资源简介

高考物理考前冲刺押题预测 原子核与核技术
一．选择题（共10小题）
1．（2025 武汉二模）宇宙射线进入地球大气层时，与大气作用产生中子，中子撞击大气中的N产生C，核反应方程为Nn→C+X；C具有放射性，能够自发衰变成N，其半衰期为5730年，核反应方程为C→N+Y。下列说法正确的是（　　）
A．X为氘核H
B．产生Y的核反应属于α衰变
C．升高温度，C的半衰期变长
D．用α粒子、质子轰击一些原子核，也可以实现原子核的转变
2．（2025 全国一模）2023年10月23日，日本对外宣布进行福岛核污水的第二次排海，核污水中含有钋、铯等数十种放射性物质，其中钋核（）发生衰变时的核反应方程为，、、X的质量分别为m1、m2、m3。下列说法正确的是（　　）
A．该核反应为β衰变
B．钋核有84个质子和126个中子，其半衰期随温度的升高而变大
C．该核反应产物的结合能之和大于钋核（）的结合能
D．衰变时释放能量
3．（2025 湖南开学）核裂变和核聚变是人类获取核能的两种方式，下列有关核物理知识叙述错误的是（　　）
A．在进行链式反应中，随着辐射中子数量不断增加，后期反应越来越剧烈
B．在核反应堆中重水和石墨都能使慢中子加速，从而控制链式反应
C．磁约束是指利用磁场将高温、高密度等离子体约束在一定的容积内，使其达到核聚变的条件
D．从原子弹爆炸到氢弹爆炸，我国只用了两年零八个月，氢弹是一种利用核聚变的反应装置
4．（2025 洛龙区校级模拟）近年来，举世瞩目的三星堆神秘遗址考古工作揭开许多谜团，改写了中国乃至世界文明史。关于各界对文物年代的质疑，考古工作者运用碳14定年技术，确定为距今4000年左右。碳14是宇宙射线撞击空气中的氮14时产生的。碳14具有放射性，发生β衰变，其半衰期约为5730年。以下说法正确的是（　　）
A．文物中剩下的碳14不到原来的一半，说明文物年代不到碳14的一个半衰期
B．地下文物接收不到宇宙射线，碳14衰变将无法进行
C．虽然地下遗址温度较低，但并不影响碳14的半衰期
D．碳14发生β衰变后，将放出一个氦核
5．（2025 岳麓区校级模拟）“国际热核聚变实验堆（ITER）计划”俗称“人造太阳”，即为人工可控热核反应堆，该装置中发生的核聚变反应是H和H聚变生成He释放能量。已知H的静止质量为2.0136u，H的静止质量为3.0150u，He的静止质量为4.0015u，中子的静止质量为1.0087u。1u相当于931.5MeV。下列说法正确的是（　　）
A．该聚变的核反应方程是HH→HeH
B．H的质量等于组成它的核子的质量之和
C．H的比结合能大于He的比结合能
D．一个H和一个H聚变生成He释放的能量约17.1MeV
6．（2025 福州模拟）钍基熔盐堆核电站被誉为第四代核电技术，经一系列反应生成。随后通过核反应→释放能量。则下列说法正确的是（　　）
A．该核反应为聚变反应
B．该核反应前后总质量不变
C．平均结合能比小
D．将加温加压，可以缩短其半衰期
7．（2025 河北模拟）我国已成功发射的月球探测车上装有核电池提供动力。玉兔号月球车是采用核能来提供能量的，该装置使钚238衰变产生的核能转化为电能，核反应方程为Pu→XHe+γ，则新物质X为（　　）
A．U B．Pa
C．U D．U
8．（2025 和平区模拟）工业上常用中子轰击钴59（Co）得到放射性的钴60（Co，半衰期5.27年），之后钴60衰变为镍60（Ni没有放射性），同时辐射出γ射线，对于该核反应下列说法中正确的有（　　）
A．中子轰击钴59的反应是一个聚变反应
B．Co衰变方程为Co→Nie
C．提高Co的材料温度可以加快其衰变
D．该反应辐射出的γ射线波长较长，很容易发生衍射
9．（2025 南通模拟）某微型核电池原料是Ni，衰变方程是Ni→Cu+X。则（　　）
A．X是中子
B．Cu比Ni更稳定
C．升高温度可以加快Ni的衰变
D．Ni的质量等于Cu与X的质量之和
10．（2025 天津一模）核废料具有很强的放射性，需要妥善处理，下列说法正确的是（　　）
A．放射性元素经过两个完整的半衰期后，将完全衰变殆尽
B．原子核衰变时电荷数守恒，质量守恒
C．改变压力、温度或浓度，将改变放射性元素的半衰期
D．过量放射性辐射对人体组织有破坏作用，但辐射强度在安全剂量内则没有伤害
二．多选题（共5小题）
（多选）11．（2024 焦作一模）原子核的结合能很难直接测量，但根据爱因斯坦质能方程可以推知原子核的结合能。原子核的结合能与核子数之比被称为该原子核的比结合能，不同原子核的比结合能不一样，如图所示为按照实际测量结果画出的不同原子核的比结合能随质量数A的变化情况，则（　　）
A．由图可知中等质量原子核的比结合能较大，原子核较稳定
B．由图可知氦4He原子核的结合能大于28MeV
C．图中的质量数等于原子核的核子数与中子数之和
D．由图可知235U核裂变生成物的结合能之和等于反应物的结合能之和
（多选）12．（2024 辽宁模拟）下列说法中正确的是（　　）
A．图甲检测玻璃面是否平整的原理是光的衍射现象，若a光能使某金属发生光电效应，则采用b光照射也一定能发生光电效应
B．图乙是铀核裂变图，其核反应方程为Un→0XeSrn，若该过程质量亏损为Δm，则铀核的结合能为Δmc2
C．图丙表示LC振荡电路充放电过程的某瞬间，根据电场线和磁感线的方向可知电路中电流强度正在减小
D．图丁中的P、Q是偏振片，当P固定不动缓慢转动Q时，光屏上的光亮度将会发生变化，此现象表明光波是横波
（多选）13．（2024 蓟州区校级四模）以下说法正确的是（　　）
A．比结合能小的原子核结合成比结合能大的原子核时一定吸收能量
B．核反应可以说明原子核具有复杂结构
C．是重核裂变
D．核反应中，其中X是质子
（多选）14．（2024 涪城区校级模拟）放射性同位素钍232Th经一系列α、β衰变后生成氢220Rn，以下说法正确的是（　　）
A．每经过一次α衰变原子核的质量数会减少2个
B．220Rn的半衰期约为1分钟，所以2分钟后1000个220Rn原子核就只剩250个
C．放射性元素钍232Th的原子核比氡220Rn原子核的中子数多8个
D．钍232Th衰变成氡220Rn一共经过3次α衰变和Ω次β衰变
（多选）15．（2024 滨海新区校级四模）2023年1月，日本确认将于“今年春夏期间”开始向太平洋排放福岛核电站内储存的逾130万吨核污染水，核泄漏对环境会造成污染，影响人类安全，在泄漏的污染物中含有大量放射性元素，其衰变方程为，半衰期为8天，已知m1＝131.037210u，mXe＝131.031860u，me＝0.000549u，则下列说法正确的是（　　）
A．衰变产生的β射线来自于原子的核外电子
B．该反应前后质量亏损0.00535u
C．放射性元素发生的衰变为β衰变
D．经过16天，75%的原子核发生了衰变
三．解答题（共5小题）
16．（2025 崇明区一模）电离烟雾探测器是常见的火灾报警装置，使用镅（Am）作为辐射源。镅衰变产生氦核流射入电离腔，使腔内空气电离成离子和电子，回路中有稳定电流通过。当烟雾粒子进入电离腔时，烟雾粒子会与离子相结合，使电离腔的导电性变弱，回路中电流变小，探测器发出警报。
（1）已知镅241单质的半衰期为432天，而报警器的辐射源常常使用化合物二氧化镅，二氧化镅的半衰期 　 　。
A．大于432天
B．等于432天
C．小于432天
D．无法确定
（2）一个镅放出氦核后转变为钕核的衰变为 　 　衰变（选“α”“β”或“γ”），一个钕核含有 　 　个中子。
（3）镅核、钕核和氦核的质量分别为m1、m2和m3，当一个镅核发生上述衰变时，释放的能量为 　 　。（已知真空中的光速为c）
（4）如图为报警器简化电路图，电源电动势恒定，电阻R为定值电阻，当发生火情产生大量烟雾时，电离腔两端电压 　 　。
A．变大
B．变小
C．不变
（5）（计算）如图所示，真空室内存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小B为0.50T。有一点状镅放射源S向空间各方向发射速度大小均为2.5×106m/s的氦核。在S的正上方有一段足够长的垂直纸面放置的感光条MN，已知SM⊥MN，SM＝10cm，氦核的荷质比5.0×107C/kg：
①（作图）画出氦核沿垂直板向下被发射出来时所受洛伦兹力的方向；
②（计算）求氦核做圆周运动的半径r；
③（计算）求图示中感光条被粒子打中的长度l。
17．（2024 辽宁模拟）2023年12月14日，中核集团核工业西南物理研究院与国际热核聚变实验堆ITER总部签署协议，宣布新一代人造太阳“中国环流三号”面向全球开放，邀请全世界科学家来中国集智公关，共同追逐“人造太阳”梦想。该“人造太阳”中的一种核反应是一个氘核与一个氚核结合成一个氦核并释放出一个粒子，同时释放能量用来发电。氘核的质量为m1，氚核的质量为m2，氦核的质量为m3，反应中释放的核能为ΔE，光速为c。
（1）写出上述“人造太阳”核反应方程；
（2）求出释放出的粒子的质量m4；
（3）若此装置中的另一种核反应的方程是，已知H、He核的比结合能分别为EH＝1.09MeV、EHe＝7.03MeV，试求此核反应过程中释放的核能。
18．（2024 江苏模拟）2023年5月5日，“华龙一号”核电机组全球首堆示范工程全面建成，用一个慢中子轰击U后裂变为Kr和Ba。已知中子质量为m0，U的质量为m1，Kr的质量为m2，Ba的质量为m3，求总质量为m的铀235完全裂变产生的能量E。
19．（2024 普陀区二模）1934年，约里奥﹣居里夫妇用α粒子轰击铝箔，获得了中子和，放射性同位素又衰变产生和正电子。磷30是首个通过人工方法获得的放射性同位素。
（1）同位素具有相同的 　 　；
A.核子数
B.中子数
C.质子数
（2）磷30具有放射性，其衰变方程为 　 　。的半衰期是2.5min，经过10min后还剩 　 　g。
（3）如图所示，将α粒子、中子、正电子，以及离子P3﹣和Si4+等五种粒子一起注入到加速电场的中心P（忽略各粒子的初速度），部分粒子经电场加速从加速电场负极板上的小孔N射出；然后沿以O1为圆心、R为半径的圆弧通过静电分析器，再经速度选择器筛选后，某种粒子进入磁分析器中，在磁场中偏转后被磁场边界处的探测板收集。设原子核中每个核子的质量均为m0，已知元电荷为e（整个系统处于真空中，不计粒子重力和粒子间的相互作用力）。
①经电场加速从加速电场负极板上的小孔N射出的粒子有 　 　。
②若加速电场两极板间的电压大小为U，两极板间距为L；静电分析器中与圆心O1等距离的各点场强大小相等，方向指向圆心。则Si4+在加速电场中所受电场力大小为 　 　。
静电分析器中，与圆心O1距离为R处的电场强度的大小为 　 　。
③（论证）在②的条件下，若粒子进入速度选择器后，它们的运动轨迹如图中虚线①、②、③所示，分析说明到达探测板的粒子是Si4+。
④（计算）在②③的条件下，若磁分析器中以O2为圆心的足够大半圆形区域内，分布着方向垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度的大小为B，求Si4+在磁分析器中运动的时间和位移大小。
20．（2024 武进区校级模拟）掌握并采用核聚变产生能源是核物理中最具有前景的研究方向之一。太阳上的一种核反应为两个氘核（H）聚变成一个He核。已知氘核的质量为2.0136u，中子质量为1.0087u，He核的质量为3.0150u。1u对应931.5MeV。
（1）写出该核反应方程；
（2）计算上述核反应中释放的核能ΔE（保留三位有效数字）；
（3）若两个氘核以相等的动能0.45MeV做对心碰撞即可发生上述核反应，且释放的核能全部转化成动能，则反应中生成的He核和中子的动能各是多少？
高考物理考前冲刺押题预测 原子核与核技术
参考答案与试题解析
一．选择题（共10小题）
1．（2025 武汉二模）宇宙射线进入地球大气层时，与大气作用产生中子，中子撞击大气中的N产生C，核反应方程为Nn→C+X；C具有放射性，能够自发衰变成N，其半衰期为5730年，核反应方程为C→N+Y。下列说法正确的是（　　）
A．X为氘核H
B．产生Y的核反应属于α衰变
C．升高温度，C的半衰期变长
D．用α粒子、质子轰击一些原子核，也可以实现原子核的转变
【考点】原子核的半衰期及影响因素；核反应前后质量数、质子数、中子数、核子数等参数的关系；α衰变的特点、本质及方程．
【专题】定量思想；归纳法；衰变和半衰期专题；理解能力．
【答案】D
【分析】根据核反应中的质量数守恒和电荷数守恒分别计算出X和Y粒子的质量数和电荷数，然后确定粒子的性质；半衰期是由原子核的内部因素决定的；根据原子核的人工转变分析。
【解答】解：A、根据衰变过程的质量数守恒和电荷数守恒可得X的质量数为A＝14+1﹣14＝1，X的电荷数为Z＝7﹣6＝1，所以X为质子，即为，故A错误；
B、根据质量数守恒和电荷数守恒可得Y的质量数为A'＝14﹣14＝0，Y的电荷数为Z＝6﹣7＝﹣1，所以Y为电子，即为，所以产生Y的核反应属于β衰变，故B错误；
C、半衰期是由原子核内部因素决定的，与外在的物理环境无关，所以升高温度，C的半衰期不变，故C错误；
D、用α粒子、质子轰击一些原子核，也可以实现原子核的人工转变，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了核反应中的质量数守恒和电荷数守恒，以及对半衰期和原子核人工转变的理解。
2．（2025 全国一模）2023年10月23日，日本对外宣布进行福岛核污水的第二次排海，核污水中含有钋、铯等数十种放射性物质，其中钋核（）发生衰变时的核反应方程为，、、X的质量分别为m1、m2、m3。下列说法正确的是（　　）
A．该核反应为β衰变
B．钋核有84个质子和126个中子，其半衰期随温度的升高而变大
C．该核反应产物的结合能之和大于钋核（）的结合能
D．衰变时释放能量
【考点】核反应前后存在质量亏损及其计算；α衰变的特点、本质及方程；原子核的半衰期及影响因素；结合能与比结合能的概念及物理意义．
【专题】定量思想；推理法；衰变和半衰期专题；推理论证能力．
【答案】C
【分析】根据核反应方程的书写规则，半衰期和比结合、质能方程等知识进行分析解答。
【解答】解：A．根据核反应中电荷数守恒和质量数守恒，可知X为，即该核反应为α衰变，故A错误；
B．放射性元素的半衰期由原子核内部决定，不会随温度的升高而变大，故B错误；
C．衰变时释放能量，生成物更稳定，则生成物的比结合能更大，由于反应过程总的核子数不变，则核反应产物的结合能之和大于钋核（）的结合能，故C正确；
D．根据爱因斯坦的质能方程，衰变时释放能量，故D错误。
故选：C。
【点评】考查核反应方程的书写规则，半衰期和比结合、质能方程等知识，会根据题意进行准确分析解答。
3．（2025 湖南开学）核裂变和核聚变是人类获取核能的两种方式，下列有关核物理知识叙述错误的是（　　）
A．在进行链式反应中，随着辐射中子数量不断增加，后期反应越来越剧烈
B．在核反应堆中重水和石墨都能使慢中子加速，从而控制链式反应
C．磁约束是指利用磁场将高温、高密度等离子体约束在一定的容积内，使其达到核聚变的条件
D．从原子弹爆炸到氢弹爆炸，我国只用了两年零八个月，氢弹是一种利用核聚变的反应装置
【考点】重核裂变的应用（核电站与反应堆）；轻核的聚变及反应条件；重核的裂变及反应条件．
【专题】定性思想；推理法；重核的裂变和轻核的聚变专题；推理论证能力．
【答案】B
【分析】A.根据链式反应的特点，即可分析判断；
B.重水和石墨是常用的中子慢化剂，据此分析判断；
C.根据磁约束的特点，即可分析判断；
D.根据对氢弹的掌握，即可分析判断。
【解答】解：A.链式反应中，中子数量的增加会导致反应速率加快，反应越来越剧烈，故A正确；
B.重水和石墨是常用的中子慢化剂，用于将快中子减速为慢中子，从而控制链式反应，故B错误；
C.磁约束是核聚变实验中常用的技术，通过磁场约束参加反应的物质，使其达到核聚变的条件，故C正确；
D.从原子弹爆炸到氢弹爆炸，我国只用了两年零八个月，氢弹是一种利用核聚变的反应装置，故D正确；
本题选错误的，
故选：B。
【点评】本题考查轻核的聚变及反应条件，解题时需注意：两个轻核结合成质量较大的核，这样的核反应叫作核聚变；在超高温条件下才能发生，所以核聚变反应又叫热核反应；太阳辐射的能量来自核聚变。
4．（2025 洛龙区校级模拟）近年来，举世瞩目的三星堆神秘遗址考古工作揭开许多谜团，改写了中国乃至世界文明史。关于各界对文物年代的质疑，考古工作者运用碳14定年技术，确定为距今4000年左右。碳14是宇宙射线撞击空气中的氮14时产生的。碳14具有放射性，发生β衰变，其半衰期约为5730年。以下说法正确的是（　　）
A．文物中剩下的碳14不到原来的一半，说明文物年代不到碳14的一个半衰期
B．地下文物接收不到宇宙射线，碳14衰变将无法进行
C．虽然地下遗址温度较低，但并不影响碳14的半衰期
D．碳14发生β衰变后，将放出一个氦核
【考点】半衰期的相关计算；β衰变的特点、本质及方程．
【专题】定性思想；归纳法；衰变和半衰期专题；理解能力．
【答案】C
【分析】所剩不到一半说明超过一个半衰期；没有宇宙射线无法产生碳14，与衰变无关；半衰期是放射性物质固有属性，由原子核自身的因素决定；β衰变放出电子。
【解答】解：A.所剩不到一半说明超过一个半衰期，故A错误；
B.没有宇宙射线无法产生碳14，而不是碳14无法衰变，故B错误；
C.半衰期是放射性物质固有属性，由原子核自身的因素决定，与原子所处的化学状态和外部条件无关，因此“碳14”的半衰期不受温度、压强的影响，故C正确；
D.β衰变放出电子而不是氦核，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了对衰变和半衰期的理解，容易题。
5．（2025 岳麓区校级模拟）“国际热核聚变实验堆（ITER）计划”俗称“人造太阳”，即为人工可控热核反应堆，该装置中发生的核聚变反应是H和H聚变生成He释放能量。已知H的静止质量为2.0136u，H的静止质量为3.0150u，He的静止质量为4.0015u，中子的静止质量为1.0087u。1u相当于931.5MeV。下列说法正确的是（　　）
A．该聚变的核反应方程是HH→HeH
B．H的质量等于组成它的核子的质量之和
C．H的比结合能大于He的比结合能
D．一个H和一个H聚变生成He释放的能量约17.1MeV
【考点】核聚变的反应方程；结合能与比结合能的概念及物理意义．
【专题】定量思想；推理法；重核的裂变和轻核的聚变专题；推理论证能力．
【答案】D
【分析】根据核反应方程的书写规则，质量亏损，结合能，比结合能以及质能方程进行列式解答。
【解答】解：A.该聚变的核反应方程是→，故A错误；
B.原子核的质量小于组成它的核子的质量之和，故B错误；
C.的比结合能小于的比结合能，故C错误；
D.反应的质量亏损Δm＝（2.0136u+3.0150u）﹣（4.0015u+1.0087u）＝0.0184u，根据爱因斯坦的质能方程，可得放出的能量为ΔE＝Δmc2，又有1u＝931.5MeV，联立以上各式得ΔE＝17.1MeV，故D正确。
故选：D。
【点评】考查核反应方程的书写规则，质量亏损，结合能，比结合能以及质能方程，会根据题意进行准确分析解答。
6．（2025 福州模拟）钍基熔盐堆核电站被誉为第四代核电技术，经一系列反应生成。随后通过核反应→释放能量。则下列说法正确的是（　　）
A．该核反应为聚变反应
B．该核反应前后总质量不变
C．平均结合能比小
D．将加温加压，可以缩短其半衰期
【考点】核裂变的反应方程；半衰期的相关计算；结合能与比结合能的概念及物理意义．
【专题】定量思想；推理法；衰变和半衰期专题；推理论证能力．
【答案】C
【分析】根据裂变反应、质量亏损和结合能知识，半衰期知识进行分析解答。
【解答】解：A.该核反应为裂变反应，故A错误；
B.核反应会出现质量亏损释放核能，故反应前后总质量会减小，故B错误；
C.反应后的物质更温度，则的平均结合能比更小，故C正确；
D.半衰期是由原子核的内部结构决定，与外界条件无关，故加温加压不能改变半衰期，故D错误。
故选：C。
【点评】考查裂变反应、质量亏损和结合能知识，半衰期知识，会根据题意进行准确分析解答。
7．（2025 河北模拟）我国已成功发射的月球探测车上装有核电池提供动力。玉兔号月球车是采用核能来提供能量的，该装置使钚238衰变产生的核能转化为电能，核反应方程为Pu→XHe+γ，则新物质X为（　　）
A．U B．Pa
C．U D．U
【考点】核反应方程式的书写或判断核反应方程式中的粒子．
【专题】定量思想；推理法；重核的裂变和轻核的聚变专题；推理论证能力．
【答案】A
【分析】根据核反应的书写规则列式求解质量数和电荷数，判断粒子类别。
【解答】解：根据质量数守恒，电荷数守恒，可知新物质X质量数为238﹣4＝234，电荷数为94﹣2＝92，则X为，故A正确，BCD错误。
故选：A。
【点评】考查核反应的书写规则，会根据题意进行准确分析解答。
8．（2025 和平区模拟）工业上常用中子轰击钴59（Co）得到放射性的钴60（Co，半衰期5.27年），之后钴60衰变为镍60（Ni没有放射性），同时辐射出γ射线，对于该核反应下列说法中正确的有（　　）
A．中子轰击钴59的反应是一个聚变反应
B．Co衰变方程为Co→Nie
C．提高Co的材料温度可以加快其衰变
D．该反应辐射出的γ射线波长较长，很容易发生衍射
【考点】原子核的半衰期及影响因素；α衰变的特点、本质及方程；β衰变的特点、本质及方程．
【专题】定性思想；推理法；衰变和半衰期专题；理解能力．
【答案】B
【分析】根据电荷数守恒和质量数守恒分析核反应方程；放射性元素的半衰期与外界环境无关，与所处状态无关；该反应辐射出的γ射线波长较短，不容易发生衍射。
【解答】解：A、由题意可知，中子轰击钴59的反应是人工核反应，不属于核聚变，故A错误；
B、根据电荷数守恒和质量数守恒可知，衰变方程为
故B正确；
C、放射性元素的半衰期与外界环境无关，与所处状态无关，故C错误；
D、该反应辐射出的γ射线波长较短，不容易发生衍射，故D错误。
故选：B。
【点评】考查核反应方程的书写规则结合半衰期知识，各种射线的波长和衍射关系，会根据题意进行准确分析解答。
9．（2025 南通模拟）某微型核电池原料是Ni，衰变方程是Ni→Cu+X。则（　　）
A．X是中子
B．Cu比Ni更稳定
C．升高温度可以加快Ni的衰变
D．Ni的质量等于Cu与X的质量之和
【考点】原子核的半衰期及影响因素；β衰变的特点、本质及方程．
【专题】定量思想；推理法；衰变和半衰期专题；推理论证能力．
【答案】B
【分析】根据核反应书写规则、比结合能以及半衰期，质量亏损等知识进行分析解答。
【解答】解：A.根据质量数和电荷数守恒，X的质量数为0，电荷数为﹣1，故X是电子，即β射线，故A错误；
B.比的比结合能更大，则比更稳定，故B正确；
C.放射性元素的半衰期是由原子核自身决定的，与外界条件无关，升高温度不能加快衰变，故C错误；
D.衰变时质量会减小才能释放核能，故D错误。
故选：B。
【点评】考查核反应书写规则、比结合能以及半衰期，质量亏损等知识，会根据题意进行准确分析解答。
10．（2025 天津一模）核废料具有很强的放射性，需要妥善处理，下列说法正确的是（　　）
A．放射性元素经过两个完整的半衰期后，将完全衰变殆尽
B．原子核衰变时电荷数守恒，质量守恒
C．改变压力、温度或浓度，将改变放射性元素的半衰期
D．过量放射性辐射对人体组织有破坏作用，但辐射强度在安全剂量内则没有伤害
【考点】α衰变的特点、本质及方程．
【专题】定性思想；推理法；衰变和半衰期专题；推理论证能力．
【答案】D
【分析】A.根据半衰期的概念进行分析判断；
B.根据核反应方程式的书写规则进行分求解；
C.根据半衰期的决定因素进行分析解答；
D.根据射线的特点进行分析判断。
【解答】解：A.放射性元素的半衰期是大量的放射性元素衰变的统计规律，对少量的个别的原子核无意义，则放射性元素完全衰变殆尽的说法错误，故A错误；
B.原子核衰变时满足电荷数守恒，质量数守恒，不是质量守恒，故B错误；
C.放射性元素的半衰期是由原子核的自身结构决定的，而与物理环境如压力、温度或浓度无关，与化学状态无关，故C错误；
D.过量放射性辐射包含大量的射线，对人体组织有破坏作用，但辐射强度在安全剂量内则没有伤害，故D正确。
故选：D。
【点评】考查核反应方程的书写规则，半衰期等问题，会根据题意进行分析和判断。
二．多选题（共5小题）
（多选）11．（2024 焦作一模）原子核的结合能很难直接测量，但根据爱因斯坦质能方程可以推知原子核的结合能。原子核的结合能与核子数之比被称为该原子核的比结合能，不同原子核的比结合能不一样，如图所示为按照实际测量结果画出的不同原子核的比结合能随质量数A的变化情况，则（　　）
A．由图可知中等质量原子核的比结合能较大，原子核较稳定
B．由图可知氦4He原子核的结合能大于28MeV
C．图中的质量数等于原子核的核子数与中子数之和
D．由图可知235U核裂变生成物的结合能之和等于反应物的结合能之和
【考点】比结合能随质量数变化的曲线；重核的裂变及反应条件．
【专题】定量思想；推理法；爱因斯坦的质能方程应用专题；推理论证能力．
【答案】AB
【分析】比结合能越大的原子核越稳定，根据结合能与比结合能的关系可以判断原子核的结合能大小，质量数等于原子核的质子数与中子数之和。
【解答】解：A．由图可知中等质量原子核的比结合能较大，原子核较稳定，故A正确；
B．由图可知氦的比结合能大于7MeV，氦4He原子核的结合能E＞7×4MeV＝28MeV，故B正确；
C．图中的质量数等于原子核的质子数与中子数之和，故C错误；
D．由图可知235U核裂变释放能量，生成物的结合能之和小于反应物的结合能之和，故D错误。
故选：AB。
【点评】解答本题要知道核裂变是一个原子核分裂成多个原子核的变化；掌握比结合能与结合能的概念。
（多选）12．（2024 辽宁模拟）下列说法中正确的是（　　）
A．图甲检测玻璃面是否平整的原理是光的衍射现象，若a光能使某金属发生光电效应，则采用b光照射也一定能发生光电效应
B．图乙是铀核裂变图，其核反应方程为Un→0XeSrn，若该过程质量亏损为Δm，则铀核的结合能为Δmc2
C．图丙表示LC振荡电路充放电过程的某瞬间，根据电场线和磁感线的方向可知电路中电流强度正在减小
D．图丁中的P、Q是偏振片，当P固定不动缓慢转动Q时，光屏上的光亮度将会发生变化，此现象表明光波是横波
【考点】重核的裂变及反应条件；电磁振荡及过程分析；用薄膜干涉检查工件的平整度；光的偏振现象及原理．
【专题】定量思想；推理法；光的衍射、偏振和电磁本性专题；推理论证能力．
【答案】CD
【分析】检测玻璃面是否平整的原理是光的干涉现象，判断光的频率的大小关系，然后结合光电效应方程发生的条件判断。原子核是核子凭借核力结合在一起构成的，要把它们分开，也需要能量，这就是原子核的结合能。这个能量也是核子结合成原子核而释放的能量。由图示磁场方向，根据安培定则判断出电路电流方向，结合电容器两极板间的电场方向，判断振荡过程处于什么阶段，然后根据电磁振荡特点分析答题。光的偏振现象表明光是一种横波。
【解答】解：A．图甲检测玻璃面是否平整的原理是光的干涉现象，不是衍射，由干涉图样可知，a光的波长比b光的大，故a光的频率比b光的小，若a光能使某金属发生光电效应，则采用b光照射也一定能发生光电效应，故A错误；
B．在核反应的过程中，质量亏损为Δm，核反应的过程释放的能量为Δmc2，不是结合能，故B错误；
C．由图示磁场由安培定则可知，电路电流沿顺时针方向，电容器上极板带正电，则此时正处于充电过程，电路电流逐渐减小，故C正确；
D．光的偏振现象表明光是一种横波，只有横波才能产生偏振现象，故D正确。
故选：CD。
【点评】该题考查多个知识点的内容，其中根据磁场方向应用安培定则判断出电路电流方向、根据电场方向判断出电容器带电情况是正确解题的关键。
（多选）13．（2024 蓟州区校级四模）以下说法正确的是（　　）
A．比结合能小的原子核结合成比结合能大的原子核时一定吸收能量
B．核反应可以说明原子核具有复杂结构
C．是重核裂变
D．核反应中，其中X是质子
【考点】结合能与比结合能的概念及物理意义；核反应前后质量数、质子数、中子数、核子数等参数的关系；人工核反应．
【专题】定量思想；推理法；原子的核式结构及其组成；推理论证能力．
【答案】BD
【分析】根据比结合能的物理意义分析，核反应可以说明原子核具有复杂结构，根据α衰变定义分析，根据反应过程满足质量数和电荷数守恒，推测X。
【解答】解：A．比结合能小的原子核不稳定，结合成比结合能大的原子核时，存在质量亏损，释放能量，故A错误；
B．核反应可以说明原子核具有复杂结构，故B正确；
C．是α衰变，故C错误；
D．核反应中，根据反应过程满足质量数和电荷数守恒，可知X是质子，故D正确。
故选：BD。
【点评】核反应中反应前系统内所有原子核的总结合能与反应后生成的所有新核的总结合能之差，就是该核反应所释放（或吸收）的核能。
（多选）14．（2024 涪城区校级模拟）放射性同位素钍232Th经一系列α、β衰变后生成氢220Rn，以下说法正确的是（　　）
A．每经过一次α衰变原子核的质量数会减少2个
B．220Rn的半衰期约为1分钟，所以2分钟后1000个220Rn原子核就只剩250个
C．放射性元素钍232Th的原子核比氡220Rn原子核的中子数多8个
D．钍232Th衰变成氡220Rn一共经过3次α衰变和Ω次β衰变
【考点】计算α和β衰变的次数；α衰变的特点、本质及方程．
【专题】定量思想；推理法；重核的裂变和轻核的聚变专题；推理论证能力．
【答案】CD
【分析】根据质量数守恒和电荷数守恒以及半衰期的物理意义，核子数和质子数、中子数的关系列式解答。
【解答】解：A.因为α粒子的质量数是4，则每经过一次α衰变原子核的质量数会减少4个，故A错误；
B.放射性元素的半衰期是大量原子核的一个统计规律，对少数原子核不成立，故B错误；
C.放射性元素钍的原子核的中子数232﹣90＝142，氡原子核的中子数220﹣86＝134，所以放射性元素钍的原子核比氡原子核的中子数多8个，故C正确；
D.钍衰变成氡，可知质量数少12，电荷数少4，因为经过一次α衰变，电荷数少2，质量数少4；经过一次β衰变，电荷数多1，质量数不变，可知经过3次α衰变，2次β衰变，故D正确。
故选：CD。
【点评】考查质量数守恒和电荷数守恒以及半衰期的物理意义，核子数和质子数、中子数的关系，会根据题意进行准确分析解答。
（多选）15．（2024 滨海新区校级四模）2023年1月，日本确认将于“今年春夏期间”开始向太平洋排放福岛核电站内储存的逾130万吨核污染水，核泄漏对环境会造成污染，影响人类安全，在泄漏的污染物中含有大量放射性元素，其衰变方程为，半衰期为8天，已知m1＝131.037210u，mXe＝131.031860u，me＝0.000549u，则下列说法正确的是（　　）
A．衰变产生的β射线来自于原子的核外电子
B．该反应前后质量亏损0.00535u
C．放射性元素发生的衰变为β衰变
D．经过16天，75%的原子核发生了衰变
【考点】半衰期的相关计算；β衰变的特点、本质及方程．
【专题】定量思想；推理法；衰变和半衰期专题；推理论证能力．
【答案】CD
【分析】B.根据题中数据，即可确定该反应前后的质量亏损；
C.放射性元素发生衰变产生的是β粒子，据此分析判断；
A.根据β衰变的特点，即可分析判断；
D.每个半衰期中原子核有一半发生衰变，据此分析判断。
【解答】解：B.由题知，该反应前后质量亏损为：
Δm＝131.037210u﹣131.031860u﹣0.000549u＝0.004801u，
故B错误；
C.放射性元素发生衰变产生的是β粒子，故属于β衰变，故C正确；
A.衰变产生的β射线是原子核内的中子转变为质子的过程中产生的，不是来自核外电子，故A错误；
D.每个半衰期中原子核有一半发生衰变，16天为两个半衰期，故有发生了衰变，剩下没有发生衰变，则经过16天，75%的原子核发生了衰变，故D正确；
故选：CD。
【点评】本题考查半衰期的相关计算，解题时需注意：可以根据初始物质的量、剩余物质的量，半衰期，衰变时间之间的关系，计算剩余的剩余物质的量或初始物质的量，也可以根据这个关系计算衰变的年份或半衰期。
三．解答题（共5小题）
16．（2025 崇明区一模）电离烟雾探测器是常见的火灾报警装置，使用镅（Am）作为辐射源。镅衰变产生氦核流射入电离腔，使腔内空气电离成离子和电子，回路中有稳定电流通过。当烟雾粒子进入电离腔时，烟雾粒子会与离子相结合，使电离腔的导电性变弱，回路中电流变小，探测器发出警报。
（1）已知镅241单质的半衰期为432天，而报警器的辐射源常常使用化合物二氧化镅，二氧化镅的半衰期 　B　。
A．大于432天
B．等于432天
C．小于432天
D．无法确定
（2）一个镅放出氦核后转变为钕核的衰变为 　α　衰变（选“α”“β”或“γ”），一个钕核含有 　145　个中子。
（3）镅核、钕核和氦核的质量分别为m1、m2和m3，当一个镅核发生上述衰变时，释放的能量为 　（m1﹣m2﹣m3）c2　。（已知真空中的光速为c）
（4）如图为报警器简化电路图，电源电动势恒定，电阻R为定值电阻，当发生火情产生大量烟雾时，电离腔两端电压 　A　。
A．变大
B．变小
C．不变
（5）（计算）如图所示，真空室内存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小B为0.50T。有一点状镅放射源S向空间各方向发射速度大小均为2.5×106m/s的氦核。在S的正上方有一段足够长的垂直纸面放置的感光条MN，已知SM⊥MN，SM＝10cm，氦核的荷质比5.0×107C/kg：
①（作图）画出氦核沿垂直板向下被发射出来时所受洛伦兹力的方向；
②（计算）求氦核做圆周运动的半径r；
③（计算）求图示中感光条被粒子打中的长度l。
【考点】核反应前后存在质量亏损及其计算；半衰期的相关计算；核反应（或粒子束）与磁场．
【专题】定量思想；方程法；恒定电流专题；带电粒子在磁场中的运动专题；衰变和半衰期专题；爱因斯坦的质能方程应用专题；理解能力．
【答案】（1）B
（2）α，145
（3）（m1﹣m2﹣m3）c2
（4）A
（5）①洛伦兹力的方向如图所示：
②氦核做圆周运动的半径为10cm；
③感光条被粒子打中的长度为10cm。
【分析】解：（1）半衰期是放射性元素原子核的固有特性，不受元素所处的化学状态（如单质或化合物）、温度、压强等外部条件影响，所以半衰期不变。
（2）根据衰变、衰变、衰变的定义判断衰变类型；给定的钚核，利用原子核中质量数、质子数和中子数的关系，即中子数等于质量数减去质子数，通过已知的钚核质量数和质子数，计算出其中子数。
（3）依据爱因斯坦质能方程，在核衰变过程中，先找出质量亏损，即衰变前原子核质量与衰变后产生的新核和其他粒子质量之和的差值。本题中质量亏损为，再将其代入质能方程，从而得出释放的能量。
（4）电阻变化分析：当烟雾进入电离腔时，烟雾会影响电离腔内气体的电离情况，使电离产生的离子数减少，导致电离腔的电阻增大。
电压变化分析：将电离腔和定值电阻看作串联电路，电源电动势恒定。根据串联分压原理，即串联电路中各部分电压与电阻成正比，电离腔电阻增大，其两端分得的电压也会增大。
（5）运用左手定则判断洛伦兹力方向，依据洛伦兹力提供向心力的关系求解圆周运动半径，再结合几何关系确定感光条被粒子打中的长度
【解答】解：（1）半衰期是放射性元素的固有属性，由原子核内部自身因素决定，与元素的化学状态、物理状态等外部因素无关。所以二氧化媚的半衰期等于媚﹣241单质的半衰期432天
故B正确，ACD错误。
（2）放出氦核的衰变是α衰变，钕核的质量数为239，质子数为94，中子数＝质量数﹣质子数，即239﹣94＝145（个）。
（3）根据爱因斯坦质能方程ΔE＝Δmc2，衰变过程中的质量亏损为：Δm＝m1﹣m2﹣m3，所以释放的能量为。
（4）当发生火情产生大量烟雾时，烟雾进入电离腔，使电离腔内气体的电离程度减小，电离产生的离子数减少，电离腔的电阻增大。
在串联电路中，电阻R为定值电阻，电源电动势E恒定，根据串联分压原理得：
因为R电离腔增大，所以电离腔两端电压变大
故A正确，BC错误。
（5）①已知磁场方向垂直于纸面向里，氦核沿垂直板向下运动，根据左手定则判断氦核受到洛伦兹力方向水平向右，如图所示：
②带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，即，变形可得。
解得：r＝10cm。
③当粒子沿水平方向射出时，打到感光条上的位置离M点最远；当粒子沿竖直方向向上射出时，打到感光条上的位置离M点最近。
由几何关系可知，粒子沿水平方向射出时，x1＝r＝10cm；粒子沿竖直方向向上射出时，根据几何关系，（d＝SM，已知，r＝10cm，因为r＜d，粒子打不到感光条上，所以感光条被粒子打中的长度l＝r＝10cm。
故答案为：（1）B
（2）α，145
（3）（m1﹣m2﹣m3）c2
（4）A
（5）①洛伦兹力的方向如图所示：
②氦核做圆周运动的半径为10cm；
③感光条被粒子打中的长度为10cm。
【点评】综合考查了原子核物理、电路分析和带电粒子在磁场运动的相关知识，涵盖半衰期的特性、衰变类型、原子核的构成、质能方程以及电路中电阻和电压的变化等多个重要知识点，能有效检验学生对不同物理模块知识的掌握程度。
17．（2024 辽宁模拟）2023年12月14日，中核集团核工业西南物理研究院与国际热核聚变实验堆ITER总部签署协议，宣布新一代人造太阳“中国环流三号”面向全球开放，邀请全世界科学家来中国集智公关，共同追逐“人造太阳”梦想。该“人造太阳”中的一种核反应是一个氘核与一个氚核结合成一个氦核并释放出一个粒子，同时释放能量用来发电。氘核的质量为m1，氚核的质量为m2，氦核的质量为m3，反应中释放的核能为ΔE，光速为c。
（1）写出上述“人造太阳”核反应方程；
（2）求出释放出的粒子的质量m4；
（3）若此装置中的另一种核反应的方程是，已知H、He核的比结合能分别为EH＝1.09MeV、EHe＝7.03MeV，试求此核反应过程中释放的核能。
【考点】结合能（比结合）与核能的相关判断和计算；核聚变的反应方程．
【专题】定量思想；推理法；重核的裂变和轻核的聚变专题；推理论证能力．
【答案】（1）上述“人造太阳”核反应方程是式为→；
（2）释放出的粒子的质量m4为m1+m2﹣m3；
（3）此核反应过程中释放的核能为23.76MeV。
【分析】（1）根据核反应方程的书写规则解答；
（2）根据爱因斯坦的质能方程列式求解质量；
（3）根据比结合能的概念列式解答。
【解答】解：（1）根据核反应方程的书写规则，核反应方程式为→；
（2）根据质能方程可知，释放的核能ΔE＝（m1+m2﹣m3﹣m4）c2，得m4＝m1+m2﹣m3；
（3）根据题意，释放的核能ΔE′＝4EHe﹣2×2EH＝4×7.03MeV﹣2×2×1.09MeV＝28.12MeV﹣4.36MeV＝23.76MeV。
答：（1）上述“人造太阳”核反应方程是式为→；
（2）释放出的粒子的质量m4为m1+m2﹣m3；
（3）此核反应过程中释放的核能为23.76MeV。
【点评】考查核反应方程的书写规则，质能方程的应用和比结合能的知识，会根据题意进行准确分析解答。
18．（2024 江苏模拟）2023年5月5日，“华龙一号”核电机组全球首堆示范工程全面建成，用一个慢中子轰击U后裂变为Kr和Ba。已知中子质量为m0，U的质量为m1，Kr的质量为m2，Ba的质量为m3，求总质量为m的铀235完全裂变产生的能量E。
【考点】爱因斯坦质能方程的应用．
【专题】信息给予题；定量思想；推理法；爱因斯坦的质能方程应用专题；理解能力．
【答案】总质量为m的铀235完全裂变产生的能量为。
【分析】写出核反应方程，求解裂变过程中的质量亏损根据爱因斯坦质能方程求解一次核反应放出的核能，再求解总质量为m的铀235完全裂变产生的能量。
【解答】解：核反应方程为
该裂变反应过程的质量亏损Δm＝（m1+m0）﹣（m2+m3+3m0）＝m1﹣m2﹣m3﹣2m0
根据爱因斯坦质能方程，一次核反应释放的核能为
铀235完全裂变释放的核能。
答：总质量为m的铀235完全裂变产生的能量为。
【点评】本题主要考查了裂变过程释放的核能，理解爱因斯坦质能方程是解题的关键。
19．（2024 普陀区二模）1934年，约里奥﹣居里夫妇用α粒子轰击铝箔，获得了中子和，放射性同位素又衰变产生和正电子。磷30是首个通过人工方法获得的放射性同位素。
（1）同位素具有相同的 　C　；
A.核子数
B.中子数
C.质子数
（2）磷30具有放射性，其衰变方程为 　　。的半衰期是2.5min，经过10min后还剩 　0.25　g。
（3）如图所示，将α粒子、中子、正电子，以及离子P3﹣和Si4+等五种粒子一起注入到加速电场的中心P（忽略各粒子的初速度），部分粒子经电场加速从加速电场负极板上的小孔N射出；然后沿以O1为圆心、R为半径的圆弧通过静电分析器，再经速度选择器筛选后，某种粒子进入磁分析器中，在磁场中偏转后被磁场边界处的探测板收集。设原子核中每个核子的质量均为m0，已知元电荷为e（整个系统处于真空中，不计粒子重力和粒子间的相互作用力）。
①经电场加速从加速电场负极板上的小孔N射出的粒子有 　α粒子、正电子、离子Si4+　。
②若加速电场两极板间的电压大小为U，两极板间距为L；静电分析器中与圆心O1等距离的各点场强大小相等，方向指向圆心。则Si4+在加速电场中所受电场力大小为 　　。
静电分析器中，与圆心O1距离为R处的电场强度的大小为 　　。
③（论证）在②的条件下，若粒子进入速度选择器后，它们的运动轨迹如图中虚线①、②、③所示，分析说明到达探测板的粒子是Si4+。
④（计算）在②③的条件下，若磁分析器中以O2为圆心的足够大半圆形区域内，分布着方向垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度的大小为B，求Si4+在磁分析器中运动的时间和位移大小。
【考点】放射性同位素及其应用；带电粒子在匀强磁场中的圆周运动；速度选择器；α衰变的特点、本质及方程．
【专题】定量思想；推理法；带电粒子在复合场中的运动专题；衰变和半衰期专题；分析综合能力．
【答案】（1）C；（2）；0.25g；（3）①α粒子、正电子，离子Si4+；②；；③论证见解析；④Si4+在磁分析器中运动的时间为，位移大小为。
【分析】（1）同位素具有相同的质子数，不同的中子数，不同的核子数不同；
（2）根据电荷数和质量数守恒判断生成的粒子；根据半衰期的物理意义求解；
（3）①因粒子初速度为零，带正电的粒子才能从加速电场的负极板上的小孔N射出；
②根据电场强度与电势差的关系，电场力的计算公式求解电场力；根据动能定理求得离子在加速电场获得的速度，离子在静电分析器中做匀速圆周运动，由电场力提供向心力求解；
③根据②的结论得到三种粒子的速度大小关系，进入速度选择器后根据洛伦兹力与电场力大小关系和运动轨迹来论证；
④Si4+在磁分析器中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力求得运动半径，根据轨迹弧长与线速度的比求得时间，Si4+在磁分析器中运动的位移大小为运动半径的2倍。
【解答】解：（1）同位素具有相同的质子数，不同的中子数，故核子数不同，故C正确，AB错误。
故选：C。
（2）根据电荷数和质量数守恒可知其衰变方程为：。
的半衰期为T＝2.5min，经过t＝10min＝4T，还剩于质量为m＝4×（）4g＝0.25g。
（3）①因粒子初速度为零，故带正电的粒子才能从加速电场的负极板上的小孔N射出，则α粒子、正电子，离子Si4+能从小孔N射出。
②加速电场的电场强度大小为：E1，离子Si4+带电量为4e，则其在加速电场中所受电场力大小为：F＝4eE。
设带电量为+q，质量为m的离子从小孔N射出的速度为v，圆心O1距离为R处的电场强度的大小为E。
对离子在加速电场被加速的过程，根据动能定理得：
，解得：
离子在静电分析器中做匀速圆周运动，由电场力提供向心力，则有：
，解得：E
③由②的结论可知，α粒子（带电量为2e，质量为4m0）、正电子（带电量为e，质量可不计），离子Si4+（带电量为4e，质量为30m0）均能进入速度选择器。
由，可得三种粒子的速度大小分别为：vα、ve→∞、vSi
可得：ve＞vα＞vSi
进入速度选择器时它们所受洛伦兹力（qvB）向下，电场力（qE）向上，可知速度较大的粒子会向下偏转，根据图中虚线①、②、③得运动轨迹可知沿直线运动一定是速度最小的，可知沿直线通过速度选择器后到达探测板的粒子是速度最小的Si4+。
④Si4+在磁分析器中做匀速圆周运动，轨迹为半个圆周，设其运动半径为r，由洛伦兹力提供向心力得：
解得：
Si4+在磁分析器中运动的时间为t
Si4+在磁分析器中运动的位移大小为x＝2r
故答案为：（1）C；（2）；0.25g；（3）①α粒子、正电子，离子Si4+；②；；③论证见解析；④Si4+在磁分析器中运动的时间为，位移大小为。
【点评】本题考查了放射性同位素与衰变问题，带电粒子在匀强电场和匀强磁场中运动问题，依据力与运动的关系，解析粒子运动过程。对于带电粒子在匀强磁场只受了洛伦兹力而做匀速圆周运动，依据题意作出粒子运动轨迹图是解题的前提，根据几何关系求得运动半径和轨迹圆心角是解题关键。
20．（2024 武进区校级模拟）掌握并采用核聚变产生能源是核物理中最具有前景的研究方向之一。太阳上的一种核反应为两个氘核（H）聚变成一个He核。已知氘核的质量为2.0136u，中子质量为1.0087u，He核的质量为3.0150u。1u对应931.5MeV。
（1）写出该核反应方程；
（2）计算上述核反应中释放的核能ΔE（保留三位有效数字）；
（3）若两个氘核以相等的动能0.45MeV做对心碰撞即可发生上述核反应，且释放的核能全部转化成动能，则反应中生成的He核和中子的动能各是多少？
【考点】爱因斯坦质能方程的应用；动量守恒与能量守恒共同解决实际问题．
【专题】定量思想；推理法；爱因斯坦的质能方程应用专题；推理论证能力．
【答案】（1）该核反应方程为H；
（2）计算上述核反应中释放的核能为3.26MeV；
（3）反应中生成的He核和中子的动能分别是1.04MeV，3.12MeV。
【分析】（1）根据质量数守恒和核电荷数守恒书写核反应方程．
（2）先求出核反应中质量亏损，再由爱因斯坦质能方程，求出核反应中释放的核能；
（3）两氘核对心碰撞过程，遵守动量守恒和能量守恒根据动量守恒和能量守恒列方程求解．
【解答】解：（1）由质量数守恒和核电荷数守恒，可知核反应方程为H
（2）设核反应的质量亏损为Δm，则有Δm＝2.0136u×2﹣（3.0150+1.0087）u＝0.0035u
根据质能方程有：ΔE＝Δmc2
解得：ΔE＝3.26MeV
（3）设核反应后He核和中子的动量分别为p1、p2，动能分别为Ek1、Ek2，则根据动量守恒定律有p1+p2＝0
，
根据能量守恒定律有：Ek1+Ek2＝2Ek0+ΔE
解得Ek1＝1.04MeV，Ek2＝3.12MeV
答：（1）该核反应方程为H；
（2）计算上述核反应中释放的核能为3.26MeV；
（3）反应中生成的He核和中子的动能分别是1.04MeV，3.12MeV。
【点评】对于核反应书写核反应方程，要抓住微观粒子的碰撞，相当于弹性碰撞，遵守两大守恒：动量守恒和能量守恒．
21世纪教育网(www.21cnjy.com)

展开更多......

收起↑