5.4《核裂變與核聚變》筑基提能同步練習(xí)高中物理選擇性必修...

更新時(shí)間：2024-10-21 瀏覽次數(shù)：27 類型：同步測試

一、筑基培根——建立物理觀念

1. (2024高三上·長沙月考) 核電作為清潔低碳、安全高效、穩(wěn)定且可大規(guī)模發(fā)展的綠色低碳能源，在推動(dòng)綠色發(fā)展和助力“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)方面發(fā)揮著重要的作用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，一座百萬千瓦電功率的核電廠和燃煤電廠相比，每年可以減少二氧化碳排放600多萬噸，可見核能是減排效應(yīng)較大的能源之一。下列關(guān)于核反應(yīng)的說法正確的是（　?。?

A . 重核裂變過程中能釋放能量而輕核聚變過程中只吸收能量 B . 核反應(yīng)堆中發(fā)生的核裂變方程為 $\text{[math]}$ C . 核裂變產(chǎn)生的一個(gè) $\text{[math]}$ 原子核中有56個(gè)質(zhì)子，88個(gè)中子 D . $\text{[math]}$ 的半衰期為7億年，10個(gè) $\text{[math]}$ 原子核經(jīng)過7億年還有5個(gè)沒發(fā)生衰變

答案解析收藏糾錯(cuò) + 選題
2. (2024高二下·汨羅月考) 新冠病毒是一種傳染病毒，傳染病的傳播過程十分復(fù)雜，但是可以構(gòu)建最簡單的傳播模型來描述，這個(gè)最簡模型可稱為鏈?zhǔn)侥Ｐ?，類似于核裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)模型．鈾裂變核反應(yīng)方程為為 $\text{[math]}$ ，其中n表示中子．裂變后產(chǎn)生的中子能繼續(xù)發(fā)生反應(yīng)的次數(shù)稱為鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的“傳染系數(shù)”．下列說法正確的有（　?。?p>

A . 從鈾裂變核反應(yīng)方程看，“傳染系數(shù)”為2 B . 核反應(yīng)堆中通過鎘棒吸收中子降低“傳染系數(shù) C . 鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的臨界值對(duì)應(yīng)的實(shí)際“傳染系數(shù)”為3 D . 核反應(yīng)堆中的實(shí)際“傳染系數(shù)”與鈾濃度無關(guān)

答案解析收藏糾錯(cuò) + 選題
3. (2024高三下·貴陽模擬) 鈾235（ $\text{[math]}$ ）裂變的產(chǎn)物是多樣的，其中一種裂變的核反應(yīng)方程是 $\text{[math]}$ ，方程中的x、y分別是（　?。?

A . 53，89 B . 56，86 C . 53，86 D . 56，89

答案解析收藏糾錯(cuò) + 選題
4. (2024高三下·玉林模擬) 廣西防城港核電站目前正在運(yùn)營，它以鈾235 作為主要的核燃料，其反應(yīng)堆的核反應(yīng)方程為 $\text{[math]}$ 該反應(yīng)中X是（　?。?

A . 電子-9e B . 質(zhì)子H C . 中子 $\text{[math]}$ n D . 光子

答案解析收藏糾錯(cuò) + 選題
5. (2024高三上·貴陽開學(xué)考) 嫦娥六號(hào)實(shí)現(xiàn)了人類首次在月球背面采集月壤，月壤中含有豐富的氦-3（ $\text{[math]}$ ），它是一種清潔、安全和高效的核聚變發(fā)電燃料。氦-3參與的核反應(yīng)能夠釋放出巨大的能量，同時(shí)又不產(chǎn)生具有放射性的中子，下列關(guān)于氦-3參與的核反應(yīng)中正確的是（　　）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

答案解析收藏糾錯(cuò) + 選題
6. (2024高三上·邯鄲開學(xué)考) 核物理中最具有研究前景的方向之一是利用可控核聚變產(chǎn)生能源，已知太陽上的一種核反應(yīng)為 $\text{[math]}$ ，其中的X是（　?。?

A . 電子 B . 中子 C . 質(zhì)子 D . 正電子

答案解析收藏糾錯(cuò) + 選題
7. (2024·江西模擬) 在恒星演化末期會(huì)發(fā)生俗稱“燒石頭”的核聚變反應(yīng)，其核反應(yīng)方程為 $\text{[math]}$ ，下列選項(xiàng)正確的是（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

答案解析收藏糾錯(cuò) + 選題

二、能力發(fā)展——科學(xué)探究與思維

8. (2022高二下·哈爾濱期中) 用中子轟擊 $\text{[math]}$ U原子核產(chǎn)生裂變反應(yīng)，其可能的裂變方程為 $\text{[math]}$ U+ $\text{[math]}$ n→ $\text{[math]}$ Ba+ $\text{[math]}$ Kr+3 $\text{[math]}$ n， $\text{[math]}$ U、 $\text{[math]}$ n、 $\text{[math]}$ Ba、 $\text{[math]}$ Kr的質(zhì)量分別為m₁、m₂、m₃、m₄ ， $\text{[math]}$ U原子核的半衰期為t、其比結(jié)合能小于 $\text{[math]}$ Ba原子核的比結(jié)合能，光在真空中的傳播速度為c，下列敘述正確的是（　　）

A . $\text{[math]}$ Ba原子核比 $\text{[math]}$ U原子核更穩(wěn)定 B . $\text{[math]}$ Ba原子核中含有56個(gè)中子 C . 裂變時(shí)釋放的能量為（m₁-2m₂-m₃-m₄）c² D . 若提高 $\text{[math]}$ U的溫度， $\text{[math]}$ U的半衰期將會(huì)小于t

答案解析收藏糾錯(cuò) + 選題
9. (2023高二下·瓊海期末) 如圖所示是我國全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置。2018年11月，該裝置實(shí)現(xiàn)了1×10⁸℃等離子體運(yùn)行等多項(xiàng)重大突破，為未來和平利用聚變能量邁出了重要一步。關(guān)于核聚變，下列說法正確的是（）

A . 聚變又叫熱核反應(yīng) B . 太陽就是一個(gè)巨大的熱核反應(yīng)堆 C . 高溫能使原子核克服核力而聚變 D . 對(duì)相同質(zhì)量的核燃料，輕核聚變比重核裂變產(chǎn)能多

答案解析收藏糾錯(cuò) + 選題
10. (2022高二下·遼寧期末) 中國自主三代核電“華龍一號(hào)”示范工程第2臺(tái)機(jī)組——中核集團(tuán)福清核電6號(hào)機(jī)組2022年3月25日投入商業(yè)運(yùn)行，至此“華龍一號(hào)”示范工程全面建成投運(yùn)?！叭A龍一號(hào)”在安全、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)上已經(jīng)達(dá)到或超過了國際三代核電用戶需求?！叭A龍一號(hào)”利用重核的裂變，一個(gè)重要的核反應(yīng)方程是 $\text{[math]}$ ，各個(gè)核和中子的質(zhì)量如下： $\text{[math]}$ （質(zhì)量為235.0439u）， $\text{[math]}$ （質(zhì)量為140.9139 u）， $\text{[math]}$ （質(zhì)量為91.8976u）， $\text{[math]}$ （質(zhì)量為1.0087u），（1u的質(zhì)量對(duì)應(yīng)的能量為931.5Mev，1kg標(biāo)準(zhǔn)煤完全燃燒產(chǎn)生的熱量約為 $\text{[math]}$ ），則下列說法正確的是（）

A . 利用速度很大的快中子容易轟擊開鈾235 B . 裂變反應(yīng)堆中，鎘棒的作用是吸收中子，控制反應(yīng)速度 C . 要使鏈?zhǔn)椒磻?yīng)發(fā)生，裂變物質(zhì)的體積要大于它的臨界體積 D . 1kg鈾全部裂變所放出的能量約為 $\text{[math]}$ 標(biāo)準(zhǔn)煤完全燃燒時(shí)放出的熱量

答案解析收藏糾錯(cuò) + 選題
11. (2022·衢州模擬) 一核電站年發(fā)電量約4.5×10¹⁰kW·h，發(fā)電效率約34%。已知一個(gè)鈾235裂變時(shí)釋放的能量約為200MeV，下列說法正確的是（）

A . 每年需要約5×10²⁸個(gè)鈾235發(fā)生裂變 B . 每年鈾235虧損的質(zhì)量約為5.3kg C . 鈾235發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的條件與鈾塊的體積有關(guān) D . 為控制裂變反應(yīng)速度常用石墨、重水和普通水作為慢化劑

答案解析收藏糾錯(cuò) + 選題
12. (2022高三下·浙江月考) 2020年12月4日，新一代“人造太陽”裝置一中國環(huán)流器二號(hào)M裝置（HL-2M）在成都建成并實(shí)現(xiàn)首次放電，HL-2M反應(yīng)堆的成功對(duì)于全世界而言都有重大研究意義，它意味著中國能夠掌握利用核聚變技術(shù)發(fā)電，氘核聚變反應(yīng)的方程為： $\text{[math]}$ ，已知氘核的比結(jié)合能為E，核反應(yīng)中釋放的核能為△E，核反應(yīng)中發(fā)射一種γ光子，該γ光子照射到逸出功為W₀的金屬上打出的最大初動(dòng)能的光電子的速度為v，已知光電子的質(zhì)量為m，光速為c，普朗克常量為h，下列說法正確的是（）

A . 裂變反應(yīng)比聚變反應(yīng)更難控制 B . x的比結(jié)合能為 $\text{[math]}$ C . 光電子的德布羅意波長為 $\text{[math]}$ D . γ光子的頻率為 $\text{[math]}$

答案解析收藏糾錯(cuò) + 選題
13. (2020高三上·新昌月考) 由中科院等離子體物理研究所設(shè)計(jì)制造的EAST全超導(dǎo)非圓截面托卡馬克實(shí)驗(yàn)裝置試用已經(jīng)成功，這是我國的科學(xué)家率先建成的世界上第一個(gè)全超導(dǎo)核聚變“人造太陽”實(shí)驗(yàn)裝置．設(shè)可控?zé)岷朔磻?yīng)前氘核( $\text{[math]}$ )的質(zhì)量為m₁ ，氚核( $\text{[math]}$ )的質(zhì)量為m₂ ，反應(yīng)后氦核( $\text{[math]}$ )的質(zhì)量為m₃ ，中子( $\text{[math]}$ )的質(zhì)量為m₄ ，已知光速為c．下列說法中正確的是（）

A . 核反應(yīng)放出的能量為(m₁+m₂-m₃-m₄)c² B . 上述核反應(yīng)過程中原子核的比結(jié)合能增加 C . 這種熱核實(shí)驗(yàn)反應(yīng)釋放出氦核，是α衰變 D . 這種裝置與我國大亞灣核電站所使用核裝置的核反應(yīng)原理相同

答案解析收藏糾錯(cuò) + 選題

三、科學(xué)本質(zhì)——質(zhì)疑交流與創(chuàng)新

14. 裂變反應(yīng)是目前核能利用中常用的反應(yīng)，以原子核 $\text{[math]}$ 為燃料的反應(yīng)堆中，當(dāng) $\text{[math]}$ 俘獲一個(gè)慢中子后發(fā)生的裂變反應(yīng)可以有多種方式，其中一種可表示為： $\text{[math]}$ ＋ $\text{[math]}$ ―→ $\text{[math]}$ ＋ $\text{[math]}$ ＋3 $\text{[math]}$ 。
已知 $\text{[math]}$ 的原子質(zhì)量為235.043 9u， $\text{[math]}$ 的原子質(zhì)量為1.008 7u， $\text{[math]}$ 的原子質(zhì)量為138.917 8u， $\text{[math]}$ 的原子質(zhì)量為93.915 4u，且1u的質(zhì)量對(duì)應(yīng)的能量為9.3×10²MeV，此裂變反應(yīng)釋放出的能量是MeV。

答案解析收藏糾錯(cuò) + 選題
15. (2024高三上·南昌月考) 氫的同位素：氫元素是宇宙中最簡單的元素，有三種同位素?？茖W(xué)家利用電磁場操控并篩選這三種同位素，使其應(yīng)用于核研究中。原子核之間由于相互作用會(huì)產(chǎn)生新核，這一過程具有多種形式。
1. （1）質(zhì)量較小的原子核結(jié)合成質(zhì)量較大的原子核的過程稱為______。
  
  A . 鏈?zhǔn)椒磻?yīng) B . 衰變 C . 核聚變 D . 核裂變
2. （2） $\text{[math]}$ 核的質(zhì)量為 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 核的質(zhì)量為 $\text{[math]}$ ，它們通過核反應(yīng)形成一個(gè)質(zhì)量為 $\text{[math]}$ 的氮原子核 $\text{[math]}$ ，此過程釋放的能量為。（真空中光速為c）
答案解析收藏糾錯(cuò) + 選題
16. (2024高一上·衡陽開學(xué)考) 如圖甲所示，中國“人造太陽”——大型核實(shí)驗(yàn)裝置“東方超環(huán)”（EAST）取得重大突破，在上億度的高溫狀態(tài)下，物質(zhì)呈現(xiàn)等離子態(tài)，通過（選填“核裂變”或“核聚變”）釋放巨大的核能。如圖乙為核電站發(fā)電流程圖，在核電站的發(fā)電過程中，核電站能量轉(zhuǎn)化是核能→內(nèi)能→→電能。

答案解析收藏糾錯(cuò) + 選題
17. (2024高二下·衡水月考) 利用反應(yīng)堆工作時(shí)釋放出的熱能使水汽化以推動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電，這就是核電站.核電站消耗
的“燃料”很少，但功率卻很大，目前，核能發(fā)電技術(shù)已經(jīng)成熟，我國已具備了發(fā)展核電的基本條件.
1. （1）核反應(yīng)堆中的“燃料”是 $\text{[math]}$ ，完成下面的核反應(yīng)方程式： $\text{[math]}$ ；
2. （2）一座100萬千瓦的核電站，每年需要多少濃縮鈾？已知鈾核的質(zhì)量為235.0439u，中子質(zhì)量為1.0087u，鍶（sr）核的質(zhì)量為89.9077u，氙（Xe）核的質(zhì)量為135.9072u，lu= $\text{[math]}$ kg，濃縮鈾中鈾235的含量占2%。
3. （3）同樣功率（100萬千瓦）的火力發(fā)電站，每年要消耗多少噸標(biāo)準(zhǔn)煤？（已知標(biāo)準(zhǔn)煤的熱值為2.93×10⁴KJ/kg）
4. （4）為了防止鈾核裂變產(chǎn)物放出的各種射線對(duì)人體的危害和對(duì)環(huán)境的污染，需采取哪些措施？（舉兩種）
答案解析收藏糾錯(cuò) + 選題