5.4 核裂变与核聚变——高二物理人教版（2019）选择性必修三同步课时作业
1.近年来，我国核电技术快速发展，“中国核能”已成为国家建设的重要力量。目前，核电主要是通过铀核裂变产生，在慢中子的轰击下发生核反应：。关于核反应方程式中的元素，下列说法中正确的是( )
A. B. C. D.
2.我国科研人员及合作者首次合成了新原子核。原子核存在一种衰变链，其中第1次由衰变成原子核，第2次由衰变成原子核。下列说法正确的是( )
A.两次均为α衰变 B.两次均为β衰变
C.第1次为α衰变，第2次为β衰变 D.第1次为β衰变，第2次为α衰变
3.地球上只有百万分之一的碳是以碳14形式存在于大气中。能自发进行β衰变，关于发生β衰变下列说法正确的是( )
A.衰变放出的β粒子来自于的核外电子
B.衰变产生的新核是
C.衰变产生的新核的比结合能比大
D.衰变放出的β粒子带负电，具有很强的电离能力
4.科学家采用放射性材料制造核电池为火星车供电。中的Pu元素是，其发生的核反应为，X是( )
A.电子 B.质子 C.中子 D.α粒子
5.原子物理学有广泛的应用，在医学领域硼中子俘获疗法是目前治疗癌症最先进的手段之一，其核反应方程为。已知与X、Y有关的另一核反应方程为。下列说法正确的是( )
A.Y的核子数为2
B.X的中子数为4
C.是核裂变
D.碳14发生β衰变的核反应方程为
6.在核物理中，衰变是原子核的自发变化；用人工的方法使原子核发生变化属于人工核转变；把重核分裂成质量较小的核，释放出核能的反应，称为核裂变；把轻核结合成质量较大的核，释放出核能的反应，称为核聚变。下列核反应方程中，属于核聚变的是( )
A. B.
C. D.
7.嫦娥六号实现了人类首次在月球背面采集月壤，月壤中含有丰富的氦-3（），它是一种清洁、安全和高效的核聚变发电燃料。氦-3参与的核反应能够释放出巨大的能量，同时又不产生具有放射性的中子，下列关于氦-3参与的核反应中正确的是( )
A. B.
C. D.
8.太阳是人类能源的宝库。下列说法正确的是( )
A.能量的转化和转移是有方向性、不可逆的
B.太阳能是太阳内部氢原子核发生裂变释放的能量
C.太阳能是未来的理想能源之一，是不可再生能源
D.中国空间站上用到的太阳能电池板是将太阳能直接转化为化学能
9.我国自主研发的“玲珑一号”是全球首个陆上商用小型核反应堆，其中有一种核反应方程是，则Y应为( )
A.质子 B.中子 C.电子 D.α粒子
10.被国际原子能机构（IAEA）称为“新兴PET核素”，可以用于PET成像和放射性治疗，有望用于基于放射性核素的诊疗一体化研究。在核反应方程中，X为( )
A.α粒子 B.电子 C.质子 D.中子
11.核污染水中含有的多种放射性元素可能对人类和自然界造成损害。其中铯半衰期约为30年，它经β衰变转变为钡核。下列说法正确的是( )
A.β衰变产生的电子来自铯原子的核外电子
B.钡核的比结合能比铯核小
C.钡原子核内有81个中子
D.容器中有的铯，经过60年后，容器中物质的质量变成
12.热核材料有氘、氚和氦，氘可以从普通液态氢的精馏过程进行分离获得，后两种材料制备的核反应方程分别为：，，则X和Y分别代表( )
A.中子，电子 B.电子，中子 C.质子，中子 D.质子，电子
13.核潜艇是以核反应堆为动力来源，若反应堆的一个核反应方程式为，则( )
A.，Y为元素 B.，Y为
C.有56个质子，144个中子 D.核比核的比结合能小
14.月球的表面长期受到宇宙射线的照射，使得“月壤”中的含量十分丰富。科学家认为，是发生核聚变的极好原料，将来也许是人类重要的能源，所以探测月球意义十分重大。关于，下列说法正确的是( )
A.原子核内的核子靠万有引力紧密结合在一起
B.聚变反应后变成，原子核内核子间的比结合能没有发生变化
C.发生核聚变，放出能量，不一定会发生质量亏损
D.聚变反应的方程式可能为：
15.我国造出世界首个人造迷你心脏，使用有人体细胞的人造心脏试药，可以有效测试药物毒性，从而改善药效，提高新药研发效率和减少研发成本。人造心脏的放射性同位素动力源用的燃料是钚238，钚238衰变快慢有一定的规律。如图所示，横坐标表示时间，纵坐标表示任意时刻钚238的质量m与时的质量的比值。则经过43.2年剩余钚238的质量与初始值的比值约为( )
A.0.250 B.0.875 C.0.500 D.0.707
答案以及解析
1.答案：C
解析：根据核反应过程中质量数守恒和电荷数守恒可知，，故C正确，ABD错误。故选C。
2.答案：A
解析：电荷数守恒和质量数守恒可知，第一次衰变
第二次衰变
可知两次均为α衰变，故选A。
3.答案：C
解析：A.中子释放β粒子转化为质子，A错误；
B.衰变后原子核质量数不变，核电荷数变为7，即，B错误；
C.衰变释放能量，形成的新核结合能增大，由于质量数相同，则比结合能比大，C正确；
D.β粒子具有较弱的电离能力，D错误。
故选C。
4.答案：D
解析：根据反应过程满足质量数和电荷数守恒可知，X的质量数位4，电荷数为2，则X是α粒子。
故选D。
5.答案：B
解析：设X的质量数为a，核电荷数为x，Y的质量数为b，核电荷数为y，则由质量数守恒和电荷数守恒可得，，解得。则可知X为，中子数为4，Y为，核子数为4，A错误，B正确。是人工核转变，C错误。碳14发生β衰变的核反应方程为，D错误。
6.答案：B
解析：A.根据核裂变定义可知，此为核裂变，故A不符合题意；B.根据核聚变的定义可知，此为核聚变，故B符合题意；C.，此为人工转变原子核的过程，用快速粒子穿透核内部，将核转变为另一个核的过程，故C不符合题意；D.根据变化过程可知，，此为原子核发生β衰变的过程，故D不符合题意。故选B。
7.答案：B
解析：A.核反应前后不满足质量数、电荷数守恒，故A错误；B.核反应前后质量数、电荷数均守恒，故B正确；C.不符合核反应的书写方式，故C错误；D.核反应后产生的中子不带电，即电荷数为零，故D错误。故选B。
8.答案：A
解析：A、能量的转化和转移是有方向性、不可逆的，故A正确;B、太阳能是太阳内部氢原子核发生聚变释放的能量，故B错误;C、太阳能是未来的理想能源之一，可以源源不断得到，是可再生能源，故C错误;D、中国空间站上用到的太阳能电池板是将太阳能直接转化为电能，故D错误。故选:A。
9.答案：B
解析：由电荷数守恒与质量数守恒可得，所以Y应为中子，B正确。
10.答案：B
解析：根据质量数、电荷数守恒，则核反应方程为
可知X为电子。
故选B。
11.答案：C
解析：A.β衰变产生的电子是由原子核内的中子转化而来的，故A错误；
B.由于β衰变释放能量，所以钡核的比结合能比铯核大，故B错误；
C.铯的衰变方程为
钡原子核内有
个
中子，故C正确；
D.经过60年，两个半衰期，铯变成250g，但是钡也在容器中，所以质量大于250g，故D错误。
故选C。
12.答案：A
解析：根据核反应中电荷量守恒和质量数守恒可知
则X为中子，Y为电子，A正确。
故选A。
13.答案：B
解析：AB.根据电荷数守恒和质量数守恒得
Y为，故A错误，B正确；
C.有56个质子，中子数为
故C错误；
D.中等质量核的平均结合能比重核大，核比核的比结合能大，故D错误。
故选B。
14.答案：D
解析：A.原子核内的核子靠核力结合在一起，核力只存在于相邻的核子之间，A错误；
B.比结合能是核的结合能与核子数之比，所以聚变后的比结合能一定发生变化，B错误；
C.发生聚变，放出能量，根据质能方程
一定会发生质量亏损，C错误；
D.聚变反应的方程式可能为
D正确。
故选D。
15.答案：D
解析：原子核发生衰变时，剩余质量，经过43.2年剩余钚238的质量与初始值的比值为，故选D。
