高中物理课时作业（人教版选修第三册）分层作业(十九)

分层作业(十九)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eq\o\al(\s\up1(235),\s\do1(92))U＋eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))n→eq\o\al(\s\up1(140),\s\do1(a))X＋eq\o\al(\s\up1(b),\s\do1(38))Y＋2eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))n，其中eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))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＝93B．a＝54，b＝94C．a＝53，b＝94D．a＝54，b＝933．(多选)国家国防科技工业局首次发布“嫦娥三号”月面虹湾局部影像图，如图所示．科学家发现在月球上含有丰富的eq\o\al(\s\up1(3),\s\do1(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(\s\up1(3),\s\do1(2))He＋eq\o\al(\s\up1(3),\s\do1(2))He→2eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(1))H＋eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He.关于eq\o\al(\s\up1(3),\s\do1(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．聚变反应会有质量亏损D．目前核电站都采用eq\o\al(\s\up1(3),\s\do1(2))He聚变反应发电4．[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(eq\o\al(\s\up1(3),\s\do1(2))He)是理想的热核反应原料，即利用一个氘核(eq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))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eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))HeB．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5．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6．[2022·云南昆明高二期末](多选)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7.(多选)我国核聚变反应研究大科学装置“人造太阳”2018年获得重大突破，等离子体中心电子温度首次达到1亿度，为人类开发利用核聚变能源奠定了重要的技术基础．下列关于聚变的说法正确的是()A．核聚变比核裂变更为安全、清洁B．任何两个原子核都可以发生聚变C．两个轻核结合成质量较大的核，总质量较聚变前增加D．两个轻核结合成质量较大的核，核子的比结合能增加8．[2022·广东湛江模拟预测]核电站中核反应堆的核反应方程式eq\o\al(\s\up1(235),\s\do1(92))U＋eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))n→eq\o\al(\s\up1(141),\s\do1(56))Ba＋eq\o\al(\s\up1(92),\s\do1(36))Kr＋3eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))n＋201MeV(201MeV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201MeVD．这个方程式可写为eq\o\al(\s\up1(235),\s\do1(92))U→eq\o\al(\s\up1(141),\s\do1(56))Ba＋eq\o\al(\s\up1(92),\s\do1(36))Kr＋2eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))n9．[2022·山东聊城二模]2021年5月，中国的“人造太阳”在亿摄氏度下，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eq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))H＋eq\o\al(\s\up1(3),\s\do1(1))H→eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))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eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))n，中子是查德威克发现的C．该核反应前后质量守恒D．eq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))H的比结合能比eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He的比结合能大10．一个质子和两个中子聚变为一个氚核，已知质子质量mH＝3u，中子质量mn＝7u，氚核质量m＝u.(1)写出聚变方程．(2)聚变释放出的核能有多大？(3)平均每个核子释放的能量有多大？B级关键能力提升练11.[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＝×1026W.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ν表示)和另一种带电粒子(用eq\o\al(\s\up1(0),\s\do1(1))e表示)，且知每一次这样的核反应质量亏损为×10－29kg，已知真空中的光速c＝3×108m/s，电子的电荷量e＝×10－19C.则每秒钟太阳产生中微子的个数为()A．8×1037B．8×1038C．2×1037D．2×103812．[2022·陕西渭南一模](多选)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eq\o\al(\s\up1(7),\s\do1(3))Li＋eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(1))H→eq\o\al(\s\up1(A),\s\do1(Z))Be→2X.已知eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(1))H、eq\o\al(\s\up1(7),\s\do1(3))Li、X的质量分别为m1＝28u、m2＝01u、m3＝51u，其中u为原子质量单位，1u相当于MeV的能量，则在该核反应中()A．铍原子核内的中子数是4B．X表示的是氚原子核C．质量亏损Δm＝78uD．释放的核能ΔE＝MeV13．(多选)质子—质子循环发生的核反应被认为是恒星能量的一种可能来源，具体的一个循环过程是这样的：两个质子(eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(1))H)发生聚变，生成一个氘核(eq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))H)，生成的氘核(eq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))H)再与一个质子(eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(1))H)聚变生成一个氦核(eq\o\al(\s\up1(3),\s\do1(2))He)，接下来两个氦核(eq\o\al(\s\up1(3),\s\do1(2))He)发生聚变，生成氦的同位素(eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He)，同时再产生两个质子(eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(1))H)，这两个质子(eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(1))H)再度发生聚变……进入下一个循环反应，成为恒星不竭之能量源泉．对于这种质子—质子循环发生的核反应，下列说法中正确的是()A．两个质子(eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(1))H)发生聚变，可表示为eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(1))H＋eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(1))H→eq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))H＋eq\o\al(\s\up1(0),\s\do1(1))eB．两个质子(eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(1))H)发生聚变，可表示为eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(1))H＋eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(1))H→2eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(1))HC．一个完整的质子—质子循环核反应可表示为3eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(1))H→eq\o\al(\s\up1(3),\s\do1(2))He＋eq\o\al(\s\up1(0),\s\do1(1))eD．一个完整的质子—质子循环核反应可表示为6eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(1))H→eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He＋2eq\o\al(\s\up1(0),\s\do1(1))e＋