人教版高中物理選修三5.4 核裂變與核聚變期末測(cè)試卷

核裂變與核聚變練習(xí)一、單選題下列說(shuō)法正確的是A.在鈾核的裂變中，當(dāng)鈾塊的體積小于“臨界體積”時(shí)，不能發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)B.鈾元素的半衰期為T，當(dāng)溫度發(fā)生變化時(shí)，鈾元素的半衰期也發(fā)生變化C.比結(jié)合能越小，原子核結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn)定D.輕核聚變后，比結(jié)合能減少，因此反應(yīng)中釋放能量2020年12月4日，新一代“人造太陽(yáng)”裝置——中國(guó)環(huán)流器二號(hào)M裝置(HL?2M)在成都建成并首次實(shí)現(xiàn)利用核聚變放電。下列方程中，正確的核聚變反應(yīng)方程是(????)A.?12H+C.?92235U+鈾原子核既可發(fā)生衰變，也可發(fā)生裂變。其衰變方程為?92238U→?90234T?+X，裂變方程為?92235U+?01n→Y+?3689kr+3?01A.?92238UB.Y原子核中含有56個(gè)中子C.若提高溫度，?92D.裂變時(shí)釋放的能量為(2020年1月10日，工程院院士黃旭華獲得國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)，他為核潛艇研制和跨越式發(fā)展作出了巨大貢獻(xiàn)，下列說(shuō)法正確的是A.核潛艇的核反應(yīng)也叫熱核反應(yīng)B.原子彈中鈾或钚的質(zhì)量可小于臨界質(zhì)量C.核潛艇的核反應(yīng)堆是利用隔棒控制核反應(yīng)速度D.核聚變和核裂變都能放出核能，故一切核反應(yīng)都應(yīng)放出核能關(guān)于核反應(yīng)下列說(shuō)法正確的是(

)A.核反應(yīng)方程?7B.氫彈是利用重核裂變制成的核武器C.鈾核(?92238U)衰變?yōu)殂U核(?82206Pb)的過(guò)程中，要經(jīng)過(guò)D.只有當(dāng)鈾塊的體積等于或大于臨界體積時(shí)才會(huì)發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)下列關(guān)于衰變與核反應(yīng)的說(shuō)法正確的是A.放射性元素的半衰期隨著外界條件(如溫度、壓強(qiáng)等)的改變而改變B.核聚變反應(yīng)方程12H+C.β衰變所釋放的電子是原子核外的電子電離形成的D.高速α粒子轟擊氮核可產(chǎn)生中子，其核反應(yīng)方程為2有下列4個(gè)核反應(yīng)方程，核反應(yīng)類型依次屬于(????)①②③?④23A.衰變、裂變、人工轉(zhuǎn)變、聚變B.裂變、裂變、聚變、聚變C.衰變、衰變、聚變、聚變D.衰變、人工轉(zhuǎn)變、人工轉(zhuǎn)變、聚變我國(guó)對(duì)中微子的研究處于世界領(lǐng)先地位。太陽(yáng)發(fā)生核反應(yīng)時(shí)會(huì)放出大量中微子及能量。假設(shè)太陽(yáng)釋放的能量由“燃燒氫”的核反應(yīng)4?11H→24He+2?10e+2ν提供，式中ν為中微子，這一核反應(yīng)平均每放出2個(gè)中微子相應(yīng)釋放A.1011 B.1014 C.1017下列說(shuō)法正確的是(????)①?715②?③?④?1A.①④ B.②③ C.①③ D.②④2020年12月4日，我國(guó)新一代“人造太陽(yáng)”裝置——中國(guó)環(huán)流器二號(hào)M裝置在成都建成并實(shí)現(xiàn)發(fā)電，標(biāo)志著我國(guó)在核聚變反應(yīng)堆建設(shè)中處于世界前列。實(shí)際上，核聚變反應(yīng)堆的建設(shè)比核裂變反應(yīng)堆更加困難，對(duì)技術(shù)要求更高，核聚變的產(chǎn)物少，比較清潔，核裂變的產(chǎn)物常有放射性。下列說(shuō)法正確的是A.中國(guó)環(huán)流器二號(hào)M內(nèi)主要核反應(yīng)是1B.核裂變反應(yīng)堆主要是92C.相同質(zhì)量的核原料，核聚變反應(yīng)比核裂變反應(yīng)產(chǎn)生的能量少D.56141Ba是核裂變的產(chǎn)物之一，仍有放射性，其發(fā)β二、多選題能源是社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)，發(fā)展核能是解決能源問(wèn)題的途徑之一，下列釋放核能的反應(yīng)方程，表述正確的有：A.是核聚變反應(yīng)B.?13H+C.?92D.?92235U+下列說(shuō)法不正確的是(????)A.湯姆生通過(guò)α粒子散射實(shí)驗(yàn)，提出了原子核的概念，建立了原子核式結(jié)構(gòu)模型B.大量處于n=4能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，能輻射6種不同頻率的光子C.光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)揭示了光的粒子性，愛因斯坦為此提出了相對(duì)論學(xué)說(shuō)，建立了光電效應(yīng)方程D.重核裂變產(chǎn)生的中子能使核裂變反應(yīng)連續(xù)得進(jìn)行，稱為鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，其中一種核裂變反應(yīng)方程為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子聚變結(jié)合成一個(gè)氘核，同時(shí)輻射一個(gè)γ光子．已知質(zhì)子、中子、氘核的質(zhì)量分別為m1、m2、m3，普朗克常量為h，真空中的光速為c.下列說(shuō)法正確的是A.核反應(yīng)方程是B.聚變反應(yīng)中的質(zhì)量虧損Δm=C.輻射出的γ光子的能量E=(D.γ光子的波長(zhǎng)λ=鈾235是核電站的主要核燃料，核反應(yīng)堆在工作時(shí)，鈾235既發(fā)生裂變，也發(fā)生衰變。鈾235裂變方程為：?92235U+01A.裂變過(guò)程放出能量，衰變過(guò)程吸收能量B.裂變產(chǎn)生的新核X中含有88個(gè)中子C.衰變產(chǎn)生的新核Y的比結(jié)合能比鈾核的大D.核裂變釋放能量產(chǎn)生的高溫會(huì)加快鈾235的衰變關(guān)于核反應(yīng)?92235U+?A.x=10 B.質(zhì)量數(shù)不守恒C.釋放能量 D.這是?92三、填空題關(guān)于以下核反應(yīng)方程式：(1)?12H+13H→24He+(2)92235U+01n→54140Xe+3894(3)?1124Na→1224Mg+Z：Z表示________可控核聚變反應(yīng)可向人類提供清潔而又取之不盡的能源。目前可控核聚變研究已經(jīng)進(jìn)入第三代，因不會(huì)產(chǎn)生中子而被稱為“終極聚變”，其核反應(yīng)方程式為：?23He+23He→24四、計(jì)算題（本大題共3小題，共30.0分）一個(gè)氘核和一個(gè)氚核結(jié)合成一個(gè)氦核，同時(shí)放出一個(gè)中子，已知氘核質(zhì)量為m1=2.014?1?u，氚核質(zhì)量為m2=3.016?0?u，氦核質(zhì)量為m3=4.002?6?u，中子質(zhì)量為m4=1.008?665?u，(1)寫出聚變的核反應(yīng)方程；(2)此反應(yīng)過(guò)程中釋放的能量為多少？平均每個(gè)核子釋放出多少核能？(結(jié)果在小數(shù)點(diǎn)后保留一位小數(shù))太陽(yáng)的能量來(lái)自下面的反應(yīng)：四個(gè)質(zhì)子(氫核)聚變成一個(gè)α粒子，同時(shí)發(fā)射兩個(gè)正電子。若太陽(yáng)輻射能量的總功率為P，質(zhì)子?11H、氦核?24He、正電子?10e的質(zhì)量分別為(1)核反應(yīng)方程；(2)核反應(yīng)所釋放的能量ΔE；(3)1s內(nèi)參與上述熱核反應(yīng)的質(zhì)子數(shù)目。兩個(gè)氘核聚變產(chǎn)生一個(gè)中子和一個(gè)氦核，已知氘核質(zhì)量mD=2.0136?u，氦核質(zhì)量mHe(1)計(jì)算釋放出的結(jié)合能；(2)若反應(yīng)前兩氘核的動(dòng)能均為Ek0答案和解析1.【答案】A【解析】解：A、在鈾核的裂變中，當(dāng)鈾塊的體積小于“臨界體積”時(shí)，不能發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，故A正確；B、半衰期的大小與溫度無(wú)關(guān)，由原子核內(nèi)部因素決定，故B錯(cuò)誤；C、比結(jié)合能大的原子核，核子結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn)定，故C錯(cuò)誤；D、輕核聚變后比結(jié)合能增加，因此反應(yīng)中會(huì)釋放能量，故D錯(cuò)誤；2.【答案】A【解答】A.，是輕核聚變，故A正確；B.，此核反應(yīng)反應(yīng)物只有一個(gè)原子核且生成物由氦核，屬于α衰變，故B錯(cuò)誤；C.，此反應(yīng)反應(yīng)物和生成物都有中子，構(gòu)成鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，且生產(chǎn)物至少有兩個(gè)中等質(zhì)量的核，故屬于重核裂變，故C錯(cuò)誤；D.，此反應(yīng)是用α粒子轟擊生成了同位素磷，是人工核轉(zhuǎn)變，發(fā)現(xiàn)同位素磷和正電子的方程，故D錯(cuò)誤；3.【答案】D【解答】A、根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒，?92238U發(fā)生的是αB、根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒知，Y原子核中的電荷數(shù)為56，質(zhì)量數(shù)為144，則中子數(shù)為為88，故B錯(cuò)誤。C、半衰期的大小與溫度無(wú)關(guān)，故C錯(cuò)誤。D、根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程得，釋放的能量ΔE=(m1?24.【答案】C【解答】A、輕核聚變發(fā)生在高溫條件下，也叫熱核反應(yīng)，核潛艇是利用重核裂變釋放的核能來(lái)發(fā)電的，不屬于熱核反應(yīng)；故A錯(cuò)誤；B、發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的條件：裂變物質(zhì)的體積必須大于或等于臨界體積，或裂變物質(zhì)的質(zhì)量必須大于或等于臨界質(zhì)量，故原子彈鈾或钚元素的質(zhì)量必須大于或等于臨界質(zhì)量，故B錯(cuò)誤；C、核潛艇是利用重核裂變釋放的核能來(lái)發(fā)電的，故核潛艇的核反應(yīng)堆用鎘棒控制核反應(yīng)速度，故C正確；D、重核裂變和輕核聚變都有質(zhì)量虧損，均向外界釋放核能，但并不是一切核反應(yīng)都能釋放核能，故D錯(cuò)誤。5.【答案】D【解答】A.核反應(yīng)方程?714N+B.氫彈是利用輕核聚變制成的武器，故B錯(cuò)誤；C.鈾核(?92238U)衰變?yōu)殂U核(?82206Pb)的過(guò)程中，質(zhì)量數(shù)少32，電荷數(shù)少10，設(shè)經(jīng)過(guò)n次α衰變，m次β衰變，根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒有：4n=32，D.當(dāng)鈾塊的體積大于或等于臨界體積，并有慢中子能夠被俘獲時(shí)，就會(huì)發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，瞬時(shí)放出巨大能量，故D正確。6.【答案】B【解答】A.放射性元素的半衰期由原子核決定，與外界的溫度無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤；B.根據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒，核聚變反應(yīng)方程12H+13C.β衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)中子轉(zhuǎn)化而來(lái)的，不是原子核外的電子電離形成的，故C錯(cuò)誤；D.高速α粒子轟擊氮核可從氮核中打出中子，核反應(yīng)方程為，故D錯(cuò)誤。7.【答案】A【解答】①方程?1124Na→?12②?92235③核反應(yīng)?919F+?2④?所以四個(gè)核反應(yīng)類型依次屬于衰變、裂變、人工轉(zhuǎn)變、聚變，故BCD錯(cuò)誤，A正確。8.【答案】B【解答】由題中條件可算出太陽(yáng)每秒放出中微子的個(gè)數(shù)為2×2.8×103928=2×9.【答案】D【解答】解：①?②?③?92238④?10.【答案】A[解答]A.環(huán)流器二號(hào)M內(nèi)核反應(yīng)方程是聚變反應(yīng)，故選項(xiàng)A正確;B.核裂變方程，選項(xiàng)B中只有一個(gè)中子，質(zhì)量數(shù)不守恒，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;C.相同質(zhì)量的核原料，核聚變反應(yīng)比核裂變反應(yīng)產(chǎn)生的能量要多，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;D.β衰變方程錯(cuò)誤，應(yīng)該，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。11.【答案】AC【解析】解：AB、核聚變的過(guò)程與核裂變相反，是幾個(gè)原子核聚合成一個(gè)原子核的過(guò)程，氫原子核聚變?yōu)楹ぴ雍?，故A正確，B錯(cuò)誤；C、核裂變是一個(gè)原子核分裂成幾個(gè)原子核的變化，質(zhì)量非常大的原子核才能發(fā)生核裂變，故C正確；D、α衰變放出的是氦原子核，這是裂變反應(yīng)，故D錯(cuò)誤；12.【答案】ACD【解答】A.盧瑟福通過(guò)α粒子散射實(shí)驗(yàn)，提出了原子核的概念，建立了原子核式結(jié)構(gòu)模型，故A錯(cuò)誤；B根據(jù)Cn2=6知，大量處于n=4能級(jí)的氫原子向n=1能級(jí)躍遷時(shí)，向外輻射6C“光電效應(yīng)”實(shí)驗(yàn)揭示了光的粒子性，愛因斯坦為此提出了光子說(shuō)理論，建立了光電效應(yīng)方程，認(rèn)識(shí)到微觀粒子具有“波粒二象性”特征，故C錯(cuò)誤；D.重核裂變產(chǎn)生的中子能使核裂變反應(yīng)連續(xù)的進(jìn)行，核能持續(xù)的釋放，這稱為鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，但裂變方程中，鈾235吸收一個(gè)慢中子后才能發(fā)生裂變，在核反應(yīng)方程中，等號(hào)左側(cè)的中子不能與等號(hào)右側(cè)的中子約掉，反應(yīng)方程應(yīng)該為，故D錯(cuò)誤。13.【答案】AB【解答】A.一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子聚變結(jié)合成一個(gè)氘核，同時(shí)輻射一個(gè)γ光子，由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，可得核反應(yīng)方程為，故A正確；B.反應(yīng)前的質(zhì)量減去反應(yīng)后的質(zhì)量，即為質(zhì)量的虧損，即為Δm=m1+C.聚變反應(yīng)中虧損的質(zhì)量轉(zhuǎn)化為能量以光子的形式放出，故光子能量為E=(m1+D.根據(jù)E=(m1+m2?m314.【答案】BC【解析】解：A、根據(jù)核反應(yīng)的特點(diǎn)可知，裂變與衰變都放出能量。故A錯(cuò)誤；B、根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒，可知X的質(zhì)量數(shù)為144，電荷數(shù)為56，X原子核中含有的中子數(shù)為88，故B正確；C、衰變產(chǎn)生的新核Y比鈾核更穩(wěn)定，故衰變產(chǎn)生的新核Y的比結(jié)合能比鈾核的大，故C正確；D、半衰期的大小與溫度無(wú)關(guān)。故D錯(cuò)誤。15.【答案】AC【解答】AB、根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒可知，x=235+1?90?136=10，故A正確，B錯(cuò)誤；CD、核反應(yīng)?92235U+?016.【答案】中子，核聚變；中子，核裂變；電子，β衰變【解答】(1)根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得：2+3=4+m，1+1=2+0，解得m=1，n=0，故X表示中子，根據(jù)核反應(yīng)的特點(diǎn)可知該核反應(yīng)屬于核聚變；(2)根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得：235+1=140+94+2m，92+0=54+38+2n，解得m=1，n=0，故表示中子，根據(jù)核反應(yīng)的特點(diǎn)可知該核反應(yīng)屬于核裂變；(3)根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得：24=24+m，11=12+n，解得m=0，n=?1，故表示電子，根據(jù)核反應(yīng)的特點(diǎn)可知該核反應(yīng)屬于β衰變；故答案為：中子，核聚變；中子，核裂變；電子，β衰變。17.【答案】?11【解析】解：根據(jù)發(fā)生核反應(yīng)時(shí)的質(zhì)量數(shù)守恒與核電荷數(shù)守恒，可知生成物為211H；根據(jù)質(zhì)能方程得核反應(yīng)釋放的能量為：E=△m故答案為：?11H18.【答案】解：(1)核反應(yīng)方程為：；(2)反應(yīng)過(guò)程的質(zhì)量虧損為：Δm=2.0141u+3.0160u?4.0026u?1.008665u=0.018835u，又由愛因斯坦質(zhì)能方程可得：ΔE=Δmc2=0.018835×931.5?MeV≈17.5平均每個(gè)核子釋放的核能為：E=17.55MeV=3.519.【答