7 核聚变知识点题库

为了验证爱因斯坦质能方程△E=△mc² ，设计了下面的实验：用动能E₁=0.9MeV的质子去轰击静止的锂核Li，生成两个α粒子，测得这两个α粒子的动能之和E=19.9MeV ．（质子、锂7核、α粒子的质量分别是1.0073u、7.016u、4.0015u ， 1u=931.5Mev）

（1）写出该核反应方程式；
（2）计算核反应过程中释放的能量△ E；
（3）通过计算说明△ E=△ mc²的正确性．

氘核、氚核、中子、氦核的质量分别是m₁、m₂、m₃和m₄ ，如果氘核和氚核结合生成氦核，则下列说法中正确的是（）

A . 核反应方程为²₁H+³₁H→⁵₂HE+¹₀n B . 这是一个裂变反应 C . 核反应过程中的质量亏损△m=m₁+m₂﹣m₃ D . 核反应过程中释放的核能△E=（m₁+m₂﹣m₃﹣m₄）c²

一个静止的铀核 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ （原子质量为232.0372u）放出一个粒子（原子质量为4.0026u）后衰变成钍核 $\text{[math]}$ （原子质量为228.0287u）．（已知：原子质量单位1u=1.67×10^﹣27kg，1u相当于931MeV）

①写出核衰变反应方程；

②算出该核衰变反应中释放出的核能．

关于近代物理学的结论中，下面叙述中正确的是（　　）

A . 结合能越小表示原子核中的核子结合的越牢固 B . 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 C . 一个氘核（ $\text{[math]}$ H）与一个氚核（ $\text{[math]}$ H）聚变生成一个氦核（ $\text{[math]}$ He）的同时，放出一个中子 D . 按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子总能量也减小 E . 质子、中子、α粒子的质量分别是m₁、m₂、m₃ ，质子和中子结合成一个α粒子，释放的能量是（2m₁+2m₂﹣m₃）c²

“两弹一星”是对中国依靠自己的力量掌握核技术和空间技术的统称，是20世纪下半叶中华民族创建的辉煌伟业，其中“两弹”所涉及的基本核反应方程有：① $\text{[math]}$ ，② $\text{[math]}$ ，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的核反应是太阳能的源泉 D . 方程②中的 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 互为同位素

卢瑟福用α粒子轰击氮原子核发现质子的核反应方程 $\text{[math]}$ 中，n的数值为（）

A . 18 B . 17 C . 16 D . 8

氘核和氚核发生核反应的方程为 $\text{[math]}$ ，则粒子X是（）

A . 电子 B . 正电子 C . 中子 D . 质子

$\text{[math]}$ 的质量是3.016050u，质子的质量是1.007277u，中子的质量是1.008665u. 1u=931.5MeV，求：

（1）写出一个质子和两个中子结合为氚核时的核反应方程式
（2）一个质子和两个中子结合为氚核时，是吸收还是放出能量？该能量为多少？
（3）氚核的结合能和比结合能各是多少？(结果保留三位有效数字)

下列说法正确的是（）

A . 美国物理学家康普顿在研究石墨对X射线的散射时，发现在散射的X射线中，除了与入射波波长 $\text{[math]}$ 相同的成分外，还有波长大于 $\text{[math]}$ 的成分，这个现象说明了光具有粒子性。 B . 放射性的原子核在发生α衰变、β衰变时，新形成的原子核会辐射γ光子，形成γ射线。 C . 结合能是指自由的核子结合成原子核而具有的能量 D . 铀核裂变生成钡和氪的核反应方程是 $\text{[math]}$

一静止的原子核 $\text{[math]}$ 发生α衰变，变成另一个新的原子核Y，衰变后测得α粒子的速率为v，已知α粒子的质量为m₀ ，原子核Y的质量为M，下列说法正确的是（）

A . 原子核Y的符号表示为 $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ 的比结合能一定大于Y核的比结合能 C . 原子核Y的速率为 $\text{[math]}$ D . 原子衰变过程中释放的核能为 $\text{[math]}$

核能与其他能源相比具有能量大、地区适应性强的优势。在核电站中，核反应堆释放的核能转化为电能。核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量核能。

（1）核反应方程式 $\text{[math]}$ ，是反应堆中发生的许多核反应中的一种， $\text{[math]}$ 为中子， $\text{[math]}$ 为待求粒子， $\text{[math]}$ 为 $\text{[math]}$ 的个数，则 $\text{[math]}$ 为， $\text{[math]}$ 。以 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 分别表示 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 核的质量， $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 分别表示中子、质子的质量， $\text{[math]}$ 为真空中的光速，则在上述核反应过程中放出的核能 $\text{[math]}$ =（用所给字母表示）。
（2）已知 $\text{[math]}$ 有一种同位素，比 $\text{[math]}$ 核多2个中子。某时刻，有一个这样的同位素核由静止状态发生 $\text{[math]}$ 衰变时放出的粒子的速度大小为 $\text{[math]}$ ，试求衰变后的残核初速度多大？

银河系中存在大量的铝同位素 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 核 $\text{[math]}$ 衰变的衰变方程为 $\text{[math]}$ ，测得 $\text{[math]}$ 核的半衰期为72万年，下列说法正确的是（　　）

A . $\text{[math]}$ 核的质量等于 $\text{[math]}$ 核的质量 B . $\text{[math]}$ 核的中子数大于 $\text{[math]}$ 核的中子数 C . 将铝同位素 $\text{[math]}$ 放置在低温低压的环境中，其半衰期不变 D . 银河系中现有的铝同位素 $\text{[math]}$ 将在144万年后全部衰变为 $\text{[math]}$

如图所示是原子核的核子平均质量与原子序数Z的关系图像。则关于元素A核分裂成元素B、C核和元素D、E核结合成元素F核的反应，下列判断正确的是（　　）

A . A分裂成B，C的反应属于原子核的衰变 B . A分裂成B，C后核子的比结合能一定增大 C . D，E结合成F的反应属于原子核的聚变 D . D，E结合成F后核子的比结合能一定减少

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

放射性元素 $\text{[math]}$ 经过多次 $\text{[math]}$ 衰变和 $\text{[math]}$ 衰变才能变成稳定的嘴 $\text{[math]}$ ，下列说法正确的是（　　）

A . 原子序数小于83的元素不再具有放射性 B . 衰变中产生的 $\text{[math]}$ 射线比 $\text{[math]}$ 射线穿透能力强 C . 每次衰变都会有核子从原子核里放出 D . 上述过程的衰变方程为 $\text{[math]}$

下列有关原子核的反应，正确的是（）

A . $\text{[math]}$ 是 $\text{[math]}$ 衰变 B . $\text{[math]}$ 是天然放射现象 C . $\text{[math]}$ 说明原子核中有电子 D . $\text{[math]}$ 是核裂变

用加速后的电子轰击大量处于基态的氢原子，氢原子受到激发后发出的光可使逸出功 $\text{[math]}$ 的金属产生光电效应现象。氢原子的能级图如图所示，下列判断正确的是（）

A . 加速后电子动能最小值可能为 $\text{[math]}$ B . 加速后电子动能最小值可能为 $\text{[math]}$ C . 金属逸出的光电子的最大初动能可能为 $\text{[math]}$ D . 金属逸出的光电子的最大初动能可能为 $\text{[math]}$

核电站一般分为两部分，一是利用原子核裂变生产蒸汽的核岛（包括核反应堆和回路系统），二是利用蒸汽驱动汽轮发电的常规岛（包括汽轮机发电系统）。某核电站装机容量是300万千瓦，核能转化为电能的效率是35%。下列说法正确的是（）

A . 反应堆中用水做慢化剂，可以起到减缓链式反应的作用 B . 从核能到电能，中间能量还转化成了内能和机械能两种形式 C . 若一直满负荷运行，参与核裂变的轴棒每年减少的质量约为3.0kg D . 若产生的电能通过同一线路进行远距离输电，相同电压下采用直流输电和交流输电输电线上损耗的电能相同

在现代装修家居中，有很多是大理石材料都有放射性，而在核物理研究中已有很多放射性元素，其中放射性元素 $\text{[math]}$ 的衰变方程为 $\text{[math]}$ ，下列表述正确的是（）

A . $\text{[math]}$ 是由 $\text{[math]}$ 原子核内释放的电子 B . 该衰变是 $\text{[math]}$ 衰变 C . 加压或加温都可以改变其衰变的快慢 D . $\text{[math]}$ 发生衰变时原子核要吸收能量

中国的第一艘核潜艇安全航行近30年。中国是世界上唯一的一个核潜艇未发生过事故的国家，这证明了中国核潜艇的动力运行系统及核安全在国际上处于领先地位。 $\text{[math]}$ 为核动力潜艇所用燃料的一种核反应方程。关于该核反应，下列说法正确的是（）

A . X的质子数为141 B . X的中子数为87 C . 核反应前后核子的总质量不变 D . X比 $\text{[math]}$ 更稳定

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