5.4核裂变与核聚变 检测-（2019）新人教版高中物理选择性必修第三册.docx

1、5.4核裂变与核聚变1中国可控核聚变装置“环流器二号M”于2020年在成都投入运行，装置原理图如图所示，人类使用、和为核燃料在该装置中进行热核聚变反应。核反应方程：；核反应方程：，对比这两种核反应，下列说法正确的是（）A核反应中质量亏损较大，强磁场不能对运动的X提供洛伦兹力进行约束B核反应中质量亏损较小，强磁场可以对运动的X提供洛伦兹力进行约束C核反应中质量亏损较大，强磁场可以对运动的Y提供洛伦兹力进行约束D核反应中质量亏损较小。强磁场不能对运动的Y提供洛伦兹力进行约束2太阳的巨大能量是核聚变产生的，其中一种核反应方程为：。已知的比结合能为E1，的比结合能为E2，的比结合能为E3，则（）AX表

2、示质子B核比核更稳定C核反应过程中的质量亏损可以表示为D一个核与一个核的结合能之和等于一个核的结合能3“氦-3”是一种已被世界公认的高效、清洁、安全和廉价的核燃料。其发生的核反应方程为。已知的质量为m1，的质量为m2，的质量为m3，真空中的光速为c。下列说法正确的是（）Aa=1，b=2B此核反应为衰变反应C2m1=m2 +m3D反应过程中释放的能量为4下列关于近代物理内容的叙述中正确的是（）A质子和中子结合成原子核时没有质量亏损，但一定释放能量B衰变的实质是原子核内的中子转化为一个质子和电子C一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，可能是因为这束光的照射时间短D铀核裂变的一种核反应方程为5以下

3、说法正确的是（）A当氢原子从n3能级跃迁到n1能级时，要吸收光子B核反应：UnBaKraX中X为中子，a3C将放射性元素的温度降低，它的半衰期会发生改变D蓝光照射某金属板表面时刚好能够产生光电效应，则换用强度较大的红光照射也可产生光电效应6一个质子和一个中子发生核反应结合成一个氘核，同时辐射一个光子。已知质子、中子、氘核的质量分别为m1、m2、m3，普朗克常量为h，真空中的光速为c。下列说法正确的是（ ）A该反应中的质量亏损mm3（m1m2）B辐射出的光子的动量p（m3m1m2）cC光子的波长D核反应方程是 H n H7原子核裂变一般生成两个中等质量的原子核，我国科学家钱三强和何泽慧夫妇研究铀

4、核裂变时，发现了铀核也可能分裂成三部分或四部分。关于原子核的裂变下面表述正确的是（）A裂变过程质量亏损，但不一定释放能量B裂变成两个中等质量的原子核和，与是同位素C容易俘获快中子而发生裂变释放核能D的纯度越高，其裂变的链式反应越难进行82020年11月27月0时4分，华龙一号核电5号机组首次并网成功，标志着我国正式进入核电技术先进国家行列。华龙一号发电机利用的是铀核裂变释放的核能，则下列叙述正确的是（）A太阳辐射能量的主要来源也是重核裂变B典型的裂变方程为C裂变过程中释放核能是因为产物中新核的比结合能大D锶90是铀235的裂变产物，其半衰期为28年，那么经过56年锶90便衰变没了9新一代“人造

5、太阳”装置中国环流器二号M装置（HL2M）已于2020年12月4日在成都建成并实现首次放电，标志着我国可控核聚变事业向世界水平迈进。已知“HL2M”发生的可控核聚变方程是，的质量为m1，的质量为m2，的质量为m3，X的质量为m4，真空中光的传播速度为c。下列说法正确的是（）A方程中的X是质子B方程中的X是正电子C的比结合能大于的比结合能D发生一次该反应，释放的核能大小为10随着时代的发展，能源危机逐渐形成，现在科学家正在努力寻找新能源，而核能是现今比较普遍利用的新能源之一，核电站利用核能发电是人类利用核能的重要手段。据你判断，现已建成的核电站的能量来自于（）A天然放射性元素衰变放出的能量B人工

6、放射性同位素放出的能量C重核裂变放出的能量D化学反应放出的能量11一个氘核和一个氚核结合成一个氦核，同时放出一个中子，其聚变反应方程为HHHen。已知氘核、氚核和氦核的结合能分别为E1、E2、E3，光在真空中的传播速度为c。在上述聚变反应方程中质量亏损为（）ABCD12下列说法正确的是（）A太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应B衰变的实质是核内的中子转化成了一个质子和一个电子C变化的电场一定能产生变化的磁场D放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态和外部条件有关13（多选）2020年11月，华龙一号全球首堆中核集团福清核电5号机组首次并网成功，创造了全球第三代核电首堆建设的最佳业绩。关于该

7、核电站，下列说法正确的是（）A其核能来源于核聚变释放的能量B核反应后的核废料不能直接排放到海洋中C反应堆的外面需要修建防护层用来屏蔽各种射线D核反应产物的比结合能比核燃料的比结合能低14（多选）2020年12月4日，中国新一代“人造太阳”装置“中国环流器二号M”装置在四川成都建成并实现首次放电，这为中国核聚变反应堆的自主设计与建造打下了坚实基础。已知氘、氚的核聚变反应方程式为，下列说法正确的是（）AX是中子B该核反应中反应前核子的总质量等于反应后核子的总质量C该核反应中反应前的总结合能小于反应后的总结合能D该核反应放出的能量来源于氘、氚原子中电子从高能级向低能级跃迁产生的15（多选）日本福岛核

8、电站泄漏事故再升级，日本政府准备将大量受污染的核废水直接排入大海，遭到了来自日本国内乃至全世界人民的反对。核废水中含有大量无法中和的放射性氚，氚能通过衰变放射出射线，半衰期大约12.5 年，氚同时也是轻核聚变的重要原料，一个氘核与一个氚核结合成一个氦核时，同时放出一个中子，辐射出一个光子。下列说法正确的是（）A氚发生衰变时，射线来自原子核外的电子电离而产生B20个氚核发生衰变，经过25年，大约还有5个氚核未发生衰变C属于轻核聚变反应DHe和n的结合能之和大于H和H的结合能之和16（多选）以下说法正确的是（）A用粒子轰击氮、钠、铝等元素的原子核都可以打出质子，因此人们断定质子是原子核的组成部分B

9、衰变的本质是一个中子转变为一个质子，同时放出一个电子C比结合能越大，原子核中核子结合的越牢固，原子核越稳定D核电站中的链式反应属于重核裂变，核反应堆中的“慢化剂”是为了减慢核反应速度，防止核反应过于剧烈17（多选）下列核反应方程正确的是（）A查德威克发现中子的核反应方程是B卢瑟福发现质子的核反应方程是C核电站中链式反应的核反应方程是D氘核和氚核聚变的热核反应方程是182021年5月28日，中科院合肥物质科学研究院有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）创造新的世界纪录，成功实现可重复的12亿摄氏度101秒和1.6亿摄氏度20秒等离子体运行，将1亿摄氏度20秒的原纪录延长了5

10、倍。科硏人员称新纪录进一步证明核聚变能源的可行性，也为迈向商用奠定物理和工程基础。一种典型的氢核聚变反应是两个氘核（H）聚变成氦核（He）的同时释放中子，已知氘核质量为2.0136u，氦核质量为3.0150u，中子质量为1.0087u，lu的质量相当于931.5MeV的能量。（1）写出上述核反应方程式；（2）求核反应中释放的核能；（3）原子核具有足够的动能，碰撞时十分接近，才可以发生聚变。若两个氘核以相等的动能0.37MeV进行对心碰撞，并且核反应释放的核能全部转化为机械能，求反应中产生的中子和氦核的动能。19我国首艘攻击核潜艇，代号091型，西方称其为汉级攻击核潜艇，其核反应堆采用的燃料是铀

11、235，用一个动能约为的热中子（慢中子）轰击铀235，生成不稳定的铀236，从而再裂变为钡144和氪89，同时放出能量和3个快中子，而快中子不利于铀235的裂变。为了能使裂变反应继续下去，需要将反应中放出的快中子减速，从而使生成的中子继续撞击其它铀235.有一种减速的方法是使用石墨（碳12）作减速剂，设中子与碳原子的碰撞是对心弹性碰撞。（可能用到的数据、），试求：（1）请写出核反应方程式；（2）一个动能为的快中子与静止的碳原子碰撞一次后，快中子的动能为多少；（3）一个动能为的快中子需要与静止的碳原子碰撞多少次，才能减速成为慢中子？20不同的原子核的比结合能是不一样的，比结合能_（填“越大”或“越小”）的原子核越稳定，氘核和氚核聚变的核反应方程为HHHen，已知H的比结合能是2.78 MeV，H的比结合能是1.09 MeV，He的比结合能是7.03 MeV，则该核反应所_（填“释放”或“吸收”）的能量为_MeV。参考答案1A2C3D4B5B6D7B8C9C10C11B12B13BC14AC15CD16ABC17AD18（1）；（2）3.26MeV；（3）Ek中=3MeV，Ek氦=1MeV19（1）；（2）；（3）5420越大 释放