高中物理二轮复习-30-核反应和核能

30.核反应和核能1.(2021·江苏常州市调研考试)关于核反应方程eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋X，下列说法正确的是()A.此核反应一定会释放能量B.通过降低温度的方法，一定能缩短U的半衰期C.此核反应方程中的X代表的粒子为氢原子核D.铀核的比结合能大于钍核的比结合能答案A解析此核反应是α衰变，一定会释放能量，A正确；外部条件不能改变U的半衰期，B错误；此核反应方程中的X质量数为4，电荷数为2，则X为α粒子，代表的粒子为氦原子核，C错误；因反应释放能量，则铀核的比结合能小于钍核的比结合能，D错误。2.(2021·江苏七市第二次调研)放射性同位素eq\o\al(5,3)Li(锂5)是不稳定的，它会分解成一个α粒子和一个质子。已知eq\o\al(5,3)Li、α粒子、质子的质量分别为m1、m2、m3，真空中光速为c，则上述过程()A.释放的能量为(m1－m2－m3)c2B.释放的能量为(m2＋m3－m1)c2C.吸收的能量为(m1－m2－m3)c2D.吸收的能量为(m1＋m2＋m3)c2答案A解析由不稳定的核变成稳定的核会释放能量。根据质能方程得ΔE＝(m1－m2－m3)c2。3.(2021·山东泰安市二轮检测)2021年1月30日，华龙一号全球首堆中核集团福建福清核电5号机组投入商业运行，这标志着我国在三代核电技术领域跻身世界前列。目前核能发电都是利用核裂变反应，下列表示重核裂变的是()A.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)nB.eq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(234,91)Pa＋eq\o\al(0,-1)eC.eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(9,4)Be→eq\o\al(1,0)n＋eq\o\al(12,eq\a\vs4\al(6))CD.eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n答案A解析该反应是重核裂变，选项A正确；该反应是衰变，选项B错误；该反应为原子核的人工转变，选项C错误；该反应是轻核聚变反应，选项D错误。4.[2021·广东省学业水平选择考模拟(二)]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，下列关于核反应方程的说法正确的是()A.衰变方程eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋x中x是电子B.衰变方程eq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(234,91)Pa＋y中y是质子C.核聚变反应方程eq\o\al(3,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(4,2)He＋aeq\o\al(1,0)n中a＝2D.核裂变反应方程eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋beq\o\al(1,0)n中b＝3答案D解析根据电荷数与质量数守恒可知，x是氦核，故A错误；根据电荷数与质量数守恒可知，y是电子，故B错误；根据电荷数与质量数守恒可知，a＝1，故C错误；根据电荷数与质量数守恒可知，b＝3，故D正确。5.(2021·江苏南通市平潮中学期末)中国是核电大国，到2020年1月，已经建成19座核电站，核电站是利用原子核发生裂变反应时所产生的核能来进行发电的。关于原子核与核能，以下说法正确的是()A.组成原子核的核子之间只存在引力B.核反应中由于核子数减少而导致质量亏损C.比结合能越大的原子核越稳定，核子平均质量越小D.核电站利用中等质量的原子核分裂成质量较小的原子核来获取核能答案C解析组成原子核的核子之间存在核力的作用，核力有时表现为斥力，有时表现为引力，选项A错误；核反应中核子数并没有减少，由于核子的平均质量减少而导致质量亏损，选项B错误；比结合能越大的原子核越稳定，核子平均质量越小，选项C正确；核电站利用质量较大的原子核分裂成两个或两个以上中等质量核来获取核能，选项D错误。6.(2021·山东潍坊市二模)2020年12月4日，我国新一代“人造太阳”－中国环流器二号M装置在成都建成并实现发电，标志着我国在核聚变反应堆建设中处于世界前列。中国环流器二号M装置内主要核反应是eq\o\al(3,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(4,2)He＋X，已知氘核的比结合能是1.09MeV、氚核的比结合能是2.78MeV、氦核的比结合能是7.03MeV，该聚变反应中()A.X为质子B.X为电子C.一次反应释放的核能为3.16MeVD.一次反应释放的核能为17.6MeV答案D解析根据质量数守恒、电荷数守恒可知，X为中子，故A、B错误；氘核的比结合能是1.09MeV、氚核的比结合能是2.78MeV、氦核的比结合能是7.03MeV，一次反应释放的核能为(7.03×4－3×2.78－2×1.09)MeV＝17.6MeV，故D正确，C错误。7.(2021·河北唐山市二模)法国物理学家贝克勒尔发现自然界中有一些物质具有天然放射现象，能够发生衰变反应。一个静止的eq\o\al(238,92)U原子核衰变一个新核eq\o\al(234,90)Th，同时放出一个带电粒子，该粒子的动能大小为E，动量大小为p。下列说法正确的是()A.放出的带电粒子为电子B.eq\o\al(234,90)Th的结合能比eq\o\al(238,92)大C.eq\o\al(234,90)Th的动量大小为eq\f(2P,117)D.eq\o\al(234,90)Th的动能大小为eq\f(2E,117)答案D解析写出核反应方程为eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)He，放出的粒子为α粒子，不是电子，选项A错误；α衰变过程释放能量，所以eq\o\al(238,92)U的结合能比eq\o\al(234,90)Th大，选项B错误；核反应前后动量守恒有pTh＝pHe＝p，选项C错误；eq\o\al(234,90)Th的动能EkTh＝eq\f(peq\o\al(2,Th),2m)＝eq\f(p2,2×234)，eq\o\al(4,2)He的动能EkHe＝eq\f(peq\o\al(2,He),2m)＝eq\f(p2,2×4)＝E，联立解得EkTh＝eq\f(2E,117)，选项D正确。8.(2021·北京顺义区第二次统练)2020年12月17日凌晨1时59分，嫦娥五号返回舱携带月壤样品成功着陆，标志着我国首次地外天体采样返回任务圆满完成。月球土壤里大量存在着一种叫做“氦3”(eq\o\al(3,2)He)的化学元素，是核反应的重要原料之一，科学家初步估计月球上至少有100万吨“氦3”，如果相关技术研发成功，将可为地球带来取之不尽的能源。关于“氦3”与氘核的核反应方程为eq\o\al(3,2)He＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,1)H，下列说法正确的是()A.该核反应生成物的质量大于反应物