1．核反應(yīng)
⑴ 原子核在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生新原子核的過程，稱為核反應(yīng)。
⑵ 重要的人工核反應(yīng)
第一次實(shí)現(xiàn)原子核的人工轉(zhuǎn)變： SKIPIF 1 < 0 （發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)）
第一次人工制造放射性同位素： SKIPIF 1 < 0
發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)： SKIPIF 1 < 0
2．核裂變與核聚變
⑴ 重核的裂變
① 重核分裂成質(zhì)量較小的核，釋放出核能的反應(yīng)，稱為裂變。
② 鈾核的裂變： SKIPIF 1 < 0 （ SKIPIF 1 < 0 是氪）
③ 在一定條件下，由重核裂變產(chǎn)生的中子，再引起新的裂變，就能使核裂變反應(yīng)不斷地進(jìn)行下去。這種由重核裂變產(chǎn)生的中子使核裂變一代接一代繼續(xù)下去的過程，叫做核裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。裂變物質(zhì)的體積是鏈?zhǔn)椒磻?yīng)能否進(jìn)行的重要因素。只有當(dāng)體積足夠大時(shí)，裂變產(chǎn)生的中子才有足夠的概率打中新原子核，使鏈?zhǔn)椒磻?yīng)進(jìn)行下去。通常把裂變物質(zhì)能夠發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的最小體積叫做它的臨界體積，相應(yīng)的質(zhì)量叫做臨界質(zhì)量。
⑵ 核聚變
① 兩個(gè)輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，這樣的核反應(yīng)叫做核聚變。
② 典型的聚變反應(yīng)： SKIPIF 1 < 0
③ 要使輕核發(fā)生聚變，必須使它們的距離達(dá)到 SKIPIF 1 < 0 以內(nèi)，核力才能起作用。由于原子核都帶正電，要使它們接近這種程度，必須克服巨大的庫侖斥力。有一種辦法是把它們加熱到很高的溫度。當(dāng)物質(zhì)的溫度達(dá)到幾百萬開爾文時(shí)，劇烈的熱運(yùn)動(dòng)使得一部分原子核具有足夠的動(dòng)能，可以克服庫侖斥力，碰撞時(shí)十分接近，發(fā)生聚變。因此，聚變又叫熱核反應(yīng)。
④ 聚變與裂變相比有很多優(yōu)點(diǎn)。第一，輕核聚變產(chǎn)能效率高；第二，地球上聚變?nèi)剂系膬?chǔ)量豐富；第三，輕核聚變更為安全清潔。
典例精講
【例2.1】（平頂山期末）我國核聚變反應(yīng)研究的科學(xué)裝置“人造太陽”2018年獲得重大突破，等離子體中心電子溫度首次達(dá)到1億度，為人類開發(fā)利用核聚變能源奠定了重要的技術(shù)基礎(chǔ)。下列關(guān)于聚變的說法正確的是（ ）
A．核裂變比核聚變更為安全、清潔
B．任何兩個(gè)原子核都可以發(fā)生聚變
C．兩個(gè)輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，總質(zhì)量較聚變前增加
D．兩個(gè)輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，核子的比結(jié)合能增加
【分析】輕核聚變輻射極少，更為安全、清潔，原子核在聚變時(shí)釋放出巨大的能量，出現(xiàn)質(zhì)量虧損，比結(jié)合能增加。
【解答】解：A、與裂變相比輕核聚變輻射極少，廢物容易處理，更為安全、清潔，故A錯(cuò)誤
B、自然界中最容易實(shí)現(xiàn)的聚變反應(yīng)是氫的同位素﹣﹣氘與氚的聚變，不是任意的原子核就能發(fā)生核聚變，故B錯(cuò)誤；
C、兩個(gè)輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，平均質(zhì)量減小，則總質(zhì)量較聚變前減小，出現(xiàn)質(zhì)量虧損，結(jié)合時(shí)放出能量，故C錯(cuò)誤；
D、兩個(gè)輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，放出能量，總的結(jié)合增加，則核子的比結(jié)合能增加，故D正確。
故選：D。
【例2.2】（凱里市校級(jí)模擬）關(guān)于核反應(yīng)，下列選項(xiàng)正確的是（ ）
A．Na→Mge是核裂變
B．HH→He+X中的X是電子
C．Un→XeSr+2n是重核裂變
D．Un→KrBa+xn中x＝2
【分析】根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒與電荷數(shù)守恒判斷核反應(yīng)的產(chǎn)物；依據(jù)β衰變的本質(zhì)；根據(jù)輕核聚變和重核裂變概念，即可求解。
【解答】解：A、核反應(yīng)是β衰變，故A錯(cuò)誤；
B、根據(jù)輕核聚變可知B選項(xiàng)中X是中子，故B錯(cuò)誤；
C、核反應(yīng)方程是重核裂變，故C正確；
D、根據(jù)核反應(yīng)方程遵循核電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可知D選項(xiàng)中x＝3，故D錯(cuò)誤。
故選：C。
【例2.3】（朝陽區(qū)一模）一個(gè)鈾核（U）發(fā)生裂變，核反應(yīng)方程是Un→BaK+3X，并出現(xiàn)質(zhì)量虧損。則（ ）
A．X是電子，裂變過程放出能量
B．X是中子，裂變過程放出能量
C．X是電子，裂變過程吸收能量
D．X是中子，裂變過程吸收能量
【分析】根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒與電荷數(shù)守恒即可判斷出X中的質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)；根據(jù)質(zhì)量虧損，結(jié)合愛因斯坦質(zhì)能方程求出釋放的能量。鈾核裂變放出的能量很高，反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)守恒，有質(zhì)量虧損。
【解答】解：根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒，則X的質(zhì)量數(shù)：3m＝235+0﹣89﹣144＝3；
根據(jù)核電荷數(shù)守恒，得：z＝92+1﹣36﹣56＝0；可知X是中子；
在核反應(yīng)的過程中，質(zhì)量數(shù)是守恒的，但質(zhì)量出現(xiàn)虧損，那么裂變過程放出能量，故ACD錯(cuò)誤，B正確；
故選：B。
【例2.4】（虹口區(qū)校級(jí)期中）關(guān)于我國已建成的秦山和大亞灣核電站，下面說法正確的是（ ）
A．它們都是利用核裂變釋放的核能
B．它們都是利用核聚變釋放的核能
C．一座利用核裂變釋放的核能，一座利用核聚變釋放的核能
D．以上說法都不對(duì)
【分析】我國已建成的秦山和大亞灣核電站都是利用核裂變釋放的核能。
【解答】解：我國已建成的秦山和大亞灣核電站都是利用核裂變釋放的核能。故BCD錯(cuò)誤，A正確。
故選：A。
【例2.5】（金華期末）“核反應(yīng)堆”是通過可控的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)實(shí)現(xiàn)核能的釋放。如圖所示核燃料是鈾，在鈾棒周圍要放“慢化劑”，快中子和慢化劑中的碳原子核磁撞后，中子能量減少變?yōu)槁凶?。碳核的質(zhì)量是中子的12倍，假設(shè)中子與碳核是彈性正碰，且認(rèn)為磁撞前碳核都是靜止的，則（ ）
A．鈾核裂變的核反應(yīng)是U→BaKr+2n
B．鎘棒的作用是與鈾棒發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，消耗多余的鈾原子核，從而達(dá)到控制核反應(yīng)速度的目的
C．由于中子相對(duì)碳核質(zhì)量很小，經(jīng)過一次碰撞，中子將失去絕大部分動(dòng)能
D．鈾（U）經(jīng)過多次α、β衰變形成穩(wěn)定的鉛（Pb）的過程中，有6個(gè)中子轉(zhuǎn)變成質(zhì)子
【分析】鎘棒的作用是吸收中子。中子與碳核是彈性正碰，由動(dòng)量守恒定律和動(dòng)能守恒求碰后中子的速度，從而求得中子失去的動(dòng)能。根據(jù)兩種衰變的特點(diǎn)以及質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒判斷。
【解答】解：A、鈾核吸收一個(gè)慢中子后才能發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，該核反應(yīng)方程中，等號(hào)兩側(cè)的中子不能約掉。故A錯(cuò)誤；
B、核反應(yīng)堆中，鎘棒的作用是吸收中子，以控制反應(yīng)速度，故B錯(cuò)誤；
C、取碰撞前中子的速度方向?yàn)檎较颍鶕?jù)動(dòng)量守恒有：mv0＝mv1+12mv2
依據(jù)能量守恒有：
聯(lián)立可得：
所以中子損失的動(dòng)能為：△Ek，可知中子經(jīng)過一次碰撞，中子將失去絕大部分動(dòng)能，故C正確；
D、鈾（U）經(jīng)過衰變形成穩(wěn)定的鉛（Pb）的過程中，需經(jīng)過8 次α衰變和 6次β衰變，每經(jīng)過一次β衰變就會(huì)有一個(gè)中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子，同時(shí)放出一個(gè)電子，所以共有6個(gè)中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子。故D正確
故選：CD。
隨堂練習(xí)
一．選擇題（共6小題）
1．（安陽二模）下列說法正確的是（ ）
A．U→Th+X中X為中子，核反應(yīng)類型為衰變
B．HH→He+Y中Y為中子，核反應(yīng)類型為人工核轉(zhuǎn)變
C．Un→XeSr+K，其中K為10個(gè)中子，核反應(yīng)類型為重核裂變
D．NHe→O+Z，其中Z為氫核核反應(yīng)類型為輕核聚變
2．（海淀區(qū)模擬）托卡馬克（Tkamak）是一種復(fù)雜的環(huán)形裝置，結(jié)構(gòu)如圖所示。環(huán)心處有一歐姆線圈，四周是一個(gè)環(huán)形真空室，真空室外部排列著環(huán)向場線圈和極向場線圈。當(dāng)歐姆線圈中通以變化的電流時(shí)，在托卡馬克的內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生巨大的渦旋電場，將真空室中的等離子體加速，從而達(dá)到較高的溫度。再通過其他方式的進(jìn)一步加熱，就可以達(dá)到核聚變的臨界溫度。同時(shí)，環(huán)形真空室中的高溫等離子體形成等離子電流，與極向場線圈、環(huán)向場線圈共同產(chǎn)生磁場，在真空室區(qū)域形成閉合磁籠，將高溫等離子體約束在真空室中，有利于核聚變的進(jìn)行。已知真空室內(nèi)等離子體中帶電粒子的平均動(dòng)能與等離子體的溫度T成正比，下列說法正確的是（ ）
A．托卡馬克裝置中核聚變的原理和目前核電站中核反應(yīng)的原理是相同的
B．極向場線圈和環(huán)向場線圈的主要作用是加熱等離子體
C．歐姆線圈中通以恒定電流時(shí)，托卡馬克裝置中的等離子體將不能發(fā)生核聚變
D．為了約束溫度為T的等離子體，所需要的磁感應(yīng)強(qiáng)度B必須正比于溫度T
3．（杜集區(qū)校級(jí)月考）目前核電站所用核燃燒主要是濃縮鈾U發(fā)生裂變反應(yīng)，一種可能的裂變方程為Un→XSr+2n，則下列說法正確的是（ ）
A．X原子核中含有86個(gè)中子
B．因?yàn)榱炎冡尫拍芰?，出現(xiàn)質(zhì)量虧損，所以裂變后總質(zhì)量數(shù)減少
C．U是天然放射性元素，半衰期約為7億年，隨著地球環(huán)境的不斷變化，半衰期可能變短
D．現(xiàn)已建成的核電站的能量也有利用熱核聚變
4．（湘潭模擬）下列說法中正確的是（ ）
A．利用α射線可發(fā)現(xiàn)金屬制品中的裂紋
B．原子核中，質(zhì)子間的庫侖力能使它自發(fā)裂變
C．在溫度達(dá)到107K時(shí)，能與發(fā)生聚變，這個(gè)反應(yīng)需要吸收能量
D．一束C60分子通過雙縫裝置后會(huì)出現(xiàn)干涉圖樣，證明分子也會(huì)象光波一樣表現(xiàn)出波動(dòng)性
5．（福清市校級(jí)模擬）秦山核電站是我國自行設(shè)計(jì)建造的第一座核電站。該核電站核反應(yīng)堆的工作原理主要是基于（ ）
A．同位素衰變B．人工核轉(zhuǎn)變C．輕核聚變D．重核裂變
6．（長壽區(qū)校級(jí)月考）太陽發(fā)光原理可以簡化為4H→He+2e，ee→2γ．以下說法錯(cuò)誤的是（ ）
A．一對(duì)正負(fù)電子湮滅生成一對(duì)γ光子，即產(chǎn)生電磁波導(dǎo)致太陽發(fā)光
B．理論上γ光子的頻率為2
C．太陽發(fā)光是聚變反應(yīng)，炙熱的太陽火球是等離子體
D．太陽在它的氫即將耗盡后就由主序星步入紅巨星階段，內(nèi)核仍然繼續(xù)燃燒剩余的氫，氦不參與反應(yīng)
二．多選題（共3小題）
7．（宿州一模）為了保護(hù)綠水青山，我國大力發(fā)展核能等清潔能源。下列關(guān)于核反應(yīng)說法正確的是（ ）
A．U→ThHe屬于裂變反應(yīng)
B．Un→BaKr+3n屬于裂變反應(yīng)
C．目前核電站都是利用重核裂變產(chǎn)生的核能
D．核電站產(chǎn)生的核廢料都不具有放射性
8．（集寧區(qū)校級(jí)期末）以下有關(guān)近代物理內(nèi)容的幾種說法中正確的是（ ）
A．重核的裂變過程質(zhì)量增大，輕核的聚變過程有質(zhì)量虧損
B．太陽輻射的能量主要來自太陽內(nèi)部的熱核反應(yīng)
C．若使放射性物質(zhì)的溫度升高，其半衰期可能變小
D．用14 eV光子照射位于基態(tài)的氫原子，可使其電離
9．（云南校級(jí)期末）下列說法正確的是（ ）
A．U→ThHe是核裂變反應(yīng)方程
B．HH→He+γ是核聚變反應(yīng)方程
C．無論光強(qiáng)多強(qiáng)，只要光的頻率小于極限頻率就不能產(chǎn)生光電效應(yīng)
D．無論光的頻率多低，只要光照時(shí)間足夠長就能產(chǎn)生光電效應(yīng)
三．計(jì)算題（共1小題）
10．（南木林縣校級(jí)月考）一靜止的鈾核U（原子質(zhì)量為232.0372u）放出一個(gè)帶電粒子（原子質(zhì)量為4.0026u）后衰變成釷核Th（原子質(zhì)量為228.0287u）．
（1）寫出該過程的衰變方程；
（2）求該衰變過程中放出的核能（1u相當(dāng)于931MeV，結(jié)果保留2位有效數(shù)字）
四．解答題（共2小題）
11．（洮北區(qū)校級(jí)期末）一個(gè)靜止的鈾核U（原子質(zhì)量為232.0372u）放出一個(gè)α粒子（原子質(zhì)量為4.0026u）后衰變成釷核Th（原子質(zhì)量為228.0287u）。（已知原子質(zhì)量單位1u＝1.67×10﹣27kg，1u相當(dāng)于931.5MeV的能量）
①寫出鈾核的衰變反應(yīng)方程；
②算出該衰變反應(yīng)中釋放出的核能；
③若釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為新核的動(dòng)能，則α粒子的動(dòng)能為多少？
12．（聊城一模）原子核聚變可望給人類未來提供豐富潔凈的能源．當(dāng)氘等離子體被加熱到適當(dāng)高溫時(shí)，氘核參與的幾種聚變反應(yīng)可能發(fā)生，放出能量．這幾種反應(yīng)的總效果可以表示為
H→HeHn+43.15MeV，（1MeV＝1.6×10﹣13J）
①該反應(yīng)方程中的k＝ ，d＝ ；
②質(zhì)量虧損為 kg．
隨堂練習(xí)
參考答案與試題解析
一．選擇題（共6小題）
1．（安陽二模）下列說法正確的是（ ）
A．U→Th+X中X為中子，核反應(yīng)類型為衰變
B．HH→He+Y中Y為中子，核反應(yīng)類型為人工核轉(zhuǎn)變
C．Un→XeSr+K，其中K為10個(gè)中子，核反應(yīng)類型為重核裂變
D．NHe→O+Z，其中Z為氫核核反應(yīng)類型為輕核聚變
【分析】重核裂變是質(zhì)量數(shù)較大的核裂變?yōu)橘|(zhì)量中等的核，聚變是質(zhì)量數(shù)較小的和轉(zhuǎn)化為質(zhì)量較大的核，在轉(zhuǎn)化過程中質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)都守恒。
【解答】解：A、核反應(yīng)方程U→Th He，放出的是α粒子，這是α衰變，故A錯(cuò)誤；
B、HH→He+Y中Y為中子，核反應(yīng)類型為輕核聚變，故B錯(cuò)誤；
C、裂變是重核吸收一個(gè)慢中子后分裂成兩個(gè)或兩個(gè)以上的中等質(zhì)量的原子和的過程，根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒與電荷數(shù)守恒可知，裂變方程中裂變的核反應(yīng)可能為Un→XeSr+K，其中K為10個(gè)中子，核反應(yīng)類型為重核裂變，故C正確；
D、核反應(yīng)方程：NHe→O+Z是人工核反應(yīng)方程，不是輕核聚變，故D錯(cuò)誤；
故選：C。
2．（海淀區(qū)模擬）托卡馬克（Tkamak）是一種復(fù)雜的環(huán)形裝置，結(jié)構(gòu)如圖所示。環(huán)心處有一歐姆線圈，四周是一個(gè)環(huán)形真空室，真空室外部排列著環(huán)向場線圈和極向場線圈。當(dāng)歐姆線圈中通以變化的電流時(shí)，在托卡馬克的內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生巨大的渦旋電場，將真空室中的等離子體加速，從而達(dá)到較高的溫度。再通過其他方式的進(jìn)一步加熱，就可以達(dá)到核聚變的臨界溫度。同時(shí)，環(huán)形真空室中的高溫等離子體形成等離子電流，與極向場線圈、環(huán)向場線圈共同產(chǎn)生磁場，在真空室區(qū)域形成閉合磁籠，將高溫等離子體約束在真空室中，有利于核聚變的進(jìn)行。已知真空室內(nèi)等離子體中帶電粒子的平均動(dòng)能與等離子體的溫度T成正比，下列說法正確的是（ ）
A．托卡馬克裝置中核聚變的原理和目前核電站中核反應(yīng)的原理是相同的
B．極向場線圈和環(huán)向場線圈的主要作用是加熱等離子體
C．歐姆線圈中通以恒定電流時(shí)，托卡馬克裝置中的等離子體將不能發(fā)生核聚變
D．為了約束溫度為T的等離子體，所需要的磁感應(yīng)強(qiáng)度B必須正比于溫度T
【分析】托卡馬克裝置中核反應(yīng)原理是核聚變，歐姆線圈中的變化的電流會(huì)在托卡馬克內(nèi)部產(chǎn)生渦旋電場，使等離子體加速，使得平均動(dòng)能增大，溫度升高。而極向場線圈產(chǎn)生的極向磁場控制等離子體截面形狀和位置平衡，環(huán)向場線圈產(chǎn)生的環(huán)向磁場保證等離子體的宏觀整體穩(wěn)定性，極向磁場和環(huán)向磁場共同約束等離子體。
【解答】解：A、目前核電站中核反應(yīng)的原理是核裂變，與托卡馬克裝置中核聚變的原理不同，故A錯(cuò)誤。
B、歐姆線圈中的變化的電流會(huì)在托卡馬克內(nèi)部產(chǎn)生渦旋電場，使等離子體加速，平均動(dòng)能增大，溫度升高。而極向場線圈產(chǎn)生的極向磁場控制等離子體截面形狀和位置平衡，環(huán)向場線圈產(chǎn)生的環(huán)向磁場保證等離子體的宏觀整體穩(wěn)定性，極向磁場和環(huán)向磁場共同約束等離子體。故B錯(cuò)誤。
C、當(dāng)歐姆線圈中通以恒定電流時(shí)，周圍產(chǎn)生的磁場是恒定的，不能產(chǎn)生渦旋電場，對(duì)等離子體加熱，不能達(dá)到較高溫度，使核聚變發(fā)生。故C正確。
D、材料中沒有提到磁感應(yīng)強(qiáng)度B與溫度的關(guān)系，不能確定，故D錯(cuò)誤。
故選：C。
3．（杜集區(qū)校級(jí)月考）目前核電站所用核燃燒主要是濃縮鈾U發(fā)生裂變反應(yīng)，一種可能的裂變方程為Un→XSr+2n，則下列說法正確的是（ ）
A．X原子核中含有86個(gè)中子
B．因?yàn)榱炎冡尫拍芰浚霈F(xiàn)質(zhì)量虧損，所以裂變后總質(zhì)量數(shù)減少
C．U是天然放射性元素，半衰期約為7億年，隨著地球環(huán)境的不斷變化，半衰期可能變短
D．現(xiàn)已建成的核電站的能量也有利用熱核聚變
【分析】在核反應(yīng)過程中，質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，據(jù)此求出X的核電荷數(shù)與質(zhì)量數(shù)；在裂變過程中，質(zhì)量數(shù)守恒，由于存在質(zhì)量虧損，質(zhì)量并不守恒。
【解答】解：A、設(shè)X的原子核中含有x個(gè)質(zhì)子，質(zhì)量數(shù)為y，根據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒有：92＝x+38，235+1＝y(tǒng)+94+2，解得x＝54，y＝140，所以X的中子數(shù)為：y﹣x＝86，故A正確；
B、裂變反應(yīng)過程中質(zhì)量數(shù)守恒，質(zhì)量數(shù)不會(huì)減小，裂變過程存在質(zhì)量有虧損，釋放能量，質(zhì)量減小，故B錯(cuò)誤；
C、半衰期由原子核本身較多，與外界因素?zé)o關(guān)，故C錯(cuò)誤；
D、現(xiàn)已建成的核電站的能量，是利用重核的裂變反應(yīng)，不是熱核聚變反應(yīng)，故D錯(cuò)誤。
故選：A。
4．（湘潭模擬）下列說法中正確的是（ ）
A．利用α射線可發(fā)現(xiàn)金屬制品中的裂紋
B．原子核中，質(zhì)子間的庫侖力能使它自發(fā)裂變
C．在溫度達(dá)到107K時(shí)，能與發(fā)生聚變，這個(gè)反應(yīng)需要吸收能量
D．一束C60分子通過雙縫裝置后會(huì)出現(xiàn)干涉圖樣，證明分子也會(huì)象光波一樣表現(xiàn)出波動(dòng)性
【分析】α射線的穿透能力最弱，不能用α射線檢查金屬制品的裂紋；重核裂變不能自發(fā)進(jìn)行；輕核聚變釋放能量；實(shí)物粒子的干涉圖樣，說明實(shí)物粒子具有波動(dòng)性．
【解答】解：A、α射線的穿透能力最弱，不能用α射線檢查金屬制品的裂紋。故 A錯(cuò)誤。
B、鈾核裂變屬于重核裂變，不能自發(fā)進(jìn)行。故B錯(cuò)誤。
C、在溫度達(dá)到107K時(shí)，能與發(fā)生聚變，這個(gè)反應(yīng)放出能量。故C錯(cuò)誤。
D、一束C60分子通過雙縫裝置后會(huì)出現(xiàn)干涉圖樣，證明分子也會(huì)象光波一樣表現(xiàn)出波動(dòng)性。故D正確。
故選：D。
5．（福清市校級(jí)模擬）秦山核電站是我國自行設(shè)計(jì)建造的第一座核電站。該核電站核反應(yīng)堆的工作原理主要是基于（ ）
A．同位素衰變B．人工核轉(zhuǎn)變C．輕核聚變D．重核裂變
【分析】核電站是利用核能發(fā)電，利用了核裂變?cè)怼?br>【解答】解：核電站發(fā)電是利用重核裂變?cè)?，故D正確。
故選：D。
6．（長壽區(qū)校級(jí)月考）太陽發(fā)光原理可以簡化為4H→He+2e，ee→2γ．以下說法錯(cuò)誤的是（ ）
A．一對(duì)正負(fù)電子湮滅生成一對(duì)γ光子，即產(chǎn)生電磁波導(dǎo)致太陽發(fā)光
B．理論上γ光子的頻率為2
C．太陽發(fā)光是聚變反應(yīng)，炙熱的太陽火球是等離子體
D．太陽在它的氫即將耗盡后就由主序星步入紅巨星階段，內(nèi)核仍然繼續(xù)燃燒剩余的氫，氦不參與反應(yīng)
【分析】太陽的能量來自于內(nèi)部的核聚變；太陽內(nèi)部進(jìn)行的核反應(yīng)是氫原子核聚變成氦原子核；
【解答】解：A、一對(duì)正負(fù)電子湮滅生成一對(duì)γ光子，即產(chǎn)生電磁波導(dǎo)致太陽發(fā)光，故A正確；
B、γ光子的質(zhì)量為零，兩個(gè)電子湮滅，則釋放能量為E＝2mec2，放出兩個(gè)光子，每個(gè)光子的能量E＝mec2，且 E＝hγ，則：γ光子的頻率為γ，故B錯(cuò)誤；
C、太陽發(fā)光是聚變反應(yīng)，炙熱的太陽火球是等離子體，故C正確；
D、太陽在它的氫即將耗盡后就由主序星步入紅巨星階段，內(nèi)核仍然繼續(xù)燃燒剩余的氫，將由氦和其它較重元素的核反應(yīng)維持其能源，D正確；
本題選錯(cuò)誤的，故選：B
二．多選題（共3小題）
7．（宿州一模）為了保護(hù)綠水青山，我國大力發(fā)展核能等清潔能源。下列關(guān)于核反應(yīng)說法正確的是（ ）
A．U→ThHe屬于裂變反應(yīng)
B．Un→BaKr+3n屬于裂變反應(yīng)
C．目前核電站都是利用重核裂變產(chǎn)生的核能
D．核電站產(chǎn)生的核廢料都不具有放射性
【分析】聚變是質(zhì)量輕的核結(jié)合成質(zhì)量大的核；裂變反應(yīng)是質(zhì)量大的核分裂成質(zhì)量小的核；重核裂變和輕核聚變，都釋放能量，而裂變產(chǎn)生核廢料都具有放射性。
【解答】解：A、U→ThHe屬于衰變反應(yīng)，不是裂變反應(yīng)，故A錯(cuò)誤；
B、裂變反應(yīng)是質(zhì)量大的核分裂成質(zhì)量小的核，那么Un→BaKr+3n屬于裂變反應(yīng)，故B正確；
C、目前核電站利用的是重核裂變釋放的核能，故C正確；
D、核電站產(chǎn)生的核廢料都具有放射性，故D錯(cuò)誤。
故選：BC。
8．（集寧區(qū)校級(jí)期末）以下有關(guān)近代物理內(nèi)容的幾種說法中正確的是（ ）
A．重核的裂變過程質(zhì)量增大，輕核的聚變過程有質(zhì)量虧損
B．太陽輻射的能量主要來自太陽內(nèi)部的熱核反應(yīng)
C．若使放射性物質(zhì)的溫度升高，其半衰期可能變小
D．用14 eV光子照射位于基態(tài)的氫原子，可使其電離
【分析】知道輕核聚變與重核裂變均釋放能量，太陽輻射的能量主要來自太陽內(nèi)部的輕核聚變；半衰期與外界因素?zé)o關(guān)；用14eV光子照射位于基態(tài)的氫原子，可使其電離。
【解答】解：A、輕核聚變與重核裂變均釋放能量，都有質(zhì)量虧損，故A錯(cuò)誤；
B、太陽輻射的能量主要來自太陽內(nèi)部的熱核反應(yīng)，故B正確；
C、半衰期與外界因素?zé)o關(guān)，使放射性物質(zhì)的溫度升高，其半衰期不變，故C錯(cuò)誤；
D、基態(tài)的氫原子的電離能是13.6eV，用14eV的光子照射處于基態(tài)的氫原子，光子的能量大于氫原子的電離能，可使其電離，故D正確；
故選：BD。
9．（云南校級(jí)期末）下列說法正確的是（ ）
A．U→ThHe是核裂變反應(yīng)方程
B．HH→He+γ是核聚變反應(yīng)方程
C．無論光強(qiáng)多強(qiáng)，只要光的頻率小于極限頻率就不能產(chǎn)生光電效應(yīng)
D．無論光的頻率多低，只要光照時(shí)間足夠長就能產(chǎn)生光電效應(yīng)
【分析】聚變是較輕的核聚變成較重的核，裂變是質(zhì)量較大的核分裂成兩個(gè)質(zhì)量中等的核，α衰變生成核原子核；能否發(fā)生光電效應(yīng)于光照強(qiáng)度無關(guān)，其條件是光的頻率大于金屬的極限頻率
【解答】解：A、A是α衰變生成氦原子核，B是聚變方程，故A錯(cuò)誤，B正確。
C、每種金屬都有它的極限頻率ν0，只有入射光子的頻率大于極限頻率ν0時(shí)，才會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，無論光照強(qiáng)度多強(qiáng)，都不能發(fā)生光電效應(yīng)，故C正確；
D、發(fā)生光電效應(yīng)的條件是光的頻率大于極限頻率ν0，與光照強(qiáng)度無關(guān)，故D錯(cuò)誤；
故選：BC。
三．計(jì)算題（共1小題）
10．（南木林縣校級(jí)月考）一靜止的鈾核U（原子質(zhì)量為232.0372u）放出一個(gè)帶電粒子（原子質(zhì)量為4.0026u）后衰變成釷核Th（原子質(zhì)量為228.0287u）．
（1）寫出該過程的衰變方程；
（2）求該衰變過程中放出的核能（1u相當(dāng)于931MeV，結(jié)果保留2位有效數(shù)字）
【分析】（1）根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒寫出衰變方程；
（2）根據(jù)質(zhì)量虧損，結(jié)合愛因斯坦質(zhì)能方程求出釋放的核能．
【解答】解：（1）根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒知，衰變方程為：→；
（2）根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程得，△E＝△mc2＝（232.0372﹣228.0287﹣4.0026）×931MeV≈5.5MeV．
答：（1）該過程的衰變方程為：→；
（2）該衰變過程中放出的核能為5.5MeV．
四．解答題（共2小題）
11．（洮北區(qū)校級(jí)期末）一個(gè)靜止的鈾核U（原子質(zhì)量為232.0372u）放出一個(gè)α粒子（原子質(zhì)量為4.0026u）后衰變成釷核Th（原子質(zhì)量為228.0287u）。（已知原子質(zhì)量單位1u＝1.67×10﹣27kg，1u相當(dāng)于931.5MeV的能量）
①寫出鈾核的衰變反應(yīng)方程；
②算出該衰變反應(yīng)中釋放出的核能；
③若釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為新核的動(dòng)能，則α粒子的動(dòng)能為多少？
【分析】（1）根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒寫出核衰變方程。
（2）根據(jù)質(zhì)量虧損，結(jié)合愛因斯坦光電效應(yīng)方程求出釋放的核能。
（3）根據(jù)動(dòng)量守恒定律得出兩粒子的動(dòng)量大小關(guān)系，結(jié)合動(dòng)能和動(dòng)量的關(guān)系求出動(dòng)能。
【解答】解：①根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒
U→ThHe
②質(zhì)量虧損△m＝mU﹣mα﹣mTh＝0.0059 u
△E＝△mc2＝0.0059×931.5 MeV＝5.50 MeV
③系統(tǒng)動(dòng)量守恒，釷核和α粒子的動(dòng)量大小相等，即根據(jù)動(dòng)量守恒定律得，
pTh＝pα
根據(jù)動(dòng)能與動(dòng)量的關(guān)系：
EKTh+EKα
所以釷核獲得的動(dòng)能
0.09Mev
解得：Eα＝5.50 MeV﹣0.09 MeV＝5.4 MeV。
答：①鈾核的衰變反應(yīng)方程U→ThHe；
②該衰變反應(yīng)中釋放出的核能5.50 MeV；
③若釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為新核的動(dòng)能，則α粒子的動(dòng)能為5.4 MeV
12．（聊城一模）原子核聚變可望給人類未來提供豐富潔凈的能源．當(dāng)氘等離子體被加熱到適當(dāng)高溫時(shí)，氘核參與的幾種聚變反應(yīng)可能發(fā)生，放出能量．這幾種反應(yīng)的總效果可以表示為
H→HeHn+43.15MeV，（1MeV＝1.6×10﹣13J）
①該反應(yīng)方程中的k＝ 2 ，d＝ 2 ；
②質(zhì)量虧損為 7.67×10﹣29 kg．
【分析】根據(jù)核反應(yīng)中遵循質(zhì)量數(shù)守恒，核電荷數(shù)守恒可以求出kd的得數(shù)．根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程即可求解質(zhì)量虧損．
【解答】解：（1）在核反應(yīng)的過程由質(zhì)量數(shù)守恒可得：6×2＝4k+d+2×1…①
根據(jù)核電荷數(shù)守恒可得：6×1＝2k+d…②
聯(lián)立①②兩式解得：k＝2，d＝2．
根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程得：△E＝△mc2
解得：kg
故答案為：（1）2，2；（2）7.67×10﹣29

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