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章末检测试卷(五)
(满分：100分)
一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)
1.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。下列关于核反应方程的说法，正确的是(　　)
A.HHHen是α衰变
BUnXeSr+1n是目前人类获得核能的主要方式
CThPa+X中的X是质子
DHHHen是核聚变，反应后的总质量较聚变前增加
2.(2024·邯郸市模拟)硼中子俘获治疗技术(BNCT)的治疗原理是向患者体内注入含硼药剂，这种药剂对肿瘤细胞有很强的亲和力，当足够浓度的硼元素进入肿瘤细胞后，再用中子束照射肿瘤部位，中子被肿瘤细胞内的硼B)俘获后，释放出射线I和新的原子核，这种射线能使肿瘤细胞DNA双股螺旋断裂，从而消灭肿瘤细胞，并且射线的穿透距离均小于细胞半径，不会对相邻的正常细胞产生过多的影响，因此，BNCT疗法被认为是治疗肿瘤的新希望。已知新核是Li，则射线I应该是(　　)
A.α射线 B.β射线
C.γ射线 D.X射线
3.(2023·威海市高二月考)下列说法正确的是(　　)
A.图甲中的γ射线可能是原子中的内层电子跃迁时产生的
B.图乙中原子核衰变放出β粒子，说明β粒子是组成原子核的一种粒子
C.图丙的γ射线测厚装置，若探测器测得的射线越弱，说明金属板厚度越厚
D.图丁中氡的半衰期是3.8天，说明20个氡原子核经过7.6天，还剩下5个未衰变
4.(2023·成都市高二期末)近年来，广汉三星堆不断挖掘出重要文物，引起全球考古界的关注。考古学家们利用放射性元素C的半衰期可以确定文物的年代，其衰变方程为C→Xe，则(　　)
A.X核中的核子数是7个
B.升高温度可以加快C的衰变
C.100个C核经过2个半衰期后，还剩下25个
DC衰变的实质是核内的一个中子转变为一个质子，并放出一个电子
5.(2024·广东省模拟)随着高功率激光技术的持续进步，目前在实验室已可获得超过1022 W/cm2的激光聚焦强度，为超高强度激光脉冲触发核过程和核应用开辟了新方向。某次使用高功率激光研究轻核聚变的核反应方程为HH—→+X，发生质量亏损并释放能量，下面说法正确的是(　　)
A.X是中子
B.轻核聚变在普通温度的情况下发生
C.轻核聚变发生质量亏损，因此轻核聚变过程中质量数不守恒
D.目前的核电站反应堆使用的是轻核聚变
6.(2023·江西九江六校高二联考)2022年3月25日，福清核电6号机组投入商业运行，这是全球第三台、中国第二台投入商运的华龙一号机组。目前核能发电都是利用核裂变反应，其中一个主要的裂变方程为Un→XSr+n，下列有关说法正确的是(　　)
A.产物X原子核中含有54个中子
B.太阳辐射能量的主要来源也是重核裂变
C.裂变过程中释放核能是因为产物中新核的比结合能大
D.锶90也是铀235的裂变产物，其半衰期为28年，那么经过56年锶90就衰变完了
7.如图所示，在匀强磁场中静止着一个原子核U，某一时刻发生了一次α衰变，放出的α粒子与生成的新核在与磁场方向垂直的平面内做匀速圆周运动，得到α粒子与新核的轨迹是外切圆。已知磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，α粒子的质量数为4，电荷量为2e，则下列说法正确的是(　　)
A.新核与α粒子的轨迹半径之比为1∶45
B.衰变后产生的新核与α粒子的动能之比为4∶117
C.衰变后产生的新核与α粒子所受的洛伦兹力之比为117∶90
D.放出的α粒子对应的轨迹是大圆，α粒子和新核绕行的方向均为顺时针
二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)
8.(2023·北京市模拟)不同原子核的比结合能不同，如图是按照实际测量结果画出的比结合能图线。下列判断正确的是(　　)
A.56Fe原子核的比结合能最大，核最稳定
B.重核裂变生成的产物比结合能增大，吸收能量
C.轻核聚变的产物平均核子质量比聚变前小
D.比结合能大的原子核平均核子质量大
9.某行星内部含有氦核He)，在一定条件下氦核经过
核反应会生成碳核C)。已知1个质子的质量为mp，1个中子的质量为mn，1个氦核He)的质量为m1、1个碳核C)的质量为m2，真空中的光速为c，下列说法正确的是(　　)
A.He转变为C的核反应方程为HeC
BHe转变为C的核反应中质量亏损为6mp+6mn+m2
C.碳核C)的比结合能为
DC的同位素C中有6个质子，14个核子
10.(2023·赣州市模拟)某空间为真空环境，存在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的足够大的匀强磁场区域，一钚核Pu静止在磁场中的O点，某时刻发生衰变，生成新核U和α粒子，其中质量为4m、电荷量为2q的α粒子以动量大小p沿水平向右运动，若衰变释放的核能全部转化为两种粒子的动能，且两粒子运动中只受匀强磁场的洛伦兹力作用，下列说法正确的是(　　)
A.钚衰变时的核反应方程式为Pu—→He
B.衰变过程中质量亏损约为
C.新核和α粒子的运动半径之比约为46∶1
D.新核U与α粒子做匀速圆周运动的周期之比约为235∶184
三、非选择题(本题共5小题，共54分)
11.(6分)100年前，卢瑟福用α粒子轰击氮核打出了质子。后来，人们用α粒子轰击Ni核也打出了质子：NiCuH+X，该反应中的X是　　　(选填“电子”“正电子”或“中子”)。此后，对原子核反应的持续研究为核能利用提供了可能。目前人类获得核能的主要方式是　　　　(选填“核衰变”“核裂变”或“核聚变”)。
12.(9分)(2024·漳州市模拟)2023年4月，日本政府不顾国际社会强烈反对，启动福岛第一核电站核污水的排海行动，这一行为引发全球担忧。福岛核污水中含有60多种放射性核素，其中碳14的半衰期约为5 730年，1 g碳14衰变到剩余0.25 g需要约　　　　年。如何更安全的利用核能成为人类迫切需要解决的问题，目前人们获取核能主要有两条途径；重核裂变和轻核聚变，请将下列核反应方程补充完整：nBaKr+3　　　 ；+　　　 Hen。
13.(11分)(2023·南阳市高二月考)放射性同位素C被考古学家称为“碳钟”，它可以用来判定古代生物体的年代。求：
(1)(6分)宇宙射线中高能量的中子碰到空气中的氮原子N后，会形成，很不稳定，易发生β衰变，放出β射线，写出有关的2个核反应方程；若β衰变过程中释放的核能为E，则该反应过程中质量亏损为多少？(真空中光速为c)；
(2)(5分)若测得一古生物体遗骸中含量只有活体中的12.5%，的半衰期为5 730年，则此遗骸的年代约有多少年？
14.(12分)(2023·南充市高二检测)已知1 L海水中可提取0.03 g的氘H)，氘核和氦核He)的质量分别为2.014 1 u和4.002 6 u，1 u=931.5 MeV，氘的摩尔质量为2 g/mol，NA=6.02×1023 mol-1。求：
(1)(8分)1 L海水中的氘全部聚变为氦，能释放出多少能量？
(2)(4分)1 kg无烟煤完全燃烧释放的能量为3.35×107 J，则1 L海水中的氘全部聚变所放出的能量相当于多少千克的无烟煤燃烧所释放的能量？
15.(16分)(2023·辽宁名校联盟联考)原子弹和核反应堆都利用了原子核裂变产生的能量。前者可以给人类带来灾难，后者却能用来发电为人类造福。用一个中子轰击U，可发生裂变反应生成Ba和Kr，并释放出几个中子，已知每个中子的质量m1=1.008 u，的质量m2=235.043 u，的质量m3=140.913 u，的质量m4=91.897 u，质量亏损1 u相当于释放931 MeV的能量，光速c=3×108 m/s。
(1)(2分)请写出上述裂变中的核反应方程；
(2)(6分)求一个U在裂变反应中释放的核能ΔE的表达式(用m1、m2、m3、m4、c表示)；
(3)(8分)若某原子弹装料为60 kg的U，其中大约有1.2%发生裂变，真实的裂变情况有很多种，假设发生的都是上述裂变反应，已知阿伏加德罗常数NA=6×1023 mol-1，求这颗原子弹释放的能量约为多少MeV？(结果保留2位有效数字)
答案精析
1.B　［核反应方程HHHen是轻核聚变，故A错误；核反应方程UnXeSr+1n属于重核裂变，是目前人类获得核能的主要方式，故B正确；由质量数守恒和电荷数守恒，可知核反应方
程ThPa+X中的X质量数为0，电荷数为-1，为电子，故C错误；核反应方程HHHen是核聚变，反应过程中放出能量，由质能关系可知反应后的总质量较聚变前减少，故D错误。］
2.A　［根据核反应过程满足质量数守恒和电荷数守恒，可得到核反应方程为Bn—LiHe，则射线I应该是α射线，故选A。］
3.C　［题图甲中的γ射线是伴随放射性元素的衰变产生的，故A错误；题图乙原子核衰变放出β粒子，是由于发生β衰变产生的，β衰变中生成的电子是一个中子转化为一个质子同时生成一个电子，这种转化产生的电子发射到核外，就是β粒子，但β粒子不是组成原子核的一种粒子，故B错误；γ射线具有较强的穿透本领，题图丙的γ射线测厚装置，若探测器测得的射线越弱，说明金属板厚度越厚，故C正确；半衰期是大量放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间，对于少量的原子核不适用，故D错误。］
4.D　［根据核反应前后质量数和电荷数守恒可得，X核为N，其核子数为14，故A错误；放射性元素的半衰期与物理环境和化学环境无关，所以升高温度不能加快C的衰变，故B错误；半衰期具有统计意义，对个别放射性元素的原子没有意义，故C错误；β衰变的实质是核内的一个中子转变为一个质子，并放出一个电子，故D正确。］
5.A　［根据核反应过程满足质量数和电荷数守恒，可知X为中子n，故A正确；该反应为核聚变反应，聚变反应过程需要吸收能量才能使轻核间的距离接近到发生聚变的距离，因此需要高温，但反应过程中会释放更大的能量，故B错误；轻核聚变发生质量亏损，但轻核聚变过程中质量数守恒，故C错误；目前的核电站反应堆使用的是重核裂变，故D错误。］
6.C　［设X原子核中有x个质子，质量数为y，则有92=x+38，235+1=y+95+2×1，解得x=54，y=139，则X原子核中含有中子数为y-x=85，A错误；太阳内部发生的是轻核聚变，B错误；裂变过程中释放核能是因为新核的比结合能大于原来重核的比结合能，C正确；经过56年，锶90剩下原来的四分之一，D错误。］
7.A　［根据动量守恒定律可知，两粒子动量等大反向，根据R==可知，带电荷量较小的α粒子对应的轨迹圆半径较大，根据左手定则可知α粒子和新核绕行的方向均为逆时针，D错误；因α粒子带电荷量为2e，可知新核带电荷量为90e，根据R=可知，新核与α粒子的轨迹半径之比为1∶45，A正确；对α粒子有Ek==，因新核的质量数为234，则质量m2=m1，对新核分析有Ek'===Ek=Ek，故衰变后产生的新核做圆周运动的动能与α粒子的动能之比为2∶117，B错误；α粒子所受的洛伦兹力为F1=q1v1B=，因新核的核电荷数为90，则电荷量q2=45q1，新核所受的洛伦兹力为F2=q2v2B==F1，C错误。］
8.AC　［由题图可知，中等质量的原子核，比结合能较大，比结合能越大，核越稳定，56Fe原子核的比结合能最大，核最稳定，A正确；重核裂变生成的产物比结合能增大，因此重核裂变会释放能量，B错误；轻核聚变释放能量，比结合能增大，有质量亏损，产物平均核子质量比聚变前小，C正确；比结合能大的原子核平均核子质量小，D错误。］
9.CD　［根据质量数守恒与电荷数守恒可知，He转变为C的核反应方程为HeC，故A错误；He转变为C的核反应中质量亏损为3m1-m2；由碳核的组成可知，碳核是由6个质子与6个中子组成，则Δm=6mp+6mn-m2，根据爱因斯坦质能方程ΔE=Δmc2可知，核子结合成碳核释放的能量ΔE=(6mp+6mn-m2)c2，所以碳核的比结合能为=，故B错误，C正确；C的同位素C中有6个质子，14个核子，故D正确。］
10.AD　［根据质量数守恒、电荷数守恒可知钚衰变时的核反应方程式为Pu—UHe，A正确；根据动量守恒可知新核与α粒子动量大小均为p，利用动量和动能之间的关系可知EU=·，Eα=·，根据质能方程可知亏损的质量Δm==，B错误；根据qvB=可得r==，由于新核与α粒子动量大小均为p，因此rU∶rα=2q∶92q=1∶46，C错误；根据T=可知新核U与α粒子做匀速圆周运动的周期之比为==，D正确。］
11.中子　核裂变
解析　根据核反应方程遵循质量数守恒和电荷数守恒，可得X的质量数为1，核电荷数为零，所以X是中子。目前人类获得核能的主要方式是核裂变。
12.11 460nH
解析　由半衰期公式m=m0，即=，解得：t=11 460年；根据质量数和电荷数守恒可得：nBaKr+n，HHen。
13. (1NnCH，Ne　　(2)17 190年
解析　(1)根据核反应过程质量数守恒和电荷数守恒可得NnCH，Ne
由爱因斯坦质能方程得E=Δmc2
可得Δm=
(2)由题知古生物体遗骸中C含量只有活体中的12.5%，故有m余=m0()n，代入数据解得n=3
则有t=3T1/2=5 730×3年=17 190年。
14.(1)1.723 2×1010 J　(2)514 kg
解析　(1)2个氘聚变为氦释放的核能为ΔE=(2×2.014 1-4.002 6)×931.5 MeV=23.846 4 MeV
0.03 g的氘中含有氘核的数目为
NH=NA=×6.02×1023=9.03×1021
所以1 L海水中氘全部聚变为氦，释放能量为
E=ΔE≈1.077×1023 MeV=1.723 2×1010 J
(2)释放1.723 2×1010 J的能量需要燃烧无烟煤的质量为m'= kg≈514 kg。
15. (1UnBaKr+n　(2)ΔE=(m2-m3-m4-2m1)c2　(3)3.7×1026 MeV
解析　(1)由质量数和电荷数守恒可得该核反应方程为UnBaKr+n
(2)反应前后质量亏损为
Δm=m1+m2-m3-m4-3m1=m2-m3-m4-2m1
根据爱因斯坦质能方程得
ΔE=(m2-m3-m4-2m1)c2
(3)一个U在裂变反应中的质量亏损为
Δm=(235.043+1.008-140.913-91.897-3×1.008) u=0.217 u
根据爱因斯坦质能方程：
ΔE=Δmc2=0.217×931 MeV≈202 MeV
原子弹中发生裂变的铀235的质量约为
m=60×1.2% kg=0.72 kg=720 g
释放的能量：E总=NA·ΔE≈3.7×1026 MeV(共40张PPT)
章末检测试卷(五)
一、单项选择题
1.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。下列关于核反应方程的说法，正确的是
A.HHHen是α衰变
BUnXeSr+1n是目前人类获得核能的主要方式
CThPa+X中的X是质子
DHHHen是核聚变，反应后的总质量较聚变前增加
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核反应方程HHHen是轻核聚变，故A错误；
核反应方程UnXeSr+1n属于重核裂变，是目前人类获得核能的主要方式，故B正确；
由质量数守恒和电荷数守恒，可知核反应方程ThPa+X中的X质量数为0，电荷数为-1，为电子，故C错误；
核反应方程HHHen是核聚变，反应过程中放出能量，由质能关系可知反应后的总质量较聚变前减少，故D错误。
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2.(2024·邯郸市模拟)硼中子俘获治疗技术(BNCT)的治疗原理是向患者体内注入含硼药剂，这种药剂对肿瘤细胞有很强的亲和力，当足够浓度的硼元素进入肿瘤细胞后，再用中子束照射肿瘤部位，中子被肿瘤细胞内的硼B)俘获后，释放出射线I和新的原子核，这种射线能使肿瘤细胞DNA双股螺旋断裂，从而消灭肿瘤细胞，并且射线的穿透距离均小于细胞半径，不会对相邻的正常细胞产生过多的影响，因此，BNCT疗法被认为是治疗肿瘤的新希望。已知新核是Li，则射线I应该是
A.α射线 B.β射线
C.γ射线 D.X射线
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根据核反应过程满足质量数守恒和电荷数守恒，可得到核反应方程为BnLiHe，则射线I应该是α射线，故选A。
3.(2023·威海市高二月考)下列说法正确的是
A.图甲中的γ射线可能是原子中的内层电子跃迁时产生的
B.图乙中原子核衰变放出β粒子，说明β粒子是组成原子核的一种粒子
C.图丙的γ射线测厚装置，若探测器测得的射线越弱，说明金属板厚度越厚
D.图丁中氡的半衰期是3.8天，说明20个氡原子核经过7.6天，还剩下5个
未衰变
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题图甲中的γ射线是伴随放射性元素的衰变产生的，故A错误；
题图乙原子核衰变放出β粒子，是由于发生β衰变产生的，β衰变中生成的电子是一个
中子转化为一个质子同时生成一个电子，这种转化产生的电子发射到核外，就是β粒子，但β粒子不是组成原子核的一种粒子，故B错误；
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γ射线具有较强的穿透本领，题图丙的γ射线测厚装置，若探测器测得的射线越弱，说明金属板厚度越厚，故C正确；
半衰期是大量放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间，对于少量的原子核不适用，故D错误。
4.(2023·成都市高二期末)近年来，广汉三星堆不断挖掘出重要文物，引起全球考古界的关注。考古学家们利用放射性元素C的半衰期可以确定文物的年代，其衰变方程为C→Xe，则
A.X核中的核子数是7个
B.升高温度可以加快C的衰变
C.100个C核经过2个半衰期后，还剩下25个
DC衰变的实质是核内的一个中子转变为一个质子，并放出一个电子
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根据核反应前后质量数和电荷数守恒可得，X核为N，
其核子数为14，故A错误；
放射性元素的半衰期与物理环境和化学环境无关，所以
升高温度不能加快C的衰变，故B错误；
半衰期具有统计意义，对个别放射性元素的原子没有意义，故C错误；
β衰变的实质是核内的一个中子转变为一个质子，并放出一个电子，故D正确。
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5.(2024·广东省模拟)随着高功率激光技术的持续进步，目前在实验室已可获得超过1022 W/cm2的激光聚焦强度，为超高强度激光脉冲触发核过程和核应用开辟了新方向。某次使用高功率激光研究轻核聚变的核反应方程为HH→+X，发生质量亏损并释放能量，下面说法正确的是
A.X是中子
B.轻核聚变在普通温度的情况下发生
C.轻核聚变发生质量亏损，因此轻核聚变过程中质量数不守恒
D.目前的核电站反应堆使用的是轻核聚变
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根据核反应过程满足质量数和电荷数守恒，可知X为中子n，故A正确；
该反应为核聚变反应，聚变反应过程需要吸收能量才能使轻核间的距离接近到发生聚变的距离，因此需要高温，但反应过程中会释放更大的能量，故B错误；
轻核聚变发生质量亏损，但轻核聚变过程中质量数守恒，故C错误；
目前的核电站反应堆使用的是重核裂变，故D错误。
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6.(2023·江西九江六校高二联考)2022年3月25日，福清核电6号机组投入商业运行，这是全球第三台、中国第二台投入商运的华龙一号机组。目前核能发电都是利用核裂变反应，其中一个主要的裂变方程为Un→XSr+n，下列有关说法正确的是
A.产物X原子核中含有54个中子
B.太阳辐射能量的主要来源也是重核裂变
C.裂变过程中释放核能是因为产物中新核的比结合能大
D.锶90也是铀235的裂变产物，其半衰期为28年，那么经过56年锶90就
衰变完了
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设X原子核中有x个质子，质量数为y，则有92=x+38，235+1=y+95+2
×1，解得x=54，y=139，则X原子核中含有中子数为y-x=85，A错误；
太阳内部发生的是轻核聚变，B错误；
裂变过程中释放核能是因为新核的比结合能大于原来重核的比结合能，C正确；
经过56年，锶90剩下原来的四分之一，D错误。
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7.如图所示，在匀强磁场中静止着一个原子核U，某一时刻发生了一次α衰变，放出的α粒子与生成的新核在与磁场方向垂直的平面内做匀速圆周运动，得到α粒子与新核的轨迹是外切圆。已知磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，α粒子的质量数为4，电荷量为2e，则下列说法正确的是
A.新核与α粒子的轨迹半径之比为1∶45
B.衰变后产生的新核与α粒子的动能之比为4∶117
C.衰变后产生的新核与α粒子所受的洛伦兹力之比为117∶90
D.放出的α粒子对应的轨迹是大圆，α粒子和新核绕行的方向均为顺时针
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根据动量守恒定律可知，两粒子动量等大反向，根据R
==可知，带电荷量较小的α粒子对应的轨迹圆半径
较大，根据左手定则可知α粒子和新核绕行的方向均为
逆时针，D错误；
因α粒子带电荷量为2e，可知新核带电荷量为90e，根据R=可知，新核与α粒子的轨迹半径之比为1∶45，A正确；
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对α粒子有Ek==，因新核的质量数为234，则
质量m2=m1，对新核分析有Ek'===Ek=
Ek，故衰变后产生的新核做圆周运动的动能与α粒子的动能之比为2∶117，B错误；
α粒子所受的洛伦兹力为F1=q1v1B=，因新核的核电荷数为90，则电荷量q2=45q1，新核所受的洛伦兹力为F2=q2v2B==F1，C错误。
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二、多项选择题
8.(2023·北京市模拟)不同原子核的比结合能不同，如图是按照实际测量结果画出的比结合能图线。下列判断正确的是
A.56Fe原子核的比结合能最大，核最稳定
B.重核裂变生成的产物比结合能增大，吸收能量
C.轻核聚变的产物平均核子质量比聚变前小
D.比结合能大的原子核平均核子质量大
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由题图可知，中等质量的原子核，比结合能较
大，比结合能越大，核越稳定，56Fe原子核的
比结合能最大，核最稳定，A正确；
重核裂变生成的产物比结合能增大，因此重核
裂变会释放能量，B错误；
轻核聚变释放能量，比结合能增大，有质量亏损，产物平均核子质量比聚变前小，C正确；
比结合能大的原子核平均核子质量小，D错误。
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9.某行星内部含有氦核He)，在一定条件下氦核经过核反应会生成碳核C)。已知1个质子的质量为mp，1个中子的质量为mn，1个氦核He)的质量为m1、1个碳核C)的质量为m2，真空中的光速为c，下列说法正确的是
A.He转变为C的核反应方程为HeC
BHe转变为C的核反应中质量亏损为6mp+6mn+m2
C.碳核C)的比结合能为
DC的同位素C中有6个质子，14个核子
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根据质量数守恒与电荷数守恒可知，He转变为C的核反应方程为HeC，故A错误；
He转变为C的核反应中质量亏损为3m1-m2；由碳核的组成可知，碳核是由6个质子与6个中子组成，则Δm=6mp+6mn-m2，根据爱因斯坦质能方程ΔE=Δmc2可知，核子结合成碳核释放的能量E=(6mp+6mn-m2)c2，所以碳核的比结合能为=，故B错误，C正确；
C的同位素C中有6个质子，14个核子，故D正确。
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10.(2023·赣州市模拟)某空间为真空环境，存在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的足够大的匀强磁场区域，一钚核Pu静止在磁场中的O点，某时刻发生衰变，生成新核U和α粒子，其中质量为4m、电荷量为2q的α粒子以动量大小p沿水平向右运动，若衰变释放的核能全部转化为两种粒子的动能，且两粒子运动中只受匀强磁场的洛伦兹力作用，下列说法正确的是
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A.钚衰变时的核反应方程式为Pu→He
B.衰变过程中质量亏损约为
C.新核和α粒子的运动半径之比约为46∶1
D.新核U与α粒子做匀速圆周运动的周期之比约为235∶184
√
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根据质量数守恒、电荷数守恒可知钚衰变时的核反应
方程式为PuUHe，A正确；
根据动量守恒可知新核与α粒子动量大小均为p，利用
动量和动能之间的关系可知EU=·，Eα=·，根据质能方程可知亏损的质量Δm==，B错误；
根据qvB=可得r==，由于新核与α粒子动量大小均为p，因此rU∶rα=2q∶92q=1∶46，C错误；
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根据T=可知新核U与α粒子做匀速圆周运
动的周期之比为==，D正确。
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11.100年前，卢瑟福用α粒子轰击氮核打出了质子。后来，人们用α粒子轰击Ni核也打出了质子：NiCuH+X，该反应中的X是
　　　(选填“电子”“正电子”或“中子”)。此后，对原子核反应的持续研究为核能利用提供了可能。目前人类获得核能的主要方式是
　　　　(选填“核衰变”“核裂变”或“核聚变”)。
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三、非选择题
中子
核裂变
根据核反应方程遵循质量数守恒和电荷数守恒，可得X的质量数为1，核电荷数为零，所以X是中子。目前人类获得核能的主要方式是核裂变。
12.(2024·漳州市模拟)2023年4月，日本政府不顾国际社会强烈反对，启动福岛第一核电站核污水的排海行动，这一行为引发全球担忧。福岛核污水中含有60多种放射性核素，其中碳14的半衰期约为5 730年，1 g碳14衰变到剩余0.25 g需要约　　　　年。如何更安全的利用核能成为人类迫切需要解决的问题，目前人们获取核能主要有两条途径；重核裂变和轻核聚变，请将下列核反应方程补充完整：nBaKr+3　　　 ；+　　　 Hen。
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由半衰期公式m=m0，即=，解得：t=11 460年；
根据质量数和电荷数守恒可得：nBaKr+n，HHen。
13.(2023·南阳市高二月考)放射性同位素C被考古学家称为“碳钟”，它可以用来判定古代生物体的年代。求：
(1)宇宙射线中高能量的中子碰到空气中的氮原子N后，会形成，很不稳定，易发生β衰变，放出β射线，写出有关的2个核反应方程；若β衰变过程中释放的核能为E，则该反应过程中质量亏损为多少？(真空中光速为c)；
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答案　NnCH，Ne　
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根据核反应过程质量数守恒和电荷数守恒可得NnCH，Ne
由爱因斯坦质能方程得E=Δmc2
可得Δm=
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答案　17 190年
(2)若测得一古生物体遗骸中含量只有活体中的12.5%，的半衰期为5 730年，则此遗骸的年代约有多少年？
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由题知古生物体遗骸中C含量只有活体中的12.5%，故有m余=m0()n
代入数据解得n=3
则有t=3T1/2=5 730×3年=17 190年。
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14.(2023·南充市高二检测)已知1 L海水中可提取0.03 g的氘H)，氘核和氦核He)的质量分别为2.014 1 u和4.002 6 u，1 u=931.5 MeV，氘的摩尔质量为2 g/mol，NA=6.02×1023 mol-1。求：
(1)1 L海水中的氘全部聚变为氦，能释放出多少能量？
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答案　1.723 2×1010 J
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2个氘聚变为氦释放的核能为ΔE=(2×2.014 1-4.002 6)×931.5 MeV =23.846 4 MeV
0.03 g的氘中含有氘核的数目为
NH=NA=×6.02×1023=9.03×1021
所以1 L海水中氘全部聚变为氦，释放能量为
E=ΔE≈1.077×1023 MeV=1.723 2×1010 J
(2)1 kg无烟煤完全燃烧释放的能量为3.35×107 J，则1 L海水中的氘全部聚变所放出的能量相当于多少千克的无烟煤燃烧所释放的能量？
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答案　514 kg
释放1.723 2×1010 J的能量需要燃烧无烟煤的质量为m'= kg≈
514 kg。
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15.(2023·辽宁名校联盟联考)原子弹和核反应堆都利用了原子核裂变产生的能量。前者可以给人类带来灾难，后者却能用来发电为人类造福。用一个中子轰击U，可发生裂变反应生成Ba和Kr，并释放出几个中子，已知每个中子的质量m1=1.008 u，的质量m2=235.043 u，的质量m3=140.913 u，的质量m4=91.897 u，质量亏损1 u相当于释放931 MeV的能量，光速c=3×108 m/s。
(1)请写出上述裂变中的核反应方程；
答案　UnBaKr+n　
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由质量数和电荷数守恒可得该核反应方程为UnBaKr+n
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(2)求一个U在裂变反应中释放的核能ΔE的表达式(用m1、m2、m3、m4、c表示)；
答案　ΔE=(m2-m3-m4-2m1)c2
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反应前后质量亏损为
Δm=m1+m2-m3-m4-3m1=m2-m3-m4-2m1
根据爱因斯坦质能方程得
ΔE=(m2-m3-m4-2m1)c2
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(3)若某原子弹装料为60 kg的U，其中大约有1.2%发生裂变，真实的裂变情况有很多种，假设发生的都是上述裂变反应，已知阿伏加德罗常数NA=6×1023 mol-1，求这颗原子弹释放的能量约为多少MeV？(结果保留2位有效数字)
答案　3.7×1026 MeV
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一个U在裂变反应中的质量亏损为
Δm=(235.043+1.008-140.913-91.897-3×1.008) u=0.217 u
根据爱因斯坦质能方程：
ΔE=Δmc2=0.217×931 MeV≈202 MeV
原子弹中发生裂变的铀235的质量约为
m=60×1.2% kg=0.72 kg=720 g
释放的能量：E总=NA·ΔE≈3.7×1026 MeV

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