（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。 【答案】 （1） 23290U→22890 Th+24He （2） 5.50 MeV
2322284【解析】（1）由质量数与核电荷数守恒可知，核衰变反应方程为90U?90Th+2He
（2）该核衰变反应中质量亏损为： ?m?232.0372u?228.0287u?4.0026u?0.0059u， 根据爱因斯坦质能方程得，释放出的核能E??mc2?0.0059?931?5.50MeV；
91．用中子轰击Li发生核反应，生成氚核和α粒子，并放出4.8 MeV的能量(1 u相当于931.5 MeV的能量)。 (1)写出核反应方程； (2)求出质量亏损；
(3)若中子和Li是以等值反向的动量相碰,则生成的氚核和α粒子的动能之比是多少?
?306134【答案】 （1）3Li?0n?1H?2He （2）8.53?10kg （3）3:4 6134【解析】（1）核反应方程： 3Li?0n?1H?2He
（2）根据质能方程 ?E??mc2 可得： ?m??E4.8???0.0052? （或8.35×10-31kg） 2c931.5（3）设m1、m2、V1、V2分别为氦核和氚核的质量和速度 根据动量守恒： mV11?m2V2?0
E?m1v1??m2v2?m3:?2? 所以α粒子和氚核的动能之比为： 1?E22m12m2m14441212
92．三个?粒子2He结合成一个碳6C，已知6C质量为12.0000u， ?粒子2He质量为4.0026u，
221uc2?931Mev。
(1)写出上述核反应方程；
(2)这个核反应放出的能量是多少MeV?（答案保留三位有效数字）
412【答案】 （1）32He?6C+ ?E （2）7.26MeV 412【解析】（1）32He?6C+ ?E （无?E也给分）
(2) ?m?3?4.0026u?12.0000u?0.0078u，
?E??mc2 ?7.26MeV
93．太阳能资源，不仅包括直接投射到地球表面上的太阳辐射能，而且也包括像所有矿物燃料能、水能、风能等间接的太阳能资源，严格地说，除了地热能、潮汐能和原子核能以外，地球上所有其他能源全部来自太阳能，太阳内部持续不断地发生着四个质子聚变为一个氦核的热核反应，这种核反应释放出的能量就是太阳能的能源。 (1)写出核反应方程。
(2)若mH=1.007 3 u,mHe=4.002 6 u,me=0.000 55 u,则该反应中的质量亏损是多少u？
如果1 u相当于931.5 MeV的能量，则该反应中释放的能量是多少MeV？ 【答案】 （1）
【解析】（1）核反应方程为：（2）核反应的质量亏损为：
．
该核反应释放的能量为：94．一个静止的氡核
，放出一个α粒子后衰变为钋核
．
，同时放出一定的能量。已知M氡＝222.086 63 u、
（2）23.75MeV
mα＝4.002 6 u、M钋＝218.076 6 u，1 u相当于931.5 MeV的能量。
（1）写出上述核反应方程；
（2）求出发生上述核反应放出的能量。 【答案】 （1）【解析】(1)
（2）6.92 MeV
(2)质量亏损Δm＝222.086 63 u－4.002 6 u－218.076 6 u＝0.007 43 u 根据质能方程，核反应放出的能量ΔE＝Δmc2＝6.92 MeV 95．钚的放射性同位素
23994235235Pu静止时衰变为铀核激发态235而铀核激发态92U立即衰变为铀核92U，92U和a粒子，
23994并放出能量为Eγ的γ光子．已知①写出衰变方程
Pu、23592U和a粒子的质量分别为mPu、mU和ma
②已知衰变放出的γ光子的动量可忽略，求a粒子的动能Ea 【答案】 ①
23994Pu?23592U?42He??②E??mU??mPU?mU?m??c2?E???? mU?m?23994【解析】①根据质量数和电荷数守恒可得衰变方程为
Pu?23592U?42He??
②上述衰变过程的质量亏损为?m?mPu?mU?m? …① 放出的能量为?E??mc2…② 此能量是
23994Pu的动能EU， ?粒子的动能E?和?光子的能量E?之和，故?E?EU?E??E?③
2联立解得EU?E???mPu?mU?m??c?E?④
设衰变后的铀核和?粒子的速度分别为vU、v?，则由动量守恒有： mUvU?m?v? 由动能的定义可知EU?由⑤⑥解得：
1122， E??m?v?⑥ mUvU22EUm??⑦ E?mU
由④⑦联立解得E??视频
mU??mPU?mU?m??c2?E???? mU?m?96．用一个中子轰击92235U，可发生裂变反应生成的质量为140.9139u，
Ba和Kr，已知U的质量为235.043 9u，Ba
Kr的质量为91.8973u，中子质量为1.008 7u，
（1）请写出裂变中的核反应方程， （2）求一个（3）lg
U在裂变反应中释放的核能
U全部反应释放的能量为多少？
23592921U?01n?14156Ba?36Kr?30n
【答案】 （1）核反应方程为：
（2）1个235U原子核在裂变中释放出的能量是2×102 MeV； （3）1g铀235完全裂变时释放的能量5.18×1023MeV．
（3）1g铀235的摩尔数为： n?1?4.3?10﹣3； 235﹣3?6.02?1023?2.59?1021个； 1Kg铀235个数为： N?4.3?10因此1Kg铀235完全裂变时释放的能量： E?2.59?1021?2?102MeV?5.18?1023MeV； 答：（1）核反应方程为：
23592921U?01n?14156Ba?36Kr?30n
（2）1个235U原子核在裂变中释放出的能量是2×102 MeV； （3）1g铀235完全裂变时释放的能量5.18×1023MeV．
97．一个静止的铀核23290U（原子质量为232.037 2u）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228.028 7u）．（已知原子质量单位1u=1.67×10(1)写出铀核的衰变反应方程； (2)算出该衰变反应中释放出的核能；
(3)若释放的核能全部转化为新核的动能，则α粒子的动能为多少？
﹣
27kg，1u相当于931.5MeV的能量）
【答案】 ①23290U→22890 Th+24He ②5.50 MeV ③5.4 MeV 【解析】①根据电荷数守恒、质量数守恒
232U→228 Th+4He 90902
②质量亏损△m=mU﹣mα﹣mTh=0.0059 u △E=△mc2=0.0059×931.5 MeV=5.50 MeV
③系统动量守恒，钍核和α粒子的动量大小相等，即根据动量守恒定律得，pTh=pα
p2根据动能与动量的关系： Ek?
2mEKTh+EKα=△E
所以钍核获得的动能EkTh?m?4?E??E?0.09MeV
m??mTh4?228解得：Eα=5.50 MeV﹣0.09 MeV=5.4 MeV．
98．H的质量是3.016 050 u，质子的质量是1.007 277 u，中子的质量是1.008 665 u．则： 一个质子和两个中子结合为氚核时，是吸收还是放出能量？该能量为多少？ 【答案】 放出能量 ΔE＝7.97MeV
【解析】 (1)根据电荷数守恒、质量数守恒，一个质子和两个中子结合为氚核时得：
1131H+2 0n→ 1H
2个中子和1个质子结合成 1H时：△m=2mn+mP?mH=1.007277u+2×1.008665u?3.016050u=0.008557u， 发生了质量亏损，所以将放出能量；
根据爱因斯坦质能方程,放出的能量为：△E=△mc2=0.008557×931.5=7.97MeV，
23423823899．一静止的92U核衰变为90Th核时，放出一个?粒子，已知92U的质量为m1，
234903Th的质量为m2， ?粒
子质量为m3，光在真空中的速度为c。若释放的核能全部转化为系统的动能，请写出衰变方程并求出?粒子的动能。 【答案】
23892U?234904Th?2He Ek?m2?m1?m2?m3?c2
m2?m32382344【解析】根据质量数守恒和电子数守恒，可得核反应方程为92U?90Th+2He
根据动量守恒定律0?m2vT－m3v? 由能量守恒?m1?m2?m3?c2?解得， ?粒子的动能Ek?11m2vT2?m3v?2 22m2?m1?m2?m3?c2
m2?m3为燃料的反应堆中，当
俘获一个慢中子后发生的
100．裂变反应是目前核能利用中常用的反应，以原子核
裂变可以有多种方式。其中一种可表示为：
反应前后原子核的静止质量分别为mu = 235.0439u, mn = 1.0087u, mx = 138.9178u, ms = 93.9154u（以原子质量单位u为单位），已知1u的质量对应的能量为（1）此裂变反应前后的质量亏损是多少？ （2）释放出的能量是多少？ 【答案】
MeV，求 ：
【解析】（1）裂变反应前后的质量亏损是：△m=（235.0439+1.0087-138.9178-93.9154-3×1.0087）=0.1937 u； （2）根据爱因斯坦质能方程得：E=△mc2=0.1937×9.3×102MeV=1.8×102MeV 101．卢瑟福用α粒子轰击氮核发现质子，发现质子的核反应为：
14741N?2He?178O?1H，已知氮核质量为
mN=14.00753u，氧核的质量为mO=17.00454u，氦核质量mHe=4.00387u，质子（氢核）质量为mp=1.00815u。
（已知：1uc2=931MeV，结果保留2位有效数字）.
(1)求这一核反应是吸收能量还是放出能量的反应？相应的能量变化为多少？
(2)若入射氦核以v0=3×107m/s的速度沿两核中心连线方向轰击静止氮核，反应生成的氧核和质子同方向运动，且速度大小之比为1:50，求氧核的速度大小。 【答案】 (1)吸收能量1.2MeV (2)v=1.8×106m/s
专题19.6核裂变-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）
