2023-2024学年高中物理人教版2019 选择性必修第三册课后习题 第五章 4-核裂变与核聚变 含答案

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4.核裂变与核聚变
A级 必备知识基础练
1.(2022 北京密云一模)重核裂变和轻核聚变是人类获得核能的两种主要途径,关于裂变和聚变,下列
说法正确的是(
　　
)
A.裂变释放能量,聚变吸收能量
B.裂变过程有质量亏损,聚变过程无质量亏损
C.裂变和聚变都可以释放出巨大的能量
D.太阳能来源于太阳内部发生的核裂变
2.如图所示为原子核裂变并发生链式反应的示意图,铀核裂变的产物是多样的,一种典型的铀核裂变
对应的核反应方程是
92
235 U+¿0
1¿
n
a
140
X+
38
b
Y+
20
1
n,其中
0
1
n为中子,对于产物 X的原子序数 a和产物
Y的质量数 b,以下判断正确的是(
　　
)
A.a=53,b=93
B.a=54,b=94
C.a=53,b=94
D.a=54,b=93
3.(2022 北京通州一模)嫦娥五号返回器将月球土壤成功带回地球。经研究发现月球土壤里富含的氦-
3
(2
3
He)是理想的热核反应原料,即利用一个氘核
(1
2
H)和一个氦-3 发生核反应产生一个质子和一个新核
X,并释放能量。关于氦-3 与氘核的反应,下列说法正确的是(
　　
)
A.新核 X是
He
B.是核裂变反应
C.生成物的总质量不变
D.生成物的总质量数减少
4.关于核反应和核能,下列说法正确的是(
　　
)
A.原子弹和氢弹都能瞬间放出巨大的能量,但原理不同。前者是利用了核聚变,后者是利用核裂变
B.核动力航空母舰的动力装置是核反应堆,常用核反应堆是用镉棒来控制核裂变的反应速度
C.目前核电站是采用核裂变的链式反应,当铀块的体积小于临界体积时就会发生链式反应放出巨大
能量
D.原子核在超高温下才能发生聚变,说明核聚变过程需要吸收能量
5.(多选)(2022 云南昆明高二期末)如图所示是核电站工作流程图,关于核能,下列说法正确的是(
　　
)
A.核反应堆可以把核能直接转化为电能
B.核反应堆利用的是原子核衰变过程产生的能量
C.核反应生成物的比结合能大于反应物的比结合能
D.水泥防护层的作用是屏蔽裂变产物放出的各种射线
6.(2022 山东聊城二模)2021 年5月,中国的“人造太阳”在 1.2亿摄氏度下,成功“燃烧”101 秒。这
标志着我国核聚变研究又获得重大突破,核反应方程是
1
2H+¿1
3¿
H He+X,为人类获得可控核聚
变能源奠定了商用的物理和工程基础。下列说法正确的是(
　　
)
A.核聚变可以在常温下发生
B.方程中的 X表示中子
0
1
n,中子是查德威克发现的
C.该核反应前后质量守恒
D
.1
2
H的比结合能比
2
4
He 的比结合能大
7.(2022 广东湛江模拟预测)核电站中核反应堆的核反应方程式
92
235 U+¿0
1¿
n Ba+
36
92
Kr+
30
1
n+201
MeV(201 MeV 为本核式反应释放的核能),以下说法正确的是 (
　　
)
A.这个反应属于轻核聚变
B.反应条件是铀块要达到临界体积
C.由这个反应可知比结合能为 201 MeV
D.这个方程式可写为
92
235
U Ba+
36
92
Kr+
20
1
n
8.一个质子和两个中子聚变为一个氚核,已知质子质量 mH=1.007 3 u,中子质量 mn=1.008 7 u,氚核质量
mT=3.018 0 u。(1 u 相当于 931.5 MeV 的能量)
(1)写出聚变方程;
(2)释放出的核能为多大?
(3)平均每个核子释放的能量是多大?
B级 关键能力提升练
9.(2022 辽宁铁岭高三期末)太阳内部的核聚变可以释放出大量的能量,这些能以电磁辐射的形式向四
面八方辐射出去,其总功率达到 P0=3.8×1026 W。设太阳上的热核反应是 4个质子聚合成 1个氦核同
时放出 2个中微子(质量远小于电子质量,穿透能力极强的中性粒子,可用 υ表示)和另一种带电粒子
(用
1
0
e表示),且知每一次这样的核反应质量亏损为 5.0×10-29 kg,已知真空中的光速c=3×108 m/s,电子
的电荷量e=1.6×10-19 C。则每秒钟太阳产生中微子的个数为(
　　
)
A.8×1037 B.8×1038
C.2×1037 D.2×1038
10.(多选)(2022 陕西渭南一模)1932 年,考克饶夫和瓦尔顿用质子加速器进行人工核蜕变实验,验证了
质能关系的正确性。在实验中,锂原子核俘获一个质子后成为不稳定的铍原子核,随后又蜕变为两个
原子核,核反应方程为
3
7
Li
+¿1
1¿
H Be 2X。已知
1
1H、3
7
Li、X的质量分别为m1=1.007 28
u、m2=7.016 01 u、m3=4.001 51 u,其中 u为原子质量单位,1 u 相当于 931.5 MeV 的能量,则在该核反
应中(
　　
)
A.铍原子核内的中子数是 4
B.X 表示的是氚原子核
C.质量亏损 Δm=4.021 78 u
D.释放的核能 ΔE=18.88 MeV
11.核裂变的产物是多种多样的,其中一种典型的核裂变反应方程为
92
235 U+¿0
1¿
n
38
90 Sr +¿Z
A¿
Xe+1
00
1n,92
235
U裂变为更稳定的
38
90 Sr 和Z
A
Xe,则下列说法正确的是(
　　
)
A
.92
235
U的比结合能大于
38
90
Sr 的比结合能
B
.38
90
Sr 的结合能大于
Z
A
Xe 的结合能
C.A=136,Z=54
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