高中物理选修3核裂变与核聚变填空题专项训练姓名：__________班级：__________考号：__________
一、填空题（共22题）
1、平衡下列核反应方程式：
（1）______________，_________________．
（2）______________????
2、2个中子（每个中子的质量是1.008665u）和2个质子（每个质子的质量是1.007277u）结合为一个氦核He（质量是4.001509u），释放的能量是???MeV．（1u相当于931.5MeV的能量，结果保留3位有效数字）
3、一个氘核（）与一个氘核（）发生聚变，产生一个中子和一个新核，并出现质量亏损，若用m1、m2、m3、m4分别表示氘核、氘核、中子、新核的质量，则聚变过程中，核反应方程是，反应过程中（填“吸收”或“放出”）的能量E=。
4、下列核反应中，X1是??、X2是????，其中发生核裂变反应的是????。
①??
②?
5、请完成下列核反应方程：U+n→Ba+Kr+????
6、1999年4月，人类在合成超重元素的领域竖立起了一个新的里程碑，美国劳仑斯一柏克莱国家实验室的领导人――核化学家KennethydEydGregorich宣布，在该实验室的88英寸回旋加速器上，研究者用高能离子轰击了靶，氪核与铅核融合，放出1个中子，形成了一种新元素A；120后，该A元素的原子核分裂出一个α粒子，衰变成另一种新元素B；600μs后，又释放出了一个粒子，形成另一种新元素C。则生成新元素A的原子核的核反应方程式为??????，生成新元素B的原子核发生衰变的核反应方程式为???????，
7、完成下列核反应方程，并说明其应类型
?（1）??,属??
（2）????,属??
8、一个电子和一个正电子对撞发生湮灭而转化为一对光子，设正、负电子对撞前的质量均为m，动能均为EK，光速为C，普朗克常为h，则对撞过程中的质量亏损为________转化为光子波长为_____________。
9、【物理－物理3-5】
（1）2011年3月11日发生在日本的里氏9.0级强震引发巨大海啸，使福岛核电站遭到损毁，造成了严重的核泄漏，泄漏物中的碘-131具有放射性，它在自发地进行衰变时，生成元素氙（元素符号为），同时辐射出射线，请完成后面的核反应方程??????（请在答题卡上写出完整的核反应方程）．碘-131的半衰期为8天，经过32天（约为一个月），其剩余的碘-131为原来的??，所以在自然状态下，其辐射强度会较快减弱，不必恐慌．
（2）甲、乙两冰球运动员为争抢冰球而迎面相撞，已知甲运动员的质量为60kg，乙运动员的质量为70kg，接触前两运动员速度大小均为5m/s，冲撞后甲被撞回，速度大小为2m/s，问撞后乙的速度多大？方向如何？
10、放射性同位素钍（）经过???次和????次衰变后，生成了氡（），其衰变方程为：??????????。
11、一个铀核()放出一个α粒子后衰变成钍核()，其衰变方程为?▲?；已知静止的铀核、钍核和α粒子的质量分别为m1、m2和m3，真空中的光速为c，上述衰变过程中释放出的核能为???▲???。
12、第一代核反应堆以铀235为裂变燃料，而在天然铀中占99%的铀238不能被利用，为了解决这个问题，科学家们研究出快中子增殖反应堆，使铀238变成高效核燃料。在反应堆中，使用的核燃料是钚239，裂变时释放出快中子，周围的铀238吸收快中子后变成铀239，铀239（）很不稳定，经过＿＿＿次β次衰变后变成钚239（），写出该过程的核反应方程式：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
13、美国宇航局的“新地平线”探测器在飞往冥王星的漫漫旅途中，由于离太阳太远，无法使用太阳能，不得不依靠所携带的10．9kg钚丸，利用其放射性衰变释放的能量发电。已知钚丸（）衰变后成为，则衰变方程为______________；若分别用m1、m2、m3表示衰变过程中核、核和放出的粒子的质量，则衰变过程中释放出的核能可以表示为______________。
14、铀核裂变的一种方式是：，该反应的质量亏损是0.2u，1u相当于931.5MeV的能量.
①X代表的粒子是???????.
②该反应放出的能量是??????J．（结果保留3位有效数字）
15、北京时间2011年3月11日在日本海域发生强烈地震，并引发了福岛核电站产生大量的核辐射，经研究，其中核辐射的影响最大的是铯137（），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：
?????▲????．如果在该反应过程中释放的核能为，则该反应过程中质量亏损为??▲???．（已知碘（I）为53号元素，钡（）为56号元素）
16、在?的核反应中，要??（填“吸收”或“放出”）2.22Mev的能量，核反应过程中的质量亏损为??kg．（保留两位有效数字）
17、已知U有一种同位素，比U核多3个中子。某时刻，有一个这样的同位素核由静止状态发生衰变，放出的粒子的速度大小为v0。
①试写出衰变的核反应方程___________________（产生的新核的元素符号可用Y表示）；
②衰变后的残核初速度大小为____________???___
18、利用氦—3（He）和氘进行的聚变安全无污染，容易控制．月球上有大量的氦—3，每个航天大国都将获得的氦—3作为开发月球的重要目标之一．“嫦娥一号”探月卫星执行的一项重要任务就是评估月球中氦—3的分布和储量．已知两个氘核聚变生成一个氦—3和一个中子的核反应方程是H＋H→He十n．已知H的质量为m1，n的质量为m2，He的质量为m3．它们质量之间的关系式应为____________
19、潮汐能属于无污染能源，但能量的转化率较低，相比之下，核能是一种高效的能源．
（1）在核电站中，为了防止放射性物质泄漏，核反应堆有三道防护屏障：燃料包壳、压力壳和安全壳（见图甲）．结合图乙可知，安全壳应当选用的材料是________________
（2）核反应堆中的核废料具有很强的放射性，目前常用的处理方法是将其装入特制的容器中，然后______________（将选项前的字母代号填在横线上）
????A．沉入海底???B．放至沙漠
????C．运到月球???D．深埋海底
（3）图丙是用来监测工作人员受到辐射情况的胸章，通过照相底片被射线感光的区域，可以判断工作人员受到何种辐射。当胸章上lmm铝片和3mm铝片下的照相底片被感光，而铅片下的照相底片未被感光时，结合图乙分析工作人员受到了_______射线的辐射；当所有照相底片都被感光时，工作人员受到了_________射线的辐射。
20、用α粒子轰击氩40时，产生一个中子和一个新的核，这个新的核是________，核反应方程是________________________________．用α粒子轰击硼10，产生一个中子和一个具有放射性的核，这个新的核是________，这个核能放出正电子，它衰变后变成的新核为________，核反应方程是____________________________．
21、贝可勒尔发现天然放射现象，揭开了人类研究原子核结构的序幕．如图1中P为放在匀强电场中的天然放射源，其放出的射线在电场中分成A、B、C三束．
(1)构成A射线的粒子是______；构成B射线的粒子是________；构成C射线的粒子是________．
(2)三种射线中，穿透能力最强，经常用来对金属探伤的是________射线；电离作用最强，动量最大，经常用来轰击原子核的是____________射线；当原子核中的一个核子由中子转化为质子时将放出一个________粒子．
(3)请完成以下与上述粒子有关的两个核反应方程式：
90Th→91Pa＋________；
________＋Al→P＋n.
22、?(1)美国科研人员正在研制一种新型镍铜长效电池，它是采用铜和半衰期为100年的放射性同位素镍63(Ni)两种金属作为长寿命电池的材料，利用镍63(Ni)发生一次β衰变变成铜(Cu)，同时释放电子给铜片，把镍63(Ni)和铜片做电池两极．镍63(Ni)的衰变方程为______________________，16g镍63经过400年还有________g尚未衰变．
(2)一静止的质量为M的镍核(Ni)发生β衰变，放出一个速度为v0，质量为m的β粒子和一个反冲铜核，若镍核发生衰变时释放的能量全部转化为β粒子和铜核的动能．求此衰变过程中的质量亏损(亏损的质量在与粒子质量相比时可忽略不计)．
============参考答案============
一、填空题
1、（1）5，10???（2）
2、28.3MeV
3、（1），（2）放出，（3）（m1+m2－m3－m4）?C2
4、中子、氘核（用符号书写也给分）、①
5、3
6、????He
7、（1）、100′n??????裂变
（2）、He??????聚变
8、2m??????????hc/(Ek+mc2)
9、（1）（每空1分，共2分，电子的符号写错不给分，质量数或原子序数写错均不给分）；（2分）
（2）（4分）解：取甲碰前的速度方向为正方向，对系统运用动量守恒定律有
（2分），解得（1分），
方向与乙撞前（或甲撞后）的运动方向相反（或与甲撞前的运动方向相同）（1分）
（设置其他的未知量，解法正确的同样给分）
10、3?2??
11、（2分）?(m1-m2-m3)c2（2分）
12、2，（每空2分）?
13、???（m1-m2-m3）c2
解析：（1）根据衰变过程中质量数守恒和核电荷数守恒，放出的粒子应为粒子，衰变方程为。由爱因斯坦的质能联系方程可知，释放出的核能为（m1-m2-m3）c2
14、
15、?（2分）??????（2分）
16、放出，3.9×10-30??
17、①?U→Y+He；?②?
18、2m1>m2+m3
解析：由于聚变反应过程中要释放出核能，故反应前后存在质量亏损，因此有2m1>m2+m3。
19、（1）混凝土??（2）D?（3）?
解析：（1）对安全壳的要求是把三种射线都挡住，根据图乙可知，应当选用混凝土做安全壳。（2）为了有效地防止核废料对环境的污染，需将核废料装入特制容器并深埋海底，故D项正确。（3）根据图乙，射线能够穿透lmm铝片和3mm铝片但不能穿透5mm铅片，而射线能够穿透5mm铅片，故答案分别为为、。
20、CaAr＋He→Ca＋n
7N6C7N→6C＋e
图1
21、(1)电子e(β粒子)γ光子氦核He(α粒子)(2)γαβ(3)0－1eHe
解析(1)由a＝可知，在电场中加速度最大的是电子，不偏转的是γ光子，偏转时加速度较小的是氦核，故A射线的粒子是电子，B射线的粒子是光子，C射线的粒子是氦核．
(2)三种射线中，穿透能力最强的是γ射线，电离作用最强的是α射线，在原子核中，一个核子由中子转化为质子时将放出一个负电子即β粒子．
(3)由质量数和电荷数守恒可得90Th→91Pa＋0－1e
He＋Al→P＋n.
22、(1)Ni→0－1e＋Cu1(2)
解析(1)Ni→0－1e＋Cu；1
(2)设衰变后铜核的速度为v，
由动量守恒得mv0＝(M－m)v
由能量守恒得ΔE＝mv＋(M－m)v2
由质能方程得ΔE＝Δmc2，解得Δm＝
…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
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