5.4核裂變和核聚變 同步練習(xí)（Word版含答案）

1、5.4核裂變和核聚變同步練習(xí)20212022學(xué)年高中物理魯科版 （2019）選擇性必修第三冊(cè)一、選擇題（共15題）1.中國(guó)最新一代“人造太陽(yáng)”實(shí)驗(yàn)裝置，于2006年9月28日在合肥成功放電，這是世界首個(gè)投入運(yùn)行的全 超導(dǎo)非圓截面核聚變實(shí)驗(yàn)裝置.“人造太陽(yáng)”以探索無(wú)限而清潔的核聚變能源為目標(biāo)，由于它和太陽(yáng)產(chǎn)生能 量的原理相同，都是熱核聚變反應(yīng)，所以被外界稱為“人造太陽(yáng)你認(rèn)為“人造太陽(yáng)”中所涉及的核反應(yīng)方 程是（）2u + jnf 整r+與Xe+10；nN+；Hf ：O+：H:H + ；HT；He+：nD.慳Uf 32Th + ；He.日本政府于4月13日召開(kāi)會(huì)議，決定在未來(lái)兩年福島核廢水罐達(dá)到蓄

2、水峰值后，將稀釋過(guò)的廢水排入 大海，引發(fā)世界一片嘩然。福島核電站的核廢水中放射性物質(zhì)疑難以清除。關(guān)于瓶的一個(gè)核反應(yīng)方程 為;H+：H-：He+X,對(duì)此以下說(shuō)法正確的是（）A.反應(yīng)后總結(jié)合能變大B.核反應(yīng)產(chǎn)物中的X粒子為C.反應(yīng)前后核子的總質(zhì)量相等D.該核反應(yīng)也是世界各地正在運(yùn)行的核電站中的主要核反應(yīng).有四個(gè)核反應(yīng)方程如下：口空U+：n - 即r+1：Xe+3XID；H+x2 - ：He+；n 2U - 22Th+X3口？Mg+；He t A1+x4下列說(shuō)法正確的是（）A. 是核聚變B. X2為;HC.匚是核裂變D. X4為中子4.太陽(yáng)向外輻射的能量來(lái)自其內(nèi)部發(fā)生的各種熱核反應(yīng)，當(dāng)太陽(yáng)內(nèi)部達(dá)到一

3、定溫度時(shí)，會(huì)發(fā)生“核燃燒”， 其“核燃燒的核反應(yīng)方程為，；He + Xf：Be + y,方程中X表示某種粒子，：Be是不穩(wěn)定的粒子，其半衰期為，這個(gè)核反應(yīng)釋放出的能量為,光在真空中的傳播速度為c,下列說(shuō)法正確的是（A.若使，：Be的溫度降低，其半衰期會(huì)減小B.方程中的X為電子（上）AEC.該核反應(yīng)過(guò)程產(chǎn)生的質(zhì)量虧損為A? =華cD. “核燃燒”的核反應(yīng)是裂變反應(yīng).人類和平利用核能始于二十世紀(jì)五十年代，核能的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用是解決能源問(wèn)題的重要途徑之一、下列 關(guān)于核反應(yīng)的描述或判斷正確的是（）WTh+；He是核聚變HThf#Pa+能是a衰變；H+：Hf：He+；n 是用衰變f 曝 Ba+：Kr+3：n

4、 是核裂變.下列說(shuō)法正確的是（）A.盧瑟福通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了中子B. ；AI+；Hef；P+X中的X是質(zhì)子C. Zu 一$Th+： He是鈾核的裂變D. ；H+：HTHe+n是核聚變反應(yīng).下列說(shuō)法正確的是A.質(zhì)子不能夠發(fā)生衍射現(xiàn)象.鏈?zhǔn)椒磻?yīng)在任何條件下都能發(fā)生C.隨著溫度的升面，黑體輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)D.將放射性元素?fù)诫s到其它穩(wěn)定元素中，并降低其溫度，該元素的半衰期將增大.下列說(shuō)法正確的是A. 2；Bi的半衰期是5天，12個(gè)2sBi經(jīng)過(guò)10天后還有3個(gè)未衰變B.太陽(yáng)輻射的能量主要來(lái)自太陽(yáng)內(nèi)部的核裂變反應(yīng)C.紫外線照射到鋅板表面時(shí)能夠發(fā)生光電效應(yīng)，則增大紫外線的照射強(qiáng)度時(shí)，從鋅板表

5、面逸出的光電子 的最大初動(dòng)能也隨之增大D.按照玻爾理論，氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時(shí)，電子的動(dòng)能減小，原子 總能量增大.下列核反應(yīng)方程式中，表示重核裂變過(guò)程的是（）A. 5U+；n Ba Kr + 3；nB.記ThT：Pa+e:He+： BcT n+?C:H+：Hf； He+n.未來(lái)科學(xué)大獎(jiǎng)于9月12日在北京公布2021年獲獎(jiǎng)名單?！拔镔|(zhì)科學(xué)獎(jiǎng)”獲得者張杰，表彰他通過(guò)調(diào)控 激光與物質(zhì)相互作用產(chǎn)生精確可控的超短脈沖快電子束，并將其應(yīng)用于實(shí)現(xiàn)超高時(shí)空分辨高能電子衍射成 像和激光核聚變的快點(diǎn)火研究，這為核聚變的和平應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。某核聚變反應(yīng)核反應(yīng)方程式為；H+：Hf；He

6、+ x,反應(yīng)前笊核（：H）的質(zhì)量為叫，鎘;核（：H）的質(zhì)量為%，反應(yīng)后線核（：He）的質(zhì)量為，% , x的質(zhì)量為?4，已知真空中的光速為c。下列說(shuō)法中正確的是（）A.該聚變反應(yīng)屬于。衰變B. x粒子為質(zhì)子C.該反應(yīng)是目前核電站的工作原理 D.核反應(yīng)放出的能量為（叫+嗎-嗎-嗎）T.關(guān)乎原子核的變化、核能及核力，下列說(shuō)法正確的是A.核力是一種弱相互作用，只能發(fā)生在原子核內(nèi)相鄰核子之間B.某原子經(jīng)過(guò)一次。衰變和兩次夕衰變后，核內(nèi)質(zhì)子數(shù)不變C.放射性原子核X發(fā)生衰變，生成物的結(jié)合能一定小于X的結(jié)合能D./Kr+ 3是太陽(yáng)內(nèi)部發(fā)生的核反應(yīng)之一.太陽(yáng)輻射能量主要來(lái)自太陽(yáng)內(nèi)部的（）A.化學(xué)反應(yīng)B.放射性衰

7、變 C.裂變反應(yīng)D.熱核反應(yīng). 1938年德國(guó)物理學(xué)家哈恩發(fā)現(xiàn)用中子轟擊鈾核（空U）的產(chǎn)物中含有中等質(zhì)量的原子核鋼（黑Ba）和氟Kr）,下列說(shuō)法正確的是（）A.該核反應(yīng)為核聚變B.該核反應(yīng)方程為空U+7 - t：Ba+/r+2；nC.鈾核的比結(jié)合能比鋼核的比結(jié)合能小D.此核反應(yīng)但發(fā)生就能自動(dòng)延續(xù)下去，對(duì)鈾塊體積將不再有要求.下列說(shuō)法正確的是（）A.天然放射現(xiàn)象中。射線的本質(zhì)是電子流，是原子的外層電子電離而形成的B.太陽(yáng)輻射的能量主要來(lái)源于太陽(yáng)中的裂變反應(yīng)C.用頻率大于某金屬極限頻率的單色光照射該金屬，若增大入射光的頻率，則單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子 一定增多D.放射性元素的半衰期與該元素所處的物理

8、、化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān).笊核汾可通過(guò)一系列聚變反應(yīng)釋放能量，其總效果可用反應(yīng)式2；He + 2： + 2X+43.15MeV表示。海水中富含笊，己知1kg海水中含有的笊核約為1.0 x1022個(gè)，以下說(shuō)法正確的是（）A. X粒子是電子B.能夠發(fā)生聚變反應(yīng)的條件是反應(yīng)物的體積超過(guò)臨界體積C.若1kg海水中含有的笊核全部發(fā)生上述聚變反應(yīng)，釋放的能量為4.315xl023MeVD.上述反應(yīng)過(guò)程發(fā)生的質(zhì)量虧損為山券絲，其中c為真空中的光速 c二、填空題（共4題）.目前，我們學(xué)習(xí)過(guò)的核反應(yīng)有4種類型：衰變、核裂變、核聚變和人工核轉(zhuǎn)變。請(qǐng)?jiān)谙铝蟹匠毯蟮睦?號(hào)內(nèi)填寫(xiě)正確的類型。 TOC o 1-5 h z :NaT

9、；Mg+：e（）+（）；9F+；Hef；：Ne+：H（）Hen（）.我國(guó)自行設(shè)計(jì)并研制的“人造太陽(yáng)”一托卜馬克實(shí)驗(yàn)裝置，熱核反應(yīng)進(jìn)行的聚變反應(yīng)方程式為:其中反應(yīng)原料笊（/）富存于海水中，福：（汨）可以通過(guò)中子轟擊鋰核（；Li）產(chǎn)生一個(gè)僦核（：）和一個(gè)新核的人工轉(zhuǎn)變方程式為i + _+出；如果一個(gè)笊核和一個(gè)僦核發(fā)生 核聚變時(shí)，平均每個(gè)核子釋放的能量為5. 6xl0/3j.則該聚變過(guò)程中的質(zhì)量虧損為 kg；（己知光速為 3. Ox 108mzs）.國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施中國(guó)散裂中子源已經(jīng)通過(guò)國(guó)家驗(yàn)收，投入正式運(yùn)行。它是研究中子特性、探測(cè) 物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)的科研裝置。在某課題研究中核反應(yīng)方程為;H+

10、：Hf；He + X,則X是 o已知:H的質(zhì)量為2.0133, ：H的質(zhì)量為3.018（）屋，；He的質(zhì)量為4.（X）2&, X的質(zhì)量為1.00871，該反應(yīng)釋放能量為 MeV。（質(zhì)量虧損山釋放的能量約931.5MeV）.原子核聚變有望給人類未來(lái)提供豐富潔凈的能源.當(dāng)笊等離子體被加熱到適當(dāng)高溫時(shí)，笊核參與的幾種聚變反應(yīng)可能發(fā)生，并放出能量.這幾種反應(yīng)的總效果可以表示為6；Hf娼He +/H + 2（；n + 43.15MeV（1 eV=1.6xlO,9J,真空中光速。=3x108 m/s）.（1）該反應(yīng)方程中的d=.（2）質(zhì)量虧損為 kg.三、綜合題（共4題）.已知笊核：H的質(zhì)量為?/,中子的

11、質(zhì)量為72,外加的質(zhì)量為23,真空中的光速為C。（1）寫(xiě)出兩個(gè)笊核汨聚變?yōu)橐粋€(gè);He的核反應(yīng)方程，并計(jì)算釋放的能量；（2）質(zhì)量為M的笊核汨完全聚變?yōu)?He,釋放的能量相當(dāng)于多少燥完全燃燒放出的能量？已知煤的燃燒 值為夕（題中所用物理量的單位均為國(guó)際單位）。.托卡馬克（Tokamak）是依據(jù)等離子體約束位形而建立的磁約束聚變裝置，由加熱場(chǎng)線圈，極向線圈 和縱場(chǎng)線圈組成。極向線圈可提供如圖1裝置中豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，縱場(chǎng)線圈起加速離子作用。圖2為 裝置簡(jiǎn)化后俯視圖，內(nèi)徑R/=2m,外徑Rj=5m, S為一截面，Si為其同一直徑另一端截面。已知元電荷為 ：X + ；e +匕是太陽(yáng)內(nèi)部的許多核反應(yīng)中的一種，其中，為正電子，作為中微子（1）確定核反應(yīng)方程中。、b的值；（2）在質(zhì)子與質(zhì)子達(dá)到核力作用范圍完成核聚變前必須要克服強(qiáng)大的庫(kù)侖斥力.設(shè)質(zhì)子的質(zhì)量為小，電 子質(zhì)量相對(duì)很小可忽略，中微子質(zhì)量為零，克服庫(kù)侖力做功為W.若個(gè)運(yùn)動(dòng)的質(zhì)子與個(gè)速度為零的質(zhì) 子發(fā)生上述反應(yīng)，運(yùn)動(dòng)質(zhì)子速度至少多大？參考答案:CABCDDCDADBDCDD衰變核裂變?nèi)斯ず宿D(zhuǎn)