5.5裂变和聚变同步练习(Word版含答案)

5.5裂变和聚变同步练习2021—2022学年高中物理粤教版（2019）选择性必修第三册
一、选择题（共15题）
1．2021年4月13日，日本政府宣布将核废水排入大海，遭到包括中国在内的众多国家的一致反对。核废水中含有大量放射性元素，其中氚的含量最高，其次是碳-14、钴-60等。以下说法中正确的是（　　）
A．核废水排入大海，对海洋生物及环境的影响是短时期的
B．对核废水进行高温高压处理，可以缩短放射性元素的半衰期
C．核废水中的比结合能大于的比结合能
D．要启动氘、氚的聚变反应，必须使氘核具有足够大的动能
2．“两弹”所涉及的基本核反应方程有：①，②，关于这两个方程，下列说法正确的是
A．方程②属于轻核聚变
B．方程①属于α衰变
C．方程①的核反应是太阳能的源泉
D．方程②中的与互为同位素
3．下列说法正确的是（　　）
A．若使放射性物质的温度升高，其半衰期将减小
B．发生α衰变时，生成核与原来的核相比，中子数减少了4
C．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应
D．按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，电势能增大，原子的总能量不变
4．如图所示是原子物理史上几个著名的实验，关于这些实验，下列说法正确的是
A．卢瑟福通过α粒子散射实验否定了原子的核式结构模型
B．放射线在磁场中偏转，中间没有偏转的为γ射线，电离能力最强
C．电压相同时，光照越强，光电流越大，说明遏止电压和光的强度有关
D．链式反应属于重核的裂变
5．下列关于原子核的说法正确的是（ ）
A．质子由于带正电，质子间的核力表现为斥力
B．原子核衰变放出的三种射线中，α粒子的穿透能力最强
C．比结合能小的原子核结合成比结合能大的原子核时一定放出核能
D．铀核发生链式反应后能动延续去，维持该反应不需要其他条件
6．利用某原子核俘获中子发生核反应，可获得氚核，氚是重要的核聚变原料。具体的核反应方程为，则下列说法正确的是（　　）
A．此核反应为α衰变
B．X的中子数为2
C．此核反应过程有质量亏损
D．4.9MeV是X的结合能
7．关于近代物理学，下列说法正确的是( )
A．如果用紫光照射某种金属发生光电效应，改用绿光照射该金属一定发生光电效应
B．一群处于n=5能级的氢原子向低能级跃迁时能辐射出9种不同频率的光
C．重核裂变过程生成中等质量的核，反应前后质量数守恒，但质量一定减少
D．X射线经物质散射后波长变短的现象称为康普顿效应
8．科学家发现在月球上含有丰富的（氦3）．它是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料，其参与的一种核聚变反应的方程式为．关于聚变下列表述正确的是
A．聚变反应不会释放能量 B．聚变反应产生了新的原子核
C．聚变反应没有质量亏损 D．目前核电站都采用聚变反应发电
9．下列说法正确的是________（填选项前的字母）
A．汤姆孙发现电子，提出原子的核式结构模型
B．金属的逸出功随入射光的频率增大而增大
C．核力存在于原子核内所有核子之间
D．宁德核电站是利用重核裂变反应所释放的核能转化为电能
10．下列说法正确的是（ ）
A．是α衰变
B．α粒子散射实验中，极少数α粒子发生了较大偏转是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据
C．核反应方程：中的X为质子
D．氡的半衰期为3.8天，若有4个氡原子核，经过3.8天后就一定只剩下2个氡原子核
11．下列说法正确的是( )
A．普朗克为了解释黑体辐射现象，第一次提出了能量量子化理论
B．结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固
C．衰变说明原子核内部在电子
D．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的链式裂变反应
12．恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应．核反应方程为．以下说法正确的是（ ）
A．该核反应为裂变反应
B．热核反应中有质量亏损，会放出巨大能量
C．由于核反应中质量数守恒，所以质量也是守恒的
D．任意原子核内的质子数和中子数总是相等的
13．关于核能的下列说法中，不正确的是
A．核电站是利用原子核裂变的链式反应产生的能量来发电的
B．如果对裂变的链式反应不加控制，在极短的时间内就会释放出巨大的能量，发生猛烈爆炸
C．氢弹是利用轻核聚变制成的武器
D．原子弹是利用轻核聚变和重核裂变而制成的核武器
14．由于太阳温度足够高，所有的原子均电离成了原子核和电子，因此太阳是理想的热等离子球体。太阳用核聚变的方式向太空辐射能量，通过光谱分析知太阳的主要成分是氢，涉及氢的核聚变反应式，所有产生的正电子将会与太阳中的电子发生湮灭。已知电子质量，质子质量，核质量，中微子ve的质量和电荷量可不计，下列说法中正确的是（　　）
A．正电子与电子湮灭方程一定是，其中γ是光子
B．氢的核聚变反应释放的核能约为J
C．平均每个质子产生的太阳辐射能最多为6.17MeV
D．上述核反应元素在地球上储量丰富，人类已经掌握和平利用聚变核能的技术
15．关于近代物理，下列说法正确的是（ ）
A．射线是高速运动的氦原子
B．核聚变反应方程 ，表示质子
C．从金属表面逸出的光电子的最大初动能与照射光的频率成正比
D．玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氦原子光谱的特征
二、填空题（共4题）
16．核电站利用原子核链式反应放出的巨大能量进行发电，是常用的核燃料，受一个中子轰击后裂变成和两部分，并产生___个中子．要使链式反应发生，裂变物质的体积要___（选填“大于”或“小于”）它的临界体积．
17．现有四个核反应：
A．
B．
C．
D．
①________是发现中子的核反应方程，________是研究原子弹的基本核反应方程，________是研究氢弹的基本核反应方程．
②B中X的质量数为________，中子数为________．
18．在下列描述核反应的方程中，属于α衰变的是______，属于裂变的是______，属于聚变的是______
A．
B．
C．
D．
19．实现受控核聚变需要108K以上的高温．其中两个重要的聚变反应式是：

（1）上面两个反应式中的A是__________，B是_________
（2）设质子质量为mp，中子质量为mn，已知mpc2=938.27MeV，mnc2=939.57MeV，则：
=__________MeV
三、综合题（共4题）
20．氘核与氚核的聚变反应： ，已知电子电量e=1.6×10-19C，普朗克常量h=6.6×10-34J·s，求：
(1) 这一过程的质量亏损是多少千克？
(2) 1g氘核完全参与上述反应，共释放核能多少（阿伏伽德罗常量NA=6.0×1023mol-1）？
21．太阳的能量来自下述反应：四个质子聚变成一个粒子，同时发射两个正电子和两个没有质量的中微子。已知氢气燃烧时与氧气化合成水，每形成一个水分子释放的能量为6.2eV。若想产生相当于太阳上1kg的氢核聚变成粒子所释放的能量，需燃烧多少千克氢气？粒子质量，质子质量，电子质量（u为原子质量单位）。
22．太阳内部持续不断地发生着4个质子聚变为一个氦核的热核反应，这个核反应释放出的大量能量就是太阳的能源。
(1)写出这个核反应方程；
(2)这一核反应能释放出多少能量？
(3)已知太阳每秒释放能量为3.8×1026 J，则太阳每秒减少的质量为多少kg
(4)若太阳质量减小万分之三，热核反应不能继续进行，计算太阳还能存在多少年？(mp＝1.0073 u，mα＝4.0015 u，me＝0.00055 u，太阳的质量为2×1030 kg)
23．物理学家们普遍相信太阳发光是由于其内部不断发生从氢核到氦核的核聚变反应根据这一理论，在太阳内部4个氢核转化成一个氦核相两个正电子并放出能量已知质子质量，粒子质量，电子质量其中u为原子质量单位，且lu相当于．
写出该核聚变的反应方程；
一次这样的核反应过程中释放出多少兆电子伏特的能量？保留4位有效数字
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
2．A
3．C
4．D
5．C
6．C
7．C
8．B
9．D
10．B
11．A
12．B
13．D
14．B
15．D
16． 3 大于
17． D B A 144 88
18． C D A
19． -1.3
20．
21．
22．（1）；（2）24.78 MeV；（3）4.2×109 kg　；（4）4.5×109 年。
23．① ②24.87
答案第1页，共2页