粤教版 (2019)选择性必修 第三册第五节 裂变和聚变课时训练

5.5裂变和聚变基础巩固2021—2022学年高中物理粤教版（2019）选择性必修第三册

一、选择题（共15题）

1．中国的“人造太阳”，又称东方超环，全称是全超导托卡马克核聚变实验装置，是中国新一代先进磁约束核聚变实验研究装置。2021年5月28日，中国的“人造太阳”实现了可重复的1.2亿度101秒等离子体运行，刷新了世界纪录。所谓“人造太阳”，就是在地球上模拟太阳内部发生的核聚变反应，为人类提供源源不断的清洁能源。其内部发生的一种核聚变反应方程为，下列说法正确的是（　　）

A．反应产物X为

B．核聚变后的产物X比结合能小于的比结合能

C．可控的人工轻核聚变与核裂变相比更为安全、清洁

D．要实现核聚变，需要将轻核加热到很高的温度，使它们具有足够的动能克服核力作用而碰撞结合在一起

2．已知氘核的平均结合能为1.1 MeV，氦核的平均结合能为7.1 MeV，则两个氘核结合成一个氦核时（　　）

A．释放出4.9 MeV的能量 B．吸收4.9 MeV的能量

C．吸收24.0 MeV的能量 D．释放出24.0 MeV的能量

3．下列说法正确的是（）

A．波尔理论认为电子的轨道是量子化的，电子在这些轨道上绕核转动时由于有加速度会不断向外辐射出电磁波

B．光电效应揭示了光的粒子性，光电效应表明光子具有能量和动量

C．裂变产生的中子速度很大，于是要通过镉棒将快中子变成慢中子，链式反应才能进行

D．黑体辐射中电磁波的辐射强度按波长的分布只与黑体的温度有关，与材料以及表面积无关

4．2020年12月4日，新一代“人造太阳”核聚变实验装置－“中国环流器二号M”在四川成都建成并实现首次放电。这标志着我国自主掌握了大型先进托卡马克装置的设计、建造、运行技术，为我国核聚变堆的自主设计与建造打下了坚实基础。下列说法正确的是（　　）

A．目前运行的核电站发电都是采用核聚变反应

B．托卡马克内部反应过程是链式反应

C．托卡马克内部核反应可能是

D．属于核聚变反应

5．以下说法正确的是（　　）

A．核力是一种存在于原子核内的强相互吸引力，是短程力，与电荷无关

B．结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定

C．核反应方程属于裂变反应，需要满足超高温条件

D．钍经、衰变生成氡，其中经过了3次衰变和2次衰变

6．下列说法正确的是（   ）

A．β射线是光子流

B．光电效应揭示了光具有粒子性

C．是核裂变反应方程

D．一群氢原子从n=3的激发态跃迁时，最多能辐射出2种不同频率的光子

7．2020年12月4日，我国新一代“人造太阳”-中国环流器二号M装置在成都建成并实现发电，标志着我国在核聚变反应堆建设中处于世界前列。中国环流器二号M装置内主要核反应是，已知氘核的比结合能是1.09MeV、氚核的比结合能是2.78MeV、氦核的比结合能是7.03MeV，该聚变反应中（　　）

A．X为质子

B．X为电子

C．一次反应释放的核能为3.16MeV

D．一次反应释放的核能为17.6MeV

8．下列有关原子结构和原子核的说法正确的是（       ）

A．属于衰变

B．射线是高速运动的电子流

C．太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变

D．升高放射性物质的温度，可缩短其半衰期

9．2020年12月嫦娥五号从月球带回约1731克土壤，月球土壤中含有丰富的“氦-3”，利用氘和“氦-3”进行的核反应未来可作为核电站的能源，核反应方程为，则下列说法正确的是（　　）

A．此核反应为α衰变反应

B．X为电子

C．的比结合能比的比结合能大

D．此核反应可以在常温下发生

10．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．形成化合物H3PO4后不再具有放射性

D．氡在-30℃时的半衰期为3.8天，1g氡原子核在常温下经过7.6天只剩下0.2g氡原子核

11．贝克勒尔在120多年前首先发现了天然放射现象，如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用．下列属于重核裂变的是（　　）

A． B．

C． D．

12．下列说法正确的是(   )

A．根据ΔE＝Δmc2可知，在核裂变过程中减少的质量转化成了能量

B．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变

C．卢瑟福首先发现了铀和含铀矿物的天然放射现象

D．由氢原子能级示意图知，处于基态的氢原子至少要吸收13.60 eV的能量才能发生电离

13．“氦-3”是一种已被世界公认的高效、清洁、安全、廉价的核燃料，可发生的核反应方程，式中质子、粒子的质量分别为、，则下列说法正确的是（　　）

A．此核反应为衰变反应

B．的比结合能比的比结合能小

C．核的质量为

D．当燃料体积大于临界体积时，该核反应可持续进行

14．1938年底，德国物理学家哈恩和他的助手斯特拉斯曼在用中子轰击铀核的实验中发现，生成物中有原子序数为56的元素钡，核反应方程为： 该发现为原子弹的制成奠定了基础。下列说法正确的是（　　）

A．核反应方程中x=91

B．的比结合能大于的比结合能

C．中子是英国物理学家卢瑟福通过实验发现的

D．该反应中释放出来的中子不能再引起上述铀核反应

15．中国首台“华龙一号”核电机组于2020年11月份并网发电，有效缓解了新旧能源转换时期电力不足的问题，其核反应堆中的反应方程为，下列说法正确的是（　　）

A．反应是衰变反应 B．反应过程中铀的半衰期减小

C．反应过程中放出能量 D．的结合能比的结合能大

二、填空题（共4题）

16．核反应堆中的燃料是________．用石墨、重水等作为________，使裂变时产生的中子速度减小，易于被铀核吸收．用镉棒来________，以控制反应的________，再用水等流体在反应堆内外循环流动，传输反应中产生的热量．

17．完成下列核反应方程

18．2006年11月21日，中国、欧盟、美国、日本、韩国、俄罗斯和印度七方在法国总统府正式签署一个能源方面的联合实施协定及相关文件，该协定中的能源是指________能源．

19．4个氢核聚变成一个氦核，同时放出两个正电子，释放出2.8×106eV的能量，写出核反应方程__________，并计算1g氢核完成这个反应后释放出________能量（1 g氢核即1 mol所包含的氢核的粒子个数为6.02×1023个）。

三、综合题（共4题）

20．皮埃尔·居里在1903年说：“人类从未来的发现所得到的好处将比坏处更多。”卢瑟福在1915年说：“我希望人们在学会和平相处之前，不要释放镭的内部能量。”两位科学家的意见是互为对照的。结合本节内容，请说说你的看法。

21．什么是核裂变？什么是链式反应？

22．1kg铀全部裂变释放出的能量约为，相当于完全燃烧多少无烟煤放出的能量？

23．氘核和氚核可发生热核聚变而释放出巨大的能量，该反应方程为，式中x是某种粒子。已知、、和粒子x的质量分别为2.0141u、3.0160u、4.0026u和1.0087u，1u相当于931.5MeV。粒子x是什么？该反应释放出的能量为多少？（结果保留3位有效数字）

参考答案：

1．C

2．D

3．D

4．D

5．D

6．B

7．D

8．A

9．C

10．B

11．B

12．D

13．B

14．B

15．C

16．     铀     慢化剂     吸收中子     速度

17．                   

18．核聚变

19．         

20．

我们通过搜集大量的信息资料，从科学、技术、社会、政治、军事、医疗等多方面理解核技术利用带给人类的“双刃剑”，感受科技发展与人类社会发展间的相互作用；树立健康、正确的人生观和科学的发展观。

21．

重核分裂成中等质量的原子核的反应叫做重核的裂变。由重核裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程，叫做核裂变的链式反应。

22．

23．中子；17.5MeV