5.4核裂变与核聚变基础巩固练习（Word版含答案）

5.4核裂变与核聚变基础巩固2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）选择性必修第三册
一、选择题（共15题）
1．如图所示是我国自行研制的“超导托卡马克”可控热核反应实验装置（英文名EAST，俗称人造太阳）。其运行原理就是在装置的真空室内加入少量氢的同位素氘或氚，通过类似变压器的原理使其产生等离子体，然后提高其密度、温度使其发生聚变反应，同时产生巨大的能量。关于该实验装置下列说法中正确的是（　　）
A．这种装置中发生的核反应方程式是
B．该核反应前后的质量和电荷量都是守恒的
C．核反应产生的条件是核聚变的原料要大于一定的体积（即临界体积）
D．该装置与我国江苏秦山核电站的核反应原理相同
2．下列说法正确的是　　
A．若某种材料的逸出功是W，则其极限频率
B．当氢原子从的状态跃迁到的状态时，发射出光子
C．衰变为要经过4次衰变和6次衰变
D．中子与质子结合成氘核时吸收能量
3．据《人民日报》4月12日报道，日本要把福岛核电站超过130万吨的核废水直接排入太平洋，引起周边国家的一致反对。 核废水中含有多种放射性元素，其中放射性元素Cs137的核反应方程为，半衰期约为30年，下列说法正确的是（　　）
A．该反应属于核裂变
B．该反应需吸收能量
C．原子核中有81个中子
试卷第1页，共3页
D．经海水稀释后半衰期会变短
4．1938年底，德国物理学家哈恩与斯特拉曼斯利用中子轰击铀核时，发现了铀核裂变。其中一种典型的反应式是，该反应释放的能量为，生成物和都比更加稳定。已知光在真空中的传播速度为，下列说法正确的是（　　）
A．该反应又称为热核反应
B．原子核中含有56个中子
C．该反应亏损的质量为
D．的比结合能大于的比结合能
5．铀核裂变的产物是多样的，一种典型的铀核裂变的核反应方程是，则下列叙述正确的是
A．X原子核中含有86个中子
B．X原子核中含有144个核子
C．因为裂变时释放能量，出现质量亏损，所以裂变后的总质量数减少
D．因为裂变时释放能量，出现质量亏损，所以裂变后的总质量数增加
6．2020年12月4日，我国新一代可控核聚变研究装置“中国环流器二号M”（HL—2M）在成都正式建成放电，标志着我国正式跨入全球可控核聚变研究前列。HL—2M将进一步加快人类探索未来能源的步伐，其主要核反应方程为。下列说法正确的是（　　）
A．X是正电子
B．X是质子
C．该核反应过程中电荷数守恒、质量守恒
D．中核子的比结合能比小
7．2020年12月4日，中国规模最大、参数最高的“人造太阳”，即中国新一代可控核聚变研究装置“中国环流器二号M”（HL-2M）在成都实现首次放电．已知“人造太阳”的核反应方程式是，其中氚（）在自然界中含量极微，但可以用某种粒子X轰击锂核（）得到，核反应方程为，则（　　）
A．粒子X为质子
B．核反应方程为衰变
C．氦核（）的结合能大于氘核（）和氚核（）的结合能之和
D．在核反应方程式中，反应前的总质量小于反应后的总质量
8．原子弹、氢弹都被称为核武器，都可以瞬间产生巨大的能量，在结构上它们又有很大的区别，它们所涉及的基本核反应方程为（1），（2），关于这两个方程的下列说法正确的是
A．方程（1）中k＝10，方程（2）中d＝2
B．方程（1）是氢弹涉及的核反应方程
C．方程（2）属于α衰变
D．方程（2）属于轻核聚变
9．太阳里的热核反应方程为，下列说法正确的是（ ）
A．和是两种不同元素的原子核 B．和是氢的两种同位素的原子核
C．这个反应既是核反应,也是化学反应 D．这个反应过程中反应前核的总质量小于反应后核的总质量
10．下列说法正确的是：
A．欲改放射性元素的半衰期，可以通过改变它的化学状态来实现
B．每个核子只跟邻近的核子发生核力作用
C．β衰变中产生的β射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的
D．太阳内部发生的核反应是重核裂变
11．下列核反应方程中，属于裂变的是（　　）
A． B．
C． D．
12．中国最新一代“人造太阳”实验装置，于2006年9月28日在合肥成功放电，这是世界首个投入运行的全超导非圆截面核聚变实验装置．“人造太阳”以探索无限而清洁的核聚变能源为目标，由于它和太阳产生能量的原理相同，都是热核聚变反应，所以被外界称为“人造太阳”．你认为“人造太阳”中所涉及的核反应方程是（ ）
A．
B．
C．
D．
13．日本政府在2021年4月13日的阁僚会议上决定向海洋排放福岛第一核电站含有对海洋环境有害的核废水。核废水中含有多种放射性物质，氚（）就是其中一种，放射性氚（）的半衰期约为12年，通过释放某种射线转变为氦（）。下列说法正确的是（　　）
A．氚核（）的比结合能小于氦核（）的比结合能
B．氚核（）转变为氦核（）的衰变是α衰变
C．该反应中释放的射线能穿透几厘米厚的铅板
D．100个氚核（）经过12年后还剩50个
14．科学家使用核反应获取氚，再利用氘和氚的核反应获得能量，核反应方程分别为：X＋Y→＋＋4.9 MeV和，下列表述正确的有( )
A．X是电子
B．Y的质子数是3，中子数是6
C．两个核反应都没有质量亏损
D．氘和氚的核反应是核聚变反应
15．现已建成的核电站所利用的是（　　）
A．放射性元素衰变放出的能量
B．人工放射性同位素放出的能量
C．重核裂变放出的能量
D．轻核聚变放出的能量
二、填空题（共4题）
16．如图所示，为了形象的描述核能的获得，两位同学分别画了一张利用核能途径的原理图；其中甲图表示的是______________;图乙表示的是________________.

甲 乙
17．完成下列核反应方程，并指出核反应的类型：
_____，是____变。
_____，是______变。
_____，是______变。
_____，是______变。
18．2011年3月11日在日本海域发生强烈地震，强震引发了福岛核电站危机.核中的U发生着裂变反应，试完成下列反应方程式：235 92U+1 0n→141 56Ba+92 36Kr+____；已知235 92U、141 56Ba、92 36Kr和中子的质量分别是mU、mBa、mKr、mn，该反应中一个U裂变时放出的能量为____.(已知光速为c)
19．在下列描述核反应的过程中，属于α衰变的是___________ ，属于β衰变的是___________ ，属于裂变的是___________ ，属于聚变的是___________ 。（填正确答案标号）
A．
B．
C．
D．
E．
三、综合题（共4题）
20．一个质子的质量为m1，一个中子的质量为m2，氦核的质量为m3，光速为c。
(1)写出核子结合成氦核的核反应方程；
(2)计算核子结合成氦核时释放的核能△E；
(3)计算氦核的比结合能E。
21．当氘等离子体被加热到适当高温时，可能发生氘核参与的几种聚变反应，并释放能量。这几种反应的总效果可表示为该反应方程中的k和d各为多少？质量亏损为多少？
22．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
23．写出下列原子核人工转变的核反应方程。
(1)（钠核）俘获1个粒子后放出1个质子；
(2)（铝核）俘获1个粒子后放出1个中子；
(3)（氧核）俘获1个中子后放出1个质子；
(4)（硅核）俘获1个质子后放出1个中子。
参考答案：
1．A
2．A
3．C
4．C
5．B
6．D
7．C
8．D
9．B
10．B
11．D
12．C
13．A
14．D
15．C
16． 重核的裂变 轻核的聚变
17． 聚 衰 人工转 裂
18． (mU－mBa－mKr－2mn)c2　
19． B A D E
20．(1)；(2)；(3)
21．2；2；
22．① ②24.87
23．
根据核反应前后质量数守恒和电荷数守恒，有（1）；（2）；（3）；（4）。
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