质能方程知识点题库

下列说法正确的是（）

A . 卢瑟福通过对 $\text{[math]}$ 粒子散射实验现象的分析，发现了原子是可以再分的 B . $\text{[math]}$ 射线与 $\text{[math]}$ 射线一样都是电磁波，但穿透本领远比 $\text{[math]}$ 射线弱 C . 原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最大能量 D . 裂变时释放能量是因为发生了亏损质量

有关近代物理知识，下列说法正确的是（　　）

A . 碘131的半衰期大约为8天，1g碘131经过64天后，未衰变的大约为 $\text{[math]}$ B . 比结合能越大，原子核中核子结合的越不牢固，原子核越不稳定 C . 铀235的裂变方程可能为₉₂²³⁵U→₅₅¹³⁷Cs+₃₇⁸⁸Rb+10₀¹n D . 处于基态的氢原子吸收一个光子跃迁到激发态，再向低能级跃迁时辐射光子的频率一定大于吸收光子的频率

我国最新一代核聚变装置“EAST”在安徽合肥首次放电，显示了EAST装置具有良好的整体性能，使等离子体约束时间达1000s，温度超过1亿摄氏度，这标志着我国磁约束核聚变研究进入国际先进水平．合肥也成为世界上第一个建成此类全超导非圆截面核聚变实验装置并能实际运行的地方．核聚变的主要原料是氘，在海水中含量极其丰富．已知氘核的质量为m₁ ，中子的质量为m₂ ， $\text{[math]}$ He的质量为m₃ ，质子的质量为m₄ ，则下列说法中正确的是（）

A . 两个氘核聚变成一个 $\text{[math]}$ He所产生的另一个粒子是质子 B . 两个氘核聚变成一个 $\text{[math]}$ He所产生的另一个粒子是电子 C . 两个氘核聚变成一个 $\text{[math]}$ He所释放的核能为（2m₁﹣m₃﹣m₄）c² D . 两个氘核聚变成一个 $\text{[math]}$ He所释放的核能为（2m₁﹣m₃﹣m₂）c²

重核的裂变和轻核的聚变是人类利用核能的两种主要方法，下面关于它们的说法中正确的是（）

A . 裂变和聚变过程都有质量亏损 B . 裂变过程有质量亏损，聚变过程质量有所增加 C . 裂变过程质量有所增加，聚变过程有质量亏损 D . 裂变和聚变过程质量都有所增加

静止的镭226（₈₈²²⁶Ra）发生α衰变，生成氡（R_n），如果衰变中放出的能量都转化为α粒子和氡核的动能．

（1）写出衰变方程；
（2）求α粒子与氡核的动能之比；
（3）若α粒子与氡核的运动方向与匀强磁场的方向垂直，画出轨迹示意图，并计算轨道半径之比．

用质子轰击锂核 $\text{[math]}$ 生成两个α粒子，已知质子、α粒子、锂核的质量分别为m_H、m_α、m_Li ．

（1）写出核反应方程：．
（2）该核反应的质量亏损△m=．
（3）该核反应释放的能量△E=．

在实验室内较精准地测量到的双β衰变事例是在1987年公布的，在进行了7960小时的实验后，以68%的置信度认出 $\text{[math]}$ Se发生的36个双β衰变事例．已知静止的 $\text{[math]}$ Se发生双β衰变时，将释放出两个电子和两个中微子（中微子的质量数和电荷数都为零），同时转变成一个新核X，则X核的中子数为；若衰变过程释放的核能是E，真空中的光速为c，则衰变过程的质量亏损是．

用速度一定的中子轰击静止的锂核（ $\text{[math]}$ Li），发生核反应后生成氚核和α粒子，则核反应方程为；生成的氚核速度方向与中子的初速度方向相反，α粒子的速度为v，氚核与α粒子的速率之比为7：8，已知质子、中子质量均为m，光速为c，核反应过程中放出的能量全部转化为氚核和α粒子的动能，则中子的初速度v₀=，此反应过程中质量亏损为．

在β衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出．中微子的性质十分特别，因此在实验中很难探测.1953年，莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统，利用中微子与水中 $\text{[math]}$ H的核反应，间接地证实了中微子的存在．

（1）中微子与水中的 $\text{[math]}$ H发生核反应，产生中子（ $\text{[math]}$ n）和正电子（ $\text{[math]}$ e），即中微子+ $\text{[math]}$ H﹣→ $\text{[math]}$ n+ $\text{[math]}$ e，可以判定，中微子的质量数和电荷数分别是．（填写选项前的字母）

A . 0和0 B . 0和1 C . 1和0 D . 1和1
（2）上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体后，可以转变为两个光子（γ），即 $\text{[math]}$ e+ $\text{[math]}$ e﹣→2γ．已知正电子和电子的质量都为9.1×10^﹣31 kg，反应中产生的每个光子的能量约为 J．正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子，原因是．

中子n、质子p、氘核D的质量分别为m_n、m_p、m_D ．现用光子能量为E的γ射线照射静止氘核使之分解，反应方程为γ＋D→p＋n．若分解后的中子、质子的动能可视为相等，则中子的动能是（）

A . $\text{[math]}$ [（m_D－m_p－m_n）c²－E] B . $\text{[math]}$ [（m_p＋m_n－m_D）c²＋E] C . $\text{[math]}$ [（m_D－m_p－m_n）c²＋E] D . $\text{[math]}$ [（m_p＋m_n－m_D）c²－E]

下述叙述中，正确的是（）

A . 放射性元素的半衰期是由原子核的内部因素决定的，与温度、压强等外界因素无关 B . $\text{[math]}$ 射线就是原子核外的电子挣脱原子核的束缚而形成的电子流 C . 重核的裂变和轻核的聚变都可以放出大量的能量 D . 互为同位素的元素，具有相同的中子数

一个速率为v的正电子与一相等速率的电子相向正碰，产生两个光子，此过程中电子的动能和质量亏损对应的能量全部转化为光子的能量。已知电子质量为m，光速为c，则产生光了的波长为动量为。

太阳因核聚变释放出巨大的能量，其质量不断减少。太阳光从太阳射到月球表面的时间约500s，月球表面每平米每秒钟接收到太阳辐射的能量约为1.4×10³J，根据爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟减少的质量最接近（）

A . 4×10⁹kg B . 4×10¹²kg C . 4×10¹⁸kg D . 4×10²⁴kg

精确的研究表明，不同的原子核，其核子的平均质量（原子核的质量除以核子数) 与原子序数Z有如图所示的关系．根据该图所提供的信息及原子核的聚变、裂变有关知识，下列说法正确的是（）

A . 从图中可以看出，铁Fe原子核中核子的平均质量最大 B . 原子序数较大的重核A分裂成原子序数小一些的核B和C，质量会增加 C . 原子序数很小的轻核D和E结合成一个原子序数大些的F核，能释放核能 D . 原子序数较大的重核裂成原子序数小一些的核B和C，需要吸收能量

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 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 的质量为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 的质量为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 。氘核聚变反应中释放的核能约为（）

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

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： $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，下列表述正确的有（）

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

已知中子的质量为m_n=1.6749×10^－27kg，质子的质量为m_p=1.6726×10^－27kg，氚核的质量为m_T=5.0076×10^－27kg，1eV=1.60×10^－19J，则氚核的比结合能为（）

A . 1.10MeV B . 2.19MeV C . 2.78MeV D . 8.33Mev

原子核的结合能与核子数之比称作比结合能。已知中子（ $\text{[math]}$ ）的质量是 $\text{[math]}$ ，质子（ $\text{[math]}$ ）的质量是 $\text{[math]}$ ，氘核（ $\text{[math]}$ ）的质量是 $\text{[math]}$ ，求：

（1）质子和中子结合成氘核过程中释放的能量。
（2）氘核的比结合能。

如图是原子核的比结合能与质量数的关系图像，通过该图像可以得出一些原子核的比结合能，如 $\text{[math]}$ 的核子比结合能约为7.6Mev， $\text{[math]}$ 的核子比结合能约为7Mev，根据该图像判断，下到说法正确的是（）

A . 随着原子质量数的增加，原子核的比结合能增大 B . $\text{[math]}$ 核的结合能最大 C . 把 $\text{[math]}$ 分成8个质子和8个中子，会发生质量亏损 D . 3个 $\text{[math]}$ 核结合成1个 $\text{[math]}$ 核，释放约7.2MeV的能量

核电站利用核反应堆工作，铀核U裂变生成钡核Ba和氪核Kr。在一个反应堆中用石墨做慢化剂使快中子减速。碳核的质量是中子的12倍，假设中子与碳核的每次碰撞都是弹性正碰，而且认为碰撞前碳核都是静止的。求：

（1）试完成铀核裂变反应方程； $\text{[math]}$
（2）已知U、Ba、Kr核以及中子的质量分别是235.0439u，140.9139u，91.8973u和1.0087u，计算一个铀核裂变放出的核能。1u＝1.66×10^-27kg，c＝3.0×10⁸m/s；（结果保留两位有效数字）
（3）设碰撞前中子的动能是E₀ ，经过一次碰撞，中子失去的动能是多少。

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