1、第五节裂变和聚变(时间：60分钟)题组一对核裂变的理解1(单选)裂变反应中释放出的能量来自于()A核子消失转化为能量B原子中电子与原子核的电势能减小C入射的中子消失转化为能量D原子核的比结合能变大，释放出能量答案D解析发生核反应过程中，核子数保持守恒，中子未消失，故A、C错误；能量来自于原子核内部，因重核在分裂为中等质量的原子核时，比结合能增加而释放出能量，C错误、D正确2(双选)当一个重核裂变时，它能产生的两个核()A一定是稳定的B所含有的中子数较裂变前重核的中子数少C裂变时释放的能量等于俘获中子时得到的能量D可以是多种形式的两个核的组合答案BD解析重核裂变为两个中等质量的核时平均要放出23
2、个中子，故两核中子数会比原来的重核减少，重核裂变的产物是多种多样的，选项B、D正确3(单选)铀核裂变时，关于产生链式反应的重要因素，下列说法中正确的是()A铀块的质量是重要因素，与体积无关B为了使裂变的链式反应容易发生，最好直接利用裂变时产生的中子C若铀235的体积超过它的临界体积，裂变的链式反应就能够发生D能否发生链式反应与铀块的质量无关答案C解析要使铀核裂变产生链式反应，铀块的体积必须大于临界体积或铀块的质量大于临界质量，只要组成铀块的体积小于临界体积，或质量小于临界质量就不会发生链式反应，裂变反应中产生的中子为快中子，这些快中子不能直接引发新的裂变，如果铀块的质量大，则其体积大，若超过临
3、界体积则能够发生链式反应，由此知A、B、D错误，C正确4(单选)一个U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UnXSr2n，则下列叙述正确的是()AX原子核中含有86个中子BX原子核中含有141个核子C因为裂变时释放能量，根据Emc2，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答案A解析X原子核中的核子数为(2351)(942)140，B错误；中子数为140(9238)86，故A正确；裂变时释放能量，出现质量亏损，但是其总质量数是不变的，故C、D错误5现有的核电站常用的核反应之一是：UnNdZr3n8e(1)核反应方程中的是反中微子，它不
4、带电，质量数为零，试确定生成物锆(Zr)的电荷数与质量数；(2)已知铀核的质量为235.043 9 u，中子的质量为1.008 7 u，钕(Nd)核的质量为142.909 8 u，锆核的质量为89.904 7 u，试计算1 kg铀235裂变释放的能量为多少？答案(1)4090(2)8.11013 J解析(1)锆的电荷数Z9260840，质量数A23614690.核反应方程中用符号Zr表示(2)1 kg铀235中铀核的个数为n2.561024(个)不考虑核反应中生成的电子质量，1个铀235核裂变产生的质量亏损为m0.212 u，释放的能量为E0.212931.5 MeV197.5 MeV则1 k
5、g铀235完全裂变释放的能量为EnE2.561024197.5 MeV8.11013 J.题组二对核聚变的理解6(单选)关于核聚变，以下说法不正确的是()A与裂变相比轻核聚变辐射极少，更为安全、清洁B世界上已经有利用核聚变能来发电的核电站C要使轻核发生聚变，必须使它们的距离达到1015 m以内，核力才能起作用D地球聚变燃料的储量十分丰富，从海水中可以提炼出大量核聚变所需的氘核答案B解析与裂变相比，核聚变有下面的几个优势：(1)安全、清洁、辐射少；(2)核燃料储量多；(3)核废料易处理但核聚变发电还没有投入实际运行所以B项是不正确的7(单选)重核裂变和轻核聚变是人们获得核能的两个途径，下列说法中
6、正确的是()A裂变过程质量增加，聚变过程质量亏损B裂变过程质量亏损，聚变过程质量增加C裂变过程和聚变过程都有质量增加D裂变过程和聚变过程都有质量亏损答案D解析重核裂变和轻核聚变都能释放巨大的能量，由爱因斯坦质能方程知两过程均会有质量亏损8(双选)下列说法正确的是()A.NHCHe是衰变方程B.HHHe是核聚变反应方程C.UThHe是核裂变反应方程D.HeAlPn是原子核的人工转变方程答案BD解析本题考查了核反应的相关知识，意在考查考生对天然放射现象、重核裂变、轻核聚变、原子核的人工转变等相关知识的记忆及分析判断能力，选项A、D为原子核的人工转变，选项B为轻核聚变，选项C为原子核的衰变，故选项B
7、、D正确9(单选)某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论，其中的两个核反应方程为HCNQ1，HNCXQ2方程中Q1、Q2表示释放的能量，相关的原子核质量见下表：原子核HHeHeCNN质量/u1.007 83.016 04.002 612.000 013.005 715.000 1以下推断正确的是()AX是He，Q2Q1 BX是He，Q2Q1CX是He，Q2Q1 DX是He，Q2Q1答案B解析根据核反应中质量数与电荷数守恒容易求得新核X的质量数为4、电荷数为2，即X是He；根据表中提供的数据，可以求得第2个核反应的质量亏损大，根据爱因斯坦质能方程必然有Q1Q2.104个氢核聚变成一个氦核，同时
8、放出两个正电子，释放出2.8106 eV的能量，写出核反应方程，并计算1 g氢核完成这个反应后释放出多少焦耳的能量答案见解析解析该反应的核反应方程为：4HHe2e，由此可知，平均每个氢核反应释放出的能量为E0 eV7105 eV1 g氢核(即1 mol)所包含的氢核的粒子个数为6.01023个应释放出的总能量E为：E71056.01023 eV4.21029 eV6.721010 J.题组三综合应用11两个氘核聚变产生一个中子和一个氦核，已知氘核质量mD2.013 6 u，氦核质量mHe3.015 0 u，中子质量mn1.008 7 u.(1)计算释放出的结合能；(2)若反应前两氘核的动能均为Ek00.35 MeV，它们正撞发生聚变，且反应后释放的核能全部转变为动能，则反应产生的氦核和中子的动能各为多大？答案(1)3.26 MeV(2)0.99 MeV2.97 MeV解析(1)核反应方程为：HHnHe.设反应质量亏损m2mDmHemn0.003 5 u.由质能方程得释放核能Em931.5 MeV0.003 5931.5 MeV3.26 MeV.(2)将两氘核作为一个系统，由动量守恒有0mHevHemnvn，由能量守恒有：mHevmnvE2Ek0.由代入数据可得EkHe0.99 MeV，Ekn2.97 MeV.