7.4裂变与聚变 同步练习（word版含答案）

7.4裂变与聚变同步练习
一、选择题（共15题）
1．下列说法正确的是（ ）
A．原子核发生一次β衰变，该原子外层就失去一个电子
B．金属产生光电效应时，入射光的频率越高，光电子的最大初动能越大
C．核裂变与核聚变都伴有质量亏损，亏损的质量转化成能量
D．一群氢原子从定态n=4向基态跃迁，最多可以释放3条光谱
2．目前，在太空中工作时间最长的探测器是旅行者一号，已经在太空中飞行了四十多年，已到达距离地球二百多亿公里的太阳系边缘。旅行者一号之所以能够工作这么长的时间，其携带的“钚同位素核电池”功不可没。已知该同位素的半衰期为24100年，衰变方程为。则下列分析正确的是（　　）
A．该核反应为裂变反应
B．X原子核中有92个中子
C．电池中的每经过24100年约减少一半
D．衰变前后应物与生成物的质量相等
3．关于近代物理，下列说法错误的是
A．轻核聚变反应方程中，X表示中子
B．α粒子散射实验现象揭示了原子的核式结构
C．原子核的比结合能越大，该原子核越稳定
D．分别用红光和紫光照射金属钾表面均有光电子逸出，红光照射时，逸出的光电子的最大初动能较大
4．下列说法中正确的是( )
A．β射线与γ射线一样是电磁波，但穿透本领远比射线弱
B．氡的半衰期为3.8天，4个氡原子核经过7.6天后就一定只剩下1个氡原子核
C．已知质子、中子、α粒子的质量分别为m1、m2、m3，那么，质子和中子结合成一个α粒子，释放的能量是（2m1+2m2-m3）c2
D．放射性元素发生β衰变时所释放的电子是原子核外的电子发生电离产生的
5．以下说法正确的是
A．紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应,当增大紫外线的照射强度时,从金属锌板表面逸出的光电子的最大初动能也增大
B．如果一个电子的德市罗意波长和一个中子的德布罗意波长相等，则它们的动量相等
C．现在很多手表的指针上涂有一种新型发光材料，白天外层电子吸收光子跃迁到高能级轨道，晚上向低能级轨道跃迁放出光子，其放出光子的波长一定吸收光子的波长相等
D．原子核的质量大于组成它的核子的质量之和，这个现象叫做质量亏损
6．随着20世纪的到来，量子论和相对论相继出现，新的时空观、概率论等在宏观和微观领域取代了牛顿力学的相关概念，人们称此时期为近代物理学时期。下列说法正确的是（　　）
A．若紫外线照射到某金属板表面时能产生光电效应，则当紫外线的光照强度增大时，从该金属板表面逸出的光电子的最大初动能增大
B．轻核聚变时要释放能量，这是因为发生了质量亏损
C．按照玻尔原子理论，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后，电子的动能变小，原子的总能量变小
D．20个放射性元素的原子核中的10个发生衰变所需的时间，就是该放射性元素的半衰期
7．原子核反应有广泛的应用，如用于核电站等。在下列核反应中，属于核裂变反应的是（　　）
A．＋→＋ B．→＋
C．＋→＋ D．＋→＋＋3
8．关于重核裂变，下列说法正确的是（ ）
A．重核裂变成中等核要吸收能量
B．中子进入铀块中时，一定能发生链式反应
C．重核裂变过程中质量数减少
D．较重的核分裂成中等大小的核，核子的平均结合能会增加，可以释放出核能
9．已知质子、中子、氘核质量分别是m1、m2、m3，光速为c．则质子和中子结合成氘核的过程中（ ）
A．吸收的能量为（m1+m2+m3）c2
B．吸收的能量为（m1+m2-m3）c2
C．释放的能量为（m1+m2+m3）c2
D．释放的能量为（m1+m2-m3）c2
10．衰变的核反应方程为，其半衰期为5.27年．已知、、的质量分别为 m1、 m2、 m3，下列说法正确的是
A．该核反应中释放的能量为(m2+m3－m1)c2
B．该核反应中释放出的γ射线的穿透本领比β粒子强
C．若有16个，经过5.27 年后一定只剩下8个．
D．β粒子是核外的电子电离形成的
11．钍核（）具有放射性，它能放出一个新的粒子而变为镤核（），同时伴随有射线产生，其方程为→+ X．已知钍核的半衰期为24天，则下列说法正确的是
A．X为质子
B．X是钍核中的一个中子转化成一个质子时产生的
C．钍核（）的比结合能比镤核（）的比结合能大
D．某带有小孔的容器内有4g钍核（），120天后容器内物体的质量变为0. 125g
12．放射性元素的原子核往往需要经历一系列的衰变和衰变才能达到稳定的状态，如，若、、、的质量分别用、、和表示，则下列说法正确的是（　　）
A．在中，，
B．衰变过程中释放出的射线比射线的穿透能力强
C．20个核经过2个半衰期后还剩5个核
D．一个核衰变成一个核释放的核能为
13．2020年12月4日，我国自主设计建造的新一代“人造太阳”一一中国环流器二号M装置（HL-2M）在成都建成并实现首次放电，标志着中国核聚变发展获得重大突破。关于核聚变和核能，下列说法正确的是（　　）
A．核聚变通常需要几百万开尔文以上的超高温，又称热核反应
B．太阳辐射的能量来源于核聚变，核聚变又称链式反应
C．一个氘核和一个氚核聚变的方程为：
D．核子平均质量越大，原子核越稳定
14．下列说法正确是
A． 是α衰变
B．是人工转变
C． 是轻核聚变
D． 是重核裂变
15．铀原子核既可发生衰变，也可发生裂变。其衰变方程为，裂变方程为，其中、、Y、的质量分别为m1、m2、m3、m4，光在真空中的传播速度为c。下列叙述正确的是（　　）
A．衰变是α衰变， 射线可以用来测量钢板的厚度
B．裂变时释放的能量为（m1-2m2-m3-m4）c2
C．若提高温度，的半衰期将会变小
D．Y原子核中含有56个中子
二、填空题（共4题）
16．链式反应
中子轰击重核发生裂变后，裂变释放的中子继续与其他重核发生反应，引起新的核裂变，使核裂变反应一代接一代继续下去，这样的过程叫作核裂变的________反应。
17．静止的镭核发生α衰变，生成Rn核，该核反应方程为________，已知释放出的α粒子的动能为E0，假定衰变时能量全部以动能形式释放出去，该衰变过程总的质量亏损为________．
18．把下列核反应方程式补充完整
（1）__________
（2）_____________
（3）___________
19．(1)下列说法正确的是_________．
A．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关
B．普朗克提出了物质波的概念，认为一切物体都具有波粒二象性．
C．波尔理论的假设之一是原子能量的量子化
D．氢原子辐射出一个光子后能量减小，核外电子的运动加速度减小
（2）如图所示是研究光电效应规律的电路．图中标有A和K的为光电管，其中K为阴极， A为阳极．现接通电源，用光子能量为10.5eV的光照射阴极K，电流计中有示数，若将滑动变阻器的滑片P缓慢向右滑动，电流计的读数逐渐减小，当滑至某一位置时电流计的读数恰好为零，读出此时电压表的示数为6.0V；则光电管阴极材料的逸出功为________ eV，现保持滑片P位置不变，增大入射光的强度，电流计的读数 __________．(选填“为零”、或“不为零”)
（3）快中子增殖反应堆中，使用的核燃料是钚239，裂变时释放出快中子，周围的铀238吸收快中子后变成铀239，铀239（ ）很不稳定，经过 __________次β衰变后变成钚239（ ），写出该过程的核反应方程式：___________．设静止的铀核发生一次β衰变生成的新核质量为M，β粒子质量为m,，释放出的β粒子的动能为E0 ,假设衰变时能量全部以动能形式释放出来，求一次衰变过程中的质量亏损．
三、综合题（共4题）
20．质量m1的静止的U衰变为质量m2的Th,放出质量m3的α粒子,有γ光子辐射.
（1）求衰变过程释放的核能.
（2）若α粒子动量大小是p1,γ光子动量大小为p2,它们方向相同,求Th的动量大小.
21．查阅资料，简述核能发电的过程。
22．（1）从宏观现象中总结出来的经典物理学规律不一定都能适用于微观体系．但在某些问题中利用经典物理学规律也能得到与实际比较相符合的结论。
例如玻尔建立的氢原子模型，仍把电子的运动看做经典力学描述下的轨道运动．即氢原子中的电子在库仑力的作用下，绕原子核做匀速圆周运动。已知电子质量为m，元电荷为e，静电力常量为k，氢原子处于基态时电子的轨道半径为r1。
①氢原子处于基态时，电子绕原子核运动，可等效为环形电流，求此等效电流值。
②氢原子的能量等于电子绕原子核运动的动能与电子和原子核系统的电势能之和．已知当取无穷远处电势为零时，点电荷电场中离场源电荷q为r处的电势φ＝．求处于基态的氢原子的能量。
（2）在微观领域，动量守恒定律和能量守恒定律依然适用。在轻核聚变的核反应中，两个氘核（）以相同的动能E0＝0.35MeV对心碰撞，假设该反应中释放的核能也全部转化为氦核（）和中子（）的动能．已知氘核的质量mD＝2.0141u，中子的质量mn＝1.0087u，氦核的质量mHe＝3.0160u，其中1u相当于931MeV．在上述轻核聚变的核反应中生成的氦核和中子的动能各是多少MeV（结果保留1位有效数字）。
23．2020年12月17日，“嫦娥五号”顺利返回地球，带回1.7kg月壤。月球氦3（He）是月球岩石样本中发现的一种储量惊人的新物质，该物质可以与氘（H）一同参与核聚变反应，放出质子，同时释放出大量能量。已知氨3的原子质量为3.0160u，氘的原子质量为2.0140u，He的原子质量为4.0026u，质子的原子质量为1.0078u，其中u为原子质量单位，1u相当于931.5MeV的能量。
（1）试写出此核反应方程；
（2）求该核反应中释放的核能。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
2．C
3．D
4．C
5．B
6．B
7．D
8．D
9．D
10．B
11．B
12．A
13．A
14．A
15．B
16．链式
17．
18．
19．（1）AC；（2）4.5；为零；（3）2；；
20．（1）ΔE=(m1-m2-m3)c2.；（2）p=p1+p2.
21．
将原子核裂变所释放的核能转变为电能的系统和设备通常称为核电站。核燃料发生核裂变释放的能量使反应区温度升高，水或液态的金属钠等流体在反应堆内外循环流动，把反应堆内的热量传输出去，用于发电，同时也使反应堆冷却。如图所示，反应堆放出的热使水变成水蒸气，这些高温高压的蒸汽推动汽轮发电机发电。这一部分的工作原理跟火力发电相同。第一回路中的水被泵压入反应堆，通过堆芯时核反应放出的热使水的内能增加，水温升高，进入热交换器后，把热量传给第二回路的水，然后又被泵压回反应堆里。在热交换器内，第二回路中的水被加热生成高温高压蒸汽，驱动汽轮机运转，汽轮机带动发电机发电。
22．（1）①； ②；（2）EkHe＝1MeV ；Ekn＝3MeV
23．（1）；（2）
答案第1页，共2页