5 核力与结合能知识点题库

一质子束入射到静止靶核

Al上，产生如下核反应：p+

Al→X+n ， p、n分别为质子和中子，则产生的新核含有质子和中子的数目分别为（）

A . 28和15 B . 27和14 C . 15和13 D . 14和13

太阳内部四个质子聚变成一个粒子，同时发射两个正电子和两个没有静止质量的中微子（中微子不带电）．若太阳辐射能量的总功率为P ，质子、氦核、正电子的质量分别为m_p、m_He、m_e ，真空中光速为c ．求：

（1）写出核反应方程；
（2）时间t内参与核反应的质子数（中微子能量可忽略）．

下列说法正确的是（）

A . 天然放射现象的发现揭示了原子核有复杂的结构 B . α、β和γ三种射线，α射线的穿透力最强 C . $\text{[math]}$ 衰变成 $\text{[math]}$ 要经过6次β衰变和8次α衰变 $\text{[math]}$ D . 自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量等于该原子核的结合能

中国第三代核电自主化依托项目﹣﹣山东海阳核电站一期工程，已于2009年10月正式开工．在核电站中，核反应堆释放的核能转化为电能．核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量核能．核反应方程式 $\text{[math]}$ + $\text{[math]}$ → $\text{[math]}$ + $\text{[math]}$ +aX是反应堆中发生的许多核反应中的一种，n为中子，X为待求粒子，a为X的个数，则X为，a=．以m_u、m_Ba、m_Kr分别表示 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 核的质量，m_n、m_p分别表示中子、质子的质量，c为真空中的光速，则在上述核反应过程中放出的核能△E=．

中国的核聚变研究已进入世界前列，主要利用2个氘核聚变成³He，被称为人造太阳，已知氘核的质量为2.013u，中子质量为1.0087u，³He的质量为3.015u，质子的质量为1.0078u，α粒子的质量为4.0026u，1uc²=931MeV，则（）

A . 该核反应中产生的新粒子为中子 B . 该核反应中产生的新粒子为质子 C . 该核反应中释放出的核能为3.26 MeV D . 该核反应中释放出的核能为4.10 MeV

在匀强磁场中有一个原来静止的碳14原子核，它放射出的粒子与反冲核的径迹是两个内切的圆，两圆的直径之比为7：1，如图所示，那么碳14的衰变方程为（）

A . $\text{[math]}$ C→ $\text{[math]}$ e+ $\text{[math]}$ B B . $\text{[math]}$ C→ $\text{[math]}$ He+ $\text{[math]}$ Be C . $\text{[math]}$ C→ $\text{[math]}$ H+ $\text{[math]}$ B D . $\text{[math]}$ C→ $\text{[math]}$ e+ $\text{[math]}$ N

北京奥组委接受专家建议，为成功举办一届“绿色奥运”，场馆周围80%～90%的路灯将利用太阳能发电技术，奥运会90%的洗浴热水将采用全玻璃真空太阳能集热技术，太阳能是由太阳内部热核聚变反应形成的，其核反应主要是（）

A . $\text{[math]}$ H+ $\text{[math]}$ H→ $\text{[math]}$ He+ $\text{[math]}$ n B . $\text{[math]}$ N+ $\text{[math]}$ He→ $\text{[math]}$ O+ $\text{[math]}$ H C . $\text{[math]}$ U+ $\text{[math]}$ n→ $\text{[math]}$ Xe+ $\text{[math]}$ Sr+10 $\text{[math]}$ n D . $\text{[math]}$ U→ $\text{[math]}$ Th+ $\text{[math]}$ He

下列对物理知识的理解正确的有( )

A . α射线的穿透能力较弱，用厚纸板就能挡住 B . 动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等 C . 放射性元素钋的半衰期为138天，100 g的钋经276天，已发生衰变的质量为75 g D . 质子、中子、α粒子的质量分别为m₁、m₂、m₃ ，两个质子和两个中子结合成一个α粒子，释放的能量是(m₁＋m₂－m₃)c²

2019年1月，中国散裂中子源加速器打靶束流功率超过50kW，技术水平达到世界前列，散裂中子源是由加速器提供高能质子轰击重金属靶而产生中子的装置，一能量为10⁹eV的质子打到汞、钨等重核后，导致重核不稳定而放出20～30个中子，大大提高了中子的产生效率。关于质子和中子，下列说法中正确的有（）

A . 中子和质子的质量相等 B . 原子核由质子和中子组成，稳定的原子核内，中子数一定大于质子数 C . 原子核的β衰变，实质是核内中子转化为质子和电子 D . 中子不带电，比质子更容易打入重核内

静止的锂核 $\text{[math]}$ Li俘获一个速度为8×10⁶ m/s的中子，发生核反应后产生了两个新粒子，其中一个粒子为氦核 $\text{[math]}$ He，它的速度大小是3.5×10⁶ m/s，方向与反应前的中子速度方向相同，试写出核反应方程，并求反应后产生的另一个粒子的速度大小．

1956年吴健雄用半衰期为5.27年的 $\text{[math]}$ 放射源对李政道和杨振宁提出的在弱相互作用中宇称不守恒进行实验验证。 $\text{[math]}$ 的衰变方程式为 $\text{[math]}$ → $\text{[math]}$ ＋X＋ $\text{[math]}$ （其中 $\text{[math]}$ 是反中微子，它的电荷为零，质量可认为等于零）。下列说法正确的是（）

A . X是电子 B . 增大压强，可使 $\text{[math]}$ 的半衰期变为6年 C . $\text{[math]}$ 衰变能释放出X，说明了原子核中有X D . 若该衰变过程中的质量亏损为△m，真空中的光速为c，则该反应释放的能量为△mc²

关于聚变和裂变，以下说法正确的是(　　)

A . 聚变反应的条件是聚变物质的体积达到临界体积 B . 太阳不断地向外辐射能量，仍保持1千万度以上的高温，其主要原因是太阳内部进行着剧烈的热核反应 C . 铀核裂变时一定同时放出3个中子 D . 为了使裂变的链式反应容易进行，通常核电站使用铀235作为主要燃料

$\text{[math]}$ 核的质量为3.016050u，质子的质量为1.007277u，中子的质量为1.008665u，1u相当于931.5MeV的能量。

（1）求 $\text{[math]}$ 核的结合能；
（2） $\text{[math]}$ 核的结合能是某频率光光子能量的10⁶倍，用该频率的光照射逸出功为3.20eV的钙，求光电子的最大初动能。

以下几个原子核反应方程中， $\text{[math]}$ 代表 $\text{[math]}$ 粒子的反应方程式是（　　）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

2020年12月4日，新一代“人造太阳”中国环流二号M装置（HL-2M）正式建成并实现首次放电，放电温度达太阳芯部温度近10倍。“人造太阳”实验中的可控热核反应的方程是 $\text{[math]}$ ，海水中富含反应原料氘（ $\text{[math]}$ ），氚核（ $\text{[math]}$ ）可以用中子轰击锂核（ $\text{[math]}$ ）得到。下列说法正确的是（）

A . 上述核反应前后核子数相等，生成物的质量等于反应物的质量 B . 中子轰击锂核（ $\text{[math]}$ ）反应方程为 $\text{[math]}$ C . 中子轰击锂核（ $\text{[math]}$ ）发生了 $\text{[math]}$ 衰变 D . 氘核（ $\text{[math]}$ ）和氚核（ $\text{[math]}$ ）的比结合能均比氦核（ $\text{[math]}$ ）的比结合能大

2020年11月27日00时41分，华龙一号全球首堆中核集团福清核电5号机组首次并网成功。如图所示是原子核的比结合能与质量数的关系图，下列说法正确的是（）

A . 核反应中，质量数守恒，电荷数守恒 B . 华龙一号的原理是热核反应 C . 原子核结合能越大，原子核越稳定 D . 核裂变反应发生后，核子的平均质量减小

2022年1月，中国锦屏深地实验室发表了首个核天体物理研究实验成果。表明我国核天体物理研究已经跻身国际先进行列。实验中所用核反应方程为 $\text{[math]}$ ，已知 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的质量分别为 $\text{[math]}$ ，真空中的光速为c，该反应中释放的能量为E。下列说法正确的是（）

A . X为氘核 $\text{[math]}$ B . X为氚核 $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

下列说法中错误的是（）

A . 若系统不受外力作用，则该系统的机械能守恒 B . 若系统不受外力作用，则该系统的动量守恒 C . 若系统内发生原子弹爆炸，则该系统的能量守恒 D . 若系统内发生氢弹爆炸，则该系统存在质量亏损

下列说法正确的是（）

A . 原子核衰变时，电荷数和质量数都守恒 B . 结合能越大，原子核越稳定 C . 核聚变时，要吸收能量 D . 贝克勒尔首先发现了X射线

核电站利用核反应堆工作，铀核U裂变生成钡核Ba和氪核Kr。在一个反应堆中用石墨做慢化剂使快中子减速。碳核的质量是中子的12倍，假设中子与碳核的每次碰撞都是弹性正碰，而且认为碰撞前碳核都是静止的。求：

（1）试完成铀核裂变反应方程； $\text{[math]}$
（2）已知U、Ba、Kr核以及中子的质量分别是235.0439u，140.9139u，91.8973u和1.0087u，计算一个铀核裂变放出的核能。1u＝1.66×10^-27kg，c＝3.0×10⁸m/s；（结果保留两位有效数字）
（3）设碰撞前中子的动能是E₀ ，经过一次碰撞，中子失去的动能是多少。

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