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专题98 原子核反应和核能 高考命题潜规则解密98：核反应方程、核能计算 规则验证：2012新课标理综第15题、2012年江苏物理第12题、2012年上海物理第9题、2011海南物理卷19题（1）α粒子等轰击原子核使其发生核反应产生新的原子核；轻核聚变是在高温下进行的能够释放大量能量的核反应；重核裂变是利用中子轰击重原子核使其发生裂变生成中等质量原子核的反应。质量亏损△m等于核反应前原子核的总质量与核反应后原子核的总质量之差。根据爱因斯坦的质能方程，核反应释放的核能△E=△mc2。。若质量亏损△m以原子质量单位u作为单位，可利用1u可释放能量931.5MeV，用△E=△m×931.5MeV计算核反应释放的核能。考查核能的试题难度中等。 核反应方程、核能计算是高中物理重要的知识点，是高考考查的重点，高考命题经常与其他知识综合出题，一般为选择题或填空题，难度中等。 典例1．某种元素具有多种同位素，反映这些同位素的质量数A与中子数N关系的是图（ ） H+H→He+n是核聚变反应 B. H+H→He+n是β衰变 C. U+n →Ba+Kr+3n是核裂变反应 D．U+n →Xe+Sr+2n是α衰变 典例3. (2012·天津理综)下列说法正确的是 采用物理和化学方法可以有效改变放射性元素的半衰期 由波尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子 从高空对地面进行遥感摄影是利用紫外线良好的穿透能力 原子核所含核子单独存在时的总质量小于该原子核的质量 典例4．以下是物理学史上3个著名的核反应方程 Li→2y，y+N→x+O，y+Be→z+C。 x、和是3种不同的粒子，其中是 A．粒子 B．质子 C．中子 D．电子 【答案】：【解析】：粒子是【考点定位】U核经α衰变成为Th核，释放出的总动能为4.27MeV。问此衰变后Th核的动能为多少MeV(保留1位有效数字)？ 典例6（2012·江苏物理第12题）一个中子与某原子核发生核反应,生成一个氘核,其核反应方程式为 _____________. 该反应放出的能量为Q,则氘核的比结合能为 _____________. ，式中x是某种粒子。已知：、、和粒子x的质量分别为2.0141u、3.0161u、4.0026u和1.0087u；1u=931.5MeV/c2，c是真空中的光速。由上述反应方程和数据可知，粒子x是__________，该反应释放出的能量为_________ MeV（结果保留3位有效数字） 典例8（2011海南物理卷19题（1））2011年3月11日，日本发生九级大地震，造成福岛核电站的核泄漏事故。在泄露的污染物中含有131I和137Cs两种放射性核素，它们通过一系列衰变产生对人体有危害的辐射。在下列四个式子中，有两个能分别反映131I和137Cs衰变过程，它们分别是_______和__________（填入正确选项前的字母）。131I和137Cs原子核中的中子数分别是________和_______. A.X1→Ba+n B.X2→Xe+e C.X3→Ba+e D.X4→Xe+p β衰变现象说明电子是原子核的组成部分 B. 玻尔理论的假设之一是原子能量的量子化 C．放射性元素的半衰期随温度的升高而变短 D.比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固 典例10（2010广东理综第18题）关于核衰变和核反应的类型，下列表述正确的有 U→ Th+He是α衰变 N+He→O+H是β衰变 H+H→He+n是轻核聚变 Se→Kr+He+2e是重核裂变 典例11．（2010北京理综第15题）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4×1026J，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 【2012模拟题精选训练题】 1.(2012云南部分名校联考)下列说法正确的是 A．原子核内部某个中子转变为质子和电子，产生的电子从原子核中发射出来，这就是β衰变 B．比结合能小的原子核结合成或分解成比结合能大的原子核时一定吸收核能 C．根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能增大，核外电子的运动速度减小。 D．德布罗意在爱因斯坦光子说的基础上提出物质波的概念，认为一切物体都具有波粒二象性。 A. C→ He+Be B. C → e+B C. C→ e+N D. C → H+B .答案：C解析：由r=mv/qB可知，圆的直径与粒子电荷量成反比，选项C正确。 3.（5分）已知一个氢原子的质量为1．6736×10-27kg，一个锂原子的质量为