第四章 第六节 核能利用 第七节 小粒子与大宇宙.doc

第六节核能利用第七节小粒子与大宇宙(时间：60分钟)题组一核反应堆1(单选)利用重核裂变释放核能时选用铀235核，主要原因是()A它裂变放出核能比其他重核裂变多B它可能分裂成三部分或四部分C它能自动裂变，与体积无关D它比较容易发生链式反应答案D解析铀235俘获任何能量的中子都会发生裂变反应，故D正确2(单选)关于核反应堆中用镉棒控制反应速度的原理，下列说法正确的是()A镉棒能释放中子，依靠释放的多少控制反应速度B用镉棒插入的多少控制快中子变为慢中子的数量C利用镉棒对中子吸收能力强的特点，依靠插入的多少控制中子数量D镉棒对铀核裂变有一种阻碍作用，利用其与铀的接触面积的大小控制反应速度答案C解析镉棒并不能释放中子，也不能使中子减速，对铀核裂变也没有阻碍作用，而是利用对中子吸收能力强的特点，控制中子数量的多少而控制核反应速度，故C正确3(单选)在核反应中，控制铀235核裂变反应速率的方法是()A使用浓缩铀B改变铀块的临界体积C通过自动控制装置，改变使用镉棒插入的深度，以改变反应堆中的中子数目D利用石墨与中子的碰撞来改变中子的速度答案C解析控制核反应堆中核反应的速度是靠调节中子数来实现的，故只有C正确4(单选)镉棒在核反应中的作用是()A使快中子变成慢中子B使慢中子变成快中子C使反应速度加快D控制反应速度，调节反应速度的快慢答案D解析在核反应堆中石墨起变快中子为慢中子的作用，镉棒起吸收中子，控制反应速度，调节反应速度的快慢5(单选)为使链式反应平稳进行，可采用下列的办法()A铀块可制成任何的体积B铀核裂变释放的中子可直接去轰击另外的铀核C通过慢化剂将产生的中子减速D用镉棒可作为慢化剂使中子减速答案C解析由于使铀块发生链式反应的体积应大于临界体积，故A错误；铀核裂变释放出的为快中子，不能直接再去轰击铀核，必须用慢化剂减速，而镉棒是用于控制中子数量的，故C正确，B、D错误题组二核电站6(双选)山东荣成石岛湾核电站总装机规模400 万千瓦核电站与火电站相比较，其优势在于()A核燃料释放出的能量远大于相等质量的煤放出的能量B就可采储量来说，地球上核燃料资源远多于煤炭C核电站造成的污染大于相等发电能力的火电站D核电站比火电站更容易建造答案AB解析核电站与火电站相比，相等质量的核燃料放出的能量比煤放出的能量要大很多，地球上可开采核矿石储量所能提供的能量约为煤、石油的15倍，只要措施得当，核电站造成的污染很小，核能属于清洁能源，A、B均正确，C错误；核电站的建造难度较大，D错误7(双选)为应对能源危机和优化能源结构，提高清洁能源的比重，我国制定了优先选择核能，其次加快发展风电和再生能源的政策，在核电中长期发展规划中要求2020年核电运行装机总容量达到4 000万千瓦的水平，请根据所学物理知识，判断下列说法中正确的是()A核能发电对环境的污染比火力发电要小B核能发电对环境的污染比火力发电要大C目前所有核电站都只利用重核裂变释放大量的原子能D目前既有重核裂变，又有轻核聚变释放大量的原子能答案AC解析目前核电站都用核裂变，其原料是铀，且核裂变在核反应堆中应用的是比较清洁的能源，故A、C正确，B、D错8(单选)我国秦山核电站第三期工程中有两个60万千瓦的发电机组，发电站的核能来源于92 U的裂变，现有四种说法：92U原子核中有92个质子，143个中子；92U的一种可能裂变是变成两个中等质量的原子核，核反应方程为92Un54XeSr2n；92U是天然放射性元素，常温下它的半衰期约为45 亿年，升高温度半衰期缩短；一个92U裂变能放出200 MeV的能量，合3.21011 J.以上说法中完全正确的是()A BC D答案D解析由92U的质量数和电荷数关系易知正确；由核反应方程中电荷数守恒和质量数守恒知正确；半衰期不受外界因素干扰，故错误；通过计算知正确，故答案为D.题组三对粒子的认识9(单选)现在科学家们正在设法探寻“反物质”，所谓“反物质”是由“反粒子”构成的，“反粒子”与其对应的正粒子有相同的质量和相同的电荷量，但电荷符号相反据此，若有反粒子，它的质量数和电荷数分别为()A4，2 B4，2 C4，2 D4，2答案B解析因“反粒子”与其对应的正粒子具有相同的质量、相同的电荷量，但电荷的符号相反所以，反粒子质量数为4，电荷数为2.故只有B选项正确，其他选项都不符合实际图46、7210.(单选)K介子衰变的方程为K0.其中K介子和介子是带负电的基元电荷，0介子不带电如图46、72所示的1个K介子沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场中，其轨迹为圆弧AP，衰变后产生的介子的轨迹为圆弧PB，两轨迹P点相切，它们的半径RK与R之比为21.0介子的轨 迹未画出由此可知的动量大小与0的动量的大小之比为()A11 B12 C13 D16答案C解析带电粒子K与在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力Bqv得R，K介子与介子带电量相同，故运动的半径之比等于动量之比pKpRKR21，在衰变后介子与0介子动量方向相反，设K介子的动量为正，则介子动量为负值，由动量守恒pKpp0，则pp013故A、B、D错，C对题组四综合应用11如下一系列核反应是在恒星内部发生的：pCNNCepCNpNOONepNC其中p为质子，为粒子，e为正电子，为一种中微子已知质子的质量mp1.672 6481027 kg，粒子的质量m6.644 9291027 kg，正电子的质量me9.111031 kg，中微子的质量可忽略不计真空中的光速c3.00108 m/s.试计算该系列反应完成后释放的能量答案3.951012 J解析为求出系列反应后释放的能量，将题中所给的各核反应方程左、右两侧分别相加，消去两侧相同的项，系列反应最终等效为4p2e2.设反应后释放的能量为Q，根据质能关系和能量守恒得4mpc2mc22mec2Q，代入数据可得Q3.951012 J.12一个原来静止的锂核(Li)俘获一个速度为7.7104 m/s的中子后，生成一个氚核和一个氦核，已知氚核的速度大小为1.0103 m/s，方向与中子的运动方向相反(1)试写出核反应方程；(2)求出氦核的速度大小；(3)若让一个氘核和一个氚核发生聚变时可产生一个氦核，同时放出一个中子，求这个核反应释放出的能量(已知氘核质量为mD2.014 102 u，氚核质量为mT3.016 050 u，氦核质量mHe4.002 603 u，中子质量mn1.008 665 u，1 u1.660 61027 kg)答案(1)LinHHe(2)2104 m/s(3)2.821012 J解析(1)LinHHe(2)取中子的运动方向为正方向，由动量守恒定律得mnv0mTv1