粤教版高中物理选修三5.5裂变和聚变练习2（含答案）

20222023学年新教材粤教版（2019）高中物理选择性必修三5.5裂变和聚变同步练习一．选择题（共8小题）1．以下四个反应方程中，哪个是核裂变反应方程（）A． B． C． D．2．下列说法正确的是（）A．结合能越大的原子核一定越稳定 B．核力存在于原子核内任意两个核子之间 C．发生链式反应的一个条件是铀块的体积必须达到临界体积 D．一个原子核发生一次α衰变，新核相对于原来的原子核，质量数和电荷数都减少23．2021年12月30日，中国“人造太阳”——全超导托卡马克核反应实验装置（EAST）实现1056秒的长脉冲高参数等离子体运行，领先全世界．“人造太阳”的核反应方程是H+H→He+X，关于该反应方程，下列说法正确的是（）A．属于聚变反应 B．属于裂变反应 C．X是H D．X是e4．关于原子物理，下列说法正确的是（）A．普朗克提出了原子核外电子轨道量子化，并成功解释了氢原子光谱 B．德布罗意波说明实物粒子具有波动性 C．原子核衰变过程是受到核外其他原子的影响而发生的 D．热核反应：是吸热反应5．如图所示，中子内有一个电荷量为的上夸克和两个电荷量为的下夸克，3个夸克都分布在半径为r的同一圆周上，则3个夸克在其圆心处产生的电场强度为（）A． B． C． D．6．著名核物理学家邓稼先领导着许多学者和技术人员，成功地设计了中国原子弹和氢弹，把中国国防自卫武器引领到了世界先进水平，被誉为原子弹之父。若原子弹爆炸的核反应方程为，则→（）A．此核反应为聚变反应 B．核反应前后原子核总质量保持不变 C．核反应生成的新核的比结合能比铀核的小 D．根据核反应中质量数守恒，上述方程中A＝897．铀核裂变是核电站核能的重要来源，其一种裂变反应是U+n→Ba+Kr+3n，下列说法正确的有（）A．上述裂变反应中伴随着α粒子放出 B．铀块体积对链式反应的发生无影响 C．铀核的链式反应可人工控制 D．铀核的半衰期会受到环境温度的影响8．核电站说法错误的是（）A．反应堆是用人工的方法控制链式反应速度并获得核能的装置 B．核电站是利用反应堆中的核燃料放出的核能转变为电能的发电厂 C．核岛就是核爆炸后的孤岛 D．核电是经济、安全、干净的能源二．填空题（共5小题）9．习近平总书记提出“绿水青山就是金山银山”，倡导保护环境光伏发电是将转化为电能核能作为一种新能源，正在逐步被人们开发和利用，核电站是利用核能发电，其核燃料在反应堆内是通过核（选填“裂变”或“聚变”）的方式，把核能转化为电能输送到国家电网，供千家万户使用。10．太阳是距离地球最近的恒星，为地球不断的提供光和热，太阳的这些光和热是由内部的能转化的。这种核能的产生方式属于（填“核裂变”或“核聚变”）。11．一个u夸克的质量是7.1×10﹣30kg，两个夸克相距1.0×10﹣16m时万有引力为N．（已知引力常量G＝6.67×10﹣11N•m2/kg2，结果保留两位有效数字）12．如图所示，铀235的其中一种链式反应示意图。完成铀核裂变的核反应方程（未标出的新核元素符号用“Kr”表示）U+n→Ba++3n在重核裂变和轻核聚变过程中获得能量的途径是质量（选填“增大”或“亏损”）13．核电站利用原子核链式反应放出巨大能量进行发电的，U是核电站常用的核燃料。U核受到（“中子”、“电子”或“α粒子”）轰击后发生核裂变。要使链式反应发生，铀块的体积应（选填“大于”、“等于”或“小于”）临界体积。三．解答题（共2小题）14．铀核裂变的产物是多样的，一种典型的铀核裂变是生成X核和氪核，同时放出3个中子，核反应方程是235U+n→X+Kr+3n。X原子核中含个中子，反应后核子的比结合能（选填“增加”“减小”或“不变”）。15．太阳内部的聚变反应是一个系列反应，最终可以简化为4个质子转化成1个氦核和2个正电子并放出能量。已知质子的质量mp＝1.0073u，α粒子的质量mα＝4.0015u，电子的质量me＝0.0005u。（1）写出该热核反应方程；（2）一次这样的热核反应过程中释放出多少Mev的能量？（结果保留四位有效数字）

20222023学年新教材粤教版（2019）高中物理选择性必修三5.5裂变和聚变同步练习参考答案与试题解析一．选择题（共8小题）1．【考点】重核的裂变．【解答】解：重核的裂变是指质量数较大的原子核分裂成两个中等质量的原子核，A是α衰变，B是α粒子轰击氮核的核反应，C是裂变，D是β衰变。故ABD错误，C正确。故选：C。2．【考点】链式反应及其发生条件；原子核的衰变及半衰期、衰变速度；核力与四种基本相互作用；结合能与比结合能．【解答】解：A、描述原子核稳定性的是比结合能，比结合能越大的原子核一定越稳定，故A错误；B、核力是短距力，两个核子需要处在一定距离内才会有核力，故B错误；C、发生链式反应的条件：裂变物质的体积必须大于或等于临界体积，或裂变物质的质量必须大于或等于临界质量，故C正确；D．α粒子的质量数为4，核电荷数为2，一个原子核发生一α衰变，新核相对于原来的原子核，质量数减少4和电荷数减少2，故D错误。故选：C。3．【考点】轻核的聚变．【解答】解：AB、根据裂变反应和聚变反应的特点，可知人造太阳的核聚变是氘核和氚核进行的核聚变反应，故A正确，B错误；CD、核反应过程中，根据质量数与电荷数守恒，可得X的质量数为：2+3﹣4＝1，电荷数为：1+1﹣2＝0，所以X为中子，故CD错误。故选：A。4．【考点】轻核的聚变；光谱和光谱分析．【解答】解：A.玻尔原子核外电子轨道量子化，并成功解释了氢原子光谱；B.德布罗意波说明实物粒子具有波动性，故B正确；C.原子核衰变是原子核自发的变化，与外界其他原子的影响无关，故C错误；D.热核反应：是轻核聚变反应，是放热反应，故D错误。故选：B。5．【考点】基本粒子；电场强度与电场力．【解答】解：由点电荷的场强决定式可知，B、C处两个下夸克在O点的电场强度大小均为，方向夹角120°，合场强沿AO方向，大小为，A处的上夸克在O点的电场强度同样沿AO方向，大小为，所以三个夸克O处产生的电场强度为同向的和叠加，结果是，故A正确，BCD错误。故选：A。6．【考点】重核的裂变；结合能与比结合能．【解答】解：A、此核反应为重核裂变反应，故A错误；B、原子弹爆炸的能量来源于核反应时质量的亏损，即ΔE＝Δmc2，所以核反应前后原子核总质量不相等，故B错误；C、由于核裂变释放能量，生成物比反应物更稳定，所以核反应生成的新核的比结合能比轴核的大，故C错误；D、根据核反应方程遵循质量数守恒和电荷数守恒，可得X的质量数为：235+1﹣144﹣3＝89，即A＝89，故D正确。故选：D。7．【考点】链式反应及其发生条件．【解答】解：A、由核反应方程知没有α粒子产生，故A错误；B、铀块的体积必须大于临界体积才能发生链式反应，故B错误；C、核反应堆的铀核链式反应的速度可人工控制，故C正确；D、放射性元素的半衰期由核本身的因素决定，与环境温度无关，故D错误。故选：C。8．【考点】反应堆与核电站．【解答】解：A、反应堆是用人工的方法控制链式反应速度并获得核能的装置，故A正确；B、核电站是利用反应堆中的核燃料放出的核能转变为电能的发电厂，故B正确；C、核岛是核电站安全壳内的核反应堆及与反应堆有关的各个系统的统称，核岛的主要功能就是利用核聚变能产生蒸汽，故C错误；D、核电是经济、安全、干净的能源，故D正确；本题选错误的，故选：C。二．填空题（共5小题）9．【考点】重核的裂变．【解答】解：根据能量守恒定律，可知光伏发电是将太阳能转化为电能；核电站是利用核能发电，由于重核裂变是可控性比较好的核反应，所以核电站重的核燃料在反应堆内是通过核裂变的方式，把核能转化为电能。故答案为：太阳能，裂变。10．【考点】轻核的聚变．【解答】解：太阳发出的光和热来自于太阳内部的核聚变反应，所以说太阳发出的光和热是由内部的核能转化来的。故答案为：核；核聚变11．【考点】基本粒子；万有引力定律的应用．【解答】解：由万有引力公式可得：＝3.3×10﹣37N故答案为：3.3×10﹣37N12．【考点】重核的裂变；质量亏损与质能方程．【解答】解：（1）根据核电荷数守恒得Kr的核电荷数：92﹣56＝36，根据质量数守恒得Kr的质量数：235+1﹣144﹣3＝89，所以铀核裂变的核反应方程为：U+n→Ba+Kr+3n。（2）爱因斯坦质能方程为E＝mc2，若核反应中的质量亏损为△m，释放的核能△E＝△mc2，所以在重核裂变和轻核聚变过程中获得能量的途径是质量亏损。故答案为：Kr，亏损。13．【考点】链式反应及其发生条件．【解答】解；用中子轰击U核产生多个中子，产生的中子继续轰击U核，要使链式反应发生，裂变物质的体积要大于它的临界体积故答案为：中子，大于三．解答题（共2小题）14．【考点】重核的裂变；结合能与比结合能．【解答】解：由重裂变过程重，电荷数（质子数）守恒和质量数守恒，可得X的电荷数（质子数）和质量数分别为：92﹣36＝56，235+1﹣89﹣3＝144，根据中子数＝核子数﹣质子数，所以X的中子数为144﹣56＝88；重核裂变过程释放核能，所以反应后核子的比结合能增加（中等大小的原子核比结合能较大）。故答案为：88，增加。15．【考点】轻核的聚变．【解答】解：（1）根据