2019-2020学年高中物理 第4章 原子核 第5节 裂变和聚变课后提能训练 粤教版选修3-5

1 第第 5 5 节节 裂变和聚变裂变和聚变 基础达标 1 2019 年山西四模 下列关于核反应方程的描述正确的是 a h h he n 是 衰变方程 3 12 14 21 0 b u xe sr n 是核聚变方程 235921405494381 0 c he al p n 是居里夫妇发现人工放射性的核反应方程 4 2271330151 0 d n he o h 是 衰变方程 14 74 217 81 1 答案 c 解析 a 项是聚变反应 b 项是核裂变方程 c 是居里夫妇发现人工放射性的核反应 方程 d 是卢瑟福发现质子的方程 故 c 正确 a b d 错误 2 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 h c n q1 h n c x q2 1 112 613 71 115 712 6 方程式中q1 q2表示释放的能量 相关的原子核质量见下表 原子核 h 1 1 he 3 2 he 4 2 c 12 6 n 13 7 n 15 7 质量 u 1 007 83 016 04 002 612 000 013 005 715 000 1 下列说法正确的是 a x 是 he q2 q1 3 2 b x 是 he q2 q1 4 2 c x 是 he q2 q1 3 2 d x 是 he q2 q1 4 2 答案 b 解析 根据核反应过程中质量数守恒和核电荷数守恒可知 x 的核电荷数为 2 质量 数为 4 故 x 是 he 4 2 质量亏损 m1 1 007 8 u 12 000 0 u 13 005 7 u 0 002 1 u m2 1 007 8 u 15 000 1 u 12 000 0 u 4 002 6 u 0 005 3 u 又q1 m1c2 q2 m2c2 故q2 q1 b 正确 3 现有三个核反应 na mg e 241124120 1 u n ba kr 3 n 235921 01415692361 0 h h he n 2 13 14 21 0 下列说法正确的是 2 a 是裂变 是 衰变 是聚变 b 是聚变 是裂变 是 衰变 c 是 衰变 是裂变 是聚变 d 是 衰变 是聚变 是裂变 答案 c 解析 原子核的变化通常包括衰变 人工转变 裂变和聚变 衰变是指原子核放出 粒子和 粒子后 变成新的原子核的变化 像本题中的核反应 原子核的人工转变 是指在其他粒子的轰击下变成新的原子核的变化 裂变是重核分裂成质量较小的核 像核 反应 聚变是轻核结合成质量较大的核 像核反应 综上所述 c 项正确 4 2019 年遂宁模拟 下列对核反应的说法正确的是 a 核反应方程n he o h 是属于 衰变 14 74 217 81 1 b 发生核反应 h h he n 需要吸收能量 2 13 14 21 0 c 核反应u n kr ba 3 n 是属于裂变 235921 08936144561 0 d 发生 衰变实质是质子向中子转变 答案 c 解析 a 是原子核的人工转变 不属于 衰变 b 是原子核的轻核聚变 放出大量 的核能 c 是属于重核裂变 d 发生 衰变实质是原子核内的一个中子转变为一个质子和 一个电子 故 c 正确 a b d 错误 5 2019 年昌平二模 太阳能是一种绿色可再生能源 人们正大力推广和使用太阳 能 太阳的巨大能量是由于太阳内部所发生的一系列核聚变反应形成的 太阳内部所发生 的核反应可能是 a 4 h he 2e 1 14 20 1 b n he o h 14 74 217 81 1 c u n ba kr 3 n 235921 01415692361 0 d u th he 23892234904 2 答案 a 解析 聚变反应是质量较轻的核聚变生成质量较大的核 由题目知 a 正确 b 是人 工核转变反应 c 是裂变反应 d 是衰变反应 6 多选 下列说法中正确的是 a 聚变反应中有质量亏损 所以必向外界放出能量 b 使核发生聚变反应必须使核之间的距离接近到 1 10 15 m 也就是接近到核力能 够发生作用的范围内 c 要使核发生聚变反应 必须克服核力做功 d 热核反应只有在人工控制下才能发生 3 答案 ab 解析 由质能方程可知 a 正确 轻核结合成质量较大核 必须使轻核间的距离达到 能发生核力的范围 才能使它们紧密地结合起来 b 正确 c 错误 热核反应必须在很高的 温度下才能发生 不一定要人工控制 d 错误 7 多选 据新华社报道 由我国自行设计 研制的世界第一套全超导核聚变实验装置 又称 人造太阳 又获得重要进展 科研人员在超高温大电流引线中获得了通过 90 千安 电流的成果 是目前世界的最高纪录 下列关于 人造太阳 的说法正确的是 a 人造太阳 的核反应方程是 h h he n 2 13 14 21 0 b 人造太阳 的核反应方程是u n ba 235921 014156 kr 3 n 92361 0 c 人造太阳 释放的能量大小的计算公式是 e mc2 d 人造太阳 核能大小的计算公式是e mc2 1 2 答案 ac 解析 人造太阳 是全超导核聚变实验装置 核反应是核聚变反应而不是裂变 故 a 正确 b 错 轻核聚变释放的核能由质能方程 e mc2计算 故 c 正确 d 错误 8 多选 我国新一代核聚变装置 east 顺利完成了超导托卡马克物理实验 在长达 四个月的实验期间 自主创新能力得到较大提高 获得多项重大成果 标志着我国在稳态 高约束等离子体研究方面走在国际前列 合肥也成为世界上第一个建成此类全超导非圆截 面核聚变实验装置并能实际运行的地方 核聚变的主要原料是氘 在海水中含量极其丰 富 已知氘核的质量为m1 中子的质量为m2 he 的质量为m3 质子的质量为m4 则下列 3 2 说法中正确的是 a 两个氘核聚变成一个 he 所产生的另一个粒子是质子 3 2 b 两个氘核聚变成一个 he 所产生的另一个粒子是中子 3 2 c 两个氘核聚变成一个 he 所释放的核能为 2m1 m3 m4 c2 3 2 d 与受控核聚变比较 现行的核反应堆产生的废物具有放射性 答案 bd 解析 由核反应方程知 2 h he x x 应为中子 释放的核能应为 2 13 21 0 e 2m1 m3 m2 c2 聚变反应的污染非常小 而现实运行的裂变反应的废料具有很强的 放射性 故 a c 错误 b d 正确 能力提升 9 我国自主研发制造的国际热核聚变核心部件在国际上率先通过权威机构认证 这是 我国对国际热核聚变项目的重大贡献 下列核反应方程中属于聚变反应的是 4 a h h he n 2 13 14 21 0 b n he o h 14 74 217 81 1 c he al p n 4 2271330151 0 d u n ba kr 3 n 235921 01445689361 0 答案 a 解析 核聚变是指由质量小的原子 主要是指氘或氚 在一定条件下 如超高温和高 压 发生原子核互相聚合作用 生成新的质量更重的原子核 并伴随着巨大的能量释放的 一种核反应形式 由此可知 核反应方程 h h he n 是原子核的聚变反应 b 与 c 2 13 14 21 0 属于原子核的人工核转变 d 属于裂变反应 故 a 正确 b c d 错误 10 静止在匀强磁场中的 li 核俘获一个速度v0 7 7 104 m s 的中子而发生核反应 6 3 li n h he 若已知 he 的速度v2 2 0 104 m s 其方向与反应前中子速度方向 6 31 03 14 24 2 相同 如图所示 试求 1 h 的速度大小和方向 3 1 2 在图乙中 已画出并标明两粒子的运动轨迹 请计算出轨道半径之比 3 当 he 旋转 3 周时 粒子 h 旋转几周 4 23 1 答案 1 10 103 m s 方向与初速度v0反向 2 3 40 3 2 周 解析 1 反应前后动量守恒 m0v0 m1v1 m2v2 v1为氚核速度 v2为 粒子速度 m0 m1 m2分别代表中子 氚核 氦核质量 代入数值可解得 v1 1 0 103 m s 方向与v0反向 2