7 核聚变知识点题库

在某些恒星内部，一个氘核与一个氚核结合成一个氦核，已知氘核的质量m₁为3.3436×10^﹣²⁷kg ，氚核的质量m₂为5.0082×10^﹣²⁷kg ，氦核的质量m₃为6.6467×10^﹣²⁷kg ，中子的质量m₄为1.6749×10^﹣²⁷kg ，真空中光速c=3.0×10⁸m/s．

（1）写出核反应方程
（2）这个反应中释放的核能为多少？（结果保留一位有效数字）

已知氘核的质量为2.0136U ，中子的质量为1.0087U ，

He核的质量为3.0150U ，两个速率相等的氘核对心碰撞聚变成

He并放出一个中子，释放的核能也全部转化为机械能．（质量亏损为1U时，释放的能量为931.5MeV ．除了计算质量亏损外，

He的质量可以认为是中子的3倍．）

（1）写出该核反应的反应方程式；
（2）该核反应释放的核能是多少？
（3）若测得反应后生成中子的动能是3.12MeV ，则反应前每个氘核的动能是多少MeV？

裂变反应是目前核能利用中常见的反应．以原子核 $\text{[math]}$ 为燃料的反应堆中，当 $\text{[math]}$ 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：

反应方程下方的数字是中子及有关原子核的静止质量（以原子质量单位 u 为单位，取1u 的质量对应的能量为9.3×10² MeV，此裂变反应中（）

A . 释放出的能量是30×10² MeV，X是中子 B . 释放出的能量是30 MeV，X是质子 C . 释放出的能量是1.8×10² MeV，X是中子 D . 释放出的能量是1.8×10² MeV，X是质子

[物理选修3﹣5模块]

（1）已知金属钙的逸出功为2.7eV，氢原子的能级图如图所示，一群氢原子处于量子数n=4能级状态，则

A . 氢原子可能辐射6种频率的光子 B . 氢原子可能辐射5种频率的光子 C . 有3种频率的辐射光子能使钙发生光电效应 D . 有4种频率的辐射光子能使钙发生光电效应
（2）云室处在磁感应强度为B的匀强磁场中，一静止的质量为M的原子核在云室中发生一次α衰变，α粒子的质量为m，带电量为q，其运动轨迹在与磁场垂直的平面内，现测得α粒子运动的轨道半径为R，试求在衰变过程中的质量亏损．（注：涉及动量问题时，亏损的质量可忽略不计）

发展核电既是中国发展突破能源、交通、环保瓶颈的上策，也符合国家关于“节能减排”的号召，下列关于核电站的说法中正确的是（）

A . 核反应方程可能是： $\text{[math]}$ U→ $\text{[math]}$ Ba+ $\text{[math]}$ Kr+2 $\text{[math]}$ n B . 核反应过程中质量和质量数都发生了亏损 C . 在核反应堆中利用控制棒吸收中子从而减小中子对环境的影响 D . 核电站的能量转换过程是：通过核反应堆将核能转化为热能，再通过汽轮机将热能转化为机械能，最后通过发电机将机械能转化为电能

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

利用反应堆工作时释放出的热能使水汽化以推动汽轮发电机发电，这就是核电站．核电站消耗的“燃料”很少，但功率却很大，目前，核能发电技术已经成熟，我国已经具备了发展核电的基本条件．

（1）核反应堆中的“燃料”是 $\text{[math]}$ ，完成下面的核反应方程式 $\text{[math]}$ ＋ $\text{[math]}$ ―→ $\text{[math]}$ ＋ $\text{[math]}$ ＋10 $\text{[math]}$ ；
（2）一座100万千瓦的核电站，每年需要多少浓缩铀？已知铀核的质量为235.043 9 u，氙核质量为135.907 2 u，锶核质量为89.907 7 u.1 u＝1.66×10^－27 kg，浓缩铀中铀235的含量占2%.

2017年11月17日，“中国核潜艇之父”——黄旭华获评全国道德模范，颁奖典礼上，习总书记为他“让座”的场景感人肺腑，下列有关核反应说法错误的是（）

A . 目前核潜艇是利用重核裂变提供动力 B . 重核裂变反应前后一定有质量亏损 C . $\text{[math]}$ ，式中 $\text{[math]}$ D . 铀核裂变后的新核比铀核的比结合能小

不同的原子核，其核子的平均质量m（原子核的质量除以核子数）与原子序数Z的关系如图所示。下列说法中正确的是（）

A . 随原子序数的增大核子的平均质量先减小后增大 B . 原子核E的比结合能比原子核F的比结合能大 C . 原子核D和E聚变成原子核F时会有质量亏损，要吸收能量 D . 原子核A裂变成原子核B和C时会有质量亏损，要放出核能

2011年3月，日本地震引发海啸，继而福岛核电站（世界最大的核电站）发生核泄漏。关于核电站和核辐射，下列说法中正确的是（）

A . 核反应堆发生的是轻核聚变反应 B . 铀核裂变的核反应是： $\text{[math]}$ C . 放射性同位素的半衰期长短是由核内部本身决定，与外部条件无关 D . $\text{[math]}$ 衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的

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 $\text{[math]}$ 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 . 比结合越大，原子核越不稳定 D . 自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能

$\text{[math]}$ 的衰变方程式为 $\text{[math]}$ → $\text{[math]}$ ＋X，则下列说法正确的是（）

A . $\text{[math]}$ 的衰变过程属于α衰变，X为氦原子核 B . $\text{[math]}$ 原子核内的中子数比 $\text{[math]}$ 原子核内的中子数多一个 C . 通过降低温度的方法可使 $\text{[math]}$ 的半衰期变短，降低危害 D . $\text{[math]}$ 原子核的比结合能等于 $\text{[math]}$ 原子核的比结合能

下列说法正确的是（）

A . 大量处于n＝5能级的氢原子，自发向低能级跃迁的过程中能辐射20种不同频率的电磁波 B . 爱因斯坦提出质能方程E＝mc² ，其中E是物体以光速c运动时的动能 C . $\text{[math]}$ → $\text{[math]}$ + $\text{[math]}$ 是钍核（ $\text{[math]}$ ）的β衰变方程，衰变过程会伴随着γ射线产生 D . 高速运动的α粒子轰击氮核可从氮核中打出中子，其核反应方程为 $\text{[math]}$

月球土壤里大量存在着一种叫做“氦3”( $\text{[math]}$ )的化学元素，是核聚变的重要原料之一。科学家初步估计月球上至少有100万吨“氦3”，如果相关技术开发成功，将可为地球带来取之不尽的能源。关于“氦3”与氘核( $\text{[math]}$ )聚变生成“氦4”( $\text{[math]}$ )，下列说法中正确的是（）

A . 该核反应方程式为 $\text{[math]}$ B . 该核反应生成物的质量大于参加反应物的质量 C . 该核反应出现质量亏损，吸收能量 D . 因为“氦3”比“氦4”的比结合能小，所以“氦3”比“氦4”稳定

一个静止的铀核（ $\text{[math]}$ U）要放出一个α粒子变成钍核（ $\text{[math]}$ Th），已知α粒子动能为E_k1 ，且在核反应中释放的能量全部转化为两个粒子的动能．（已知真空中的光速为c），求：

①钍核的动能

②该核反应中的质量亏损．

科学家使用核反应获取氚，再利用氘和氚的核反应获得能量，核反应方程分别为X+Y→ $\text{[math]}$ ，下列说法正确的是（）

A . X是中子 B . Y的质子数是3,中子数是6 C . 两个核反应都没有质量亏损 D . 氘和氚的核反应是核聚变反应

铀235是核电站的主要核燃料，核反应堆在工作时，铀235既发生裂变，也发生衰变。铀235裂变方程为∶ $\text{[math]}$ ，衰变方程为∶ $\text{[math]}$ ，则下列说法正确的是（）

A . 裂变过程放出能量，衰变过程吸收能量 B . 裂变产生的新核X中含有88个中子 C . 衰变产生的新核Y的比结合能比铀核的大 D . 核裂变释放能量产生的高温会加快铀235的衰变

关于物理知识在科技和生活中的应用，下列各图对应的说法正确的是（　　）

A . 图甲中行李安检仪采用 $\text{[math]}$ 射线来透视安检物品 B . 图乙中相机镜头上呈现的淡紫色是由薄膜干涉引起的 C . 图丙中水中的气泡看起来特别亮是光发生全反射的缘故 D . 图丁中核反应堆可以通过调整插入镉棒的深度来控制核反应快慢。插入越深，反应越快

下列说法正确的是（　　）

A . $\text{[math]}$ 是 $\text{[math]}$ 衰变方程 B . $\text{[math]}$ 是核裂变反应方程 C . $\text{[math]}$ 射线是原子核外电子电离形成的，它具有中等的穿透能力 D . $\text{[math]}$ 经过6次 $\text{[math]}$ 衰变4次 $\text{[math]}$ 衰变后变化为 $\text{[math]}$

国外某核电站发生核泄漏事件，向海水中排放了63种放射性物质，其中一种物质是氚（ $\text{[math]}$ ），其半衰期为12.5年。下列说法正确的是（）

A . 核电站所利用的核反应是核聚变 B . 氚原子和氦（ $\text{[math]}$ ）原子的中子数相同 C . 100g氚经过25年会全部衰变完 D . 若氚发生的是β衰变，则衰变产物是氘（ $\text{[math]}$ ）

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