11-19年高考物理真题分专题汇编之专题109核反应--核能.docx

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1、第 109 节核反应核能【2019 年 4 月浙江物理选考】静止在匀强磁场中的原子核 X 发生衰变后变成新原子核 Y。已知核X 的质量数为 A，电荷数为 Z，核 X、核 Y 和粒子的质量分别为 mX、mY 和 m，粒子在磁场中运动的半径为 R。则A. 衰变方程可表示 B. 核 Y 的结合能为（mx-my-m）c2C. 核 Y 在磁场中运动的半径 D. 核 Y 的动能【答案】AC【解析】【详解】A根据质量数和电荷数守恒可知，衰变方程可表示 ，选项 A 正确；B此反应中放出的总能量为：E=（mx-my-m）c2，可知核 Y 的结合能不等于（mx-my-m）c2，选项 B 错误；C根据半径公式，又

2、mv=P（动量），则得，在衰变过程遵守动量守恒，根据动量守恒定律得：0=PY-P，则 PY=P， 得半径之比，则核 Y 在磁场中运动的半径为，故 C 正确；D两核的动能之比：， ，解，选项 D 错误。【2019 年物理全国卷 2】太阳内部核反应的主要模式之一是质子-质子循坏，循环的结果可表示为41 H 4 He+2 0 e+2v ，已知1H 和 4 He 的质量分别为 m = 1.0078u 和 m = 4.0026u ，1u=931MeV/c2，c12112Pa为光速。在 4 个1H 转变成 1 个 4 He 的过程中，释放的能量约为12A. 8 MeVB. 16 MeVC. 26 MeVD

3、. 52 MeVe【答案】C【解析】【详解】由 DE = DmC 2 知DE = (4 mp- ma- 2m ) c2 ，Dm = DE931106 1.6 10-19 J = -27-31，忽略电子质量，则：c29 10161.7 10kg ? 0.9 10kgDE = (41.0078u - 4.0026u) c2 26MeV ，故 C 选项符合题意；【2019 年物理天津卷】我国核聚变反应研究大科学装置“人造太阳”2018 年获得重大突破，等离子体中心电子温度首次达到 1 亿度，为人类开发利用核聚变能源奠定了重要的技术基础。下列关于聚变的说法正确的是（）A. 核聚变比核裂变更为安全、清洁

4、B. 任何两个原子核都可以发生聚变C. 两个轻核结合成质量较大的核，总质量较聚变前增加D. 两个轻核结合成质量较大的核，核子的比结合能增加【答案】AD【解析】【详解】核聚变的最终产物时氦气无污染，而核裂变会产生固体核废料，因此核聚变更加清洁和安全，A 正确；发生核聚变需要在高温高压下进行，大核不能发生核聚变，故 B 错误；核聚变反应会放出大量的能量，根据质能关系可知反应会发生质量亏损，故 C 错误；因聚变反应放出能量，因此反应前的比结合能小于反应后的比结合能，故 D 正确。1. 2014 年物理上海卷2.核反应方程 9 Be+4 He12 C + X 中的 X 表示（）426A质子B电子C光子

5、D中子【答案】D【解析】核反应同时遵循质量数和电荷数守恒，根据质量数守恒，可知 X 的质量数是 1，电荷数是0，所以该粒子是中子，D 项正确。2.2013 年上海卷21放射性元素 210 Po 衰变为 206 Pb ，此衰变过程的核反应方程是 ；用此衰变过程中84829发出的射线轰击19 F ，可得到质量数为 22 的氖(Ne)元素和另一种粒子，此核反应过程的方程是 。答案： 210 Po 206 Pb + 4 He4 He+ 19 F 22 Ne+ 1H。8482229101解析：根据衰变规律，此衰变过程的核反应方程是 210 Po 206 Pb + 4 He。用射线轰击19 F ，可得84

6、8229到质量数为 22 的氖(Ne)元素和另一种粒子，此核反应过程的方程是： 4 He+ 19 F 22 Ne+ 1H。291013.2012 年理综广东卷18. 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，下列释放核能的反应方程，表述正确的有A. 3 H + 2H 4 He+ 1n 是核聚变反应1120B. 3 H + 2H 4 He+ 1n 是衰变1120C. 235U + 1n144 Ba+ 89Kr +3 1 n 是核裂变反应92056360D 235U + 1n140 Xe+ 94Sr +2 1n 是a衰变92054380【解析】选 AC。两个轻核聚合成一个较重的核的反

7、应为核聚变反应，故 A 对 B 错。重核被中子轰击后分裂成二个中等质量的原子核并放出若干个中子的反应为核裂变反应，故 C 对 D 错。原子核放出或粒子后变成另一种原子核的反应称为原子核的衰变。原子核的衰变的反应物只有一种，故AC 选项正确。4.2012 年理综重庆卷19以下是物理学史上 3 个著名的核反应方程x+ 7Li 2 yy + 14 N x + 17Oy+ 9Be z+12C37846x 、 y 和 z 是 3 种不同的粒子，其中 z 是A a粒子B质子C中子D电子答：C解析：x 是质子，y 是a粒子，z 是中子，选项 C 正确。5. 2014 年 理 综 北 京 卷14.质子、中子和

8、氘核的质量分别为 m1、m2 和 m3.当一个质子和一个中子结合成氘核时，释放的能量是（c 表示真空中的光速）（）A ( m1 + m2 - m3 )cB ( m1 - m2 - m3 )cC ( m1+ m2- m3)c 2D ( m1- m2- m3)c 2【答案】C【解析】根据爱因斯坦质能方程E=mc2，此核反应放出的能量DE = ( m1+ m2- m3)c 2 ，故 C正确。6.2015 年广东卷 18.科学家使用核反应获取氚，再利用氘和氚 核反应获得能量，核反应方程分别为：X + Y 4He+3H + 4.9 MeV 和 2 H +3H 4He + X +17.6 MeV，下列表述

9、正确的有（ AD ）21112AX 是中子BY 的质子数是 3，中子数是 6 C两个核反应都没有质量亏损D氘和氚的核反应是核聚变反应0解析：根据质量数和电荷数守恒规律，由第二个核反应方程得到 X 为中子( 1 n )，选项 A 正确；再由第一个方程得到 Y 质子数为 3，质量数为 6，则中子数 = 质量数 质子数 = 3 ，选项 B 错误； 两个核反应都产生了能量，根据爱因斯坦质能方程可知一定有质量亏损，选项 C 错误；氘和氚的核反应是核聚变反应，选项 D 正确。7.2017 年新课标 I 卷 17大科学工程“人造太阳”主要是将氚核聚变反应释放的能量用来发电，氚核聚变反应方程是 2 H +2

10、H3 He +1 n ，已知 2 H 的质量为 2.0136u，3 He 的质量为 3.0150u，1 n 的质1120120量为 1.0087u，1u931MeV/c2。氚核聚变反应中释放的核能约为A3.7MeVB3.3MeVC2.7MeVD0.93MeV【答案】BHHen【解析】根据质能方程，释放的核能 DE = Dmc 2 ， Dm = 2m - m - m = 0.0035u ，则DE = 0.0035 931.5MeV = 3.26025MeV 3.3MeV ，故 B 正确；A、C、D 错误。2788.2018 年北京卷、13在核反应方程 4 He + 14 N 17 O + X 中

11、，X 表示的是 （ A ）A质子B中子C电子D a 粒子Z解析：设 X 为A X，根据核反应的电荷数守恒有 2+7=8+Z ,则 Z=1； 根据核反应的质量数守恒有14+14=17+A，则 A=1，所以 X 为质子1 H，故选项 A 正确、BCD 错误。9.2018 年天津卷 1国家大科学过程中国散裂中子源（CSNS）于 2017 年 8 月 28 日首次打靶成功，获得中子束流，可以为诸多领域的研究和工业应用提供先进的研究平台，下列核反应中放出 的粒子为中子的是 （ B ）A 14 N 俘获一个粒子，产生17 O 并放出一个粒子78B 27 Al俘获一个粒子，产生30 P 并放出一个粒子131

12、5C 11 B 俘获一个质子，产生8 Be 并放出一个粒子54D 6 Li俘获一个质子，产生3 He 并放出一个粒子32解析：根据质量守恒和电荷数守恒写出 4 个核反应方程如下14 N + 4He17O +1 H27 Al+ 4He P 30P+ 1n728113215011B+ 1H 8Be +4 He6 Li+ 1H 3 He+ 4He51423122可见选项 B 正确。131310.2018 年全国卷 III、141934 年，约里奥-居里夫妇用 粒子轰击铝核 27 Al ，产生了第一个人工放射性核素 X： + 27 Al n + X 。 X 的原子序数和质量数分别为（ B） A15 和

13、 28B15 和 30C16 和 30D17 和 31解析： 根据核反应遵循的质量数守恒和电荷数守恒可知，质量数为 4+27-1=30，X 的电荷数为2+13=15，根据原子核的电荷数等于原子序数，可知 X 的原子序数为 15，质量数为 30，选项 B 正确。11.2018 年浙江卷（4 月选考）14【加试题】下列说法正确的是（ BD）A组成原子核的核子越多，原子核越稳定B 238U 衰变为 222 Rn 经过 4 次衰，2 次衰变9286C在 LC 振荡电路中，当电流最大时，线圈两端电势差也最大D 在电子的单缝衍射实验中，狭缝变窄，电子动量的不确定量变大解析 ：比结合能是结合能与核子数之比，比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定。中等质量的原子核，比结合能最大，组成原子核的核子数越多，它的比结合能不一定越大， 选项 A 错误；由核反应中质量数守恒和电荷数守恒可知，222+44+0=238， 86+42-12=92，选项B 正确；在 LC 振荡电路中，当电流最大时，线圈中磁场能最大，而电场能为零，这时极板间场强为零，电势差为零，即电容器极板间电压为零，C 错误；根据不确定关系可知，位置和动量不能同时测定，当狭缝越窄，位置的不确定量减小了，但动量不确定量却增大了，选项 D 正确。故选 BD。