质能方程知识点题库

在可控核反应堆中需要给快中子减速，轻水、重水和石墨等常用作减速剂．中子在重水中可与

H核碰撞减速，在石墨中与

C核碰撞减速．上述碰撞可简化为弹性碰撞模型．某反应堆中快中子与静止的靶核发生对心正碰，通过计算说明，仅从一次碰撞考虑，用重水和石墨作减速剂，哪种减速效果更好？．

一个氘核和一个氚核聚变成一个氦核，其核反应方程是

，以下说法正确的是( )

A . X是质子，反应过程中有质量亏损 B . X是中子，反应过程中有质量亏损 C . X是质子，反应过程中没有质量亏损 D . X是中子，反应过程中没有质量亏损

下列叙述正确的是（）

A . 两个质子之间，不管距离如何，核力总是大于库仑力 B . 由爱因斯坦质能方程E=mc²可知，质量可以转变为能量 C . 质子与中子的质量不等，但质量数相等 D . 天然放射现象说明原子核内部有电子

对爱因斯坦光电效应方程E_K=hν﹣W，下面的理解正确的有（）

A . 只要是用同种频率的光照射同一种金属，那么从金属中逸出的所有光电子都会具有同样的初动能E_K B . 式中的W表示每个光电子从金属中飞出过程中克服金属中正电荷引力所做的功 C . 逸出功W和极限频率ν₀之间应满足关系式W=hν₀ D . 光电子的最大初动能和入射光的频率成正比

下面的各种说法中正确的是（）

A . 在实验室可以做“声波碎杯”的实验，若要使杯子碎掉，操作人员一定是把声波发生器的功率调到很大 B . 关于气体的压强，气体的压强是由气体分子间的吸引和排斥产生的 C . 对爱因斯坦光电效应方程E_K=hν﹣W可理解为光电子的最大初动能和入射光的频率成正比 D . 天然放射物质的三种放射线中的β粒子是电子，但不是原来绕核旋转的核外电子

天文学家测得银河系中氦的含量约为25%，有关研究表明，宇宙中氦生成的途径有两种：一是在宇宙诞生后3分钟左右生成的；二是在宇宙演化到恒星诞生后，由恒星内部氢核聚变反应生成的．

（1）把轻核聚变反应简化为4个氢核（H）聚变成氦核（He），同时放出两个正电子（e）和两个中微子（ν），请写出氢核聚变反应的方程式，并计算一次反应释放的能量．
（2）研究表明，银河系的年龄约为t=3.8×10¹⁷s，每秒钟银河系产生的能量约为1×10³⁷J（即P=1×10³⁷J/s），现假定该能量全部来自于上述轻核聚变反应，试估算银河系中氦的质量（最后结果保留一位有效数字）．
（3）根据你的估算结果，对银河系中氦的主要生成途径作出判断．
〔可能用到的数据：银河系质量为M=3×10⁴¹kg，原子质量单位1u=1.66×10^﹣27kg，1u相当于1.5×10^﹣10J的能量，电子质量M_e=0.0005u，氦核质量M_α=4.0026u，氢核质量M_H=1.0078u，中微子（ν）质量为零．〕

已知一个氢原子的质量是1.6736×10^﹣2kg，一个锂原子的质量是11.6505×10^﹣2kg，一个氦原子的质量是6.6466×10^﹣27kg，则当一个锂核（锂7）受到一个质子的轰击，变成两个α粒子时所释放的能量是多少？

已知质子的质量为m₁ ，中子的质量为m₂ ，碳核（ $\text{[math]}$ C）的质量为m₃ ．则碳核（ $\text{[math]}$ C）的结合能为，比结合能为．

假设两个氘核在一直线上相碰发生聚变反应生成氦的同位素和中子，已知氘核的质量是2.013 6u，中子的质量是1.008 7u，氦核同位素的质量是3.015 0u．

（1）聚变的核反应方程式是，在聚变核反应中释放出的能量为 MeV．（保留两位有效数字）
（2）若氚核和氦核发生聚变生成锂核，反应方程式为 $\text{[math]}$ H+ $\text{[math]}$ He→ $\text{[math]}$ Li，已知各核子比结合能分别为E_H=1.112MeV、E_He=7.075MeV、E_Li=5.603MeV，求此核反应过程中释放的核能．

原子核的比结合能与核子数的关系如图，由此可知（）

A . 越重的原子核，如铀核（ $\text{[math]}$ U），因为它的核子多，核力大，所以结合得坚固而稳定 B . 越轻的原子核，如锂核（ $\text{[math]}$ Li），因为它的核子只有6个比铀核简单，因而比铀核结合得更坚固更稳定 C . 原子核发生衰变的过程是比结合能增大的过程 D . 原子核A和B结合成C，原子核F分裂成E和D，都会释放核能

一个锂 $\text{[math]}$ 受到一个质子的轰击，变成两个α粒子．已知一个氦原子核的质量是6.6466×10^﹣27kg，一个锂原子核的质量是1.16506×10^﹣26kg，一个氢原子核的质量是1.6736×10^﹣27kg，

（1）试写出这一过程的核反应方程；
（2）计算这一过程中的质量亏损；
（3）计算这一过程中所释放的核能．

裂变反应是目前核能利用中常用的反应，以原子核₉₂²³⁵U为燃料的反应堆中，当₉₂²³⁵U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：₉₂²³⁵U+₀¹n﹣→₅₄¹³⁹Xe+₃₈⁹⁴Sr+3₀¹n．

已知₉₂²³⁵U的原子质量为235.043 9u，₀¹n的原子质量为1.008 7u，₅₄¹³⁹Xe的原子质量为138，917 8u，₃₈⁹⁴Sr的原子质量为93.915 4u，且1u的质量对应的能量为9.3×10²MeV，此裂变反应释放出的能量是多少MeV？保留三位有效数字．

一个静止的铀核²³²₉₀U（原子质量为232.0372u）放出一个α粒子（原子质量为4.0026u）后衰变成钍核 ²²⁸₉₀ Th（原子质量为228.0287u）．（已知原子质量单位1u=1.67×10^﹣27kg，1u相当于931.5MeV的能量）

（1）写出铀核的衰变反应方程；
（2）求该衰变反应中释放出的核能为多少MeV．

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： $\text{[math]}$ .已知 $\text{[math]}$ 的质量为2.013 6 u， $\text{[math]}$ 的质量为3.015 0 u， $\text{[math]}$ 的质量为1.008 7 u，1 u＝931 MeV/c².则氘核聚变反应中释放的核能约为( )

A . 3.7 MeV B . 3.3 MeV C . 2.7 MeV D . 0.93 MeV

下列说法中正确的是（）

A . 铀核裂变的核反应是 $\text{[math]}$ B . 已知质子、中子、 $\text{[math]}$ 粒子的质量分别为 $\text{[math]}$ ，那么质子和中子结合成一个 $\text{[math]}$ 粒子，释放的能量是 $\text{[math]}$ C . 铀（ $\text{[math]}$ ）经过多次 $\text{[math]}$ 、β衰变形成稳定的铅（ $\text{[math]}$ ）的过程中，有6个中子转变成质子 D . 一个处于n=5能级态的氢原子，自发向低能级跃迁的过程中能辐射10种不同频率的电磁波

一个氘核和一个氚核发生核反应生成一个氦核的反应方程是 $\text{[math]}$ ，此反应过程产生的质量亏损为 $\text{[math]}$ 。已知阿伏加德罗常数为N_A ，真空中的光速为c。若1mol氘和1mol氚完全发生核反应生成氦，则在这个核反应中释放的能量为（　　）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

1898年，玛丽·居里在研究一种沥青铀矿时发现了两种放射性新元素钋和镭，其中镭226为镭的最稳定同位素，它衰变时会放出氡气到大气中。氡仍有放射性，且可被生物吸入，并危害生命。已知 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的质量分别是226.0254u、222.0175u、4.0026u，1u相当于931.5MeV的能量。

（1）写出 $\text{[math]}$ 发生α衰变的核反应方程；
（2）求出 $\text{[math]}$ 在α衰变过程中放出的能量（结果保留2位有效数字）。

太阳内部有多种热核反应，其中“质子—质子链式反应”（或称为“PP反应”）是主要反应类型，而“PP反应”有多个分支，其主要分支的各步核反应方程分别为： $\text{[math]}$ ＋0.42MeV、 $\text{[math]}$ ＋5.49MeV、 $\text{[math]}$ ＋12.86MeV，下列说法中正确的是（　　）

A . X是正电子 B . “PP反应”为核裂变反应 C . “PP反应”可在常温下发生 D . $\text{[math]}$ 原子核的结合能大于 $\text{[math]}$ 原子核的结合能

天然放射性元素镭放出的 $\text{[math]}$ 粒子动能约为 $\text{[math]}$ ，用 $\text{[math]}$ 粒子轰击氮原子核，核反应可能不止有一种，比如：① $\text{[math]}$ ；② $\text{[math]}$ 等，我们可以通过计算判断其是否有可能发生。已知：各原子核的相对原子质量如下表所示，其中1u的质量对应931.5MeV的能量，下列关于第②种核反应的说法中正确的是（）

$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$

A . 第②种核反应为放能反应，一次核反应放出的能量约为 $\text{[math]}$ B . 第②种核反应为吸能反应，一次核反应吸收的能量约为 $\text{[math]}$ C . 用该 $\text{[math]}$ 粒子（ $\text{[math]}$ ）轰击静止的靶核（ $\text{[math]}$ ），可能发生第②种核反应 D . 若用 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ 粒子轰击静止的靶核（ $\text{[math]}$ ），可能发生第②种核反应

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。

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