高中物理粤教版 (2019)选择性必修 第三册第五节 裂变和聚变课时练习

5.5裂变和聚变基础巩固2021—2022学年高中物理粤教版（2019）选择性必修第三册

一、选择题（共15题）

1．贝克勒尔首先发现了天然放射现象，如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用。下列属于放射性衰变的是（　　）

A． B．

C． D．

2．下列关于原子核相关知识的说法，正确的是

A．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的链式反应

B．人类对原子核变化规律的认识是从α粒子散射实验开始的

C．中等质量核的平均结合能比重核的平均结合能大，所以重核裂变要释放能量

D．钚(239)可由铀239()经过1次α衰变和2次β衰变而产生

3．下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是（　　）

A．甲图中，卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子

B．乙图中，在光颜色保持不变的情况下，入射光越强，饱和光电流越大

C．丙图中，射线甲由电子组成，射线乙为电磁波，射线丙由α粒子组成

D．丁图中，链式反应属于轻核聚变

4．2017年1月9日，大亚湾反应堆中微子实验工程获得国家自然科学一等奖．大多数原子核发生核反应的过程中都伴着中微子的产生，例如核裂变、核聚变、β衰变等．下列关于核反应的说法正确的是          （          ）

A．Th衰变为Rn，经过3次α衰变，2次β衰变

B．H+H→He+n是α衰变方程，Th→Pa+e是β衰变方程

C．U+n→Ba+Kr+3n是核裂变方程，也是氢弹的核反应方程

D．高速运动的α粒子轰击氮核可从氮核中打出中子，其核反应方程为He+N→O+n

5．日本福岛核电站发生核泄漏危机引起世界对安全利用核能的关注．泄漏的污染物中含有 和 ． 发生衰变时会释放 射线； 发生衰变时会释放γ射线，过量的射线对人体组织有破坏作用．核泄露一旦发生，应尽量避免污染物的扩散．下列说法正确的是（        ）

A．γ射线电离作用很强

B．β射线是高速电子流

C．目前世界上运行的核电站均采用重核裂变

D．可以通过降低温度减小污染物的半衰期，从而减小危害

6．一个氘核（）与一个氚核（）发生聚变，产生一个中子和一个新核，并出现质量亏损，则聚变过程中（　　）

A．吸收能量，生成的新核为

B．吸收能量，生成的新核为

C．放出能量，生成的新核为

D．放出能量，生成的新核为

7．随着现代科学的发展，大量的科学发现促进了人们对原子、原子核的认识，下列有关原子、原子核的叙述正确的是（　　）

A．卢瑟福粒子散射实验说明原子核内部具有复杂的结构

B．天然放射现象表明原子核内部有电子

C．轻核聚变反应方程有：

D．氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级和从n=2能级跃迁到n=1能级，前者跃迁辐射出的光子波长比后者的长

8．关于轻核聚变释放核能，下列说法正确的是（　　）

A．一次聚变反应一定比一次裂变反应释放的能量多

B．聚变反应平均每个核子释放的能量一定比裂变反应大

C．聚变反应中粒子的比结合能变小

D．聚变反应中形成质量较大的核，故反应后质量增大

9．与的核反应能释放巨大的能量，对人类社会的可持续发展具有深远意义，该核反应可表示为：，下列说法正确的是（　　）

A．该核反应是目前核电站利用核能的主要方式

B．该核反应存在质量亏损

C．X为质子，是原子核的组成部分

D．该核反应为核裂变

10．2017年1月9日，大亚湾反应堆中微子实验工程获得国家自然科学一等奖，大多数原子核发生核反应的过程都伴有中微子的产生，例如核裂变、核聚变，β衰变等，下列关于核反应的说法正确的是

A．属于α衰变，属于β衰变

B．属于核聚变

C．衰变为，经过4次α衰变，6次β衰变

D．属于原子核人工转变

11．下列说法正确的是（　　）

A．这是重核的裂变反应方程

B．这是轻核聚变反应方程

C．所有的核反应过程都会出现质量亏损，因此都会向外释放能量

D．核反应堆产生的能量来自轻核聚变

12．下列说法中正确的是（　　）

A．射线的电离本领比射线弱

B．温度和压强对核反应的进行会产生影响

C．氢原子光谱分立性表明原子核具有复杂的结构

D．石墨对X射线散射时，X射线中产生了波长大于入射波长的成分。这一现象揭示了光的波动性

13．核聚变和核裂变是重要的核反应，关于核聚变和核裂变，下列说法正确的是（　　）

A．原子核核子间的距离接近m时就会发生聚变反应

B．目前地球上核电站的主要原料为和

C．核反应堆中，通过控制镉棒释放中子的多少来控制核反应速度

D．核裂变和核聚变发生后，产生的新核的比结合能比反应前原子核的比结合能大

14．下列说法正确的是

A．两个轻核发生聚变反应，产生的新核质量一定大于两个轻核的质量和

B．当用紫光照射金属表面时有电子逸出，则改用蓝光照射该金属也一定会有电子逸出

C．氢原子从n=2能级跃迁到n=1能级辐射的光是紫外线，则从n=3能级跃迁到n=1能级辐射的光可能是可见光

D．比结合能越大，原子核越稳定

15．快中子增殖反应堆利用增殖性材料吸收快中子后变成可裂变物质，以提高天然铀资源的利用率，其原理是利用钚239（）裂变释放出快中子，铀238（）吸收快中子变成铀239（），而铀239不稳定可以再发生衰变变成钚239……如此循环，当反应堆中的铀238不断被消耗，变成钚239以后，可以取出来再做燃料。关于该过程，下列说法正确的是（　　）

A．钚239裂变的核反应方程可能是

B．铀238变成铀239的反应方程为

C．铀239发生一次β衰变可变成钚239

D．钚239发生裂变反应，生成的新核的比结合能减小

二、填空题（共4题）

16．控制棒的作用是________________________，将它抽出或插进反应堆，可以________________、________________或________________链式反应。

17．核反应堆中的燃料是________．用石墨、重水等作为________，使裂变时产生的中子速度减小，易于被铀核吸收．用镉棒来________，以控制反应的________，再用水等流体在反应堆内外循环流动，传输反应中产生的热量．

18．一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同时辐射一个r光子．已知质子、中子、氘核的质量分别为m1、m2、m3,，真空中的光速为c．辐射出的r光子的能量为____．

19．核裂变和核聚变的过程中能够放出巨大核能。核裂变中经常使用的具有天然放射性，若经过7次α衰变和m次β衰变，变成，则m＝_________。核聚变中，最常见的反应就是一个氘核与一个氚核结合成一个氦核。已知氘核的比结合能是1.09 MeV，氚核的比结合能是2.78 MeV，氦核的比结合能是7.03 MeV，则氢核聚变的方程是_____________，一次氢核聚变释放出的能量是_________MeV。

三、综合题（共4题）

20．(1)太阳和许多恒星发光是内部核聚变的结果，核反应方程 是太阳内部的许多核反应中的一种，其中为正电子，ve为中微子，确定核反应方程中a、b的值；

(2)一静止的核经α衰变成为核，释放出的总动能为4.27 MeV.问此衰变后核的动能为多少MeV(保留一位有效数字)?

21．（1）2011年3月，日本地震引发海啸，继而福岛核电站（世界最大的核电站）发生核泄漏。关于核电站和核辐射，下列说法中正确的是        。

A．核反应堆发生的是轻核聚变反应

B．核反应堆发生的是重核裂变反应

C．放射性同位素的半衰期长短由核内部本身决定，与外部条件无关

D．放射性同位素的半衰期长短与地震、风力等外部环境有关

（2）如图所示，A、B两木块靠在一起放于光滑的水平面上，A、B的质量分别为mA=2.0kg和mB=1.5kg。一个质量为mC=0.5kg的小铁块C以v0=4m/s的速度滑到木块A上，离开木块A后最终与木块B一起匀速运动。木块A在铁块C滑离后的速度为vA=0.4/m/s。求：

①铁块C在滑离A时的速度；

②最终木块B的速度。

22．在一核反应堆中，用石墨作为减速剂使快中子减速。已知的质量是中子的12倍，中子与碳原子核的每次碰撞都视为弹性正碰，并且假定碰撞前是静止的。

(1)设碰撞前中子的动能是，经过一次碰撞后，中子损失的能量是多少？

(2)至少经过多少次碰撞，中子的动能才能小于？

23．太阳的能量来自下面的反应：四个质子（氢核）聚变成一个粒子 ，同时发射两个正电子，若质子 、氦核、正电子的质量分别为 mp、mα、me，真空中的光速为c，求：

(1)写出核反应方程式；

(2)核反应所释放的能量。

参考答案：

1．A

2．C

3．B

4．A

5．B

6．C

7．C

8．B

9．B

10．D

11．B

12．B

13．D

14．D

15．B

16．     吸收中子     加快     减慢     停止

17．     铀     慢化剂     吸收中子     速度

18．（m1+m2-m3）c2

19．     4         

20．（1）a=1,b=2（2）0.07 MeV

21．（1）BC；（2）①1.2m/s；②0.6m/s

22．（1）；（2）

23．(1)       (2)