2024-2025学年高中物理第四章原子核第五节裂变和聚变课堂演练含解析粤教版选修3-5

PAGE3-第五节裂变和聚变A级抓基础1．重核裂变和轻核聚变是人们获得核能的两个途径．下列说法中正确的是()A．裂变过程质量增加，聚变过程质量亏损B．裂变过程质量亏损，聚变过程质量增加C．裂变过程和聚变过程都有质量增加D．裂变过程和聚变过程都有质量亏损解析：裂变和聚变中都有核能的释放，由爱因斯坦质能方程ΔE＝Δmc2可知均有质量亏损，故D正确．答案：D2．太阳辐射能量主要来自太阳内部的()A．裂变反应 B．热核反应C．化学反应 D．放射性衰变解析：太阳的能量来自于内部的核聚变，产生很高的能量，又称为热核反应，故B正确．答案：B3．(多选)人类通过链式反应利用核能的方式有()A．利用可限制的快中子链式反应，制成原子弹B．利用不行限制的快中子链式反应，制成原子弹C．利用可限制的慢中子链式反应，建成原子反应堆D．利用不行限制的慢中子链式反应，建成原子反应堆解析：原子弹爆炸时，铀块的体积大于临界体积，快中子干脆被铀核汲取，发生裂变反应，放出核能，链式反应速度不行限制，极短的时间内释放出大量的核能；原子反应堆释放核能的速度是稳定的，链式反应的速度可以限制，因此选项B、C正确．答案：BC4．下列核反应方程，属于裂变反应的是()A.eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)HeB.eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)nC.eq\o\al(30,15)P→eq\o\al(30,14)Si＋eq\o\al(0,1)eD.eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(12,6)C＋eq\o\al(1,0)n解析：A选项是α衰变，B选项是裂变反应，C选项是放射性元素的衰变，D选项是查德威克发觉中子的人工转变方程，故B正确，A、C、D错．答案：B5．下列说法正确的是()A.eq\o\al(15,7)N＋eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(12,6)C＋eq\o\al(4,2)He是α衰变方程B.eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(3,2)He＋γ是核聚变反应方程C.eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)He是核裂变反应方程D.eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)n是核聚变反应方程解析：α衰变是自发地进行的，不需其它粒子轰击，A错误；B中的反应为轻核聚变反应方程，B正确；C中是α衰变方程，C错误；D中的反应方程为原子核人工转变方程，D错误．答案：BB级提实力6．(多选)2024年11月17日，“中国核潜艇之父”——黄旭华获评全国道德模范．颁奖典礼上，习总书记为他“让座”的场景感人肺腑．下列有关核反应的说法错误的是()A．目前核潜艇是利用重核裂变供应动力B．重核裂变反应前后肯定有质量亏损C.eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(140,54)U＋eq\o\al(94,38)Sr＋deq\o\al(1,0)n式中d＝1D．铀核裂变后的新核比铀核的比结合能小解析：目前核潜艇是利用重核裂变供应动力，选项A正确；重核裂变要释放核能，则反应前后肯定有质量亏损，选项B正确；依据质量数和电荷数守恒可知，该核反应中的d＝2，选项C错误；铀核不如裂变后生成的新核稳定，可知铀核的比结合能比裂变后生成的新核的比结合能小，选项D错误．答案：CD7．(多选)月球土壤里大量存在着一种叫作“氦3”eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(eq\o\al(3,2)He))的化学元素，这是热核聚变的重要原料．科学家初步估计月球上至少有100万吨氦3，假如相关技术开发胜利，将可为地球带来取之不尽的能源．关于“氦3”eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(eq\o\al(3,2)He))与氘核的聚变，下列说法中正确的是()A．核反应方程为eq\o\al(3,2)He＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,1)HB．核反应生成物的质量将大于反应物质量C．氦3eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(eq\o\al(3,2)He))一个核子的结合能大于氦4eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(eq\o\al(4,2)He))一个核子的结合能D．氦3eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(eq\o\al(3,2)He))的原子核与一个氘核发生聚变将放出能量解析：eq\o\al(3,2)He和eq\o\al(2,1)H的核聚变的方程为eq\o\al(3,2)He＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,1)H，同时释放大量的能量，故A正确；由于核反应的过程中释放大量的能量，依据爱因斯坦质能方程ΔE＝Δmc2，可知生成物的质量小于反应物的质量，故B错误；质量中等的核的平均结合能最大，故使重核裂变为两个质量中等的核或使轻核聚变，都可使核更为稳定并放出能量，故一个生成物核子的结合能大于一个反应物的核子的结合能，故C错误；由于质量中等的核的平均结合能最大，故使重核裂变为两个质量中等的核或使轻核聚变，都可使核更为稳定并放出能量，故D正确．答案：AD8．一个原来静止的锂核(eq\o\al(6,3)Li)俘获一个速度为7.7×104m/s的中子后，生成一个氚核和一个氦核，已知氚核的速度大小为1.0×103m/s，方向与中子的运动方向相反．(1)试写出核反应方程；(2)求出氦核的速度大小；(3)若让一个氘核和一个氚核发生聚变时可产生一个氦核，同时放出一个中子，求这个核反应释放出的能量(已知氘核质量为mD＝2.014102u，氚核质量为mT＝3.016050u，氦核质量mHe＝4.002603u，中子质量mn＝1.008665u，1u＝1.6606×10－27kg)．解析：(1)eq\o\al(6,3)Li＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(3,1)H＋eq\o\al(4,2)He.(2)取中子的运动方向为正方向，由动量守恒定律得mnv0＝－mTv1＋mHev2，v2＝eq\f(mnv0＋mTv1,mHe)＝eq\f(1×7.7×104＋3×1.0×103,4)m/s＝2×104m/s.(3)质量亏损为Δm＝mD＋mT－mHe－mn＝(2.014102＋3.016050－4.002603－1.008665)u＝0.018884u≈3.136×10