專題強化二：核反應、質能方程和核能的計算（人教版2019選擇性必修第三冊）

專題強化二：核反應、質能方程和核能的計算考點一、四種核反應1．四種核反應的理解(1)衰變：放射性元素的原子核自發(fā)放出某種粒子后變成新的原子核的變化．①α衰變：eq\o\al(A,Z)X→eq\o\al(A－4,Z－2)Y＋eq\o\al(4,2)He②β衰變：eq\o\al(A,Z)X→eq\o\al(A,Z＋1)Y＋eq\o\al(0,－1)e(2)原子核的人工轉變：用人工的方法，使原子核在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生新原子核的過程．①質子的發(fā)現(xiàn)：eq\o\al(14,

7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,

8)O＋eq\o\al(1,1)H(盧瑟福)②中子的發(fā)現(xiàn)：eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(12,6)C＋eq\o\al(1,0)n(查德威克)③放射性同位素和正電子的發(fā)現(xiàn)：eq\o\al(27,13)Al＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)neq\o\al(30,15)P→eq\o\al(30,14)Si＋eq\o\al(0,＋1)e(3)裂變：一個重核分裂成兩個中等質量的核，這樣的核反應叫作裂變．eq\o\al(235,

92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,

56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)neq\o\al(235,

92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(136,

54)Xe＋eq\o\al(90,38)Sr＋10eq\o\al(1,0)n(4)聚變：兩個輕核結合成質量較大的核，這樣的核反應叫作聚變．eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n2．解題時的注意事項(1)熟記一些粒子的符號：α粒子(eq\o\al(4,2)He)、質子(eq\o\al(1,1)H或p)、中子(eq\o\al(1,0)n)、電子(eq\o\al(0,－1)e)、氘核(eq\o\al(2,1)H)、氚核(eq\o\al(3,1)H)．(2)在核反應方程中，質量數(shù)和電荷數(shù)是守恒的；在解有關力學綜合問題時，還有動量守恒和能量守恒．專題強化精練一、單選題1．2021年5月28日，中科院合肥物質科學研究院全超導托卡馬克核聚變實驗裝置EAST（東方超環(huán)）傳來捷報，中國的“人造太陽”再次創(chuàng)造托卡馬克實驗裝置運行新的世界紀錄。已知該裝置內(nèi)部發(fā)生的核反應方程為，可以判斷（）A．該反應屬于α衰變B．反應放出的X是質子C．該反應過程中會放出能量D．該反應目前大量應用于核電站進行發(fā)電2．2020年10月20日消息，好奇號火星車又有新發(fā)現(xiàn)：火星也曾有“綠洲”，或有生命存在，好奇號火星車是首輛使用核能提供能量的火星車，它的核能電池系統(tǒng)主要包括兩個組成部分：一個裝填钚（）二氧化物的熱源和一組固體熱電偶，將钚238產(chǎn)生的熱能轉化為電能，這一系統(tǒng)設計使用壽命為14年，钚238的半衰期為88年，原來靜止的一個钚238衰變時放出射線和光子，生成原子核，已知钚238，粒子、的質量分別為、、，普朗克常量為，真空中的光速為，下列說法正確的是（）A．的中子數(shù)為92B．钚238放在高壓容器里，其半衰期可能變?yōu)?0年C．該核反應中的質量虧損為D．光子的波長大于3．“β衰變”的實質是原子核內(nèi)一個中子（）轉變?yōu)橐粋€質子（），同時釋放一個電子（）若質子的質量為，中子的質量為，電子的質量為，光速為c，則該核反應過程釋放出的核能為（）A．B．C．D．4．“玉兔二號”月球車是采用核能來提供能量的，它的核能電池系統(tǒng)能使钚（）衰變產(chǎn)生的核能轉化為電能，這一系統(tǒng)設計使用壽命為14年。钚（）靜止時衰變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)和粒子，而激發(fā)態(tài)鈾核立即衰變?yōu)榉€(wěn)態(tài)鈾核，并放出能量為的光子。已知钚、穩(wěn)態(tài)軸核和粒子的質量分別記為和，衰變放出光子的動量可忽略且該過程釋放的核能除去光子的能量外全部轉化為和粒子的動能。若將衰變產(chǎn)生的和粒子（均不計重力）垂直射入同一垂直紙面向里的勻強磁場中，下列說法正確的是（）A．和粒子在磁場中勻速圓周運動軌跡為外切圓，且兩粒子均做順時針勻速圓周運動B．和粒子在磁場中勻速圓周運動軌跡半徑之比為C．和粒子的動能之和為D．粒子的動能為5．截止2022年1月6日，玉兔二號月球車行駛里程已達到。月球夜晚溫度低至，為避免低溫損壞儀器，月球車攜帶的放射性同位素會不斷衰變，釋放能量為儀器設備供熱。可以通過以下反應過程得到：，。已知的衰變方程為，其半衰期為88年，則（）A．反應過程中，電荷數(shù)守恒，質量也守恒B．，這個核反應的實質是原子核內(nèi)的一個中子轉化為一個質子和一個電子C．，這個核反應的類型是衰變D．月球夜晚溫度低至時，的半衰期會減小6．2020年3月2日9時12分，我國具有完全．白主知識產(chǎn)權的三代核電“華龍?zhí)枴比蚴锥选泻思瘓F福清核電5號機組熱態(tài)性能試驗基本完成，為后續(xù)機組裝料、并網(wǎng)發(fā)電等工作奠定了堅實基礎。該機組正式運行后的核反應方程之一為，下列說法正確的是（）A．該核反應中，是質子B．該核反應屬于熱核反應C．的比結合能比的比結合能大D．該核反應的產(chǎn)物的結合能之和小于反應物的結合能之和7．氘核和氚核可發(fā)生熱核聚變而釋放巨大的能量，該反應方程為：，式中是某種粒子。已知：、、和粒子的質量分別為2.0141u、3.0161u、4.0026u和1.0087u；，c是真空中的光速。由上述反應方程和數(shù)據(jù)可知，粒子是（），該反應釋放出的能量約為（）。A．中子

17.6MeV B．質子

17.6MeVC．中子

15.6MeV D．質子

15.6MeV8．2020年11月27日00時41分，華龍一號全球首堆中核集團福清核電5號機組首次并網(wǎng)成功。如圖所示是原子核的比結合能與質量數(shù)的關系圖，下列說法正確的是（）A．核反應中，質量守恒B．華龍一號的原理是熱核反應C．原子核比結合能越大，核子平均質量越小，原子核越穩(wěn)定D．核裂變反應過程中，反應物的結合能之和大于生成物的結合能之和9．2020年1月10日，黃旭華獲2019年國家最高科學技術獎。他是中國第一代核潛艇總設計師，成功研制了我國第一代核潛艇，為我國?；肆α繉崿F(xiàn)從無到有的歷史性跨越做出了卓越的貢獻。核潛艇是以核反應堆（如圖所示）為動力來源的潛艇，反應堆的核反應方程式為：，下列說法正確的是（）A．元素有56個質子，144個中子B．的比結合能（平均結合能）大于的比結合能C．根據(jù)E=mc2，裂變后釋放核能，裂變過程質量發(fā)生虧損D．要能發(fā)生鏈式反應，鈾塊的體積應小于臨界體積10．中國物理學家錢三強與何澤慧等合作，在利用中子打擊鈾的實驗中，觀察到三分裂變和四分裂變現(xiàn)象，如圖，其中一種裂變反應式是U＋n→Ba＋Kr＋3n。用分別表示U、Ba、Kr核的質量，表示n粒子的質量，c為真空中的光速，下列說法正確的是（）A．鏈式反應能否發(fā)生跟鈾原料的體積無關B．裂變產(chǎn)物Ba的比結合能大于U的比結合能C．該核反應過程中質量有所增加D．該核反應中放出的核能為11．2020年我國完成了探月工程三期任務，實現(xiàn)月面無人采樣返回，為應對月球夜晚的低溫，“嫦娥五號”的電池除了太陽能電池板之外，還配有一塊“核電池”?！昂穗姵亍崩昧薖u的衰變，其衰變方程為。則下列說法正確的是（）A．比的中子數(shù)少2B．為衰變方程C．屬于衰變，射線具有很強的穿透能力D．改變壓力、溫度或濃度，將改變放射性元素的半衰期12．某核反應方程為，已知的質量為2.0141u，的質量為3.0160u，的質量為4.0026u，X的質量為1.0087u。下列說法正確的是（）A．X是質子，該核反應方程釋放能量 B．X是中子，該核反應方程釋放能量C．X是質子，該核反應方程吸收能量 D．X是中子，該核反應方程吸收能量13．2022年3月25日，福清核電6號機組投入商業(yè)運行，這是全球第三臺、中國第二臺投入商運的華龍一號機組。目前核能發(fā)電都是利用核裂變反應，其中一個主要的裂變方程為，下列有關說法正確的是（）A．產(chǎn)物X原子核中含有54個中子B．太陽輻射能量的主要來源也是重核裂變C．裂變過程中釋放核能是因為產(chǎn)物中新核的比結合能大D．鍶90也是鈾235的裂變產(chǎn)物，其半衰期為28年，那么經(jīng)過56年鍶90就衰變完了14．近來中國探月工程取得重大成就。月球夜晚溫度低至180℃，為避免低溫損壞儀器，“玉兔二號”月球車攜帶的放射性同位素钚238（）會不斷衰變，釋放能量為儀器設備供熱?？梢酝ㄟ^以下反應過程得到：，。已知的衰變方程為，其半衰期為88年。則下列說法正確的是（）A．為輕核聚變B．的比結合能比的比結合能小C．Y為質子D．白天時溫度升高，的半衰期會減小15．2020年6月13日，我國“人造太陽”取得重大突破，核心溫度可達2億度。“人造太陽”中的核反應方程為。下列說法正確的是（）A．核反應方程中的X是電子，核反應是核裂變反應B．核反應是核聚變反應，核聚變在高溫高壓下才能發(fā)生，此過程需要吸收能量C．中一個質子的質量比中一個質子的質量小D．“人造太陽”釋放的能量大小的計算公式是16．（鈾核）經(jīng)過一系列的衰變和衰變變?yōu)椋焙耍?，已知核的比結合能為，核的比結合能為，粒子的比結合能為，每次衰變釋放的能量為（計算結果不計），則（鈾核）衰變?yōu)椋焙耍┕册尫诺哪芰繛椋ǎ〢．B．C．D．17．在醫(yī)學上，放射性同位素電池已用于心臟起搏器和人工心臟。它們的能源要求精細可靠，以便能放入患者胸腔內(nèi)長期使用。眼下植入人體內(nèi)的微型核電池以鉭鉑合金作外殼，內(nèi)裝150毫克钚（），它可以連續(xù)使用10年以上。已知钚238的半衰期為88年，钚238衰變時會放出射線和γ光子，生成新核X，若钚238、粒子、X的質量分別為m1、m2、m3，真空中的光速為c，下列說法正確的是（）A．該核反應中的釋放的能量為B．钚238以不同化合物形態(tài)存在時，其半衰期可能變?yōu)?0年C．經(jīng)過一個半衰期生成新核X的質量為75毫克D．新核X的中子數(shù)為15018．在核反應堆中，U吸收一個中子后生成Pu，Pu衰變方程式為Pu→U+X。以下說法正確的是（）A．衰變方程中的X是β粒子B．降低溫度可以減緩Pu的衰變C．Pu衰變過程中產(chǎn)生的質量虧損等于Pu的質量減去被U與X的質量D．U吸收一個中子后生成Pu的核反應過程是一個α衰變過程19．“嫦娥五號”中有一塊“核電池”，在月夜期間提供電能的同時還能提供一定能量用于艙內(nèi)溫度控制?！昂穗姵亍崩昧说乃プ儯プ兎匠虨?，下列說法正確的是（）A．比的中子數(shù)少4個B．在月球上和在地球上半衰期相同C．一個衰變?yōu)獒尫诺暮四転镈．發(fā)生的是α衰變，α射線具有極強的穿透能力可用于金屬探傷20．科學家發(fā)現(xiàn)太陽的核聚變反應區(qū)只是中心很小的一都分，由于太陽強大的引力和磁場的束縛，使太陽內(nèi)部的能量可以向外持續(xù)穩(wěn)定地釋放，而不會像氫彈那樣瞬間爆炸，這就是可控核聚變技術的由來。太陽內(nèi)部核聚變反應的一種可能形式，設、、和的質量分別為、、和，光速為c，則下列說法正確的是（）A．X是B．該核反應釋放的核能為C．核反應中比結合能較小的原子核變成了比結合能較大的原子核D．核反應中核子平均質量較小的原子核變成了核子平均質量較大的原子核21．核電站鈾核裂變的產(chǎn)物是多樣的，一種典型的鈾核裂變是生成鋇和氪，同時放出3個中子，核反應方程是U＋n→Ba＋Kr＋3n，鈾核的質量為m1，鋇核的質量為m2，氪核的質量為m3，中子的質量為m4。此類核反應中放出γ光子，能使逸出功為W0的金屬板放出最大初動能為Ek的光電子，已知電子的質量為m，光速為c，普朗克常量為h，則（）A．該核反應放出的核能為（m1－m2－m3－3m4）c2B．γ光子是原子核外最外層電子向基態(tài)躍遷時放出的，因此能量很高C．這些光電子的德布羅意波長不小于D．該核反應產(chǎn)物的結合能之和小于反應前鈾核的結合能二、多選題22．用中子轟擊U原子核產(chǎn)生裂變反應，其可能的裂變方程為U+n→Ba+Kr+3n，U、n、Ba、Kr的質量分別為m1、m2、m3、m4，U原子核的半衰期為t、其比結合能小于Ba原子核的比結合能，光在真空中的傳播速度為c，下列敘述正確的是（）A．Ba原子核比U原子核更穩(wěn)定B．Ba原子核中含有56個中子C．裂變時釋放的能量為（m1-2m2-m3-m4）c2D．若提高U的溫度，U的半衰期將會小于t23．2019年新中國成立70周年之際，“兩彈一星”元勛程開甲被授予“人民科學家”國家榮譽稱號，程開甲曾參與了我國第一顆原子彈的研制，還參與主持了氫彈、兩彈結合等多種實驗方式的30多次核試驗，在我國的核事業(yè)發(fā)展上立下累累功勛，被稱為中國“核司令”。關于核知識的敘述，下列說法不正確的是（）A．太陽中的能量主要來源于氫核的聚變，發(fā)生聚變后產(chǎn)生的新核的比結合能增大B．大多數(shù)核電站的能量來源于重核裂變，發(fā)生裂變后產(chǎn)生的新核的比結合能減小C．核聚變與核裂變都發(fā)生了質量的虧損D．原子核的結合能是指組成原子核的所有核子所具有的能量之和24．鈷Co在中國古代就用于陶器釉料，現(xiàn)代用到電腦與飛機制造中，Co衰變的方程為，其半衰期為，該核反應釋放出射線。已知、、的質量分別為、、，c為光在真空中傳播的速度，下列說法正確的是（

）A．經(jīng)過t的時間，14個核中有7個已經(jīng)發(fā)生了衰變B．中質子數(shù)比中子數(shù)少6個C．該核反應中釋放的能量為D．該反應為β衰變，β射線的穿透本領比射線強25．2021年9月，在甘肅省武威市全球首臺釷基熔鹽核反應堆進行試運行放電，也標志著我國成為世界上第一個對第四代核電技術進行商業(yè)化試驗運營的國家。反應堆工作原理如圖所示，釷232（）吸收一個中子后會變成釷233，釷233不穩(wěn)定，會變成易裂變核素鈾233（）。下列說法正確的是（）A．釷232

變成鈾233的核反應方程式是：，B．中間產(chǎn)生的新核鏷233（）從高能級向低能級躍遷時，會伴隨輻射C．新核鈾233（）的結合能小于釷233（）D．核反應堆是通過核裂變把核能直接轉化為電能發(fā)電26．已知鈾的某種裂變反應式，已知中子質量1.0087u，式中氙（Xe）的質量為135.9072u，鈾（U）235的質量235.0439u，鍶（Sr）90的質量為89.9077u（1u相當于931.5MeV的能量），則（）A．式中A的值為145B．式中Z的值為38C．該裂變反應中質量虧損為0.1507kgD．該裂變反應釋放總能量約為140.3771MeV27．下列說法中正確的是（）A．根據(jù)甲圖氫原子的電子云示意圖可知，電子在玻爾理論中的某一軌道上穩(wěn)定運動，應該是一個概率問題B．根據(jù)乙圖中原子核的比結合能示意圖可知，Li原子核中的平均核子質量比O的要小C．丙圖中的鏈式反應要能持續(xù)，裂變物質必須要具有一定的體積或質量D．根據(jù)丁圖中氡的衰變可知，1g氡經(jīng)過38天后還剩0.1g28．2021年4月13日，日本政府正式?jīng)Q定向海洋排放福島第一核電站的核廢水，這種行為遭到多國的質疑和反對，這是因為核廢水中含有大量的放射性元素，會嚴重影響全球海洋生態(tài)環(huán)境安全和各國人民的生命健康。核廢水中的發(fā)生衰變時的核反應方程為，該核反應過程中放出的能量為Q。設的比結合能為E1，的比結合能為E2，X的比結合能為E3，已知光在真空中的傳播速度為c，則下列說法正確的是（）A．在該核反應方程中，X表示e粒子B．該核反應過程中放出的能量C．該核反應過程中的質量虧損可以表示為D．若把X粒子射入勻強磁場中，它一定受到洛倫茲力作用29．中國“嫦娥五號”在月球采集的約2公斤月壤中含有地球上鮮有的，是地球上很難得到的清潔、安全和高效的核聚變發(fā)電燃料，被科學家們稱為“完美能源”。有關聚變的核反應方程如下：①，②；下列說法正確的是（）A．X為中子，Y為質子B．的比結合能比的比結合能大C．方程①中：質量虧損約為D．方程②中：核子平均釋放的能量約為30．現(xiàn)有兩動能均為的在一條直線上相向運動，兩個發(fā)生對撞后能發(fā)生核反應，得到和新粒子，且在核反應過程中釋放的能量完全轉化為和新粒子的動能。已知的質量為2.0141u，的質量為3.0160u，新粒子的質量為1.0087u，核反應時質量虧損1u釋放的核能約為931.5MeV。則下列說法正確的是（）A．核反應方程為 B．核反應釋放的核能約為3.26MeVC．的動能約為0.815MeV D．新粒子的動能約為2.97MeV三、解答題31．受中子轟擊時會發(fā)生裂變，產(chǎn)生和，同時放出200兆電子伏特的能量?，F(xiàn)要建設發(fā)電能力是10萬千瓦的核電站，用鈾235作為原子鍋爐的燃料。假設核裂變釋放的能量的50%轉化為電能。（1）寫出核反應方程；（2）一天需要純鈾235的質量為多大？（阿伏加德羅常數(shù)取6.02×1023個/摩爾）32．太陽現(xiàn)正處于主序星演化階段，由于太陽內(nèi)部含有大量的氘核，在高溫環(huán)境下氘核不斷發(fā)生核反應而釋放大量的核能，使得太陽的質量逐漸的減小.兩個氘核在高溫環(huán)境下生成一個新核X同時釋放一個中子，已知氘核、中子以及X核的質量分別為2.0136u、1.0087u、3.0150u，核反應時質量虧損1u向外放出的核能為931.5MeV，（結果均保留3位有效數(shù)字）（1）X核是什么核并計算該反應向外釋放的核能為多少；（2）假設兩個動能均為0.37MeV的氘核在高溫環(huán)境下相向運動并發(fā)生碰撞時也能發(fā)生題中的核反應，該反應產(chǎn)生的能量均轉化為動能，則反應后X核，中子的動能分別為多少。33．如圖所示，真空室內(nèi)存在著垂直紙面向外、寬度為的有界勻強磁場，磁感應強度大小為，某時刻靜止在點處的一個釷核經(jīng)歷一次衰變，生成一鐳核和粒子，粒子沿與邊界水平方向成角進入勻強磁場后恰好不從磁場的上邊界射出。已知粒子的質量為，電量為，衰變過程中釋放的核能全部轉化為粒子和鐳核的動能，不計粒子的重力和粒子間相互作用，光速為，求：（1）寫出上述過程中的衰變方程；（2）衰變過程中的質量虧損。34．在磁感應強度為B的勻強磁場中，一個靜止的放射性原子核（）發(fā)生了一次衰變。放射出的粒子（）在與磁場垂直的平面內(nèi)做圓周運動，其軌道半徑為R。以m、q分別表示粒子的質量和電荷量，生成的新核用Y表示。求：（1）新核Y在磁場中圓周運動的半徑？（2）粒子的圓周運動可以等效成一個環(huán)形電流，求該電流的大??？（3）若衰變過程中釋放的核能都轉化為粒子和新核的動能，求該衰變過程中的質量虧損？35．我國首艘攻擊核潛艇，代號091型，西方稱其為漢級攻擊核潛艇，其核反應堆采用的燃料是鈾235，一個鈾235裂變時釋放的能量為200MeV。在核反應堆中一般用石墨做慢化劑使快中子減速成為慢中子，達到有效裂變。已知碳核的質量是中子的12倍，假設中子與碳核的每次碰撞都是彈性正碰，而且認為碰撞前碳核都是靜止的。求：（1）一個鈾235裂變對應的質量虧損；（2）要想將動能為的快中子減小到的慢中子，至少經(jīng)過多少次碰撞。36．氦是宇宙中豐度第二高的元素，氦核是受控核聚變研究過程中的主要產(chǎn)物之一，如2個聚變生成1個和兩個X，研究氦核對于核物理發(fā)展有很高的價值。如圖甲為一回旋加速器的示意圖，其核心部分為兩個D形盒，D形盒中有勻強磁場，方向垂直紙面向里，磁感應強度的大小為，兩D形盒之間接高頻交流電源，電壓如圖丙所示。兩D形盒之間為勻強電場．兩D形盒的距離為d=1cm，D形盒的半徑為1.2m，在盒的邊緣放有位置可左右調節(jié)的粒子源A。粒子為氦核，初速度很小，可忽略不計．在盒的左側有一個粒子引出裝置EFHG（局部圖如圖乙）。氦核比荷，取，整個裝置在真空中，不考慮粒子間的相互作用及相對論效應等因素。（1）已知的質量為3.0150u，的質量為4.0026u，副產(chǎn)物X的質量為1.0079u，1u相當于931MeV的能量，試寫出生成的核反應方程并計算反應中釋放的核能（結果保留三位有效數(shù)字）；（2）在時間內(nèi)，粒子源隨時間均勻地放出N個粒子，t=0時刻的粒子恰好在電場中加速40次到達EF處被引出，粒子在電場中運動的時間不可忽略，只有每次通過電場時都一直加速的粒子才能到達引出裝置并被引出，求被引出粒子的個數(shù)；（3）A到F的距離可調節(jié)，但粒子在磁場中運動的軌跡半徑不能大于1.0m．只有每次通過電場時都一直加速的粒子才能到達引出裝置，且粒子在最后兩次從電場回到下邊界時的距離要不小于1cm才能順利引出（?。蟊灰龅牧Ｗ幽軌颢@得的最大動能為多少？參考答案：1．C【解析】【詳解】AB．根據(jù)核反應的質量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，X的質量數(shù)為1，電荷數(shù)為0，為中子，該反應為輕核聚變反應，不屬于衰變，AB錯誤；C．該反應過程中有質量虧損，根據(jù)質能方程，反應會放出能量，C正確；D．目前核電站主要是利用重核裂變，則該反應不是目前核電站的工作原理，D錯誤。故選C。2．D【解析】【詳解】A．根據(jù)質量數(shù)守恒與電荷數(shù)守恒可知，的質量數(shù)為電荷數(shù)為所以中子數(shù)故A錯誤；B．半衰期是由放射性元素本身決定的，與原子所處的物理狀態(tài)無關、與化學狀態(tài)無關，故B錯誤；C．該核反應中的質量虧損為故C錯誤；D．钚238衰變時動量守恒，能量守恒，總動量為零，衰變后射線動能不為零，因此釋放的核能只有一部分以光子的形式輻射出去，則有又因此故D正確。故選D。3．C【解析】【詳解】β衰變的轉化方程為根據(jù)質能方程，可知該核反應過程釋放出的核能為。故選C。4．C【解析】【詳解】A．由題意可知衰變產(chǎn)生的衰變產(chǎn)生的和粒子帶電性不同，故兩粒子垂直射入同一垂直紙面向里的勻強磁場中做圓周運動方向不同，粒子逆時針運動，順時針運動。A錯誤；B．由洛倫茲力充當向心力可知所以由動量守恒可知，二者動量大小相等，所以兩粒子軌跡半徑之比為B錯誤；C．由能量守恒可知由愛因斯坦質能方程可知解得C正確；D．由動量守恒可知并且有綜上可得D錯誤。故選C。5．B【解析】【詳解】A．該反應過程中，釋放能量，反應物質量減少，故A錯誤；B．根據(jù)電荷數(shù)守恒和質量數(shù)守恒可知，X粒子為電子，生成的核電荷數(shù)多一，而質量數(shù)不變，是衰變，故這個核反應的實質是原子核內(nèi)的一個中子轉化為一個質子和一個電子，故B正確；C．根據(jù)電荷數(shù)守恒和質量數(shù)守恒可知，Y粒子為氦核，該反應為α衰變，故C錯誤；D．放射性元素半衰期與外界環(huán)境無關，月球夜晚溫度低至時，的半衰期不變，故D錯誤。故選B。6．C【解析】【詳解】AB．該反應為重核裂變，根據(jù)質量數(shù)守恒可得的質量數(shù)為根據(jù)電荷數(shù)守恒可得的電荷數(shù)為所以為中子，AB錯誤。CD．比結合能是指原子核結合能對其所有核子的平均值，也就是把原子核全部拆成自由核子，平均對每個核子所要添加的能量，用于表示原子核結合松緊程度。該反應為放能反應，產(chǎn)物的比結合能大于反應物的比結合能，產(chǎn)物的結合能之和大于反應物的結合能之和，D錯誤，C正確。故選C。7．A【解析】【詳解】根據(jù)質量數(shù)守恒可得，粒子的質量數(shù)為根據(jù)質子數(shù)守恒可得，粒子的質子數(shù)為可知，粒子是，即中子；由題意可知，該反應中的質量虧損為核反應中釋放的能量為故BCD錯誤A正確。故選A。8．C【解析】【詳解】A．核反應中，質量數(shù)守恒，但質量不守恒，釋放核能時會產(chǎn)生質量虧損，故A錯誤；B．華龍一號的原理是核裂變，不是熱核反應（核聚變），故B錯誤；C．原子核比結合能越大，核子平均質量越小，原子核越穩(wěn)定，故C正確；D．核裂變反應過程中，釋放的核能等于生成物的結合能之和減反應物的結合能之和，所以反應物的結合能之和小于生成物的結合能之和，故D錯誤。故選C。9．C【解析】【詳解】A．根據(jù)核反應的質量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，X元素的電荷數(shù)（質子數(shù)）為p=56，質量數(shù)q=144，則含有144-56=88個中子，選項A錯誤；B．該反應放出核能，則生成物的比結合能（平均結合能）大于的比結合能，選項B錯誤；C．根據(jù)E=mc2，裂變后釋放核能，裂變過程質量發(fā)生虧損，選項C正確；D．要能發(fā)生鏈式反應，鈾塊的體積應大于臨界體積，選項D錯誤。故選C。10．B【解析】【詳解】A．鏈式反應能否發(fā)生跟鈾原料的臨界體積有關，故A錯誤；B．裂變產(chǎn)物Ba的比結合能大于U的比結合能，從而產(chǎn)生質量虧損，放出能量，故B正確；C．該核反應過程中質量由虧損，故C錯誤；D．該核反應中放出的核能為，故D錯誤。故選B。11．A【解析】【詳解】A．根據(jù)質量數(shù)守恒與電荷數(shù)守恒可知，解得，所以該過程發(fā)生了衰變，中子數(shù)少了2，A正確；B．選項中的方程為核聚變方程，B錯誤；C．射線穿透能力較弱，電離能力強，C錯誤；D．半衰期與環(huán)境條件無關，D錯誤；故選A。12．B【解析】【詳解】根據(jù)核反應方程質量數(shù)和核電荷數(shù)守恒得：X的質量數(shù)為1，核電荷數(shù)為0。所以X是中子。反應前質量為2.0141u+3.0160u=5.0301u反應后質量為4.0026u+1.0087u=5.0113u反應過程質量虧損為故該核反應方程釋放能量，故B正確，ACD錯誤。故選B。13．C【解析】【詳解】A．設X原子核中有x個質子，質量數(shù)為y，則有92=x+38235+1=y+95+1×2解得x=54y=139則X原子核中含有中子數(shù)為y-x=85A錯誤；B．太陽內(nèi)部發(fā)生的是輕核聚變，B錯誤；C．裂變釋放核能是因為新核的比結合能大于原來重核的比結合能，C正確；D．經(jīng)過56年鍶90剩下原來的四分之一，D錯誤。故選C。14．B【解析】【詳解】A．由反應方程可知，該反應不是聚變反應，是人工核反應，A錯誤；B．核子數(shù)較小的輕核與核子數(shù)較大的重核，比結合能都比較小，所以的比結合能比的比結合能小，B正確；C．根據(jù)質量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得：Y的質子數(shù)為Z=94?92=2質量數(shù)為A=238?234=4由此可知Y為α粒子，C錯誤；D．半衰期與溫度、環(huán)境無關，故D錯誤。故選B。15．C【解析】【詳解】A．根據(jù)質量數(shù)、電荷數(shù)守恒可知，X為中子，核反應是核聚變反應，故A錯誤；B．盡管核聚變在高溫高壓下才能發(fā)生，但聚變過程會放出能量，故B錯誤；C．由于核聚變過程放出能量，有質量虧損，因此中一個質子的質量比；中一個質子的質量小，故C正確；D．核能的大小根據(jù)愛因斯坦的質能方程來計算，故D錯誤。故選C。16．D【解析】【詳解】設經(jīng)過x次衰變和y次衰變變?yōu)?則有衰變過程質量數(shù)與電荷數(shù)守恒，所以解得所以衰變過程共釋放的能量為計算結果不計，所以有故選D。17．A【解析】【詳解】A．該核反應中的質量虧損為所以釋放的能量為故A正確；B．放射性元素的半衰期與其化學性質無關，故B錯誤；C．經(jīng)過一個半衰期有一半數(shù)量的發(fā)生衰變，剩余原子核的總質量是原來的一半，即為75毫克，新核由于質量數(shù)小于，所以新核的總質量小于75毫克，故C錯誤；D．由質量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知新核X的質量數(shù)為234，電荷數(shù)為92，則中子數(shù)為234－92＝142故D錯誤。故選A。18．C【解析】【詳解】A．根據(jù)電荷數(shù)和質量守恒可推知衰變方程中的X是α粒子，故A錯誤；B．半衰期與溫度無關，降低溫度不能減緩Pu的衰變，故B錯誤；C．Pu衰變過程中產(chǎn)生的質量虧損等于Pu的質量減去U與X的質量，故C正確；D．U吸收一個中子后生成Pu的核反應過程中核電荷數(shù)增加了2，所以該過程是兩個β衰變過程，故D錯誤。故選C。19．B【解析】【詳解】A．根據(jù)質量數(shù)守恒與電荷數(shù)守恒可知解得的衰變方程為易知發(fā)生的是衰變，比的中子數(shù)少2個。故A錯誤；B．半衰期與環(huán)境條件無關，不會受到陽光、溫度、電磁場等環(huán)境因素的影響，所以在月球上和在地球上半衰期相同。故B正確；C．此核反應過程中的質量虧損等于反應前后質量的差，為釋放的核能為故C錯誤；D．α射線的穿透能力較差，不能用于金屬探傷，故D錯誤。故選B。20．C【解析】【詳解】A．根據(jù)質量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒知X的質量數(shù)為4，電荷數(shù)為2，則X是，故A錯誤；B．根據(jù)質能方程知該核反應釋放的核能為故B錯誤；CD．核反應方程式中生成物比反應物穩(wěn)定，則生成物的比結合能大于反應物的比結合能，即核反應中比結合能較小的原子核變成了比結合能較大的原子核，故C正確，D錯誤。故選C。21．C【解析】【詳解】A．根據(jù)愛因斯坦質能方程可知該核反應放出的核能為故A錯誤；B．γ光子是原子核由激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷時放出的，故B錯誤；C．光電子的動量光電子的德布羅意波長故C正確；D．該核反應釋放核能，存在質量虧損，反應產(chǎn)物的結合能之和大于反應前鈾核的結合能，故D錯誤。故選C。22．AC【解析】【詳解】A．比結合能的大小反映原子核的穩(wěn)定程度，比結合能越大原子核越穩(wěn)定，U原子核的比結合能小于Ba原子核的比結合能，因此Ba原子核比U原子核更穩(wěn)定，故A正確；B．根據(jù)原子核的特點可知，Ba原子核含有56個質子，中子數(shù)為144-56=88個，故B錯誤；C．根據(jù)愛因斯坦質能方程可得故C正確；D．放射性元素的半衰期由原子核本身決定，與周圍的環(huán)境溫度、濕度、壓強等外界因素無關，故D錯誤。故選AC。23．BD【解析】【詳解】A．太陽中的能量主要來源于氫核的聚變，聚變發(fā)生的過程中釋放巨大的能量，可知產(chǎn)生的新核的比結合能比反應前原子核的比結合能大，故A正確；B．大多數(shù)核電站的能量來源于重核裂變，重核裂變過程中釋放巨大的能量，可知發(fā)生裂變后產(chǎn)生的新核的比結合能增大，故B錯誤；C．核聚變與核裂變都伴隨著能量的釋放，所以核聚變與核裂變都發(fā)生了質量的虧損，故C正確；D．原子核的結合能是組成原子核的所有核子結合成原子核時釋放出來的能量，故D錯誤。故選BD。24．BC【解析】【詳解】A．半衰期具有統(tǒng)計意義，對個別粒子沒有意義，A錯誤；B．根據(jù)核反應方程中核電荷數(shù)（左下角數(shù)字，也表示質子數(shù)）守恒及質量數(shù)（左上角數(shù)字）守恒，中質子數(shù)為27，中子數(shù)為故質子數(shù)比中子數(shù)少6個，B正確；C．根據(jù)質能方程可知核反應中釋放的能量為，C正確；D．根據(jù)三種射線的特點與穿透性，可知射線的穿透本領比β射線強，D錯誤。故選BC。25．AB【解析】【詳解】A．根據(jù)核反應的電荷數(shù)和質量數(shù)守恒可知，釷233變成鈾233的核反應方程式是選項A正確；B．中間產(chǎn)生的新核鏷233（）從高能級向低能級躍遷時，放出能量，會伴隨輻射，選項B正確；C．整個過程中釋放能量，則生成的新核鈾233（）更加穩(wěn)定，則新核鈾233（）的結合能大于釷233（），選項C錯誤；D．在核電站的核反應堆內(nèi)部，核燃料具有的核能通過核裂變反應轉化為內(nèi)能，然后通過發(fā)電機轉化為電能，故D錯誤。故選AB。26．BD【解析】【詳解】A．根據(jù)質量數(shù)守恒，可得A錯誤；B．根據(jù)電荷數(shù)守恒，可得B正確；C．反應中的質量虧損為C錯誤；D．該裂變反應釋放總能量為D正確；故選BD。27．AC【解析】【詳解】A．根據(jù)甲圖氫原子的電子云示意圖可知，電子并非在一個特定的圓軌道上運動，電子在玻爾理論中的某一軌道上穩(wěn)定運動，應該是一個概率問題，故A正確；B．比結合能越大，平均核子質量就越小，越穩(wěn)定，故原子核中的平均核子質量比O的要大，故B錯誤；C．鏈式反應進行要達到臨界體積，所以丙圖中的鏈式反應要能持續(xù)，裂變物質必須要具有一定的體積或質量，故C正確；D．氡的半衰期是3.8天，1g氡經(jīng)過38天后還剩故D錯誤；故選AC。28．BC【解析】【詳解】A．根據(jù)核反應中質量數(shù)守恒與電荷數(shù)守恒，可知X表示粒子，A項錯誤；B．比結合能為原子核的結合能與核子數(shù)之比，因此，B項正確；C．由愛因斯坦質能方程解得由于，故C項正確；D．若把X粒子射入勻強磁場中，如果速度方向與磁場方向平行，則粒子不受洛倫茲力作用，D項