能方程都放出能量，所以C错误；D正确。
56．据新华社报道，由我国自行设计和研制的世界第一套全超导核聚变装置（又称“人造太阳”）已完成了首次工程调试．下列关于“人造太阳”的说法正确的是（ ） A. “人造太阳”的核反应方程式是B. “人造太阳”的核反应方程式是C. “人造太阳”的核能的计算公式是D. “人造太阳”释放能量的计算公式是【答案】 AD
点睛：该题考查裂变反应和聚变反应以及质能方程，解决本题的关键知道裂变反应和聚变反应的区别，知道两种反应都有质量亏损，都释放核能.
57．据新华社报道，由我国自行设计、研制的世界第一套全超导核聚变实验装置（又称“人造太阳”）已完成了首次工程调试。下列关于“人造太阳”的说法正确的是（ ） A．“人造太阳”的核反应方程是1H＋1H―→2He＋0n B．“人造太阳”的核反应方程是
235921921U＋0n→14156Ba＋36Kr＋30n 2341C．“人造太阳”释放的能量大小的计算公式是ΔE＝Δmc2 D．“人造太阳”核能大小的计算公式是E＝【答案】 AC
【解析】“人造太阳”是全超导核聚变实验装置，核反应是轻核聚变而不是重核裂变，故选项A正确，选项B错误。核能大小的计算根据爱因斯坦的质能方程，故选项C正确，选项D错误。
1212458．在某些恒星内，3个α粒子结合成一个6C，6C原子的质量是12．000 0u，2He原子的质量是4．002 6u，
12mc 2已知1u＝1．66×10
－
27kg，则（ ）
A．反应过程中的质量亏损是Δm＝0．007 8u B．反应过程中的质量亏损是Δm＝1．29×10C．反应过程中放出的能量是7．266MeV D．反应过程中放出的能量是1．16×10【答案】 ABC
412
【解析】其反应方程是32He→6C。
－
－
29kg
19J
其质量亏损为Δm＝（3×4．0026－12．0000）u＝0．0078u，A项对；Δm＝0．0078×1．66×10
－
－
27kg＝1．29×10
－
19J＝1．16×10
29kg，B项对；ΔE＝0．0078×931．5MeV＝7．266MeV，C项对；ΔE＝7．266×106×1．6×10
－
12J，D项错。
三、非选择题
59．一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核,同时辐射一个γ光子。已知质子、中子、氘核的质量分别为m1、m2、m3，普朗克常量为h，真空中的光速为c. 写出核反应方程
该聚变反应过程中的质量亏损为___ 光子的波长λ=______.
112【答案】 1H?0n?1H (m1+m2)?m3
h
?m1?m2?m3?c
点睛：该题考察到了原子物理方面的几个知识，要注意到在核反应方程中，质量数是电荷数是守恒的；无论是重核的裂变还是轻核的聚变，都有质量的亏损，是反应前的质量与反应后的质量之差；损失的质量转化为能量，会应用爱因斯坦的质能方程计算释放的能量的大小；知道光子的能量与频率之间的关系，并要了解γ光子是电磁波，在真空中的传播速度等于光速． 60．现有三个核反应方程：
2424（Na）n12（Mg）?①110?1e
②
235921U?0nn14156921Ba?36Kr?30n
2341③1H?1Hn2He?0n
下列说法正确的是_______. . A. ①是裂变，②是β衰变，③是聚变 B. ①是聚变，②是裂变，③是β衰变 C. ①是β衰变，②是裂变，③是聚变 D. ①是β衰变，②是聚变，③是裂变 【答案】 C
【解析】①中有电子放出，是β衰变，②是重核的裂变，③是轻核的聚变，故选C.
61．随着现代科学的发展,大量的科学发现促进了人们对原子、原子核的认识,下列有关原子、原子核的叙述正确
的是(选填选项前的编号)________________________。
①卢瑟福α粒子散射实验说明原子核内部具有复杂的结构 ②天然放射现象表明原子核内部有电子
2341③轻核聚变反应方程有1H+1H?2He+0n
④氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级和从 n=2能级跃迁到n=1能级,前者跃迁辐射出的光子波长比后者的长 【答案】 ③
点睛：解决本题的关键理解物理学史，以及掌握核反应的方程的规则，注意理解天然放射与α粒子散射实验的现象的意义．
视频
62．恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应,当温度达到108 K时,可以发生“氦燃烧”。
84(1)完成“氦燃烧”的核反应方程: 2He+_____________→4Be+γ。
888(2) 4Be是一种不稳定的粒子,其半衰期为2.6×10-16s。一定质量的4Be,经7.8×10-16 s后所剩4Be占开始时的
_____________________。
4【答案】 2He (或α)
1或(12.5%) 8【解析】【试题分析】根据电荷数守恒、质量数守恒完成核反应方程．经过1个半衰期，有半数发生衰变，根据半衰期的次数求出剩余量占开始时的几分之几．
(1)根据电荷数守恒、质量数守恒，知未知粒子的电荷数为2,质量数为4,为2He ． (2)经7.8×10-16s，知经历了3
8个半衰期，所剩44?1?1Be占开始时的???．
?2?83【点睛】解决本题的关键掌握半衰期的定义，以及知道在核反应中电荷数守恒、质量数守恒．
视频
63．在下列描述的核过程的方程中，属于α衰变的是_____，属于β衰变的是____ ，属于裂变的是_____，属于聚变的是_____。(填正确答案标号) A.B.C.
D.E.F.
【答案】 C AB E F
【解析】在下列描述的核过程的方程中，属于α衰变的是C，属于β衰变的是AB，属于裂变的是E，属于聚变的是F.
64．一个氘核（1H）与一个氘核（1H）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=___________。
2323142【答案】 1H?1H?0n?2He 放出 （m1?m2－m3－m4)C
【名师点睛】
根据质能方程可知核反应的过程中出现质量亏损，则一定释放能量，根据方程求出放出的能量。 65．氘核和氚核可发生热核聚变而释放巨大的能量，该反应方程为：
212434H＋31H→2He＋X，式中X是某种粒子。已知：1H、1H、2He和粒子X的质量分别为m1＝2．0141u、m2
＝3．0161u、m3＝4．0026u和m4＝1．0087u；1u相当于931．5MeV的能量。由上述反应方程和数据可知，粒子X是________；该反应的质量亏损为________（用m1、m2、m3、m4表示）；该反应释放出的能量为________MeV（结果保留3位有效数字）。
1【答案】 0n（或中子） m1＋m2－m3－m4 17．6
【解析】核反应方程1H＋1H→2He＋0n；质量亏损Δm＝m1＋m2－m3－m4；释放的核能ΔE＝Δmc2＝17．6MeV 66．产生聚变的条件是________，我们往往采用________的方法来满足上述条件，这种反应叫做________，太阳每秒钟辐射出来的能量约为3．8×1026J，就是从________反应中产生的，太阳内部时刻进行着4个质子结合成一个氦核的反应，试写出核反应方程____________。 【答案】 使轻核之间的距离减小到10
－
234115m
把它们的温度加热到很高 热核反应 热核 41H―→2He＋21e
－
140【解析】产生聚变的条件是使轻核之间的距离减小到10条件，41H―→2He＋21e。
115m，采用把它们的温度加热到很高的方法来满足上述
40367．已知氘核质量为2.0136u，中子质量为1.0087u， 2He核的质量为3.0150u.两个速率相等的氘核对心碰撞聚
变成2He并放出一个中子，释放的核能也全部转化为机械能.（质量亏损为1u时，释放的能量为931.5MeV.除了
3计算质量亏损外， 2He的质量可以认为是中子的3倍.）
3
（1）写出该核反应的反应方程式； （2）该核反应释放的核能是多少？
（3）若测得反应后生成中子的动能是3.12Mev，则反应前每个氘核的动能是多少Mev？ 【答案】 （1）
（2）3.26Mev（3）0.45Mev
点睛：对于核反应书写核反应方程要根据质量数和电荷数守恒的原则；原子核间的作用，要抓住微观粒子的碰撞相当于弹性碰撞，遵守两大守恒：动量守恒和能量守恒．
68．北京时间2016年12月10日，由中国研制的热核聚变堆核心部件在国际上率先通过认证，这是中国对国际热核聚变实验堆项目的重大贡献．国际热核聚变实验堆计划，目的是实现可以控制的核聚变反应，探索利用核聚变能量的方式，其产生能量的原理和太阳发光发热的机理相似﹣在同位素氘和氚聚变成一个氦核的过程中释放出能量．
（1）已知氘核、氚核、氦核、中子的质量分别为m1、m2、m3、m4，普朗克常量为h，真空中的光速为c，写出该核反应中释放出的核能全部以γ光子的形式释放，求辐射出的γ光子的波长．
（2）若m1=2.0141u、m2=3.0161u、m3=4.0026u和m4=1.0087u，1u相当于931.5MeV的能量，求该反应释放出的能量（以MeV为单位，结果保留三位有效数字）．
【答案】 （1）（2）17.6MeV
，
【解析】（1）由电荷数守恒、质量数守恒得，核反应方程为：由质能方程得释放的核能为：△E＝(m1+m2?m3?m4)c2，
若此核能全部以光子形式释放，由△E＝h知γ光子的波长为： ．
（2）质量亏损为：△m=m1+m2-m3-m4=2.0141u+3.0161u-4.0026u-1.0087u=0.0189u， 则释放的能量为：△E=0.0189×931.5MeV=17.6MeV．
点睛：本题考查了爱因斯坦质能方程的基本运用，知道反应前质量大于反应后的质量，结合质量亏损进行求解．
专题19.7核聚变-2017年高中物理全国名卷试题分章节汇编(选修3-5)（Word版含解析）
