7.4裂变与聚变 基础巩固（Word版含答案）

7.4裂变与聚变基础巩固2021—2022学年高中物理沪教版（2019）选择性必修第三册
一、选择题（共15题）
1．国家重大科技基础设施“高海拔宇宙线观测站”，首次记录到能量达的伽马（射线）光子，这是人类观测到的最高能量光子，开启了“超高能伽马天文学”的时代。若该伽马光子为核反应产物，已知真空中光速为，则该核反应质量亏损约为（　　）
A． B．
C． D．
2．核潜艇是以核反应堆为动力来源的潜艇，有一种核裂变方程为，下列说法正确的是（　　）
A．裂变反应中亏损的质量变成了能量
B．裂变反应出现质量亏损导致质量数不守恒
C．X原子核中有54个质子
D．X原子核比铀核的平均结合能小
3．以下关于原子核及其变化的说法正确的是（　　）
A．粒子轰击，生成并放出中子
B．经过6次衰变，2次衰变后，新核与原来的原子核相比中子数少了12个
C．在原子核内部，只有相邻的核子之间有核力作用
D．“人造太阳”实质是核聚变，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
4．下列关于近代物理的叙述中，正确的是
A．光电效应是金属表面的原子吸收光子后由原子核释放出电子的现象，光电子的最大初动能与入射光的频率成正比
B．氢原子辐射光子后，其电势能减小，核外电子动能增大
C．氘核()和氚核()聚合成氦核()，会放出一个正电子，发生质量亏损，释放核能
D．某种放射性元素半衰期为5天，则100个该元素原子核经过5天时，一定还剩50个未发生衰变
5．太阳在“核燃烧”的过程中放出大量能量下列核反应方程中，属于太阳能量来源的核反应方程是（　　）
A． B．
C． D．
6．天然放射现象的发现揭开了原子核的秘密，在科学史上意义重大，的半衰期为T，衰变方程为：，下列说法正确的是（　　）
A．天然放射现象是由居里夫妇首先发现的
B．Th与He的结合能之和一定大于的结合能
C．Th与He的质量之和一定大于的质量
D．1000个原子核经T时间后一定还有500个没有发生衰变
7．下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法不正确的是（ ）
A．图甲：卢瑟福通过分析 α 粒子散射实验结果，发现了质子和中子
B．图乙：用中子轰击铀核使其发生裂发，链式反应会释放出巨大的核能
C．图丙：普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一
D．图丁： 玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的
8．关于近代物理知识下列说法中正确的是（　　）
A．核反应方程中，生成物X的中子数为128
B．铀235吸收慢中子裂变成中等质量原子核的过程中，核子的平均质量变大
C．一个中子可转化成一个质子和一个电子，同时释放出能量
D．在辐射防护中，可以用电磁场来加速、减速以及束缚中子
9．某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论，其中的两个核反应方程为+→+Q1,+→+X+Q2方程中Q1、Q2表示释放的能量，相关的原子核质量见下表，下列判断正确的是（ ）
A．X是，Q2＞Q1
B．X是，Q2＞Q1
C．X是，Q2＜Q1
D．X是，Q2＜Q1
10．下列说法正确的是
A．是核裂变反应方程
B．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变
C．一个氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级，该氢原子放出光子，原子的电势能增加
D．将放射性元素掺杂到其它稳定元素中，并降低其温度，它的半衰期会发生改变
11．下列说法正确的是
A．U→Th+X中X为中子，核反应类型为β衰变
B．H+H→He+Y中Y为中子，核反应类型为人工核转变
C．U+n→Xe+Sr+K，其中K为10个中子，核反应类型为重核裂变
D．N+He→O+Z，其中Z为氢核核反应类型为轻核聚变
12．关于原子和原子核，下列说法正确的是（　　）
A．结合能越大，原子核越稳定
B．在核反应中，X为中子
C．核爆炸的能量来自于原子核反应中的质量亏损，遵循规律
D．氡的半衰期为3.8天，1g氡原子核在经过7.6天后只剩下0.2g氡原子核
13．一静止的钚核发生衰变放出X粒子后变成铀核，衰变时放出巨大能量，其衰变方程是：。已知钚核的半衰期为t，质量为m1，X粒子质量为m2，铀核质量为m3，光在真空中的传播速度为c。则下列说法错误的是（　　）
A．上述衰变是衰变，X是氦核（He）
B．衰变过程中释放的总能量为
C．有20个钚核，经时间t后一定剩下10个钚核未发生衰变
D．由于衰变时释放巨大能量，所以比的比结合能小
14．重核裂变的一个核反应方程为，已知、、的比结合能分别为7.6 MeV、8.4 MeV、8.7 MeV，则（　　）
A．该核反应方程中x=3
B．的中子数为143
C．该核反应中质量增加
D．的比结合能比小，比更稳定
15．1933年至1934年间，约里奥居里夫妇用α粒子轰击铝箔时，发生的核反应方程为，反应生成物像天然放射性元素一样衰变，放出正电子且伴随产生中微子，核反应方程为．则下列说法正确的是
A．当温度、压强等条件变化时，放射性元素的半衰期随之变化
B．中微子的质量数A=0，电荷数Z=0
C．正电子产生的原因可能是核外电子转变成的
D．两个质子和两个中子结合成一个α粒子，则质子与中子的质量之和一定等于α粒子的质量
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．原子核是由质子和中子组成的，它们统称为_______．核电站是利用__________（选填“重核裂变”、“轻核聚变”或“化学反应”）获得核能并将其转为电能．
18．宇宙中的核聚变：太阳能是太阳内部的氢核________成氦核释放的________能。
19．3个α粒子可以结合成一个C核，已知C核的质量为1.99302×10-26kg，α粒子的质量为6.64672×10-27kg，真空中光速c=3×108m/s，这个核反应方程是_______，反应中释放的核能为______ J（结果保留一位有效数字）．
三、综合题（共4题）
20．通过查找资料、观看科普录像，了解核能开发的社会效益及所带来的安全利用核能等问题。
21．有人说物体燃烧释放出的能量就是静质能(m0c2)．又有人说核反应释放出的能量就等于静质能(m0c2)，你说对吗？
22．核反应堆中是靠熔化的钠来传递核燃烧产生的热量的，而抽动液态钠的“泵”传动部分又不允许和钠接触，因此常使用一种称为“电磁泵”的装置．这种泵的结构如图所示，N、S为磁铁的两极，C为在磁场中的耐热导管，熔融的钠从其中流过。
（1）要使钠液向图中所标方向加速流动，加在导管中钠液的电流方向应如何？
（2）查阅资料，了解核反应堆的热交换系统．
23．一个静止的氡核，放出一个α粒子后衰变为钋核 ，同时放出一定的能量。已知M氡＝222.08663 u、mα＝4.0026u、M钋＝218.0766u，1u相当于931.5MeV的能量。
（1）写出上述核反应方程；
（2）求出发生上述核反应放出的能量。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
2．C
3．C
4．B
5．D
6．B
7．A
8．C
9．B
10．B
11．C
12．B
13．C
14．B
15．B
16． 3 大于
17． 核子 重核裂变
18． 聚变 核
19．，
20．
核能开发的社会效益有可以优化能源结构、保障能源安全、减少环境污染、符合世界能源利用的趋势；其问题在于核能技术及安全要求高。
21．不对
22．（1）电流由下向上；
（2）核反应堆，又称为原子反应堆或反应堆，是装配了核燃料以实现大规模可控制裂变链式反应的装置。核燃料在裂变过程中发生链式反应，释放大量的能量，人类通过控制链式反应的速度，实现核能的利用。在压力容器中，由裂变放出的能量加热了周边的水，使水的温度升高，但因水处于高压下，它并不沸腾，水被泵到热交换器里，引起了其它水的沸腾，产生高温高压的水蒸气推动汽轮机，从而带动发电机发电。水蒸气在冷凝器中被液化为水，然后循环使用。
23．（1）（2）6.92 MeV
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