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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.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
3.(2024·湖南省校联考)钍(Th)是一种以化合物的形式存在于矿物内的金属元素，该元素经过中子轰击，可得到铀233，因此它是潜在的核燃料，钍的同位素之一钍234的衰变的方程为ThX+b+γ。下列说法正确的是 (　　)
A.A=233 B.b为中子
C.γ光子来自X D.X不再具有放射性
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.(2023·宜宾市高二期末)2023年4月13日，中国“人造太阳”反应堆中科院环流器装置(EAST)创下新纪录，实现403秒稳态长脉冲高约束模式等离子体运行，为可控核聚变的最终实现又向前迈出了重要的一步。下列关于核反应的说法正确的是 (　　)
A.核聚变的核反应燃料主要是铀235
B.核聚变反应过程中没有质量亏损
C.氘氚核聚变的核反应方程为HHHen
D.相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变释放的核能少
6.(2023·成都市高二期末U半衰期极为漫长且清理困难，所以对环境的污染严重而持久。设U发生α衰变形成新核X，同时放出γ射线。以下说法正确的是 (　　)
A.该衰变过程的方程可写为HeX
BU的结合能和新核X的结合能之差即为α粒子的结合能
C.衰变反应中的γ射线为高频电磁波，具有极强的穿透性
D.质量为m的U原子核经过两个半衰期后，产生的新核质量为m
7.如图所示，在匀强磁场中静止着一个原子核，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·北京市海滨月考)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.太阳辐射的总功率约为4×1026 W，其辐射的能量来自聚变反应。在聚变反应中，一个质量为1 876.1 MeV/c2(c为真空中的光速)的氘核H)和一个质量为2 809.5 MeV/c2的氚核H)结合为一个质量为3 728.4 MeV/c2的氦核He)，并放出一个X粒子，同时释放大约17.6 MeV的能量。已知电子电荷量e=1.6×10-19 C。下列说法正确的是 (　　)
A.X粒子是质子
B.X粒子的质量为939.6 MeV/c2
C.太阳每秒因为辐射损失的质量约为4.4×109 kg
D.太阳每秒因为辐射损失的质量约为17.6 MeV/c2
三、非选择题(本题共5小题，共54分)
11.(6分)1919年，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)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。
(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C,C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)(5分)若测得一古生物体遗骸中C含量只有活体中的12.5%，则此遗骸的年代约有多少年？
14.(14分)(2023·辽宁名校联盟联考)原子弹和核反应堆都利用了核裂变产生的能量。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，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，真空中光速c=3×108 m/s。
(1)(3分)请写出上述裂变中的核反应方程；
(2)(4分)求一个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)(7分)若某原子弹装料为60 kg的，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，已知阿伏伽德罗常量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)；
15.(14分)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)(4分)写出该反应的核反应方程；
(2)(10分)若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He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.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HHen是核聚变，反应过程中放出能量，有质量亏损，可知反应后的总质量较聚变前减少，故D错误。］
2.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。］
3.C　［根据电荷数守恒可知，b的电荷数为-1，可见b为电子，根据质量数守恒，可知A=234，A、B均错误；γ光子由激发态的X向低能级跃迁释放的，C正确；X的电荷数为91大于83，仍具有放射性，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.C　［核聚变的核反应燃料主要是氘核和氚核，故A错误；核聚变反应过程中放出大量能量，有质量亏损，故B错误；根据质量数守恒和电荷数守恒可知，氘氚核聚变的核反应方程为HHHen，故C正确；相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变释放的核能更多，故D正确。］
6.C　［衰变过程满足质量数和电荷数守恒，该衰变过程的方程可写为UXHe，故A错误；由于衰变过程释放能量，存在质量亏损，可知U的结合能和新核X的结合能之差小于α粒子的结合能，故B错误；衰变反应中的γ射线为高频电磁波，具有极强的穿透性，故C正确；质量为m的U原子核经过两个半衰期后，有m的U原子核发生了衰变，还剩下m的U原子核，产生的新核质量不是m，故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q1为2e，可知新核带电荷量q2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；设α粒子所受的洛伦兹力为F1=q1v1B=，新核所受的洛伦兹力为F2=q2v2B==F1，C错误。］
8.AC　［由题图可知，中等大小的原子核，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，故B错误；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可知ΔE=Δmc2，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C正确;C的同位素C中有6个质子，14个核子，故D正确。］
10.BC　［由质量数和电荷数守恒可知，X的质量数为1，电荷数为0，则X为中子，选项A错误；根据能量关系可知mXc2=(1 876.1+2 809.5-3 728.4-17.6) MeV，解得mX=939.6 MeV/c2，选项B正确；太阳每秒放出的能量E=Pt=4×1026 J，则太阳每秒因辐射损失的质量Δm== kg≈4.4×109 kg，选项C正确；因为E=4×1026 J= eV=2.5×1045 eV=2.5×1039 MeV，则太阳每秒因为辐射损失的质量Δm==2.5×1039 MeV/c2，选项D错误。］
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：
UnBaKr+n,HHHen。
13.(1NnCH,CNe　　(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
NnCH,CNe
由爱因斯坦质能方程可知E=Δmc2，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=3T=5 730×3年=17 190年。
14.(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≈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
15.(1HHHen　(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为HHHen
(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E1+E2=ΔE+2E0=4.0 MeV
解得氦3的动能E1=1.0 MeV
中子的动能E2=3.0 MeV。(共38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，有质量亏损，可知反应后的总质量较聚变前减少，故D错误。
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2.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。
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3.(2024·湖南省校联考)钍(Th)是一种以化合物的形式存在于矿物内的金属元素，该元素经过中子轰击，可得到铀233，因此它是潜在的核燃料，钍的同位素之一钍234的衰变的方程为ThX+b+γ。下列说法正确的是
A.A=233 B.b为中子
C.γ光子来自X D.X不再具有放射性
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根据电荷数守恒可知，b的电荷数为-1，可见b为电子，根据质量数守恒，可知A=234，A、B均错误；
γ光子由激发态的X向低能级跃迁释放的，C正确；
X的电荷数为91大于83，仍具有放射性，D错误。
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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.(2023·宜宾市高二期末)2023年4月13日，中国“人造太阳”反应堆中科院环流器装置(EAST)创下新纪录，实现403秒稳态长脉冲高约束模式等离子体运行，为可控核聚变的最终实现又向前迈出了重要的一步。下列关于核反应的说法正确的是
A.核聚变的核反应燃料主要是铀235
B.核聚变反应过程中没有质量亏损
C.氘氚核聚变的核反应方程为HHHen
D.相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变释放的核能少
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核聚变的核反应燃料主要是氘核和氚核，故A错误；
核聚变反应过程中放出大量能量，有质量亏损，故B错误；
根据质量数守恒和电荷数守恒可知，氘氚核聚变的核反应方程为H
HHen，故C正确；
相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变释放的核能更多，故D正确。
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6.(2023·成都市高二期末U半衰期极为漫长且清理困难，所以对环境的污染严重而持久。设U发生α衰变形成新核X，同时放出γ射线。以下说法正确的是
A.该衰变过程的方程可写为HeX
BU的结合能和新核X的结合能之差即为α粒子的结合能
C.衰变反应中的γ射线为高频电磁波，具有极强的穿透性
D.质量为m的U原子核经过两个半衰期后，产生的新核质量为m
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衰变过程满足质量数和电荷数守恒，该衰变过程的方程可写为U
XHe，故A错误；
由于衰变过程释放能量，存在质量亏损，可知U的结合能和新核X的结合能之差小于α粒子的结合能，故B错误；
衰变反应中的γ射线为高频电磁波，具有极强的穿透性，故C正确；
质量为m的U原子核经过两个半衰期后，有m的原子核发生了衰变，还剩下m的原子核，产生的新核质量不是m，故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，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q1为2e，可知新核带电荷量q2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；
设α粒子所受的洛伦兹力为F1=q1v1B=，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·北京市海滨月考)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，中等大小的原子核，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，C的核反应方程为HeC，故A错误；
C的核反应中质量亏损为3m1-m2，故B错误；
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可知ΔE=Δmc2，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.太阳辐射的总功率约为4×1026 W，其辐射的能量来自聚变反应。在聚变反应中，一个质量为1 876.1 MeV/c2(c为真空中的光速)的氘核H)和一个质量为2 809.5 MeV/c2的氚核H)结合为一个质量为3 728.4 MeV/c2的氦核He)，并放出一个X粒子，同时释放大约17.6 MeV的能量。已知电子电荷量e=1.6×10-19 C。下列说法正确的是
A.X粒子是质子
B.X粒子的质量为939.6 MeV/c2
C.太阳每秒因为辐射损失的质量约为4.4×109 kg
D.太阳每秒因为辐射损失的质量约为17.6 MeV/c2
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由质量数和电荷数守恒可知，X的质量数为1，电荷数为0，则X为中子，选项A错误；
根据能量关系可知mXc2=(1 876.1+2 809.5-3 728.4-17.6) MeV，解得mX=939.6 MeV/c2，选项B正确；
太阳每秒放出的能量E=Pt=4×1026 J，则太阳每秒因辐射损失的质量Δm== kg≈4.4×109 kg，选项C正确；
因为E=4×1026 J= eV=2.5×1045 eV=2.5×1039 MeV，则太阳
每秒因为辐射损失的质量Δm==2.5×1039 MeV/c2，选项D错误。
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三、非选择题
11.1919年，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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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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n
H
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由半衰期公式m=m0=，解得：t=11 460年；根据质量数和电荷数守恒可得：nBaKr+n，HHen。
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13.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。
(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C,C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　nCH,CNe　　
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根据反应过程质量数守恒和电荷数守恒可得NnCH，C
Ne
由爱因斯坦质能方程可知E=Δmc2
得Δm=
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(2)若测得一古生物体遗骸中C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=3T=5 730×3年=17 190年。
14.(2023·辽宁名校联盟联考)原子弹和核反应堆都利用了核裂变产生的能量。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，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，真空中光速c=3×108 m/s。
(1)请写出上述裂变中的核反应方程；
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答案　nBaKr+n　
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由质量数和电荷数守恒可得该核反应方程为nBaKr
+n
(2)求一个在裂变反应中释放的核能ΔE的表达式(用m1、m2、m3、m4、c表示)；
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答案　ΔE=(m2-m3-m4-2m1)c2
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)若某原子弹装料为60 kg的，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，已知阿伏伽德罗常量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)；
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答案　3.7×1026 MeV
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一个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≈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
15.2021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为HHHen
(2)若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He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E1+E2=ΔE+2E0=4.0 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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