5.4核裂变和核聚变 同步练习（Word版含答案）

1、5.4核裂变和核聚变同步练习20212022学年高中物理鲁科版 （2019）选择性必修第三册一、选择题（共15题）1.中国最新一代“人造太阳”实验装置，于2006年9月28日在合肥成功放电，这是世界首个投入运行的全 超导非圆截面核聚变实验装置.“人造太阳”以探索无限而清洁的核聚变能源为目标，由于它和太阳产生能 量的原理相同，都是热核聚变反应，所以被外界称为“人造太阳你认为“人造太阳”中所涉及的核反应方 程是（）2u + jnf 整r+与Xe+10；nN+；Hf ：O+：H:H + ；HT；He+：nD.悭Uf 32Th + ；He.日本政府于4月13日召开会议，决定在未来两年福岛核废水罐达到蓄

2、水峰值后，将稀释过的废水排入 大海，引发世界一片哗然。福岛核电站的核废水中放射性物质疑难以清除。关于瓶的一个核反应方程 为;H+：H-：He+X,对此以下说法正确的是（）A.反应后总结合能变大B.核反应产物中的X粒子为C.反应前后核子的总质量相等D.该核反应也是世界各地正在运行的核电站中的主要核反应.有四个核反应方程如下：口空U+：n - 即r+1：Xe+3XID；H+x2 - ：He+；n 2U - 22Th+X3口？Mg+；He t A1+x4下列说法正确的是（）A. 是核聚变B. X2为;HC.匚是核裂变D. X4为中子4.太阳向外辐射的能量来自其内部发生的各种热核反应，当太阳内部达到一

3、定温度时，会发生“核燃烧”， 其“核燃烧的核反应方程为，；He + Xf：Be + y,方程中X表示某种粒子，：Be是不稳定的粒子，其半衰期为，这个核反应释放出的能量为,光在真空中的传播速度为c,下列说法正确的是（A.若使，：Be的温度降低，其半衰期会减小B.方程中的X为电子（上）AEC.该核反应过程产生的质量亏损为A? =华cD. “核燃烧”的核反应是裂变反应.人类和平利用核能始于二十世纪五十年代，核能的开发和应用是解决能源问题的重要途径之一、下列 关于核反应的描述或判断正确的是（）WTh+；He是核聚变HThf#Pa+能是a衰变；H+：Hf：He+；n 是用衰变f 曝 Ba+：Kr+3：n

4、 是核裂变.下列说法正确的是（）A.卢瑟福通过实验发现了中子B. ；AI+；Hef；P+X中的X是质子C. Zu 一$Th+： He是铀核的裂变D. ；H+：HTHe+n是核聚变反应.下列说法正确的是A.质子不能够发生衍射现象.链式反应在任何条件下都能发生C.随着温度的升面，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动D.将放射性元素掺杂到其它稳定元素中，并降低其温度，该元素的半衰期将增大.下列说法正确的是A. 2；Bi的半衰期是5天，12个2sBi经过10天后还有3个未衰变B.太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应C.紫外线照射到锌板表面时能够发生光电效应，则增大紫外线的照射强度时，从锌板表

5、面逸出的光电子 的最大初动能也随之增大D.按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子 总能量增大.下列核反应方程式中，表示重核裂变过程的是（）A. 5U+；n Ba Kr + 3；nB.记ThT：Pa+e:He+： BcT n+?C:H+：Hf； He+n.未来科学大奖于9月12日在北京公布2021年获奖名单。“物质科学奖”获得者张杰，表彰他通过调控 激光与物质相互作用产生精确可控的超短脉冲快电子束，并将其应用于实现超高时空分辨高能电子衍射成 像和激光核聚变的快点火研究，这为核聚变的和平应用奠定了基础。某核聚变反应核反应方程式为；H+：Hf；He

6、+ x,反应前笊核（：H）的质量为叫，镉;核（：H）的质量为%，反应后线核（：He）的质量为，% , x的质量为?4，已知真空中的光速为c。下列说法中正确的是（）A.该聚变反应属于。衰变B. x粒子为质子C.该反应是目前核电站的工作原理 D.核反应放出的能量为（叫+吗-吗-吗）T.关乎原子核的变化、核能及核力，下列说法正确的是A.核力是一种弱相互作用，只能发生在原子核内相邻核子之间B.某原子经过一次。衰变和两次夕衰变后，核内质子数不变C.放射性原子核X发生衰变，生成物的结合能一定小于X的结合能D./Kr+ 3是太阳内部发生的核反应之一.太阳辐射能量主要来自太阳内部的（）A.化学反应B.放射性衰

7、变 C.裂变反应D.热核反应. 1938年德国物理学家哈恩发现用中子轰击铀核（空U）的产物中含有中等质量的原子核钢（黑Ba）和氟Kr）,下列说法正确的是（）A.该核反应为核聚变B.该核反应方程为空U+7 - t：Ba+/r+2；nC.铀核的比结合能比钢核的比结合能小D.此核反应但发生就能自动延续下去，对铀块体积将不再有要求.下列说法正确的是（）A.天然放射现象中。射线的本质是电子流，是原子的外层电子电离而形成的B.太阳辐射的能量主要来源于太阳中的裂变反应C.用频率大于某金属极限频率的单色光照射该金属，若增大入射光的频率，则单位时间内逸出的光电子 一定增多D.放射性元素的半衰期与该元素所处的物理

8、、化学状态无关.笊核汾可通过一系列聚变反应释放能量，其总效果可用反应式2；He + 2： + 2X+43.15MeV表示。海水中富含笊，己知1kg海水中含有的笊核约为1.0 x1022个，以下说法正确的是（）A. X粒子是电子B.能够发生聚变反应的条件是反应物的体积超过临界体积C.若1kg海水中含有的笊核全部发生上述聚变反应，释放的能量为4.315xl023MeVD.上述反应过程发生的质量亏损为山券丝，其中c为真空中的光速 c二、填空题（共4题）.目前，我们学习过的核反应有4种类型：衰变、核裂变、核聚变和人工核转变。请在下列方程后的括 号内填写正确的类型。 TOC o 1-5 h z :NaT

9、；Mg+：e（）+（）；9F+；Hef；：Ne+：H（）Hen（）.我国自行设计并研制的“人造太阳”一托卜马克实验装置，热核反应进行的聚变反应方程式为:其中反应原料笊（/）富存于海水中，福：（汨）可以通过中子轰击锂核（；Li）产生一个僦核（：）和一个新核的人工转变方程式为i + _+出；如果一个笊核和一个僦核发生 核聚变时，平均每个核子释放的能量为5. 6xl0/3j.则该聚变过程中的质量亏损为 kg；（己知光速为 3. Ox 108mzs）.国家重大科技基础设施中国散裂中子源已经通过国家验收，投入正式运行。它是研究中子特性、探测 物质微观结构和运动的科研装置。在某课题研究中核反应方程为;H+

10、：Hf；He + X,则X是 o已知:H的质量为2.0133, ：H的质量为3.018（）屋，；He的质量为4.（X）2&, X的质量为1.00871，该反应释放能量为 MeV。（质量亏损山释放的能量约931.5MeV）.原子核聚变有望给人类未来提供丰富洁净的能源.当笊等离子体被加热到适当高温时，笊核参与的几种聚变反应可能发生，并放出能量.这几种反应的总效果可以表示为6；Hf娼He +/H + 2（；n + 43.15MeV（1 eV=1.6xlO,9J,真空中光速。=3x108 m/s）.（1）该反应方程中的d=.（2）质量亏损为 kg.三、综合题（共4题）.已知笊核：H的质量为?/,中子的

11、质量为72,外加的质量为23,真空中的光速为C。（1）写出两个笊核汨聚变为一个;He的核反应方程，并计算释放的能量；（2）质量为M的笊核汨完全聚变为;He,释放的能量相当于多少燥完全燃烧放出的能量？已知煤的燃烧 值为夕（题中所用物理量的单位均为国际单位）。.托卡马克（Tokamak）是依据等离子体约束位形而建立的磁约束聚变装置，由加热场线圈，极向线圈 和纵场线圈组成。极向线圈可提供如图1装置中竖直方向的匀强磁场，纵场线圈起加速离子作用。图2为 装置简化后俯视图，内径R/=2m,外径Rj=5m, S为一截面，Si为其同一直径另一端截面。已知元电荷为 ：X + ；e +匕是太阳内部的许多核反应中的一种，其中，为正电子，作为中微子（1）确定核反应方程中。、b的值；（2）在质子与质子达到核力作用范围完成核聚变前必须要克服强大的库仑斥力.设质子的质量为小，电 子质量相对很小可忽略，中微子质量为零，克服库仑力做功为W.若个运动的质子与个速度为零的质 子发生上述反应，运动质子速度至少多大？参考答案:CABCDDCDADBDCDD衰变核裂变人工核转