新的粒子，同时产生一个新的原子核，新的粒子速度为3v₀ ，且方向不变，反应过程中释放的能量完全转化为系统的动能，已知中子质量为m，质子质量和中子质量相等，光速为c，试计算此反应过程中的质量亏损．

关于原子和原子核，下列说法正确的是（）

A . 1919年卢瑟福用α粒子轰击氮核： $\text{[math]}$ N+ $\text{[math]}$ He→₈¹⁷O+ $\text{[math]}$ H，发现中子 B . 1932年查德威克用α粒子轰击铍核： $\text{[math]}$ Be+ $\text{[math]}$ He→₆¹²C+ $\text{[math]}$ n，发现质子 C . 1934年约里奥•居里夫妇用α粒子轰击铝核： $\text{[math]}$ Al+ $\text{[math]}$ He→ $\text{[math]}$ P+ $\text{[math]}$ n，用人工方法得到放射性同位素 D . 1905年爱因斯坦发现质能方程：E=mc² ，解释了光电效应现象

下列说法中正确的是（　　）

A . 卢瑟福通过a粒子散射实验证实了在原子内部存在质子 B . 波尔的原子理论第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，成功地解释了所有原子光谱的实验规律 C . 氡的半衰期为3.8天，若有4个氡原子核，经过3.8天后就一定只剩下2个氡原子核 D . 铀核（ $\text{[math]}$ U）衰变成铅核（ $\text{[math]}$ Pb）要经过8次α衰变和6次β衰变

北京时间2011年3月11日13时46分，在日本本州岛附近海域发生里氏9.0级强烈地震，地震和海啸引发福岛第一核电站放射性物质泄漏，其中放射性物质碘131的衰变方程为 $\text{[math]}$ I→ $\text{[math]}$ Xe+Y．根据有关放射性知识，下列说法正确的是（）

A . 生成的 $\text{[math]}$ Xe处于激发态，放射γ射线．γ射线的穿透能力最强，电离能力也最强 B . 若 $\text{[math]}$ I的半衰期大约是8天，取4个碘原子核，经16天就只剩下1个碘原子核了 C . Y粒子为β粒子 D . $\text{[math]}$ I中有53个质子和132个核子 $\text{[math]}$

如图所示是描述原子核核子的平均质量 $\text{[math]}$ 与原子序数Z的关系曲线，由图可知下列说法正确的是（）

A . 将原子核A分解为原子核B，C可能吸收能量 B . 将原子核D，E结合成原子核F可能释放能量 C . 将原子核A分解为原子核B，F一定释放能量 D . 将原子核F，C结合成原子核B一定释放能量

三个原子核X、Y、Z，X核放出两个正电子后变为Y核，Y核与质子发生核反应后生成Z核并放出一个氦（ $\text{[math]}$ He），则下面说法正确的是（）

A . X核比Y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核质量数大3 D . X核与Z核的总电荷是Y核电荷的4倍

静止在匀强磁场中的 $\text{[math]}$ U核发生α衰变，产生一个未知粒子x，它们在磁场中的运动径迹如图所示．下列说法正确的是（　　）

A . 该核反应方程为 $\text{[math]}$ U→ $\text{[math]}$ x+ $\text{[math]}$ He B . α粒子和粒子x在磁场中做圆周运动时转动方向相同 C . 轨迹1、2分别α粒子、x粒子的运动径迹 D . α粒子、x粒子运动径迹半径之比为45：1

目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素．如有些含有铀、钍的花岗岩会释放出放射性气体氡，氡会发生放射性衰变，放出α、β、γ射线．则下列说法正确的是（）

A . γ射线一般伴随着α或β射线产生，其中γ射线穿透能力最强，电离能力也最强 B . 氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后就一定剩下一个原子核了 C . 由核反应方程 $\text{[math]}$ 可知核反应前后质量数守恒、核电荷数守恒 D . β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的

1956年，李政道和杨振宁提出在弱相互作用中宇称不守恒，并由吴健雄用半衰期为5.27年的 $\text{[math]}$ Co放射源进行了实验验证，次年李、杨二人获得诺贝尔物理奖。 $\text{[math]}$ Co的衰变方程式是： $\text{[math]}$ Co→ $\text{[math]}$ Ni+ $\text{[math]}$ e+ $\text{[math]}$ 。(其中 $\text{[math]}$ 是反中微子，它的电荷为零，静止质量可认为是零)，根据云室照片可以看到衰变产物 $\text{[math]}$ Ni和 $\text{[math]}$ e不在同一条直线上的事实。根据这些信息可以判断（）

A .

Ni的核子数A是60，核电荷数Z是28 B . 此核反应为α衰变 C .

Ni与

e的动量之和不可能等于零 D . 衰变过程动量不守恒

下列说法正确的是（）

A . 中子与质子结合成氘核时吸收能量 B . 卢瑟福的α粒子散射实验证明了原子核是由质子和中子组成的 C . 入射光照射到某金属表面发生光电效应，若仅减弱该光的强度，则仍可能发生光电效应 D . 根据玻尔理论，氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道，原子的能量减少，电子的动能增加

国家大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电．已知 $\text{[math]}$ 的质量为2. 0136u， $\text{[math]}$ 的质量为3. 0150u， $\text{[math]}$ 的质量为1. 0073u， $\text{[math]}$ 的质量为1. 0087u，1u=931. 5MeV/c² ，下列说法中正确的是（）

A . 两个氘核聚变成一个 $\text{[math]}$ 核的同时，产生的另一个粒子是质子 B . 两个氘核聚变成一个 $\text{[math]}$ 核的同时，产生的另一个粒子是正电子 C . 该核反应过程中释放出的能量为3. 3MeV D . 该核反应过程中释放出的能量为0. 93MeV

氡是一种放射性气体，主要来源于不合格的水泥、墙砖、石材等建筑材料．呼吸时氡气会随气体进入肺脏，氡衰变时放出 $\text{[math]}$ 射线，这种射线像小“炸弹”一样轰击肺细胞，使肺细胞受损，从而引发肺癌、白血病等．若有一静止的氡核 $\text{[math]}$ 发生 $\text{[math]}$ 衰变，放出一个速度为 $\text{[math]}$ 、质量为m的 $\text{[math]}$ 粒子和一个质量为M的反冲核钋 $\text{[math]}$ 此过程动量守恒，若氡核发生衰变时，释放的能量全部转化为 $\text{[math]}$ 粒子和钋核的动能。

（1）写衰变方程；
（2）求出反冲核钋的速度； $\text{[math]}$ 计算结果用题中字母表示 $\text{[math]}$
（3）求出这一衰变过程中的质量亏损。 $\text{[math]}$ 计算结果用题中字母表示 $\text{[math]}$

已知 $\text{[math]}$ 的衰变方程为 $\text{[math]}$ ，半衰期为5.27年，则X和1克 $\text{[math]}$ 经过5.27年后还剩下 $\text{[math]}$ 的质量分别为（）

A . 质子 0.5克 B . 电子 0.5克 C . 质子 0.25克 D . 电子 0.25克

$\text{[math]}$ 具有放射性，发生α衰变后变为 $\text{[math]}$ ，已知 $\text{[math]}$ 核的质量是226.0254u， $\text{[math]}$ 核的质量为222.0175u，α粒子的质量是4.0026u，1u相当于931.5MeV。

（1）写出 $\text{[math]}$ 核衰变的方程；
（2）求在这一次α衰变中释放出的核能（结果保留两位有效数字）。

在匀强磁场中静止放置一放射性元素原子核X，某时刻沿垂直磁场方向放射出某一粒子后新核和粒子的运动轨迹如图所示，已知两个圆轨迹的半径之比为91：1，其中一个的运动方向如图所示，则可知（）

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A . a是新核的轨迹 B . 磁场方向垂直纸面向里 C . 该放射性元素进行的是 $\text{[math]}$ 衰变 D . 该放射性元素原子核的核电荷数为90

我国核聚变反应研究大科学装置“人造太阳”2018年获得重大突破，等离子体中心电子温度首次达到1亿度，为人类开发利用核聚变能源奠定了重要的技术基础．下列关于聚变的说法正确的是（）

A . 核聚变比核裂变更为安全、清洁 B . 任何两个原子核都可以发生聚变 C . 两个轻核结合成质量较大的核，总质量较聚变前增加 D . 两个轻核结合成质量较大的核，核子的比结合能增加

2021年4月13日，日本政府正式决定向海洋排放福岛第一核电站的核废水，这种行为遭到多国的质疑和反对，这是因为核废水中含有大量的放射性元素，会严重影响全球海洋生态环境安全和各国人民的生命健康。核废水中的 $\text{[math]}$ 发生衰变时的核反应方程为 $\text{[math]}$ ，该核反应过程中放出的能量为Q。设 $\text{[math]}$ 的比结合能为E₁ ， $\text{[math]}$ 的比结合能为E₂ ， X的比结合能为E₃ ，已知光在真空中的传播速度为c，则下列说法正确的是（）

A . 在该核反应方程中，X表示e粒子 B . 该核反应过程中放出的能量 $\text{[math]}$ C . 该核反应过程中的质量亏损可以表示为 $\text{[math]}$ D . 若把X粒子射入匀强磁场中，它一定受到洛伦兹力作用

镭（Ra）是历史上第一个被分离出来的放射性元素，已知 $\text{[math]}$ 的半衰期为1620年， $\text{[math]}$ 能自发地放出 $\text{[math]}$ 粒子而变成新核（Rn）， $\text{[math]}$ 原子核的质量为226.0254u，衰变后产生的Rn原子核的质量为222.0175u， $\text{[math]}$ 粒子的质量为4.0026u，已知1u相当于931.5MeV，问：

（1）写出该核反应的方程式。
（2）一个 $\text{[math]}$ 发生 $\text{[math]}$ 衰变所放出的能量是多少？（结果保留三位有效数字）
（3） 87.5%的 $\text{[math]}$ 发生衰变所经历的时间。

能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之一、下列释放核能的反应方程中，表述正确的是（）

A . $\text{[math]}$ 是核裂变反应 B . $\text{[math]}$ 是原子核的人工转变 C . $\text{[math]}$ 是 $\text{[math]}$ 衰变 D . $\text{[math]}$ 是聚变反应

四、裂变和聚变 知识点题库

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