3 核力与结合能知识点题库

中科院等离子物理研究所设计并制造的世界上首个“人造太阳”实验装置大部件已安装完毕．若在此装置中发生核反应的方程是

H+

H→

He ，已知

H、

He核的比结合能分别为E_H=1.11MeV、E_He=7.07MeV ，试求此核反应过程中释放的核能．

在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核发生了一次α衰变．放射出α粒子（ $\text{[math]}$ ）在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R．以m、q分别表示α粒子的质量和电荷量．

（1）放射性原子核用 $\text{[math]}$ 表示，新核的元素符号用Y表示，写出该α衰变的核反应方程．
（2） α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，求圆周运动的周期和环形电流大小．
（3）设该衰变过程释放的核能都转为为α粒子和新核的动能，新核的质量为M，求衰变过程的质量亏损△m．

下列叙述正确的是（）

A . 两个质子之间，不管距离如何，核力总是大于库仑力 B . 由爱因斯坦质能方程E=mc²可知，质量可以转变为能量 C . 质子与中子的质量不等，但质量数相等 D . 天然放射现象说明原子核内部有电子

原来静止的原子核 $\text{[math]}$ X，发生α衰变后放出一个动能为E₀的α粒子，求：

（1）生成的新核动能是多少？
（2）如果衰变释放的能量全部转化为α粒子及新核的动能，释放的核能△E是多少？
（3）亏损的质量△m是多少？

对爱因斯坦光电效应方程E_K=hν﹣W，下面的理解正确的有（）

A . 只要是用同种频率的光照射同一种金属，那么从金属中逸出的所有光电子都会具有同样的初动能E_K B . 式中的W表示每个光电子从金属中飞出过程中克服金属中正电荷引力所做的功 C . 逸出功W和极限频率ν₀之间应满足关系式W=hν₀ D . 光电子的最大初动能和入射光的频率成正比

一个静止的铀核 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ （原子质量为232.0372u）放出一个粒子（原子质量为4.0026u）后衰变成钍核 $\text{[math]}$ （原子质量为228.0287u）．（已知：原子质量单位1u=1.67×10^﹣27kg，1u相当于931MeV）

①写出核衰变反应方程；

②算出该核衰变反应中释放出的核能．

研究发现，在核辐射形成的污染中影响最大的是铯137（ $\text{[math]}$ Cs），可广泛散布到几百公里之外，且半衰期大约是30年左右．请写出铯137发生β衰变的核反应方程（新核可用X表示）：．如果在该反应过程中释放的核能为E，光速为c，则其质量亏损为．

原子核的比结合能与核子数的关系如图，由此可知（）

A . 越重的原子核，如铀核（ $\text{[math]}$ U），因为它的核子多，核力大，所以结合得坚固而稳定 B . 越轻的原子核，如锂核（ $\text{[math]}$ Li），因为它的核子只有6个比铀核简单，因而比铀核结合得更坚固更稳定 C . 原子核发生衰变的过程是比结合能增大的过程 D . 原子核A和B结合成C，原子核F分裂成E和D，都会释放核能

下列说法中正确的是（）

A . $\text{[math]}$ 衰变成 $\text{[math]}$ 要经过 6 次 a 衰变和 4 次 β 衰变 B . 汤姆孙的 a粒子散射实验揭示了原子具有核式结构 C . β衰变中产生的β射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的 D . 质能方程反映出能量与质量是统一的

核电站的主要原料是铀，铀核裂变的产物可能有多种情况，其中一种核反应方程为 $\text{[math]}$ U+ $\text{[math]}$ n→ $\text{[math]}$ Ba+ $\text{[math]}$ Kr+Y $\text{[math]}$ n+△E，△E表示核反应释放的能量，并且△E=201MeV，则核反应方程中X、Y的值分别为、，核反应发生的质量亏损△m为．

一个静止的铀核²³²₉₀U（原子质量为232.0372u）放出一个α粒子（原子质量为4.0026u）后衰变成钍核 ²²⁸₉₀ Th（原子质量为228.0287u）．（已知原子质量单位1u=1.67×10^﹣27kg，1u相当于931.5MeV的能量）

（1）写出铀核的衰变反应方程；
（2）求该衰变反应中释放出的核能为多少MeV．

已知钚的一种同位素 $\text{[math]}$ 的半衰期为24100年，其衰变方程为 $\text{[math]}$ ，下列有关说法正确的是（）

A . $\text{[math]}$ 原子核中含有92个质子。 B . 100个 $\text{[math]}$ 经过24100年后一定还剩余50个。 C . 由于衰变时释放巨大能量，根据 $\text{[math]}$ ，衰变过程总质量增加。 D . 衰变发出的γ放射线是波长很短的光子，具有很强的穿透能力。

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 $\text{[math]}$ ，已知 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的质量分别为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，1u=931MeV/c² ， c为光速。在4个 $\text{[math]}$ 转变成1个 $\text{[math]}$ 的过程中，释放的能量约为（）

A . 8 MeV B . 16 MeV C . 26 MeV D . 52 MeV

在超导托卡马克实验装置中，质量为 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ 与质量为 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ 发生核聚变反应，放出质量为 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ ，并生成质量为 $\text{[math]}$ 的新核。若已知真空中的光速为 $\text{[math]}$ ，则下列说法正确的是（）

A . 新核的中子数为2，且该新核是 $\text{[math]}$ 的同位素 B . 该过程属于 $\text{[math]}$ 衰变 C . 该反应释放的核能为 $\text{[math]}$ D . 核反应前后系统动量不守恒

已知 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的质量分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，关于核反应： $\text{[math]}$ ，下列说法正确的是（）

①这是核裂变反应

②这是核聚变反应

③反应中放出的能量为 $\text{[math]}$

④反应中放出的能量为 $\text{[math]}$

A . ①③ B . ①④ C . ②③ D . ②④

鉴于核裂变产生的放射性废物的处理难度较大、危险性较高，核物理学家致力于核聚变发电以减少核污染。核聚变电站最有可能的燃料是两种同位素，也被称作重形式的氢：氘和氚，核聚变是靠温度和压力的共同作用完成的，在地球实验室中完成可控核聚变需要1亿度的超高温度，核聚变产生的 $\text{[math]}$ 则十分清洁、安全。下列关这个核聚变叙述正确的是（）

A . 核聚变方程为 $\text{[math]}$ B . 若已知 $\text{[math]}$ 的比结合能是 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 的比结合能是 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 的比结合能是 $\text{[math]}$ ，则氘核与氚核聚变过程释放出的能量为 $\text{[math]}$ C . 若已知 $\text{[math]}$ 质量为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 质量为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 质量为 $\text{[math]}$ ，中子质量为 $\text{[math]}$ ，且 $\text{[math]}$ 的质量对应 $\text{[math]}$ 的能量，则氘核与氚核聚变过程释放出的能量约为 $\text{[math]}$ D . 通过高温高压，氘、氚两种原子核获得足够大的动能，用来克服强相互作用力，从而实现核聚变反应

我国科学家通过一种功能纳米膜成功地从海水中大规模提取铀元素，这对于国家发展具有十分重要的战略意义。用中子 $\text{[math]}$ 轰击铀核 $\text{[math]}$ ，铀核发生裂变，其中一种典型反应是 $\text{[math]}$ 。若用 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 分别表示 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的质量，关于这个核反应，下列说法正确的是（）

A . 方程中Z＝56，A＝89 B . 方程中 $\text{[math]}$ C . 只要用中子轰击铀核，就一定会发生链式反应 D . 释放的核能为 $\text{[math]}$

2021年5月28日，中科院合肥物质科学研究院的可控核果变装置全超导托马克（ $\text{[math]}$ ）缔造了新的纪录，实现了可重复的1.2亿摄氏度101秒和1.6亿摄氏度20秒等离子体运行，向核聚变能源应用迈出重要一步。已知该装置内部发生的核反应方程为： $\text{[math]}$ ，已知 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 和X的质量分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 相当于 $\text{[math]}$ ，则下列说法中正确的是（）

A . X是质子 B . 该核聚变反应过程中释放的能量约为 $\text{[math]}$ C . 该反应中生成物的结合能之和大于反应物的结合能之和 D . 该反应存在质量亏损，根据 $\text{[math]}$ 可知，部分质量转化成了能量

铀核裂变是核电站获得核能的主要途径，一种裂变反应方程为 $\text{[math]}$ ，下列说法正确的是（）

A . 人类对原子核变化规律的认识是从 $\text{[math]}$ 粒子散射实验开始的 B . 反应方程可化简为 $\text{[math]}$ C . 要产生链式反应，应使铀块的体积达到或超过临界体积 D . $\text{[math]}$ 的比结合能大于 $\text{[math]}$ 的比结合能

质子数与中子数互换的一对原子核称为镜像核，如 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 。已知 $\text{[math]}$ 的质量约为3.0160u， $\text{[math]}$ 的质量约为3.0161u，中子质量约为1.0087u，质子质量约为1.0078u， $\text{[math]}$ ，则 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 的结合能的差值约为（）

A . 0.75MeV B . 0.98MeV C . 1.02MeV D . 1.35MeV

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