5.5裂变和聚变基础巩固练习(Word版含答案)

5.5裂变和聚变基础巩固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．原子反应堆是实现可控制的重核裂变链式反应的一种装置，它主要由四部分组成（ ）
A．原子燃料、减速剂、冷却系统和控制调节系统
B．原子燃料、减速剂、发热系统和传热系统
C．原子燃料、减速剂、碰撞系统和传热系统
D．原子燃料、中子源、原子能聚存系统和输送系统
2．关于结合能、质量亏损、核能，下列说法正确的是（　　）
A．原子核是否稳定，由原子核的结合能大小决定（有一定关系）
B．在重核裂变的过程中存在质量亏损，原子核的质量转变成能量释放出来
C．质子与中子发生核反应，生成氘核，放出的能量为E，则氘核的结合能是E（事实能否发生 ）
D．根据公式△E=△mc2可知，核燃料的质量相同时，聚变反应释放的能量与裂变反应释放的能量相同
3．下列说法正确的是
A． 是重核裂变的反应方程式
B．原子核所含核子单独存在时的总质量等于该原子核的质量
C．β衰变所释放的电子是原子核内的自由电子
D．铯原子核 的结合能小于铅原子核 的结合能
4．2017年11月17日，“中国核潜艇之父”——黄旭华获评全国道德模范，颁奖典礼上，习总书记为他“让座”的场景感人肺腑。下列有关核反应的说法错误的是（　　）
A．目前核潜艇是利用重核裂变提供动力
B．重核裂变反应中一定有质量亏损
C．，式中d＝2
D．铀核裂变后生成的新核比铀核的比结合能小
5．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
6．关于近代物理，下列说法错误的是（　）
A．α粒子散射实验现象揭示了原子的核式结构
B．轻核聚变反应方程H＋H→He＋X中，X表示电子
C．分别用红光和紫光照射金属钾表面均有光电子逸出，紫光照射时，逸出的光电子的最大初动能较大
D．基态的一个氢原子吸收一个光子跃迁到n = 3激发态后，可能发射2种频率的光子
7．核电站是目前和平利用核能的主要方式，在一定程度上解决了能源问题。下列关于核电站的说法正确的是（　　）
A．核电站中核燃料发生的核反应是聚变反应，其可能的核反应方程式为
B．核电站中核燃料发生的核反应是裂变反应，其可能的核反应方程式为
C．核电站中核燃料发生的核反应是裂变反应，其可能的核反应方程式为
D．在核电站中的核反应出现了质量亏损从而释放出了大量核能，核电站正是以此为能量来源工作的
8．下列说法正确的是（　　）
A．只要有光照射在锌板上，就会有光电子逸出
B．玻尔认为，电子的轨道是连续的
C．太阳的巨大能量是核裂变产生的
D．原子核衰变时电荷数和质量数都是守恒的
9．2017年量子通信卫星“墨子号”首席科学家潘建伟获得“物质科学奖”，对于有关粒子的研究，下列说法正确的是（ ）
A．在铀核的裂变中，当铀块的体积小于“临界体积”时，不能发生链式反应
B．铀元素的半衰期为T，当温度发生变化时，铀元素的半衰期也发生变化
C．轻核聚变的过程质量增大，重核裂变的过程有质量亏损
D．比结合能小的原子核结合成（或分裂成）比结合能大的原子核时一定吸收能量
10．“国际热核聚变实验堆（ITER）计划”是目前全球规模最大、影响最深远的国际科研合作项目之一，ITER装置俗称“人造太阳”，该装置中发生的核反应可能是下列的（ ）
A． B．
C． D．
11．鉴于核裂变产生的放射性废物的处理难度较大、危险性较高，核物理学家致力于核聚变发电以减少核污染。核聚变电站最有可能的燃料是两种同位素，也被称作重形式的氢：氘和氚，核聚变是靠温度和压力的共同作用完成的，在地球实验室中完成可控核聚变需要1亿度的超高温度，核聚变产生的则十分清洁、安全。下列关这个核聚变叙述正确的是（　　）
A．核聚变方程为
B．若已知的比结合能是，的比结合能是，的比结合能是，则氘核与氚核聚变过程释放出的能量为
C．若已知质量为，质量为，质量为，中子质量为，且的质量对应的能量，则氘核与氚核聚变过程释放出的能量约为
D．通过高温高压，氘、氚两种原子核获得足够大的动能，用来克服强相互作用力，从而实现核聚变反应
12．以下是有关近代物理内容的若干叙述，其中错误的是（　　）
A．太阳内部发生的核反应是热核反应
B．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，但原子的总能量增大
C．原子核发生一次β衰变，该原子外层就失去一个电子
D．天然放射现象中发出的三种射线是从原子核内放出的
13．已知氘核的平均结合能是1.09MeV，氚核的平均结合能是2.78MeV，氦核的平均结合能是7.03MeV .在某次核反应中，1个氘核和1个氚核结合生成1个氦核并放出17.6MeV的能量，下列说法正确的是（）
A．这是一个裂变反应 B．核反应方程式为
C．目前核电站都采用上述核反应发电 D．该核反应不会有质量亏损
14．1964年至1967年6月我国第一颗原子弹和第一颗氢弹相继试验成功，1999年9月18日，中共中央、国务院、中央军委隆重表彰在研制“两弹一星”中作出贡献的科学家．下列核反应方程式中属于原子弹爆炸的核反应方程式的是
A． B．
C． D．
15．月球储藏大量可控核聚变理想燃料氦－3（），2020年12月1日，我国“嫦娥五号探测器”成功着陆月面后开始“挖土”并成功带回地面供科学研究。可控核聚变可以采用＋→＋x或＋→＋y下列说法正确的是(　　)
A．x是质子
B．y是正电子
C．核聚变过程发生质量亏损，释放核能
D．比的原子核更稳定
二、填空题（共4题）
16．核污染的处理
在反应堆的外面需要修建很厚的________，用来屏蔽裂变产物放出的各种射线。核废料具有很强的________，需要装入特制的容器，________。
17．判断下列说法的正误。
（1）铀块的质量大于或等于临界质量时链式反应才能不停地进行下去。________
（2）中子的速度越快，越容易发生铀核裂变。________
（3）核聚变反应中平均每个核子放出的能量比裂变时小一些。________
（4）核聚变主要用在核武器上，那就是原子弹。________
18．若俘获一个中子裂变成及两种新核，且三种原子核的质量分别为235.0439u、89.9077u和135.9072u，中子质量为1.0087u(1u＝1.6606×10－27kg，1u相当于931.50MeV)
(1)写出铀核裂变的核反应方程_________________________________
(2)求9.2kg纯铀235完全裂变所释放的能量是___________(取两位有效数字)
19．太阳能不断地向外辐射能量，其内部不断地发生着______________（选填“重核裂变”、“轻核聚变”或“人工转变”），若用核轰击静止的核发生核反应，最终产生核和______________核（填元素符号），已知、核的质量分别为m1、m2，产生的新核质量分别为m3和m4，则该反应放出的核能为____________（已知真空中光速为c）．
三、综合题（共4题）
20．钚的放射性同位素静止时衰变为铀核激发态和粒子，而铀核激发态 立即衰变为铀核，并放出能量为0.097MeV的光子。衰变放出的光子的动量可忽略.已知：、和粒子的质量分别为=239.0521u、=235.0439u和=4.0026u，1u相当于931.5MeV。
（1）写出的衰变方程
（2）求铀核和粒子刚产生时动能大小之比
（3）求粒子的动能(计算结果保留三位有效数字)
21．1kg铀全部裂变释放出的能量约为，相当于完全燃烧多少无烟煤放出的能量？
22．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？
23．太阳不断地向外辐射能量，太阳内部存在大量氢，在超高温作用下，氢原子被电离，互相碰撞能使4个氢核聚变成一个氦核，同时放出大量能量.已知质子质量，粒子质量，正电子质量.
（1）写出这个核反应方程式，
（2）核反应中释放的能量为多少兆电子伏
（3）已知太阳每秒释放的能量为，则太阳每秒减少的质量为多少千克
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
2．C
3．D
4．D
5．A
6．B
7．D
8．D
9．A
10．A
11．B
12．C
13．B
14．D
15．C
16． 水泥层 放射性 深埋地下
17． 正确 错误 错误 错误
18． 3.3×1027MeV
19． “轻核聚变”； ；
20．（1）；（2）；（3）。
21．
22．（1）；（2）；（3）54
23．（1） （2）25.6MeV （3）kg
答案第1页，共2页