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章末检测试卷(第5章)
(满分：100分)
一、单项选择题：本题共5小题，每小题4分，共20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.(2023·全国甲卷·15)在下列两个核反应方程中X+→Y+、YLi→2X，X和Y代表两种不同的原子核，以Z和A分别表示X的电荷数和质量数，则 (　　)
A.Z=1，A=1 B.Z=1，A=2
C.Z=2，A=3 D.Z=2，A=4
2.2021年4月13日，日本政府单方面做出将福岛核废水排入大海的决定，引起日本国内民众及周边国家的强烈反对。核废水中的放射性物质氚()很难被分离清除，会通过食物链在人体内累积。氚()衰变后转变成稳定的氦，半衰期大约12.5年。下列说法正确的是 (　　)
A.氚的衰变方程为He+
B.发生衰变放出的射线来源于核外电子
C.在食物链传递过程中，其半衰期会逐渐缩短
D.20个氚核经过25年，还有5个氚核未发生衰变
3.中国核工业集团新一代可控核聚变研究装置“中国环流器二号M装置”，取得了聚变温度1.5亿摄氏度、等离子体电流2.5兆安培的重要进展，在这个全球竞争的聚变科学项目中，一直保持着领先。关于核聚变反应，下列说法正确的是 (　　)
A.核聚变反应原理简单，比裂变反应容易实现
B.两个轻核结合成质量较大的核，原子核的比结合能增加
C.太阳目前正在进行的核反应既有核聚变反应，也有核裂变反应
D.核聚变反应的核反应方程可能是HHe+n
4.(2023·南平市高二期末)下列四幅图涉及不同的物理知识，下列说法正确的是 (　　)
A.甲图中，链式反应属于轻核的聚变
B.乙图中，原子核D和E聚变成原子核F要放出能量
C.丙图中，卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子
D.丁图中，原来有1 kg氡222，经过一个7.6天，有 kg的氡原子核发生了衰变
5.(2023·福建省百校联盟测评)核某种裂变方式的核反应方程为nKr+n，已知、n、、Kr的质量分别为m1、m2、m3、m4，真空中的光速为c。则下列说法正确的是 (　　)
A.核反应方程式中x=2
B.中含有56个中子
C.该反应释放的核能为(m1-2m2-m3-m4)c2
D.比的比结合能小
二、多项选择题：本题共5小题，每小题6分，共30分。每小题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得4分，有选错的得0分。
6.(2023·泉州市高二月考)下列有关近代物理内容的叙述，正确的是 (　　)
A.氢原子要从激发态向基态跃迁，只能辐射特定频率的光子
B.结合能越大，原子核越稳定
C.放射性元素放射出的α、β和γ三种射线中，电离能力最强的是γ射线
D.目前核电站是利用重核裂变释放核能来发电的
7.下列说法中正确的是 (　　)
A.做示踪原子是利用放射性同位素的贯穿能力很强的性质
B.做示踪原子是利用放射性同位素放出射线可被仪器探测的特点
C.γ射线探伤利用了γ射线贯穿能力很强的性质
D.γ射线探伤利用了γ射线电离能力很强的性质
8.氡222是一种天然放射性气体，被吸入后，会对人的呼吸系统造成辐射损伤，它是世界卫生组织公布的主要环境致癌物质之一。已知的半衰期约为3.8天。则 (　　)
A.若使放射性物质的温度升高或压强增大，其半衰期将减小
B.经过15.2天，16 g的衰变后还剩1 g
C.发生一次α衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了2
D.一个原子核衰变为一个原子核的过程中，发生β衰变的次数为2次
9.如图所示，图甲为原子核的比结合能与质量数关系曲线，图乙为原子核的平均核子质量与原子序数的关系曲线，根据两曲线，下列说法正确的是 (　　)
A.根据图甲可知，核的结合能约为7 MeV
B.根据图甲可知，核比核更稳定
C.根据图乙可知，核D裂变成核E和F的过程中，比结合能增大
D.根据图乙可知，若A、B能结合成C，结合过程一定要吸收能量
10.(2024·滁州市定远中学调研)在匀强磁场中，一个原来静止的原子核，由于衰变放射出某种粒子，衰变过程动量守恒，结果得到一张两个相切圆1和2的径迹照片如图所示，已知两个相切圆半径分别为r1、r2，则下列说法正确的是 (　　)
A.该原子核发生的是α衰变
B.该原子核衰变后发射的粒子可能带正电，也可能带负电
C.若衰变方程是He，则r1∶r2=1∶45
D.若衰变方程是He，则r1∶r2=2∶117
三、非选择题：本题共5小题，共50分。
11.(4分)(2023·泰州中学高二期中)约里奥·居里夫妇因发现人工放射性元素而获得了1935年的诺贝尔化学奖，他们发现的放射性元素衰变成Si的同时放出另一种粒子，这种粒子是　　　 。是的同位素，被广泛应用于生物示踪技术，的半衰期为14天，请估算4 mg的经　　　　天的衰变后还剩0.25 mg。
12.(6分)(2023·厦门市高二期末)铀核()经过　　　　次α衰变和　　　　次β衰变变成铅核()，关于该过程，铀核()的比结合能比铅核()的比结合能　　　　(填“大”或“小”)
13.(12分)(2023·南阳市高二月考)放射性同位素被考古学家称为“碳钟”，它可以用来判定古代生物体的年代。求：
(1)(5分)宇宙射线中高能量的中子碰到空气中的氮原子后，会形成，很不稳定，易发生β衰变，其半衰期为5 730年，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)(7分)若测得一古生物体遗骸中含量只有活体中的12.5%，则此遗骸的年代约有多少年
14.(12分)核动力航空母舰的动力来自核反应堆，其中主要的核反应方程式是nSr+(　　n
(1)(4分)在括号内填写n前的系数；
(2)(4分)用m1、m2、m3分别表示、、核的质量，m表示中子的质量，则上述核反应过程中一个铀235核发生裂变产生的核能ΔE是多少(真空中的光速为c)
(3)(4分)假设核反应堆的功率P=6.0×105 kW，若一个铀235核裂变产生的能量为2.8×10-11 J，则该航空母舰在海上航行一个月需要消耗多少千克铀235 已知铀235的摩尔质量μ=0.235 kg/mol，一个月约为t=2.6×106 s，阿伏伽德罗常数NA=6.0×1023 mol-1(计算结果保留两位有效数字)。
15.(16分)(2023·赣州市上犹中学高二期末)2021年12月30日，我国科学家利用东方超环实现了7 000万摄氏度下长脉冲高参数等离子体持续运行1 056秒，这是人类首次实现人造太阳持续脉冲过千秒，对世界的可控核聚变发展来说都具有里程碑的意义。已知两个氘核聚变生成一个氦3和一个中子，氘核质量为2.013 6 u，中子质量为1.008 7 u，核的质量为3.015 0 u(质量亏损为1 u时，释放的能量为931.5 MeV)。除了计算质量亏损外，的质量可以认为是中子的3倍(计算结果单位为MeV，保留两位有效数字)。
(1)(5分)写出该反应的核反应方程。
(2)(11分)若两个速率相等的氘核对心弹性碰撞聚变成并放出一个中子，释放的核能也全部转化为核与中子的动能。反应前每个氘核的动能均为0.37 MeV，求反应后氦3和中子的动能分别为多少。
答案精析
1.D　[设Y的电荷数和质量数分别为m和n，根据核反应方程中质量数和电荷数守恒可知，第一个核反应方程的电荷数和质量数满足A+14=n+17，Z+7=m+8，第二个核反应方程的电荷数和质量数满足n+7=2A，m+3=2Z，联立解得Z=2，A=4，故选D。]
2.A　[根据电荷数守恒和质量数守恒，可知氚()的衰变方程为He+，故A正确；由A可知发生的衰变是β衰变，而在β衰变中放出的电子是一个中子转化为一个质子同时放出一个电子，故B错误；半衰期由原子核内部因素决定，与原子核所处的物理环境和化学状态无关，故C错误；半衰期具有统计规律，对大量的原子核适用，对少数原子核不适用，故D错误。]
3.B　[核聚变反应原理简单，但需要极高的温度，所以比裂变反应更难实现，故A错误；两个轻核结合成质量较大的核的过程中要释放能量，原子核的结合能增加，核反应过程中核子数不变，所以原子核的比结合能增加，故B正确；太阳目前正在进行的核反应是核聚变反应，故C错误；核反应方程遵循质量数守恒和电荷数守恒，故D错误。]
4.B　[甲图中，链式反应属于重核裂变，A错误；乙图中，原子核D和E聚变成原子核F的过程属于聚变反应，该反应的过程中要放出能量，B正确；丙图中，卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，得出了原子的核式结构理论，C错误；从丁图中看出，氡原子的半衰期是3.8天，7.6天是两个半衰期，故没有发生衰变的氡原子是 kg，已经衰变的是 kg，D错误。]
5.C　[由核反应中的质量数守恒以及电荷数守恒可知x=3，选项A错误；原子核中电荷数为92，质量数为235，则中子数为235-92=143，选项B错误；根据爱因斯坦质能方程知，该反应释放的能量ΔE=Δmc2=(m1-2m2-m3-m4)c2，选项C正确；核反应方程式生成物比反应物稳定，则原子核的比结合能小于原子核的比结合能，选项D错误。]
6.AD　[根据玻尔氢原子模型的相关理论，电子轨道和能量都是量子化的，而在“跃迁”过程中要遵循hν=Em-En，故只能辐射特定频率的光子，故A正确；比结合能越大，原子核越稳定，结合能越大，原子核不一定稳定，故B错误；α射线是高速运动的氦核粒子流，β射线是高速运动的电子流，γ射线是能量很高的电磁波(不带电)，在三种射线中，α射线的电离能力最强，穿透能力最弱，故C错误；目前核电站是利用重核裂变释放核能发电的，D正确。]
7.BC　[做示踪原子是利用了放射性同位素的射线可以被仪器探测的特点；γ射线探伤是利用了γ射线贯穿能力很强的性质，故B、C正确.]
8.BCD　[半衰期由原子核的种类决定，与温度、压强等外界因素无关，故A错误；
经过15.2天，即4个半衰期，16 g的衰变后还剩的原子核没有衰变，即还剩1 g的没有衰变，故B正确；
原子核经过一次α衰变，电荷数减少2，质量数减少4，中子数减少2，故C正确；
一个原子核衰变为一个原子核的过程中，质量数减少16，发生了4次α衰变，电荷数减少6，则发生β衰变的次数为2次，故D正确。]
9.BC　[分析图像可知，核的比结合能为7 MeV，根据结合能=比结合能×核子数(即质量数)，故核的结合能约为28 MeV，A错误；比结合能越大，原子核越稳定，核比核的比结合能大，故核比核更稳定，B正确；核D分裂成核E、F，平均核子质量减小，会有质量亏损，释放出核能，核子的比结合能将增大，C正确；若A、B能结合成C，平均核子质量减少，会有质量亏损，释放出核能，D错误。]
10.AC　[原子核衰变过程动量守恒，由动量守恒定律可知，由于衰变放射出两粒子的动量方向相反，粒子的速度方向相反，粒子在磁场中的轨迹为外切圆，所以为电性相同的粒子，发生α衰变，A正确，B错误；原子核原来静止，初动量是零，由动量守恒定律可知，由于衰变放射出两粒子的动量大小相等，方向相反，粒子在磁场中做匀速圆周运动，由qvB=m，解得r==，由于p、B相同，则粒子的电荷量q越大，其轨道半径r越小，新核的电荷量比衰变粒子的电荷量大，所以新核的轨道半径小于衰变粒子的轨道半径，则有新核的轨道半径是r1，衰变粒子的轨道半径是r2，若原子核的衰变方程是He，则有r1∶r2=2∶90，得r1∶r2=1∶45，C正确，D错误。]
11.正电子　56
解析　核反应方程式为Si+X，
由质量数守恒知X的质量数为0，由电荷数守恒知X的电荷数为1，所以X为正电子。
由题知半衰期为14天，由公式0.25=4×
解得t=56天，即4 mg的经56天的衰变后还剩0.25 mg。
12.7　4　小
解析　设经过m次α衰变和n次β衰变，根据反应前后质量数守恒和核电荷数守恒可知235=207+4m
92=82+2m-n
解得m=7，n=4
比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，所以铀核的比结合能比铅核的比结合能小。
13.(1)nH，　　(2)17 190年
解析　(1)根据反应过程质量数守恒和电荷数守恒可得nH，
由爱因斯坦质能方程ΔE=Δmc2
可得Δm==
(2)由题知古生物体遗骸中含量只有活体中的12.5%，
故有m余=m0()n
代入数据解得n=3
则有t=3T=5 730×3年=17 190年。
14.(1)10　(2)(m1-m2-m3-9m)c2　(3)22 kg
解析　(1)由质量数与电荷数守恒可知，
235+1=136+90+x
得x=10
(2)由题意知，质量亏损为
Δm=m1-m2-m3-9m
由爱因斯坦质能方程可知，释放的核能为：
ΔE=Δm·c2=(m1-m2-m3-9m)c2
(3)一个月内核反应产生的总能量为E=Pt
同时：E=NAΔE
可得：M== kg≈22 kg。
15.(1)HHen
(2)1.0 MeV　3.0 MeV
解析　(1)两个氘核聚变生成一个氦3和一个中子，
则该反应的核反应方程HHen
(2)碰撞和反应过程动量守恒，
则碰后氦3和中子总动量为零，
即3mv1=mv2，
设氦3的动能为E1，中子的动能为E2，
则E1∶E2=∶=1∶3
核反应释放的能量
ΔE=Δmc2=(2×2.013 6-3.015 0-1.008 7)×
931.5 MeV≈3.26 MeV
根据能量守恒定律有E1+E2=ΔE+2E0=4 MeV
解得氦3的动能E1=1.0 MeV
中子的动能E2=3.0 MeV。(共35张PPT)
章末检测试卷(第5章)
一、单项选择题
1.(2023·全国甲卷·15)在下列两个核反应方程中X+→Y+、YLi→2X，X和Y代表两种不同的原子核，以Z和A分别表示X的电荷数和质量数，则
A.Z=1，A=1 B.Z=1，A=2
C.Z=2，A=3 D.Z=2，A=4
√
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设Y的电荷数和质量数分别为m和n，根据核反应方程中质量数和电荷数守恒可知，第一个核反应方程的电荷数和质量数满足A+14=n+
17，Z+7=m+8，第二个核反应方程的电荷数和质量数满足n+7=2A，m+3=2Z，联立解得Z=2，A=4，故选D。
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2.2021年4月13日，日本政府单方面做出将福岛核废水排入大海的决定，引起日本国内民众及周边国家的强烈反对。核废水中的放射性物质氚()很难被分离清除，会通过食物链在人体内累积。氚()衰变后转变成稳定的氦，半衰期大约12.5年。下列说法正确的是
A.氚的衰变方程为He+
B.发生衰变放出的射线来源于核外电子
C.在食物链传递过程中，其半衰期会逐渐缩短
D.20个氚核经过25年，还有5个氚核未发生衰变
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根据电荷数守恒和质量数守恒，可知氚()的衰变方程为He+
，故A正确；
由A可知发生的衰变是β衰变，而在β衰变中放出的电子是一个中子转化为一个质子同时放出一个电子，故B错误；
半衰期由原子核内部因素决定，与原子核所处的物理环境和化学状态无关，故C错误；
半衰期具有统计规律，对大量的原子核适用，对少数原子核不适用，故D错误。
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3.中国核工业集团新一代可控核聚变研究装置“中国环流器二号M装置”，取得了聚变温度1.5亿摄氏度、等离子体电流2.5兆安培的重要进展，在这个全球竞争的聚变科学项目中，一直保持着领先。关于核聚变反应，下列说法正确的是
A.核聚变反应原理简单，比裂变反应容易实现
B.两个轻核结合成质量较大的核，原子核的比结合能增加
C.太阳目前正在进行的核反应既有核聚变反应，也有核裂变反应
D.核聚变反应的核反应方程可能是HHe+n
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核聚变反应原理简单，但需要极高的温度，所以比裂变反应更难实现，故A错误；
两个轻核结合成质量较大的核的过程中要释放能量，原子核的结合能增加，核反应过程中核子数不变，所以原子核的比结合能增加，故B正确；
太阳目前正在进行的核反应是核聚变反应，故C错误；
核反应方程遵循质量数守恒和电荷数守恒，故D错误。
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4.(2023·南平市高二期末)下列四幅图涉及不同的物理知识，下列说法正确的是
A.甲图中，链式反应属于轻核的聚变
B.乙图中，原子核D和E聚变成原子核F
　要放出能量
C.丙图中，卢瑟福通过分析α粒子散射实
　验结果，发现了质子和中子
D.丁图中，原来有1 kg氡222，经过一个
　7.6天，有 kg的氡原子核发生了衰变
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甲图中，链式反应属于重核裂变，A错误；
乙图中，原子核D和E聚变成原子核F的过
程属于聚变反应，该反应的过程中要放出
能量，B正确；
丙图中，卢瑟福通过分析α粒子散射实验结
果，得出了原子的核式结构理论，C错误；
从丁图中看出，氡原子的半衰期是3.8天，
7.6天是两个半衰期，故没有发生衰变的氡原子是 kg，已经衰变的是 kg，
D错误。
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5.(2023·福建省百校联盟测评)核某种裂变方式的核反应方程为
nKr+n，已知、n、、Kr的质量分别为m1、m2、m3、m4，真空中的光速为c。则下列说法正确的是
A.核反应方程式中x=2
B.中含有56个中子
C.该反应释放的核能为(m1-2m2-m3-m4)c2
D.比的比结合能小
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由核反应中的质量数守恒以及电荷数守恒可知x=3，选项A错误；
原子核中电荷数为92，质量数为235，则中子数为235-92=143，选项B错误；
根据爱因斯坦质能方程知，该反应释放的能量ΔE=Δmc2=(m1-2m2-m3-m4)c2，选项C正确；
核反应方程式生成物比反应物稳定，则原子核的比结合能，选项D错误。
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二、多项选择题
6.(2023·泉州市高二月考)下列有关近代物理内容的叙述，正确的是
A.氢原子要从激发态向基态跃迁，只能辐射特定频率的光子
B.结合能越大，原子核越稳定
C.放射性元素放射出的α、β和γ三种射线中，电离能力最强的是γ射线
D.目前核电站是利用重核裂变释放核能来发电的
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根据玻尔氢原子模型的相关理论，电子轨道和能量都是量子化的，而在“跃迁”过程中要遵循hν=Em-En，故只能辐射特定频率的光子，故A正确；
比结合能越大，原子核越稳定，结合能越大，原子核不一定稳定，故B错误；
α射线是高速运动的氦核粒子流，β射线是高速运动的电子流，γ射线是能量很高的电磁波(不带电)，在三种射线中，α射线的电离能力最强，穿透能力最弱，故C错误；
目前核电站是利用重核裂变释放核能发电的，D正确。
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7.下列说法中正确的是
A.做示踪原子是利用放射性同位素的贯穿能力很强的性质
B.做示踪原子是利用放射性同位素放出射线可被仪器探测的特点
C.γ射线探伤利用了γ射线贯穿能力很强的性质
D.γ射线探伤利用了γ射线电离能力很强的性质
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做示踪原子是利用了放射性同位素的射线可以被仪器探测的特点；γ射线探伤是利用了γ射线贯穿能力很强的性质，故B、C正确.
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8.氡222是一种天然放射性气体，被吸入后，会对人的呼吸系统造成辐射损伤，它是世界卫生组织公布的主要环境致癌物质之一。已知的半衰期约为3.8天。则
A.若使放射性物质的温度升高或压强增大，其半衰期将减小
B.经过15.2天，16 g的衰变后还剩1 g
C.发生一次α衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了2
D.一个原子核衰变为一个原子核的过程中，发生β衰变的次数
　为2次
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半衰期由原子核的种类决定，与温度、压强等外界因素无关，故A错误；
经过15.2天，即4个半衰期，16 g的的原子核没有衰变，即还剩1 g的没有衰变，故B正确；
原子核经过一次α衰变，电荷数减少2，质量数减少4，中子数减少2，故C正确；
一个原子核的过程中，质量数减少16，发生了4次α衰变，电荷数减少6，则发生β衰变的次数为2次，故D正确。
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9.如图所示，图甲为原子核的比结合能与质量数关系曲线，图乙为原子核的平均核子质量与原子序数的关系曲线，根据两曲线，下列说法正确的是
A.根据图甲可知，核的结合能约
　为7 MeV
B.根据图甲可知，核比核更
　稳定
C.根据图乙可知，核D裂变成核E和F的过程中，比结合能增大
D.根据图乙可知，若A、B能结合成C，结合过程一定要吸收能量
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分析图像可知，核的比结合能为
7 MeV，根据结合能=比结合能×核
子数(即质量数)，故核的结合能
约为28 MeV，A错误；
比结合能越大，原子核越稳定，
核比核的比结合能大，故核比核更稳定，B正确；
核D分裂成核E、F，平均核子质量减小，会有质量亏损，释放出核能，核子的比结合能将增大，C正确；
若A、B能结合成C，平均核子质量减少，会有质量亏损，释放出核能，D错误。
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10.(2024·滁州市定远中学调研)在匀强磁场中，一个原来静止的原子核，由于衰变放射出某种粒子，衰变过程动量守恒，结果得到一张两个相切圆1和2的径迹照片如图所示，已知两个相切圆半径分别为r1、r2，则下列说法正确的是
A.该原子核发生的是α衰变
B.该原子核衰变后发射的粒子可能带正电，也可能带负电
C.若衰变方程是He，则r1∶r2=1∶45
D.若衰变方程是He，则r1∶r2=2∶117
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√
√
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原子核衰变过程动量守恒，由动量守恒定律可知，由
于衰变放射出两粒子的动量方向相反，粒子的速度方
向相反，粒子在磁场中的轨迹为外切圆，所以为电性
相同的粒子，发生α衰变，A正确，B错误；
原子核原来静止，初动量是零，由动量守恒定律可知，由于衰变放射出两粒子的动量大小相等，方向相反，粒子在磁场中做匀速圆周运动，由qvB=m，解得r==，由于p、B相同，
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则粒子的电荷量q越大，其轨道半径r越小，新核的电
荷量比衰变粒子的电荷量大，所以新核的轨道半径小
于衰变粒子的轨道半径，则有新核的轨道半径是r1，
衰变粒子的轨道半径是r2，若原子核的衰变方程是，
则有r1∶r2=2∶90，得r1∶r2=1∶45，C正确，D错误。
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三、非选择题
11.(2023·泰州中学高二期中)约里奥·居里夫妇因发现人工放射性元素而获得了1935年的诺贝尔化学奖，他们发现的放射性元素衰变成Si的同时放出另一种粒子，这种粒子是　　　 　。是的同位素，被广泛应用于生物示踪技术，的半衰期为14天，请估算4 mg的经　　天的衰变后还剩0.25 mg。
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正电子
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核反应方程式为Si+X，
由质量数守恒知X的质量数为0，由电荷数守恒知X的电荷数为1，所以X为正电子。
由题知半衰期为14天，由公式0.25=4×
解得t=56天，即4 mg的经56天的衰变后还剩0.25 mg。
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12.(2023·厦门市高二期末)铀核()经过　　　次α衰变和　　　次β衰变变成铅核()，关于该过程，铀核()的比结合能比铅核()的比结合能　　　　(填“大”或“小”)
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小
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设经过m次α衰变和n次β衰变，根据反应前后质量数守恒和核电荷数守恒可知
235=207+4m
92=82+2m-n
解得m=7，n=4
比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，所以铀核的比结合能比铅核的比结合能小。
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13.(2023·南阳市高二月考)放射性同位素被考古学家称为“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后，会形成，很不稳定，易发生β衰变，其半衰期为5 730年，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　nH，　
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根据反应过程质量数守恒和电荷数守恒可得nH，
由爱因斯坦质能方程ΔE=Δmc2
可得Δm==
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(2)若测得一古生物体遗骸中含量只有活体中的12.5%，则此遗骸的年代约有多少年
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答案　17 190年
由题知古生物体遗骸中含量只有活体中的12.5%，
故有m余=m0()n
代入数据解得n=3
则有t=3T=5 730×3年=17 190年。
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14.核动力航空母舰的动力来自核反应堆，其中主要的核反应方程式是nSr+(　　n
(1)在括号内填写n前的系数；
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由质量数与电荷数守恒可知，
235+1=136+90+x
得x=10
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(2)用m1、m2、m3分别表示、、核的质量，m表示中子的质量，则上述核反应过程中一个铀235核发生裂变产生的核能ΔE是多少(真空中的光速为c)
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答案　(m1-m2-m3-9m)c2
由题意知，质量亏损为
Δm=m1-m2-m3-9m
由爱因斯坦质能方程可知，释放的核能为：
ΔE=Δm·c2=(m1-m2-m3-9m)c2
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(3)假设核反应堆的功率P=6.0×105 kW，若一个铀235核裂变产生的能量为2.8×10-11 J，则该航空母舰在海上航行一个月需要消耗多少千克铀235 已知铀235的摩尔质量μ=0.235 kg/mol，一个月约为t=2.6×106 s，阿伏伽德罗常数NA=6.0×1023 mol-1(计算结果保留两位有效数字)。
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答案　22 kg
一个月内核反应产生的总能量为E=Pt
同时：E=NAΔE
可得：M== kg≈22 kg。
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15.(2023·赣州市上犹中学高二期末)2021年12月30日，我国科学家利用东方超环实现了7 000万摄氏度下长脉冲高参数等离子体持续运行1 056秒，这是人类首次实现人造太阳持续脉冲过千秒，对世界的可控核聚变发展来说都具有里程碑的意义。已知两个氘核聚变生成一个氦3和一个中子，氘核质量为2.013 6 u，中子质量为1.008 7 u，核的质量为3.015 0 u(质量亏损为1 u时，释放的能量为931.5 MeV)。除了计算质量亏损外，的质量可以认为是中子的3倍(计算结果单位为MeV，保留两位有效数字)。
(1)写出该反应的核反应方程。
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答案　HHen
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两个氘核聚变生成一个氦3和一个中子，
则该反应的核反应方程HHen
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(2)若两个速率相等的氘核对心弹性碰撞聚变成并放出一个中子，释放的核能也全部转化为核与中子的动能。反应前每个氘核的动能均为0.37 MeV，求反应后氦3和中子的动能分别为多少。
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答案　1.0 MeV　3.0 MeV
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碰撞和反应过程动量守恒，
则碰后氦3和中子总动量为零，
即3mv1=mv2，
设氦3的动能为E1，中子的动能为E2，
则E1∶E2=∶=1∶3
核反应释放的能量
ΔE=Δmc2=(2×2.013 6-3.015 0-1.008 7)×931.5 MeV≈3.26 MeV
根据能量守恒定律有E1+E2=ΔE+2E0=4 MeV
解得氦3的动能E1=1.0 MeV
中子的动能E2=3.0 MeV。
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