高中物理 第四章 原子核 4.5 裂變和聚變課時(shí)訓(xùn)練 粵教3-5

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精PAGEPAGE1學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精裂變和聚變基礎(chǔ)夯實(shí)1。裂變反應(yīng)中釋放出的能量來(lái)自于（)A。核子消失轉(zhuǎn)化為能量B。原子中電子與原子核的電勢(shì)能減小C.入射的中子消失轉(zhuǎn)化為能量D。原子核的比結(jié)合能變大，釋放出能量答案D解析發(fā)生核反應(yīng)過(guò)程中，核子數(shù)保持守恒，中子未消失,故A錯(cuò)誤；能量來(lái)自于原子核內(nèi)部，因重核分裂為中等質(zhì)量的核時(shí)，比結(jié)合能增加而釋放出能量,D正確。2?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)在月球上含有豐富的

23He(氦3)。它是一種高效、清潔、安全的核聚變?nèi)剂希鋮⑴c的一種核聚變反應(yīng)的方程式為

23He+23He→A。聚變反應(yīng)不會(huì)釋放能量B。聚變反應(yīng)產(chǎn)生了新的原子核C。聚變反應(yīng)沒(méi)有質(zhì)量虧損D.目前核電站都采用

2答案B解析聚變反應(yīng)是輕核變?yōu)檩^大質(zhì)量核的反應(yīng)，發(fā)生質(zhì)量虧損，釋放能量.目前核電站采用重核裂變反應(yīng)。3。一個(gè)

92235U原子核在中子的轟擊下發(fā)生一種可能的裂變反應(yīng),其裂變方程為

92235U+

01n→A.X原子核中含有86個(gè)中子B。X原子核中含有141個(gè)核子C.因?yàn)榱炎儠r(shí)釋放能量，根據(jù)E=mc2，所以裂變后的總質(zhì)量數(shù)增加D.因?yàn)榱炎儠r(shí)釋放能量，出現(xiàn)質(zhì)量虧損,所以生成物的總質(zhì)量數(shù)減少答案A解析X原子核中的核子數(shù)為（235+1）-(94+2）=140,B項(xiàng)錯(cuò)誤.中子數(shù)為140-(92—38)=86，A項(xiàng)正確。裂變時(shí)釋放能量，出現(xiàn)質(zhì)量虧損，但是其總質(zhì)量數(shù)是不變的,所以C、D項(xiàng)錯(cuò)誤.4.鈾核裂變時(shí),對(duì)于產(chǎn)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的重要因素,下列說(shuō)法中正確的是（）A。反應(yīng)堆中鈾的質(zhì)量是重要因素與體積無(wú)關(guān)B.為了使裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)容易發(fā)生，最好直接利用裂變時(shí)產(chǎn)生的中子C.若鈾235的體積超過(guò)它的臨界體積,裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)就能夠發(fā)生D.能否發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)與鈾塊的質(zhì)量無(wú)關(guān)答案C解析使鈾核裂變產(chǎn)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，鈾塊的體積必須大于臨界體積,但鈾核的質(zhì)量無(wú)論怎樣，只要組成鈾塊的體積小于臨界體積，則不會(huì)產(chǎn)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，裂變反應(yīng)中產(chǎn)生的中子為快中子,這些快中子不能直接引發(fā)新的裂變.如果鈾塊的質(zhì)量大，則其體積大,若超過(guò)臨界體積則發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng),由此知A、B、D錯(cuò)誤,C正確。5.(多選）下列關(guān)于聚變的說(shuō)法中，正確的是（）A.要使聚變產(chǎn)生,必須克服庫(kù)侖斥力做功B.輕核聚變需要幾百萬(wàn)攝氏度的高溫，因此聚變又叫熱核反應(yīng)C。原子彈爆炸能產(chǎn)生幾百萬(wàn)攝氏度的高溫,所以氫彈利用原子彈引發(fā)熱核反應(yīng)D.太陽(yáng)和許多恒星內(nèi)部都在激烈地進(jìn)行著裂變反應(yīng)答案ABC解析聚變時(shí)，要使輕核之間的距離達(dá)到10-15m,所以必須克服庫(kù)侖斥力做功。原子核必須有足夠的動(dòng)能,才能使它們接近核力能發(fā)生作用的范圍.實(shí)驗(yàn)證明,原子核必須處在幾百萬(wàn)攝氏度以上的高溫才有這樣的能量，氫彈是利用原子彈爆炸獲得高溫引發(fā)熱核反應(yīng)的.6。(多選)鈾核裂變是核電站核能的重要來(lái)源，其一種裂變反應(yīng)式是

92235U+01n→56A。上述裂變反應(yīng)中伴隨著中子放出B。鈾塊體積對(duì)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的發(fā)生無(wú)影響C.鈾核的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)可人工控制D。鈾核的半衰期會(huì)受到環(huán)境溫度的影響答案AC解析反應(yīng)后的中子數(shù)多于反應(yīng)前參與的中子數(shù),所以該裂變反應(yīng)中有中子放出，鈾塊的大小是鏈?zhǔn)椒磻?yīng)能否發(fā)生的重要因素，裂變物質(zhì)能夠發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的最小體積叫做它的臨界體積.且鏈?zhǔn)椒磻?yīng)可人工控制，放射性元素的半衰期由核內(nèi)部自身因素決定，與原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件沒(méi)有關(guān)系。選項(xiàng)A、C正確.7。(多選)人類通過(guò)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)利用核能的方式有（）A。利用可控制的快中子鏈?zhǔn)椒磻?yīng),制成原子彈B.利用不可控制的快中子鏈?zhǔn)椒磻?yīng),制成原子彈C。利用可控制的慢中子鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，建成原子反應(yīng)堆D.利用不可控制的慢中子鏈?zhǔn)椒磻?yīng),建成原子反應(yīng)堆答案BC解析原子彈爆炸時(shí),鈾塊的體積大于臨界體積,快中子直接被鈾核吸收,發(fā)生裂變反應(yīng),放出核能，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)速度不可控制,極短的時(shí)間內(nèi)釋放出大量的核能；原子反應(yīng)堆釋放核能的速度是穩(wěn)定的,鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度可以控制，因此選B、C.8。(多選)關(guān)于聚變，以下說(shuō)法正確的是（)A.兩個(gè)輕核聚變?yōu)橹械荣|(zhì)量的原子核時(shí)釋放出能量B.同樣質(zhì)量的物質(zhì)發(fā)生聚變時(shí)放出的能量比同樣質(zhì)量的物質(zhì)裂變時(shí)釋放的能量大好多倍C。聚變反應(yīng)的條件是聚變物質(zhì)的體積達(dá)到臨界體積D.發(fā)生聚變反應(yīng)時(shí)的原子核必須有足夠大的動(dòng)能答案BD解析兩個(gè)輕核聚合為較大質(zhì)量的原子核就可釋放能量,但不一定是中等質(zhì)量的核,故A錯(cuò)誤。聚變反應(yīng)放出的能量比同樣質(zhì)量的物質(zhì)裂變時(shí)放出的能量大得多,這點(diǎn)我們由聚變反應(yīng)的特點(diǎn)就可以知道，故B正確.裂變反應(yīng)的條件是裂變物質(zhì)的體積達(dá)到臨界體積，而聚變反應(yīng)的條件是原子核間距達(dá)到10-15m能力提升9。(多選)下列關(guān)于原子結(jié)構(gòu)和原子核的說(shuō)法中正確的是（） （導(dǎo)學(xué)號(hào)51160208）A.盧瑟福在α粒子散射實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型B.天然放射性元素在衰變過(guò)程中電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒,其放射線在磁場(chǎng)中不偏轉(zhuǎn)的是γ射線C。據(jù)圖可知，原子核A裂變成原子核B和C要放出核能D.據(jù)圖可知,原子核D和E聚變成原子核F要吸收能量答案ABC解析盧瑟福根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型,則選項(xiàng)A對(duì)；放射性元素在衰變過(guò)程中電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒，而γ射線不帶電，它在電磁場(chǎng)中不會(huì)偏轉(zhuǎn),則選項(xiàng)B對(duì);由題圖可知,A為重核，B、C為中等質(zhì)量的核，重核裂變?yōu)橹械荣|(zhì)量的核將向外釋放出能量，則選項(xiàng)C對(duì)；而D、E為輕核,輕核聚變成較大質(zhì)量的原子核時(shí)要向外釋放巨大的能量，則選項(xiàng)D錯(cuò).10。（多選）核電站的核能來(lái)源于

92235U核的裂變，下列說(shuō)法中正確的是（A。

92B.92235U的一種可能的裂變是變成兩個(gè)中等質(zhì)量的原子核，如

54139Xe和

3895Sr,反應(yīng)方程式為

92C.92D。反應(yīng)后的核廢料已不具有放射性,不需要進(jìn)一步處理E。一個(gè)

92235U核裂變的質(zhì)量虧損為Δm=0答案ABE解析根據(jù)核反應(yīng)的質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知A、B正確；特別要注意的是,由于重核裂變的可能性很多，只要滿足這兩個(gè)條件，即發(fā)生了分裂,都是可能反應(yīng)中的一種；半衰期不會(huì)因?yàn)闇囟茸兓兓?C錯(cuò)誤；核裂變的核廢料有強(qiáng)烈的放射性,必須深埋處理,D錯(cuò)誤;根據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)量虧損方程知E正確。11.已知鈾核(92235U）裂變生成鋇(56144Ba）和氪(3689Kr）,

92235U、56144Ba、

3689Kr以及中子的質(zhì)量分別是235.0439u、143。9139u、88。8973u和1.0087u.我國(guó)秦山核電站一期工程的功率為30×10答案231解析核裂變方程為

92235U+01則一個(gè)

92235U裂變釋放出來(lái)的核能ΔE=（235.0439u—143.9139u-88.8973u-2×1.0087u)×c2=0.2153×1.66×10-27×（3×108)2J≈3.21×10—11J每年核電站產(chǎn)生的總能量E=Pt=30×107×365×24×3600J≈9