高二物理人教版选择性高分突破考点专题54核裂变与核聚变

5.4核裂变与核聚变一：知识精讲归纳考点一、核裂变的发现1．核裂变：铀核在被中子轰击后分裂成两块质量差不多的碎块，这类核反应定名为核裂变．2．铀核裂变用中子轰击铀核时，铀核发生裂变，其产物是多种多样的，其中一种典型的反应是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)n.3．链式反应中子轰击重核发生裂变后，裂变释放的中子继续与其他重核发生反应，引起新的核裂变，使核裂变反应一代接一代继续下去，这样的过程叫作核裂变的链式反应．4．临界体积和临界质量：核裂变物质能够发生链式反应的最小体积叫作它的临界体积，相应的质量叫作临界质量．考点二、反应堆与核电站1．核电站：利用核能发电，它的核心设施是反应堆，它主要由以下几部分组成：(1)燃料：铀棒．(2)慢化剂：石墨、重水和普通水(也叫轻水)．(3)控制棒：为了调节中子数目以控制反应速度，还需要在铀棒之间插进一些镉棒，它吸收中子的能力很强，当反应过于激烈时，将镉棒插入深一些，让它多吸收一些中子，链式反应的速度就会慢一些，这种镉棒叫作控制棒．2．工作原理核燃料发生核裂变释放的能量使反应区温度升高，水或液态的金属钠等流体在反应堆内外循环流动，把反应堆内的热量传输出去，用于发电，同时也使反应堆冷却．3．核污染的处理在反应堆的外面需要修建很厚的水泥层，用来屏蔽裂变产物放出的各种射线．核废料具有很强的放射性，需要装入特制的容器，深埋地下．技巧归纳．核电站的主要部件及作用组成部分材料作用裂变材料(核燃料)浓缩铀提供核燃料减速剂(慢化剂)石墨、重水或普通水(也叫轻水)使裂变产生的快中子减速控制棒镉棒吸收中子，控制反应速度热交换器水或液态的金属钠传输热量防护层厚水泥层防止放射线泄露，对人体及其他生物体造成伤害考点三、核聚变1．定义：两个轻核结合成质量较大的核，这样的核反应叫作核聚变．2．核反应方程：eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n＋17.6MeV.3．条件：使轻核的距离达到10－15m以内．方法：加热到很高的温度．4．宇宙中的核聚变：太阳能是太阳内部的氢核聚变成氦核释放的核能．5．人工热核反应：氢弹．首先由化学炸药引爆原子弹，再由原子弹爆炸产生的高温高压引发热核爆炸．6．核聚变与核裂变的比较(1)优点：①轻核聚变产能效率高；②地球上核聚变燃料氘和氚的储量丰富；③轻核聚变更为安全、清洁．(2)缺点：核聚变需要的温度太高，地球上没有任何容器能够经受如此高的温度．解决方案：磁约束和惯性约束．技巧归纳：重核裂变与轻核聚变的区别重核裂变轻核聚变放能原理重核分裂成两个或多个中等质量的原子核，放出核能两个轻核结合成质量较大的原子核，放出核能放能多少聚变反应比裂变反应平均每个核子放出的能量要大3～4倍二：考点题型归纳题型一：铀核的核裂变方程1．（2023春·四川德阳·高二德阳五中校考阶段练习）下列核反应方程正确的是（

）A．铀核发生衰变的核反应是B．轻核聚变反应方程中，表示中子C．铀核裂变的一种核反应方程D．发生衰变的核反应方程式为2．（2023春·江苏泰州·高二泰州中学校考阶段练习）有四个核反应方程如下①

②③

④下列说法正确的是（）A．①是核裂变 B．为C．③是人工核反应 D．为中子3．（2023春·辽宁沈阳·高二东北育才学校校联考期中）下列关于核反应方程及其表述均正确的是（

）A．为重核裂变反应B．为重核裂变反应C．为轻核聚变反应D．为原子核的人工转变题型二：计算核裂变放出的能量4．（2023春·全国·高二期中）2022年6月23日21时53分，随着168小时试运行试验圆满完成，辽宁红沿河核电站6号机组（如图所示）正式具备商业运行条件，标志着红沿河核电站一期和二期工程共6台机组全面投产。现代核电站主要是通过可控链式核裂变反应来实现核能的和平利用。已知一个原子核在中子的轰击下发生裂变反应，其裂变方程为，下列说法正确的是（）A．裂变方程式左右两边都有中子，可以改写成B．裂变反应释放出大量的核能，也叫热核反应C．裂变释放能量，原子核的比结合能比原子核的大D．裂变释放能量，原子核的结合能比原子核的大5．（2022春·陕西宝鸡·高二期末）年，在中国核能可持续发展论坛上，生态环境部介绍年会有核电项目陆续开工建设，某核电站获得核能的核反应方程为，已知铀核的质量为，钡核的质量为，氪核的质量为，中子的质量为，下列说法中正确的是（）A．该核电站通过核聚变获得核能B．铀核的质子数为C．在上述核反应中D．一个铀核发生上述核反应，释放的能量为6．（2022春·重庆·高二校联考期末）铀原子核既可发生衰变，也可发生裂变。其衰变方程为，裂变方程为，其中、、Y、的质量分别为、、、，光在真空中的传播速度为c、下列叙述正确的是（）A．发生的是β衰变B．Y原子核中含有56个中子C．若提高温度，的半衰期将会变小D．一个裂变时释放的能量为题型三：典型的核聚变方程7．（2023春·山东聊城·高二山东聊城一中校考阶段练习）科学家发现太阳的核聚变反应区只是中心很小的一部分，由于太阳强大的引力和磁场的束缚，使太阳内部的能量可以向外持续稳定地释放，而不会像氢弹那样瞬间爆炸，这就是可控核聚变技术的由来。太阳内部核聚变反应的一种可能形式为；，设、、X和的质量分别为、、和，光速为c，则下列说法正确的是（）

A．X是B．该核反应释放的核能为C．核反应中比结合能较小的原子核变成了比结合能较大的原子核D．核反应中核子平均质量较小的原子核变成了核子平均质量较大的原子核8．（2023春·辽宁·高二校联考期中）近来中国探月工程取得重大成就。月球夜晚温度低至，为避免低温损坏仪器，“玉兔二号”月球车携带的放射性同位素钚238（）会不断衰变，释放能量为仪器设备供热。可以通过以下反应过程得到：，。已知Pu的衰变方程为，其半衰期为88年。则下列说法正确的是（）A．为轻核聚变 B．白天时温度升高，的半衰期会减小C．Y为质子 D．的比结合能比的比结合能小9．（2023春·辽宁大连·高二大连市第十二中学校联考期中）中科院的“人造太阳”全超导托卡马克，成功实现了1.2亿摄氏度的条件下人工可控核聚变101秒。已知该装置内部发生的核反应方程为，已知的质量为，的质量为，的质量为，X的质量为，光速为c，则下列说法正确的是（）A．X为正电子B．比更稳定C．的结合能为D．该反应又被称为“链式反应”题型四：受控热核反应10．（2023春·广东肇庆·高二德庆县香山中学校考期中）如图所示为核反应堆的示意图，铀棒是核燃料，其中一种反应方程为，则下列说法正确的是（）

A．铀核的比结合能比钡核的小 B．该反应为热核反应C．镉棒插入深一些可增大链式反应的速度 D．铀核的半衰期会受到环境温度的影响11．（2023春·宁夏银川·高二校考期中）2022年6月23日21时53分，随着168小时试运行试验圆满完成，辽宁红沿河核电站6号机组正式具备商业运行条件，标志着红沿河核电站一期和二期工程共6台机组全面投产。现代核电站主要是通过可控链式核裂变反应来实现核能的和平利用。已知一个原子核在中子的轰击下发生裂变反应，其裂变方程为，下列说法正确的是（）A．裂变方程式左右两边都有中子，可以改写成B．裂变反应释放出大量的核能，也叫热核反应C．裂变释放能量，原子核的比结合能比原子核的大D．裂变释放能量，所以反应物的结合能大于生成物的结合能12．（2023春·江苏南京·高二南京市第二十九中学校考期中）核电站发电原理是核裂变反应所释放的能量通过热力产生电能．铀235是核电站的主要核燃料，核反应堆在工作时，铀235既发生裂变，也发生衰变．铀235裂变方程为：，衰变方程为：，则下列说法正确的是（

）A．衰变产生的新核Y不再具有放射性 B．的比结合能小于的比结合能C．衰变过程是通过吸收裂变过程释放的能量进行的D．反应堆中镉棒插入深一些将会加快核反应速度题型五：计算核聚变放出的能量13．（2023春·陕西榆林·高二校考期中）核聚变反应方程为：，已知的质量为，的质量为，的质量为，的质量为，则下列说法正确的是（）A．该反应中的是中子B．反应后的质量数小于反应前的质量数C．该反应释放的核能为D．这个反应过程中质量亏损为14．（2023春·江苏苏州·高二校考阶段练习）用中子轰击锂核（）发生核反应，生成氚核和粒子，并释放出核能。已知中子、氚核、粒子、锂核的质量分别是，，，，质量亏损释放的核能为。（结果均保留2位小数）（1）请写出核反应方程；（2）设放出的能量全部由质量亏损获得，试求释放的核能；（3）若反应前中子以的动能和锂核正碰，且碰撞前二者具有等大反向的动量，核反应中放出的核能全部转化动能，求反应后生成的粒子和氚核的动能为多少？15．（2023春·北京海淀·高二北京市十一学校校考期中）现代科学研究表明，太阳可以不断向外辐射能量，其来源是它内部的核聚变反应，其中主要的核反应方程是4个质子和2个负电子聚合在一起，形成一个氦原子核，并释放核能，在地球上与太阳光垂直的表面上，单位面积接收到的太阳能辐射功率P，已知普朗克常量为h，光速为c，太阳到地球之间的距离为r，若太阳“释放的核能”最后都以可见光的形式辐射，其平均频率为，球面面积公式S=4πr2。（1）写出太阳的核聚变反应方程；（2）求地球上与太阳光垂直且面积为S的平面，在t时间内接收到的太阳辐射光子个数；（3）求太阳每年由于核聚变所减少的质量。（设一年的时间为t0）三：课堂过关精练单选题16．（2023春·陕西渭南·高二渭南市瑞泉中学校考阶段练习）下列说法中正确的（）A．汤姆生发现电子，表明原子具有核式结构B．氡的半衰期为3.8天，若有4个氡原子核，经过7.6天就只剩下1个C．按照波尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子总能量增加D．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应17．（2023春·江苏连云港·高二校联考阶段练习）关于核反应堆和轻核聚变，下列说法正确的是（）

A．只要有中子打入铀块中就会发生链式反应B．镉棒吸收中子的能力很强，反应激烈时，将镉棒拔出一些C．普通水能使中子减速D．要使轻核发生聚变，必须使它们的距离达到1010m以内18．（2023春·湖北武汉·高二武汉中学校考阶段练习）关于物理史实，下列说法中正确的是（）A．汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的，并测出了该粒子的电荷量B．康普顿效应中光子的一部分动量转移给了电子，光子能量不变C．在链式反应时，中子减速后更容易被铀原子核捕捉使原子核发生裂变D．根据玻尔理论，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能和电势能都减小19．（2023春·海南省直辖县级单位·高二校考阶段练习）太阳内部的一个热核反应方程是。已知的质量为m1，的质量为m2，的质量为m3，X的质量为m4，光速为c，下列说法正确的是（）A．X是质子B．Η和Η质子数不同C．Η和Η在常温下就能够发生聚变D．反应释放的核能为（m1+m2m3m4）c220．（2023春·吉林通化·高二校考阶段练习）2022年6月23日，东北首座核电站辽宁红沿河核电站正式具备商业运行条件，成为国内在运的最大核电站。现代核电站主要是通过可控链式核裂变反应来实现核能的和平利用。已知一个原子核在中子的轰击下发生裂变反应，其裂变方程为，下列说法正确的是（）A．裂变方程式左右两边都有中子，可以改写成B．在中子轰击下发生裂变反应过程中，质量守恒C．裂变释放能量，原子核的比结合能比原子核的大D．在自然界中可发生衰变，60个铀核经过一个半衰期后，一定有30个铀核发生衰变21．（2023春·宁夏吴忠·高二吴忠中学校考期中）下列核反应方程中，属于裂变的是（）A．B．C．D．22．（2023春·河北邯郸·高二大名县第一中学校考阶段练习）2023年1月，“中国超环”成为世界上首个实现维持和调节超过1000秒的超长时间持续脉冲的核反应堆。其核反应方程，已知的质量，的质量，的质量，反应中释放出光子，下列说法正确的是（）A．该核反应在高温高压下才能发生，说明该核反应需要吸收能量B．光子来源于核外电子的能级跃迁C．X是中子，该核反应为核聚变反应D．X的质量为四：高分突破精练一、单选题23．（2022春·高二课时练习）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．B．C．D．24．（2022春·高二课时练习）科学研究表明，太阳核心的温度极高、压力极大，使得太阳内部每4个氢核（1H）转化为1个氦核（4He）和几个正电子并释放出大量能量。假设生成的所有正电子均定向移动，且正电子在4.8×104s时间内定向移动形成的平均电流为8.0×108A，已知电子的电荷量为1.6×1019C，则在这段时间内发生核聚变的氢核（1H）的个数为（）A．8.0×108 B．4.8×108 C．3.2×108 D．2.4×10825．（2022春·内蒙古通辽·高二校考期末）下列说法正确的是（）A．是α衰变方程B．是核裂变反应方程C．是核裂变反应方程D．是原子核的人工转变方程26．（2022秋·河北石家庄·高二石家庄精英中学校考阶段练习）原子核的比结合能曲线如图所示，根据该曲线，下列判断不正确的是（）A．一个重原子核衰变成粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能B．核的结合能约为14MeVC．中等质量的原子核最稳定D．两个核结合成核要释放能量二、多选题27．（2023春·广东肇庆·高二德庆县香山中学校考期中）下列说法正确的是（

）A．氡的半衰期为3.8天，若取8个氡原子核，经7.6天后就一定剩下2个原子核了B．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应C．贝克勒尔发现天然放射现象，揭示了原子核内部存在复杂的结构D．质子、中子、粒子的质量分别是、、，质子和中子结合成一个粒子，释放的能量是28．（2023春·湖北十堰·高二郧西县第一中学校联考阶段练习）我们学习过的核反应有四种类型，衰变、核裂变、核聚变和人工转变。下列关于四种核反应方程及其类型的对应关系正确的是（）A．属于衰变B．属于人工核转变C．属于核裂变D．属于核聚变29．（2023春·辽宁沈阳·高二东北育才学校校联考期中）两个氘核以相等的动能对心碰撞发生核聚变。核反应方程为，其中氘核的比结合能为，氦核的比结合能为。假设核反应释放的核能E全部转化为动能，下列说法正确的是（

）A．核反应后氦核与中子的动量相同 B．该核反应释放的核能C．核反应后氦核的动能为 D．氦核的比结合能为30．（2023春·重庆沙坪坝·高二重庆南开中学校考期中）下列关于核反应方程的说法正确的是（）A．是重核裂变反应方程B．查德威克发现了中子，方程式为C．是人工核转变方程D．是聚变反应方程31．（2023春·河南三门峡·高二灵宝市第一高级中学校考阶段练习）2017年1月9日，大亚湾反应堆中微子实验工程获得国家自然科学一等奖。大多数原子核发生反应的过程中都伴随着中微子的产生，如核裂变、核聚变、β衰变等。下列关于核反应的说法正确的是（）A．衰变为，经过3次衰变、2次β衰变B．是衰变方程，是β衰变方程C．是核裂变方程，也是原子弹的核反应方程之一D．高速运动的粒子轰击氮核可从氮核中打出中子，其核反应方程为32．（2023春·河北邯郸·高二大名县第一中学校考阶段练习）中国实验快堆是第四代核能系统的优选堆型，采用钚（）做燃料，在堆心燃料钚的外围再生区里放置不易发生裂变的铀（），钚239裂变释放出的快中子被再生区内的铀238吸收，转变为铀239，铀239极不稳定，经过衰变，进一步转变为易裂变的钚239，从而实现核燃料的“增殖”。下列说法正确的是（

）A．铀239转变为钚239，经过了2次β衰变B．钚239发生裂变过程中，电荷数守恒，质量也守恒C．铀239发生衰变的实质是原子核外的电子飞出D．钚（）裂变生成两个中等质量的核，钚核的比结合能小于生成的两个核的比结合能三、解答题33．（2023春·江苏淮安·高二淮阴中学校考阶段练习）2023年4月12日，中国有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置创造了新的世界纪录，成功实现稳态高约束模式等离子体运行403s。在该装置内发生的核反应方程是，已知在氘核聚变反应中氘核质量为m1，X粒子质量为m2，核的质量为m3。求：（1）X是何种粒子；（2）该核反应释放的核能。34．（2023春·北京海淀·高二校考阶段练习）太阳现正处于主序星演化阶段，它主要是由电子和、等原子核组成的，维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应，核反应方程为，反应过程释放核能，这些核能最后转化为辐射能。根据目前关于恒星演化的理论，若由于聚变反应而使太阳中的核数目从现有数减少，太阳将离开主序星阶段而转入红巨星的演化阶段。为了简化，假定目前太阳全部由电子和、核组成。（1）为了研究太阳演化进程，需知道目前太阳的质量。已知地球半径，地球质量，日地中心的距离，地球表面处的重力加速度，1年时间为，试估算目前太阳的质量。（2）已知质子质量，质量，电子质量，光速，求每发生一次题中所述的核聚变反应所释放的核能。（3）又知地球上与太阳光垂直的每平方米截面上，每秒通过的太阳辐射能为。试估算太阳继续保持在主序星阶段的寿命？（结果用题目中和（1）（2）问中的物理量符号表示。）35．（2023春·河北·高二校联考期中）一种典型的氢核聚变反应是两个氘核聚变成氦核的同时释放中子，已知氘核质量为2.0136u，氦核质量为3.0150u，中子质量为1.0087u，1u的质量相当于931.5MeV的能量。（结果均保留三位有效数字）（1）写出上述核反应方程式；（2）求核反应中释放的核能。36．（2022春·江苏苏州·高二统考期末）海水中有丰富的氘，可以充当未来的重要能源，两个氘核聚合成一个氦核（同位素）的同时放出一个中子，并释放出巨大的能量，若其中氘核的质量为，中子的质量为，氦核的质量为，光在真空中的速度为c。（1）写出该核反应方程并求该核反应释放的核能；（2）若两个氘核以相同大小的动能对心正碰，求反应后产生的中子与氦核的动能之比。参考答案：1．B【详解】A．铀核发生衰变的核反应是，故A错误；B．根据质量数守恒和核电荷数守恒可知X的核电荷数和质量数分别为所以表示中子，故B正确；C．铀核裂变的一种核反应方程反应前后的中子数不可以约掉，表示的是中子轰击引起的反应，故C错误；D．发生衰变的核反应方程式，故D错误。故选B。2．A【详解】A．重核分裂成质量较小的核的反应为重核的裂变，①是核裂变，A正确；B．根据质量数守恒和核电荷数守恒，知所以为，B错误；C．原子核放出粒子或粒子，变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变，根据质量数守恒和核电荷数守恒，知③是衰变，C错误；D．根据质量数守恒和核电荷数守恒，知为质子，D错误。故选A。3．C【详解】A．重核裂变反应方程为A错误；B．为衰变，B错误；C．为轻核聚变反应，C正确；D．原子核的人工转变方程为D错误。故选C。4．C【详解】A．裂变反应中左右两边都有中子，这是核反应原理，必须有中子的参与，不能改写成，A错误；B．轻原子核的聚变才叫热核反应，B错误；C．比结合能越大，原子核越稳定，原子核裂变得到原子核，说明原子核比原子核稳定，即原子核的比结合能比原子核的大，C正确；D．结合能与核子数有关，原子核的核子数远大于原子核的核子数，所以原子核的结合能比原子核的小，D错误。故选C。5．D【详解】A．该核电站通过核裂变获得核能，A错误；B．铀核的质子数为92，B错误；C．根据核反应过程满足质量数守恒可得解得C错误；D．一个铀核发生上述核反应，释放的能量为D正确。故选D。6．D【详解】A．根据核反应过程中质量数守恒、电荷数守恒，知X的质量数和电荷数分别为，为氦原子核，所以U发生的是α衰变，故A错误；B．Y的质量数和电荷数分别为A＝235＋1－89－3＝144，Z＝92－36＝56由原子核的组成特点可知，Y原子核中含有56个质子，中子数为144－56＝88故B错误；C．半衰期与温度、压强等外界因素无关，故C错误；D．由于核裂变的过程中释放能量，根据爱因斯坦质能方程得ΔE＝Δmc2＝(m1－2m2－m3－m4)c2故D正确。故选D。7．C【详解】A．根据质量数和电荷数守恒可知，X质量数为4，电荷数为2，是，选项A错误；B．该核反应释放的核能为选项B错误；CD．该反应放出核能，生成的原子核更加稳定，所以生成的新核核子平均质量变小，即核反应中比结合能较小的原子核变成了比结合能较大的原子核，选项C正确，D错误。故选C。8．D【详解】A．不是轻核聚变，故A错误；B．放射性元素的半衰期由原子核内部自身决定，与外界的物理和化学状态无关，白天时温度升高，的半衰期不变，故B错误；C．Pu的衰变方程为，根据衰变过程满足质量数和电荷数守恒可知，Y为，故C错误；D．生成物比更稳定，比结合能越大，原子核越稳定，可知的比结合能比的比结合能小，故D正确。故选D。9．B【详解】A．根据电荷数和质量数守恒，X的质子数为1+12＝0，质量数为2+34＝1，可知X为中子，A错误；B．核聚变的生成物比反应物更稳定，所以比更稳定，B正确；C．根据爱因斯坦质能方程，可知为该核聚变释放的能量，结合能指的是由单个核子组成原子核所释放的核能，所以并不是的结合能，C错误；D．只有重核的裂变才会出现链式反应，此核反应不会发生链式反应，D错误。故选B。10．A【详解】A．在该核反应中，会释放出大量的能量，因为比结合能越大，原子核越稳定，可知铀核的比结合能比钡核的小，A正确；B．该反应为重核裂变反应，不是热核反应，B错误；C．要使裂变反应更激烈一些，应使镉棒插入浅一些，让它少吸收一些中子，可增大链式反应的速度，C错误；D．铀核的半衰期与环境温度无关，因此铀核的半衰期不会受到环境温度的影响，D错误。故选A。11．C【详解】A．方程左边的中子是反应条件，所以方程左右两边的中子不能约去，故A错误；B．该反应虽然释放出大量的核能，反应不需要极高温度，所以不是热核反应，故B错误；C．裂变释放能量，反应物的比结合能小于新核的比结合能，所以原子核的比结合能比原子核的大，故C正确；D．裂变释放能量，所以生成物的结合能大于反应物的结合能，故D错误。故选C。12．B【详解】A．根据电荷数守恒和质量数守恒，Y原子核中含有的电荷数为922=90，大于80，是具有放射性的，故A错误；B．裂变反应放出核能，生成物更加稳定，则的比结合能小于的比结合能，选项B正确；C．衰变过程也是释放能量的，选项C错误；D．要使裂变反应更激烈一些，应使控制棒插入浅一些，让它少吸收一些中子，链式反应的速度就会快一些，故D错误。故选B。13．A【详解】A．根据核反应过程满足质量数和电荷数守恒，可知的质量数位1，电荷数为0，则是中子，故A正确；B．核反应过程满足质量数，则反应后的质量数等于反应前的质量数，故B错误；CD．反应过程中质量亏损为该反应释放的核能为故CD错误。故选A。14．（1）；（2）；（3），【详解】（1）根据质量数与电荷数守恒，该核反应方程为（2）该核反应的质量亏损为释放的核能解得（3）根据，则有，则有由于中子和锂核碰撞前二者具有等大反向的动量，即总动量为0，令反应后生成的粒子和氚核的动能分别为、，则有，解得，15．（1）；（2）；（3）【详解】（1）由题意可知，该核反应是4个质子和2个负电子聚合在一起而生成氦核，核反应方程可写为（2）设每秒内在地球上与太阳光垂直的每平方米的面积内光子的个数为n，根据题意有可得为单位时间，则上式可写成求地球上与太阳光垂直且面积为S的平面，在t时间内接收到的太阳辐射光子个数为（3）设内太阳辐射的能量为，一年内太阳辐射的能量为，太阳每年由于核聚变减少的质量为，根据题意可知，根据爱因斯坦质能方程可得由此可得太阳每年因为辐射而减少的质量为16．C【详解】A．汤姆生发现电子，表明原子具有复杂结构；卢瑟福的α粒子散射实验得出了原子的核式结构理论，选项A错误；B．半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少数的原子核衰变不适用，选项B错误；C．按照波尔理论，根据可知即氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，电势能增加，原子将从低能级跃迁到高能级，原子总能量增加，选项C正确；D．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应，选项D错误。故选C。17．C【详解】A．要使铀块发生链式反应，需要铀块达到临界体积，故A错误；B．镉棒吸收中子的能力很强，反应激烈时，应将镉棒插入一些，故B错误；C．反应堆中最常使用的慢化剂主要是石墨、重水和普通水，故C正确；D．要使轻核发生聚变，必须使轻核接近合力发生作用的距离，需要达到以内，故D错误；故选C。18．C【详解】A．汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的，并测出了该粒子的比荷,密里根根据油滴实验测量该粒子电荷量。选项A错误；B．康普顿效应中光子的一部分动量转移给了电子，光子能量减小，B错误；C．慢中子比快中子更容易被俘获发生裂变反应，因此中子减速后更容易被铀原子核捕捉，C错误；D．氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能增加和电势能减小，D错误。故选C。19．D【详解】A．X质量数为1，电荷数为0，是中子，选项A错误；B．Η和Η质子数相同，都是1，选项B错误；C．Η和Η只有在高温下才能够发生聚变，选项C错误；D．反应释放的核能为选项D正确。故选D。20．C【详解】A．裂变反应中左右两边都有中子，这是核反应原理，必须有中子的参与，不能改写成，故A错误；B．在中子轰击下发生裂变反应过程中，质量亏损，故B错误；C．比结合能越大，原子核越稳定，原子核裂变得到原子核，说明原子核比原子核更稳定，即原子核的比结合能比原子核的大，故C正确；D．半衰期是针对大量放射性元素的统计规律，对少量放射性元素不适用，故D错误。故选C。21．D【详解】A．属于原子核的人工转变，A错误；B．属于α衰变，B错误；C．属于氢核聚变，C错误；D．属于重核裂变，D正确。故选D。22．C【详解】A．该核反应为核聚变反应，释放能量，故A错误；B．光子来源于原子核的能级跃迁，而不是核外电子的能级跃迁，故B错误；C．根据电荷数和质量数守恒可知X是中子，该核反应为核聚变反应，故C正确；D．该反应释放能量，有质量损失，则X的质量小于，故D错误。故选C。23．A【详解】A．该反应是重核裂变。故A正确；B．该反应是衰变方程。故B错误；C．该反应为原子核的人工转变方程。故C错误；D．该反应是轻核聚变反应。故D错误。故选A。24．B【详解】由于电荷数与质量数守恒，则有可得每4个氢核转化为1个氦核和2个正电子，根据公式可得正电子个数为（个）由上可知发生核聚变的氢核的个数为正电子个数的两倍，即氢核的个数是，故B正确。故选B。25．D【详解】A．是人工核反应方程，A错误；B．是核聚变反应方程，B错误；C．是衰变方程，C错误；D．在人为的作用下使α粒子轰击产生和，是人工核反应方程，D正确。故选D。26．B【详解】A．一重原子核衰变成粒子和另一原子核，该过程中要释放能量，所以衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能，故A正确，不符合题意；B．分析图像可核的平均结合能为7MeV，根据平均结合能的定义可知，核的结合能为故B错误，符合题意；C．中等质量的原子核比结合能最大，最稳定，故C正确，不符合题意；D．两个核结合成核，根据图像可知核的比结合能大于核的比结合能，所以生成的核更稳定一些，能量更低，因此该聚变反应也是一个放热反应，故D正确，不符合题意。故选B。27．BCD【详解】A．半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少量的原子核衰变不适应，A错误；B．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应，B正确；C．贝克勒尔发现天然放射现象，揭示了原子核内部存在复杂的结构，C正确；D．质子和中子结合成一个粒子的方程为根据爱因斯坦质能方程，可得该核反应中释放的能量为D正确。故选BCD。2