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1、核核反反响响和和核核能能的的利利用用核核反反响响和和核核能能的的利利用用一、核反响一、核反响人工人工转变二、核能二、核能对质能方程的了解能方程的了解三、三、释放核能的途径放核能的途径1、重核的裂、重核的裂变2、轻核的聚核的聚变049.西安市重点中学西安市重点中学2021届届4月份理月份理综试题1gk010.2021年高考理年高考理综四川卷四川卷15061.北京西城区北京西城区2021年年5月抽月抽样14039.08年深圳市第一次年深圳市第一次调研考研考试5gk002.2021年高考理年高考理综全国卷全国卷20gk004.2021年高考物理上海卷年高考物理上海卷6064.08年福建省十大名校高考
2、模年福建省十大名校高考模拟试题1047.08年福建省年福建省毕业班班质量量检查14059.江江苏南通市南通市2021届第三次届第三次调研研测试12.(2)066.珠海市珠海市2021年高考模年高考模拟考考试3046.南京市南京市2021届第一次模届第一次模拟考考试14.(3)050.江江苏省省盐城市城市07-08学年度第二次学年度第二次调研考研考试12-3(2)gk003.2021年高考理年高考理综北京卷北京卷14一、核反响一、核反响一切核反响的反响前后都遵守：一切核反响的反响前后都遵守：质量数守恒、量数守恒、电荷数守恒。留意：荷数守恒。留意：质量并不守恒。量并不守恒。核反响核反响类型有衰型有
3、衰变、人工、人工转变、重核的裂、重核的裂变和和轻核核的聚的聚变1、衰、衰变：衰衰变：核内核内衰衰变：核内核内+衰衰变：核内核内衰衰变：原子核：原子核处于于较高能高能级,辐射光子后射光子后跃迁到低能迁到低能级.2、人工转变：、人工转变：发现质子的核反响子的核反响发现中子的核反响中子的核反响人工制造放射性同位素人工制造放射性同位素3、重核的裂、重核的裂变：在一定条件下超越在一定条件下超越临界体界体积，裂，裂变反响会延反响会延续不断地不断地进展下去，展下去，这就是就是链式反响。式反响。4、轻核的聚核的聚变：需求几百万度高温，所以又叫需求几百万度高温，所以又叫热核反响核反响二、核能二、核能由于核子由于
4、核子间存在着存在着强大的核力，原子核是一个巩固大的核力，原子核是一个巩固的集合体。要把原子核拆散成核子，需求抑制核力的集合体。要把原子核拆散成核子，需求抑制核力做宏大的功，或者需求宏大的能量。做宏大的功，或者需求宏大的能量。这阐明要把原明要把原子核分开成核子要吸收能量，核子子核分开成核子要吸收能量，核子结合成原子核要合成原子核要放出能量，放出能量，这个能量叫做原子核的个能量叫做原子核的结合能合能.原子核越大，它的原子核越大，它的结合能越高，因此有意合能越高，因此有意义的是它的是它的的结合能与核子数之比，称做比合能与核子数之比，称做比结合能，也叫平均合能，也叫平均结合能。比合能。比结合能越大，表
5、示原子核中核子合能越大，表示原子核中核子结合得合得越越结实，原子核越，原子核越稳定。定。核反响中放出的能叫核能。核反响中放出的能叫核能。1结合能合能中等大小的核的比中等大小的核的比结合能最大平均每个核子的合能最大平均每个核子的质量量亏损最大，最大，这些核最些核最稳定。另一方面假定。另一方面假设使使较重的重的核分裂成中等大小的核，或者把核分裂成中等大小的核，或者把较小的核合并成中等小的核合并成中等大小的核，核子的比大小的核，核子的比结合能都会添加，合能都会添加，这样可以可以释放放能量供人运用。能量供人运用。2质量亏损质量亏损核子核子结合生成原子核，所生成的原子核的合生成原子核，所生成的原子核的质
6、量比生成量比生成它的核子的它的核子的总质量要小些，量要小些，这种景象叫做种景象叫做质量量亏损。3、爱因斯坦因斯坦质能方程：能方程：Emc2物体所具有的能量跟它的物体所具有的能量跟它的质量成正比。由于量成正比。由于c2这个数个数值非常宏大，因此物体的能量是非常可非常宏大，因此物体的能量是非常可观的。的。4、核反响中由于、核反响中由于质量量亏损释放的能量：放的能量：E=mc2以上两式中的各个物理量都必需采用国以上两式中的各个物理量都必需采用国际单位。位。在非国在非国际单位里，可以用位里，可以用1u=931.5MeV。它表示。它表示1原子原子质量量单位的位的质量跟量跟931.5MeV的能量相的能量相
7、对应。对质能方程的了解对质能方程的了解3一定的一定的质量量m总是跟一定的能量是跟一定的能量mc2对应。核子在。核子在结合成原子核合成原子核时的的总质量减少了量减少了,相相应的的总能量也能量也要减少要减少,根据能量守恒定律，减少的根据能量守恒定律，减少的这部分能量不部分能量不会凭空消逝，它要在核子会凭空消逝，它要在核子结合合过程中程中释放出去。放出去。反反过来来,把原子核分裂成核子把原子核分裂成核子,总质量要添加，量要添加，总能能量也要添加量也要添加,添加的添加的这部分能量也不会凭空部分能量也不会凭空产生生,要要由外部来供由外部来供应。能量。能量总是守恒的是守恒的,在原子核反响伴在原子核反响伴随
8、有宏大的放能和吸能景象。随有宏大的放能和吸能景象。物体的物体的质量减少了，它的能量也减少；物体的量减少了，它的能量也减少；物体的质量添量添加了，它的能量也添加；不能加了，它的能量也添加；不能错误地以地以为质量和能量量和能量发生了相互生了相互转化。化。三、释放核能的途径三、释放核能的途径凡是凡是释放核能的核反响都有放核能的核反响都有质量量亏损。核子核子组成不同的原子核成不同的原子核时，平均每个核子的，平均每个核子的质量量亏损是不同的，所以各种原子核中核子的平均是不同的，所以各种原子核中核子的平均质量不同。量不同。核子平均核子平均质量小的，每个核子平均放的能多。量小的，每个核子平均放的能多。铁原子
9、核中核子的平均原子核中核子的平均质量最小量最小,所以所以铁原子核最原子核最稳定定.凡是由平均凡是由平均质量大的核，量大的核，生成平均生成平均质量小的核的量小的核的核反响都是核反响都是释放核能的。放核能的。DABCEFFeZ0核子平均质量核子平均质量2链式反响：式反响：由重核裂由重核裂变产生的中子使裂生的中子使裂变反响一代接一代反响一代接一代继续下下去的去的过程，叫做核裂程，叫做核裂变的的链式反响。裂式反响。裂变物物质可以可以发生生链式反响的最小体式反响的最小体积叫做它的叫做它的临界体界体积。铀核裂核裂变的的产物不同，物不同，释放的能量也不同。放的能量也不同。如如铀核裂核裂变的一个方程：的一个方
10、程：1重核分裂成重核分裂成质量量较小的核，小的核，释放出核能的反响，放出核能的反响，称称为裂裂变。1、重核的裂变：、重核的裂变：经过核子平均质量与原子序数的关系，推理得出由质经过核子平均质量与原子序数的关系，推理得出由质量数较大的原子核分裂成质量数较小的原子核可以释量数较大的原子核分裂成质量数较小的原子核可以释放能量，放能量，3核反响堆核反响堆目前的一切正式运目前的一切正式运转的核的核电站都是运用裂站都是运用裂变发电的。的。核反响堆的主要核反响堆的主要组成是：成是：反响堆表示反响堆表示图核燃料。用核燃料。用浓缩铀(能吸收慢中子的能吸收慢中子的铀235占占3%4%)减速减速剂。用石墨或重水使裂。
11、用石墨或重水使裂变中中产生的中子减速生的中子减速,以便被以便被铀235吸收。吸收。控制棒。用控制棒。用镉做成做成镉吸收中子的才干很吸收中子的才干很强。冷却冷却剂。用水或液。用水或液态钠把反响堆内的把反响堆内的热量量传输出出去用于去用于发电，同，同时使反响堆冷却，保使反响堆冷却，保证平安。平安。水泥防水泥防护层。用来屏蔽裂。用来屏蔽裂变产物放出的各种射物放出的各种射线。聚聚变需求几百万度高温，所以又叫需求几百万度高温，所以又叫热核反响。核反响。2、轻核的聚变：、轻核的聚变：(1)两个两个轻核核结合成合成质量量较大的核大的核,这样的反响叫做聚的反响叫做聚变(2)聚聚变与裂与裂变相比有很多相比有很多
12、优点点轻核聚核聚变产能效率高。能效率高。地球上聚地球上聚变燃料的燃料的储量丰富。量丰富。是是轻核聚核聚变反响更反响更为平安、清平安、清洁。由于由于较轻的原子核比的原子核比较重的原子核核子的平均重的原子核核子的平均质量更量更大，聚大，聚变成成质量量较大的原子核能大的原子核能产生更多的生更多的质量量亏损，所以平均每个核子所以平均每个核子释放的能量就更大放的能量就更大049.西安市重点中学西安市重点中学2021届届4月份理综试题月份理综试题1A、X光是居里夫人最先发现的。光是居里夫人最先发现的。B、天然放射性是贝克勒尔最先发现的。、天然放射性是贝克勒尔最先发现的。C、法拉第发现了磁生电的方法和规律。
13、、法拉第发现了磁生电的方法和规律。D、为为了了维维护护世世界界和和平平，1964年年10月月16日日,我我国国第第一一颗颗原原子子弹弹爆爆炸炸胜胜利利核核能能的的利利用用得得益益于于质质能能方方程程，质质能能方方程程在在世世界界上上得得到到了了的的广广泛泛运运用用，正正影影响响着着今今天的世界天的世界,因此被称为改动世界的方程。因此被称为改动世界的方程。1、以下图中有四幅图片，涉及到有关物理学开展历、以下图中有四幅图片，涉及到有关物理学开展历史的四个艰苦发现，那么以下的有关说法中史的四个艰苦发现，那么以下的有关说法中,不正确不正确的选项是的选项是:()Agk010.2021年高考理综四川卷年高
14、考理综四川卷1515、以下、以下说法正确的法正确的选项是是A射射线在在电场和磁和磁场中都不会中都不会发生偏生偏转B射射线比比射射线更容易使气体更容易使气体电离离C太阳太阳辐射的能量主要来源于重核裂射的能量主要来源于重核裂变D核反响堆核反响堆产生的能量来自生的能量来自轻核聚核聚变A核反响堆核反响堆产生的能量是来自于重核的裂生的能量是来自于重核的裂变，D错解析：解析：射射线中的中的光子不光子不带电，故在，故在电场与磁与磁场中都不会中都不会发生偏生偏转，A正确；正确；粒子的特点是粒子的特点是电离才干很离才干很强，B错；太阳太阳辐射的能量主要来源于射的能量主要来源于轻核的聚核的聚变，C错；061.北京
15、西城区北京西城区2021年年5月抽样月抽样1414氢弹爆炸的核反响是氢弹爆炸的核反响是()A.B.C.D.A039.08年深圳市第一次调研考试年深圳市第一次调研考试55一个一个原子核在中子的轰击下裂变方程为原子核在中子的轰击下裂变方程为,那么以下说法正确的选项是那么以下说法正确的选项是()AX原子核中含有原子核中含有86个中子个中子BX原子核中含有原子核中含有141个核子个核子C铀铀核核裂裂变变的的产产物物是是多多种种多多样样的的，具具有有一一定定的的偶偶然性然性D为为了了使使裂裂变变的的链链式式反反响响容容易易进进展展，最最好好用用纯纯铀铀235ACDgk002.2021年高考理年高考理综全
16、国卷全国卷2020中子和中子和质子子结合成合成氘核核时，质量量亏损为m，相相应的能量的能量Emc22.2MeV是是氘核的核的结合能。合能。以下以下说法正确的法正确的选项是是A用能量小于用能量小于2.2MeV的光子照射静止的光子照射静止氘核核时，氘核不能分解核不能分解为一个一个质子和一个中子子和一个中子B用能量等于用能量等于2.2Mev的光子照射静止的光子照射静止氘核核时，氘核能核能够分解分解为一个一个质子和一个中子，它子和一个中子，它们的的动能之能之和和为零零C用能量大于用能量大于2.2MeV的光子照射静止的光子照射静止氘核核时，氘核能核能够分解分解为一个一个质子和一个中子，它子和一个中子，它
17、们的的动能之能之和和为零零D用能量大于用能量大于2.2MeV的光子照射静止的光子照射静止氘核核时，氘核能核能够分解分解为一个一个质子子和一个中子，它和一个中子，它们的的动能之能之和不和不为零零AD6在以下四个核反响方程中，在以下四个核反响方程中，x表示质子的是表示质子的是ABCDgk004.2021年高考物理上海卷年高考物理上海卷6C由核反响方程的由核反响方程的质量数和量数和电荷数守恒，可得各个荷数守恒，可得各个选项中的中的x分分别为正正电子、子、粒子、粒子、质子、中子。子、中子。解析：解析：064.08年福建省十大名校高考模拟试题年福建省十大名校高考模拟试题11.如今太阳向外辐射的能量是由太
18、阳内部氢核聚变产如今太阳向外辐射的能量是由太阳内部氢核聚变产生的，大约在生的，大约在40亿年以后太阳内部将会启动另一种核亿年以后太阳内部将会启动另一种核反响，其核反响方程为反响，其核反响方程为，到那时太阳向外辐射的能量是由上述两种核反响共同到那时太阳向外辐射的能量是由上述两种核反响共同产生的。知的产生的。知的质量为质量为m1，的质量为的质量为m2，那，那么以下判别正确的选项是么以下判别正确的选项是A3m1m2B3m1m2C3m1=m2Dm1=3m2A047.08年福建省毕业班质量检查年福建省毕业班质量检查14142021年北京奥运会年北京奥运会场馆设备采用很多太阳能技采用很多太阳能技术。太阳的
19、能量来源于太阳的能量来源于氢核的聚核的聚变，每次聚，每次聚变反响可以看反响可以看作是作是4个个氢核核()结合成合成1个氦核个氦核()，同，同时放出放出正正电子子()。知。知氢核的核的质量量为，氦核的，氦核的质量量为，正，正电子的子的质量量为，真空中光速，真空中光速为c.以下关于以下关于氢核聚核聚变的的说法正确的法正确的选项是是()A核反响方程核反响方程为B核反响方程核反响方程为C每次核反响所每次核反响所释放的能量放的能量为D每次核反响所每次核反响所释放的能量放的能量为AC059.江江苏南通市南通市2021届第三次届第三次调研研测试12.(2)12.(2)一一个个高高能能光光子子，经过重重核核附
20、附近近时与与原原子子核核场作作用用，能能产生生一一对正正负电子子，请完完成成相相应的的反反响响方程：方程：知知电子子质量量me=9.1010-31kg，光光在在真真空空中中的的传播播速速度度为速速为c=3.00108m/s，那那么么光光子子的的能能量量至至少少为J解：解： 核反响方程核反响方程为：1.6410-13以下说法中正确的选项是以下说法中正确的选项是A核反响方程为核反响方程为B核反响方程为核反响方程为C4个个氢氢核核结结合合成成1个个氦氦核核时时的的质质量量亏亏损损约约为为0.0266uD聚变反响过程中释放的能量约为聚变反响过程中释放的能量约为24.8MeV066.珠海市珠海市2021
21、年高考模拟考试年高考模拟考试33太阳能来源于轻核的聚变，太阳中存在的主要元太阳能来源于轻核的聚变，太阳中存在的主要元素是氢素是氢,氢核的聚变反响可以看作是氢核的聚变反响可以看作是4个氢核个氢核结合成结合成1个氦核个氦核下表中列出了部分粒子的下表中列出了部分粒子的质量取质量取1uc2=931.5MeV粒子名称粒子名称质子质子p粒子粒子电子电子e中子中子n质量质量/u1.00734.00150.000551.0087ACD046.南京市南京市2021届第一次模拟考试届第一次模拟考试14.(3)14.3此此题4分分2021年北京奥运会年北京奥运会场馆周周围8090的路灯将利用太阳能的路灯将利用太阳能
22、发电技技术来供来供电，奥，奥运会运会90的洗浴的洗浴热水将采用全玻真空太阳能集水将采用全玻真空太阳能集热技技术.科学研科学研讨发现太阳太阳发光是由于其内部不断光是由于其内部不断发生从生从氢核核到氦核的核聚到氦核的核聚变反响，即在太阳内部反响，即在太阳内部4个个氢核核转化成一个氦核化成一个氦核和两个正和两个正电子子并放出能并放出能量量.知知质子子质量量mP=1.0073u，粒子的粒子的质量量m=4.0015u，电子的子的质量量me=0.0005u1u的的质量相当于量相当于931.MeV的能量的能量写出写出该热核反响方程；核反响方程；一次一次这样的的热核反响核反响过程中程中释放出多少放出多少MeV
23、的能的能量量?结果保管四位有效数字果保管四位有效数字解：解： m=4mPm2me=41.0073u4.0015u20.0005u=0.0267uE=mc2=0.0267u931.5MeV/u24.86MeV050.江苏省盐城市江苏省盐城市07-08学年度第二次调研考试学年度第二次调研考试12-3(2)1232镭Ra是是历史史上上第第一一个个被被分分别出出来来的的放放射射性性元元素素，知知能能自自发地地放放出出粒粒子子而而变成成新新核核Rn，知知的的质量量为M1=3.75331025kg,新新核核Rn的的 质 量量 为 M2=3.686710 25kg， 粒粒 子子 的的 质 量量 为m=6.6
24、4661027kg，现有有一一个个静静止止的的核核发生生衰衰变，衰衰变后后粒粒子子的的速速度度为3.68105m/s。那那么么：计算算结果保管两位有效数字果保管两位有效数字写出写出该核反响的方程式。核反响的方程式。此反响此反响过程中放出的能量是多少？程中放出的能量是多少？反响后新核反响后新核Rn的速度是多大？的速度是多大？解：解：14.一一个个质质子子和和一一个个中中子子聚聚变变结结合合成成一一个个氘氘核核，同同时时辐辐射射一一个个光光子子。知知质质子子、中中子子、氘氘核核的的质质量量分分别别为为m1、m2、m3,普普朗朗克克常常量量为为h,真真空空中中的的光光速速为为c。以下说法正确的选项是
25、。以下说法正确的选项是A.核反响方程是核反响方程是B.聚变反响中的质量亏损聚变反响中的质量亏损C.辐射出的辐射出的光子的能量光子的能量D.光子的波长光子的波长gk003.2021年高考理综北京卷年高考理综北京卷14B解解见下下页从核反响方程从核反响方程应遵守遵守电荷数守恒和荷数守恒和质量数守量数守恒判恒判别A选项错误。由题意：核反响辐射由题意：核反响辐射光子，阐明有能量放出光子，阐明有能量放出,再由再由质能方程断定，所放能量源自质量亏损，故质能方程断定，所放能量源自质量亏损，故B正确。正确。得核反响得核反响释放核能放核能故故C选项不正确。不正确。得：得：故故D错误。由由质能方程能方程解析：解析：由由反响反响堆表堆表示图示图
