原子核4.4-4.7

4.4 核力与结合能

1．【双选】关于核力，下列说法中正确的是( )

A．核力是电磁力的一种，是核子中电荷间的相互作用

B．核力就是分子力，都属于短程力

C．只有相邻核子之间才存在核力的作用

－－D．核子间的距离大于0.8×1015 m时核力表现力引力，距离小于0.8×1015 m时核力表现为斥力，超

－过1.5×1015 m时核力急剧下降几乎消失

2．下列关于原子核中质子和中子的说法中正确的是( )

A．原子核中质子数和中子数一定相等 B．稳定的重原子核里，质子数比中子数多

C．原子核都是非常稳定的

D．由于核力的作用范围是有限的，以及核力的饱和性，不可能无节制的增大原子核而仍稳定存在

3．一个中子和一个质子能结合成氘核，结合这一事实，下列说法正确的是( )

A．核子结合成原子核时，一定要放出能量

B．核反应中放出的电磁波，可称之为X射线

C．发生这一反应的过程中，出现了质量亏损，因此核反应前后质量数不守恒

D．这一核反应的过程中，有质量转化为能量，因此总能量增加

4．对于爱因斯坦提出的质能方程E＝mc2，下列说法中不正确的是( )

A．E＝mc2表明物体具有的能量与其质量成正比

B．根据ΔE＝Δmc2可以计算核反应中释放的核能

C．一个中子和一个质子结合成氘核时，释放出核能，表明此过程中出现了质量亏损

D．E＝mc2中的E是发生的核反应中释放的核能

35．一个氘核21H质量为m1，一个氚核1H质量为m2，它们结合成一个质量为m3的氦核．核反应方程如下：

2341H＋1H→2He＋X。在这一核反应过程中释放的能量为ΔE。已知光速为c，则以下判断正确的是( )

A．X是质子 B．X是正电子

C．X的质量为m1＋m2－m3 D．X的质量为m1＋m2－m3－ΔE c6．一个质子和一个中子结合成一个氘核，同时辐射一个γ光子．已知质子、中子、氘核的质量分别为m1、

m2、m3，普朗克常量为h，真空中的光速为c。下列说法正确的是( )

13A．核反应方程是11H＋0n→1H＋γ

B．聚变反应中的质量亏损Δm＝m1＋m2－m3

C．辐射出的γ光子的能量E＝(m3－m1－m2)c2

D．γ光子的波长λ＝h

1＋m2－m37．【双选】对结合能，平均结合能的认识，下列正确的是( )

A．除11H外一切原子核均具有结合能 B．自由核子结合为原子核时，可能吸收能量

C．结合能越大的原子核越稳定 D．平均结合能越大的原子核越稳定

8．已知氮核质量mN＝14.007 53 u，氧核质量mO＝17.004 54 u，氦核质量mHe＝4.003 87 u，质子质量mH

1741＝1.008 15 u，试判断核反应14

7N＋2He→8O＋1H是吸能反应还是放能反应？能量变化是多少？(1 u＝

931.5 MeV)

解析 反应前总质量mN＋mHe＝18.011 40 u

反应后总质量mO＋mH＝18.012 69 u

质量增加，为吸能反应，所吸收的能量为

2ΔE＝Δmc＝(18.012 69－18.011 40)×931.5 MeV ＝1.2 MeV、

9．一个锂7103Li受到一个质子的轰击，变成两个α粒子。已知一个氦原子核的质量是6.646 6×

－－锂原子核的质量是1.165 06×1026 kg，一个氢原子核的质量是1.673 6×1027 kg，

(1)试写出这一过程的核反应方程；

(2)计算这一过程中的质量亏损；

(3)计算这一过程中所释放的核能．

解析 (1)这一过程的核反应方程为：

7143Li＋1H→22He

(2)质量亏损Δm＝mLi＋mH－2mα

－－－－＝11.650 6×1027 kg＋1.673 6×1027 kg－2×6.646 6×1027 kg＝3.1×1029 kg

－－(3)释放核能ΔE＝Δmc2＝3.1×1029×(3×108)2 J＝2.79×1012 J

－27 kg，一个

4.5 裂变和聚变

1．关于重核的裂变，下列说法正确的是( )

A．核裂变释放的能量等于它俘获中子时得到的能量

B．中子从铀块中通过时，一定发生链式反应

C．重核裂变释放出大量的能量，产生明显的质量亏损，所以核子数减少

D．由于重核的核子平均质量大于中等质量核的核子平均质量，所以重核裂变为中等质量的核时，要

发生质量亏损，放出核能

2．重核的裂变就是( )

A．重核分裂成核子的核反应

B．重核分裂成许多质量很小的轻核的核反应

C．重核分裂成两个或两个以上中等质量的核的核反应

D．中等质量的核分裂为质量很小的轻核的核反应

3．科学家发现在月球上含有丰富的32He(氦3)．它是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料，其参与的一种

3143核聚变反应的方程式为32He＋2He→21H＋2He。关于2He聚变下列表述正确的是( )

A．聚变反应不会释放能量 B．聚变反应产生了新的原子核

C．聚变反应没有质量亏损 D．目前核电站都采用32He聚变反应发电

4．下列核反应中属于核聚变的是(

)

5．关于轻核的聚变，下列叙述中不正确的是( )

A．把轻核结合成质量较大的核，释放出核能的反应，称为聚变

B．轻核的聚变必须在几百万开尔文的高温下才能进行

C．聚变比裂变能释放更多的能量

D．一个氘核和氚核结合成一个氦核时，平均每个核子放出的能量，比裂变反应中平均每个核子放出

的能量要大

2423416．氘核(1H)和氚核(31H)聚合成氦核(2He)的核反应方程为1H＋1H→2He＋0n，设氘核的质量为m1，氚核的质量为m2，氦核的质量为m3，中子的质量为m4，则反应过程放出的能量为( )

A．(m1＋m2－m3)c2 B．(m1＋m2－m4)c2

C．(m1＋m2－m3－m4)c2 D．(m4＋m3－m1－m2)c2

23519417．一个 23592U原子核在中子的轰击下发生一种可能的裂变反应，其裂变方程为 92U＋0n→X＋38Sr＋20n，则

下列叙述正确的是( )

A．X原子核中含有86个中子

B．X原子核中含有141个核子

C．因为裂变时释放能量，根据E＝mc2，所以裂变后的总质量数增加

D．因为裂变时释放能量，出现质量亏损，所以生成物的总质量数减少

13619018．【双选】下面是铀核裂变反应中的一个：235 92U＋0n→54Xe＋38Sr＋100n

已知铀235的质量为235.043 9 u，中子质量为1.008 7 u，锶90的质量为89.907 7 u，氙136的质量为135.907 2 u，则此核反应中( )

A．质量亏损为Δm＝235.043 9 u＋1.008 7 u－89.907 7 u－135.907 2 u

B．质量亏损为Δm＝(235.043 9＋1.008 7－89.907 7－135.907 2－10×1.008 7) u

C．释放的总能量为ΔE＝(235.043 9＋1.008 7－89.907 7－135.907 2－10×1.008 7)×(3×108)2 J

D．释放的总能量为ΔE＝(235.043 9＋1.008 7－89.907 7－135.907 2－10×1.008 7)×931.5 MeV

29．原子核AZX与氘核1H反应生成一个α粒子和一个质子．由此可知( )

A．A＝2，Z＝1 B．A＝2，Z＝2

C．A＝3，Z＝3 D．A＝3，Z＝2

10．【双选】下列说法正确的是( )

1124A、15 7N＋1H→ 6C＋2He是α衰变方程

23B、11H＋1H→2He＋γ是核聚变反应方程

2344C、238 92U→ 90Th＋2He是核裂变反应方程

27301D、42He＋13Al→15P＋0n是原子核的人工转变方程

11．【双选】如图所示是原子核的核子平均质量与原子序数Z的关系图象．

下列说法中正确的是( )

A．若D和E能结合成F，结合过程一定要释放能量

B．若D和E能结合成F，结合过程一定要吸收能量

C．若A能分裂成B和C，分裂过程一定要释放能量

D．若A能分裂成B和C，分裂过程一定要吸收能量

12．太阳因核聚变释放出巨大的能量，同时其质量不断减少．太阳每秒钟辐射出的能量约为4×1026 J，根

据爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟减少的质量最接近( )

A．1036 kg B．1018 kg

C．1013 kg D．109 kg

13．利用重核裂变释放核能时选铀235，主要原因是( )

A．它裂变放出核能比其他重核裂变放出的核能多 B．它可能分裂成三部分或四部分

C．它能自动裂变，与体积无关 D．它比较容易形成链式反应

14．【双选】关于聚变，以下说法中正确的是( )

A．两个轻核聚变为中等质量的原子核时放出能量

B．同样质量的物质发生聚变时放出的能量比同样质量的物质裂变时释放的能量大好多倍

C．聚变反应的条件是聚变物质的体积达到临界体积

D．发生聚变反应时的原子核必须有足够大的动能

15．【双选】据新华社报道，由我国自行设计、研制的世界第一套全超导核聚变实验装置(又称“人造太阳”)

已完成了首次工程调试．下列关于“人造太阳”的说法正确的是(

)

341A．“人造太阳”的核反应方程是21H＋1H→2He＋0n

1141921B．“人造太阳”的核反应方程是 23592U＋0n→ 56Ba＋36Kr＋30n

C．“人造太阳”释放的能量大小的计算公式是ΔE＝Δmc2

1D．“人造太阳”核能大小的计算公式是E＝mc2 2

4.6& 4.7 核能利用、小粒子与大宇宙

1．现已建成的核电站发电的能量主要来自于( )

A．天然放射性元素衰变放出的能量

B．人工放射性同位素放出的能量

C．重核裂变放出的能量

D．化学反应放出的能量

2．【双选】关于铀核裂变，下列说法中正确的是( )

A．铀核裂变的产物是多种多样的，但只能裂变成两种不同的核

B．铀核裂变时还能同时释放2～3个中子

C．为了使裂变的链式反应容易进行，最好用纯铀235

D．铀块的体积对产生链式反应无影响

3．在核反应中，控制铀235核裂变反应速度的方法是( )

A．使用浓缩铀

B．改变铀块的临界体积

C．通过自动控制装置，改变镉棒插入的深度，以改变中子数目

D．利用石墨与中子的碰撞来改变中子的速度

4．【双选】下列关于铀裂变和核电站的说法中正确的是( )

A．铀235只要俘获中子就能进行链式反应

B．铀235裂变后的生成物是多种多样的，但这些裂变都要发生质量亏损

C．核电站中镉棒是起减速剂的作用

D．核电站使用后的核废料必须装入特制容器，深埋地下

5．我国物理学家钱三强、何泽慧夫妇，1947年在法国巴黎发现了铀的三分裂和四分裂，这是我国科学家

在核物理研究中做出的贡献，它是将中子打入铀核后所发生的核反应，它属于( )

A．人工核转变 B．重核的裂变

C．铀核的衰变 D．轻核的聚变

136906、 23592U吸收一个慢中子后，分裂成 54Xe和38Sr，并生成下列什么粒子( )

A．一个α粒子 B．3个中子

C．10个中子 D．10个质子

7．【双选】已知π介子、π介子都是由一个夸克(夸克u或夸克d)和一个反夸克(反夸克成的，它们的带电荷量如下表所示，表中e为元电荷。

A．π由u和

C．π由u和

－＋＋－或反夸克)组组成 B．π由d和组成 D．π由d和－＋组成 组成