高中物理粤教版5第四章原子核 第四章第六七节小粒子与大宇宙

第四章原子核第六节核能利用第七节小粒子与大宇宙A级抓基础1．在核反应堆外修建很厚的水泥层是为了防止()A．核爆炸 B．放射线外泄C．核燃料外泄 D．慢中子外泄解析：核反应堆的核燃料一般是铀235，它具有很强的放射性，其衰变时放出的射线能对人体造成极大的伤害，在其外修建很厚的水泥层就是为了防止放射线外泄，则B正确．答案：B2．(多选)为应对能源危机和优化能源结构，提高清洁能源的比重，我国制定了优先选择核能，其次加快发展风电和再生能源的政策，在《核电中长期发展规划》中要求2023年核电运行装机总容量达到4000万千瓦的水平，请根据所学物理知识，判断下列说法中正确的是()A．核能发电对环境的污染比火力发电要小B．核能发电对环境的污染比火力发电要大C．目前所有核电站都只利用重核裂变释放大量的原子能D．目前既有重核裂变，又有轻核聚变释放大量的原子能解析：目前核电站都用核裂变，其原料是铀，且核裂变在核反应堆中应用的是比较清洁的能源，故A、C正确，B、D错误．答案：AC3．2023年以前我国将新增投产2300万千瓦的核电站，核电站与火电站相比较，下列说法错误的是()A．核燃料释放的能量远大于相等质量的煤放出的能量B．就可采储量来说，地球上核燃料资源远大于煤炭C．在经济效益方面，核电与火电不相上下D．核反应堆用过的核废料具有很强的辐射性，要做特殊处理解析：核燃料释放的能量远大于相等质量的煤放出的能量，A项正确；就可采储量所提供的能量来说，核燃料远大于煤炭所能提供的能量，而不是采储量，B项错误；在经济效益方面，核电与火电不相上下，C项正确；核电站是有污染的，核反应堆用过的核废料具有很强的辐射性，要做特殊处理，D正确．答案：B4．(多选)秦山核电站第三期工程的两个6×105kW发电机组已实现并网发电.发电站的核能来源于eq\o\al(235,92)U的裂变，下列说法正确的是()A．反应堆中核反应速度通常是采用调节eq\o\al(235,92)U的体积来控制的\o\al(235,92)U的一种可能的裂变是eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(139,54)Xe＋eq\o\al(95,38)Sr＋2eq\o\al(1,0)n\o\al(235,92)U是天然放射性元素，升高温度后它的半衰期会缩短D．核电站放出的污染物比火电站放出的污染物要少得多解析：反应堆中核反应速度由控制棒(镉棒)吸收中子的多少来控制，A错；裂变有多种可能性，这是其中常见的一种，B对；放射性元素的半衰期由原子核本身决定，与温度压强等外界条件无关，C错，D对．答案：BDB级提能力5．科学家发现在月球上含有丰富的eq\o\al(3,2)He(氦3)，它是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料，其参与的一种核聚变反应的方程式为eq\o\al(3,2)He＋eq\o\al(3,2)He→2eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(4,2)He，关于eq\o\al(3,2)He聚变下列表述正确的是()A．聚变反应不会释放能量B．聚变反应产生了新的原子核C．聚变反应没有质量亏损D．目前核电站都采用eq\o\al(3,2)He聚变反应发电解析：核聚变反应中产生新的原子核，同时由于发生了质量亏损，会有核能的释放，这是人类利用核能的途径之一．目前核电站大多采用重核裂变的方法来释放与利用核能发电．答案：B－介子衰变方程为：K－→π－＋π0.其中K－介子和π－介子带负的基元电荷，π0介子不带电，如图所示．一个K－介子沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场中，其轨迹为圆弧AP，衰变后产生的π－介子的轨迹为圆弧PB，两轨迹在P点相切，它们半径RK－与Req\o\al(－,π)之比为2∶1(π0介子的轨迹未画出)由此可知π－的动量大小与π0的动量大小之比为()A．1∶1B．1∶2C．1∶3D．1∶6解析：由R＝eq\f(mv,Bq)(K－介子与π－介子电荷量相同)和半径RK－与Rπ－之比为2∶1可知K－介子的动量是π－介子的2倍．设K－介子的动量为2p，则π－介子的动量为－p，若π0介子的动量为p0，由动量守恒有2p＝－p＋p0，求得p0＝3p.答案：C7．(1)关于核反应堆中用镉棒控制反应速度的原理，下列说法正确的是()A．镉棒能释放中子，依靠释放中子的多少控制反应速度B．用镉棒插入的多少控制快中子变为慢中子的数量C．利用镉棒对中子吸收能力强的特点，依靠插入的多少控制中子数量D．镉棒对铀核裂变有一种阻碍作用，利用其与铀的接触面积的大小控制反应速度(2)现有的核电站常用的核反应之一是eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(143,60)Nd＋Zr＋3eq\o\al(1,0)n＋8eq\o\al(0,－1)e＋eq\o(\s\up7(-),\s\do3(ν)).①核反应方程中的eq\o(\s\up7(-),\s\do3(ν))是反中微子，它不带电，质量数为零，试确定生成物锆(Zr)的电荷数与质量数．②已知铀核的质量为9u，中子的质量为7u，钕(Nd)核的质量为8u，锆核的质量为7u，1u＝6×10－27kg试计算1kg铀235裂变释放的能量为多少？解析：(1)镉棒并不能释放中子，也不能使中子减速，对铀核裂变也没有阻碍作用，而是利用对中子吸收能力强的特点，控制中子数量的多少而控制核反应速度，故C正确．(2)①锆的电荷数Z＝92－60＋8＝40，质量数A＝236－146＝90，用符号eq\o\al(90,40)Zr表示．②1kg铀235中铀核的个数为N＝eq\f(1,9×6×10－27)≈×1024(个)．