高中物理沪科版 (2019)选择性必修 第三册7.4 裂变与聚变课后复习题

7.4裂变与聚变基础巩固2021—2022学年高中物理沪教版（2019）选择性必修第三册

一、选择题（共15题）

1．下列对物理知识的理解正确的有（　　）

A．射线的穿透能力较弱，用厚纸板就能挡住

B．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等

C．放射性元素钋的半衰期为138天，的钋经276天，已发生衰变的质量为

D．质子、中子、粒子的质量分别为、、，两个质子和两个中子结合成一个粒子释放的能量是

2．下列核反应属于衰变的是（　　）

A．

B．

C．

D．

3．2021年5月28日，中科院合肥物质科学研究院升级改造后的可控核聚变装置创造了新的世界纪录。已知该装置内部发生的核反应方程为，氘核的质量为，氚核的质量为，氦核的质量为，反应中释放的能量为E，光速为c，则下列说法正确的是（    ）

A．X是质子 B．X的质量为

C．该反应属于α衰变 D．氘核和氚核之间的库仑力表现为引力

4．2020年11月，“华龙一号”全球首堆中核集团福清核电5号机组并网发电成功。“华龙一号”是利用核裂变释放的核能进行发电的，则“华龙一号”涉及的核反应方程可能是（　　）

A． B．

C． D．

5．共和国勋章获得者于敏先生是一位伟大的核物理学家，在中国氢弹原理突破中解决了一系列基础问题和理论问题。下列有关说法正确的是（　　）

A．裂变比聚变产能效率高

B．核电站、氢弹都是利用了核聚变反应

C．氢弹的研制成功说明热核反应已经可控

D．氘核与氚核结合为氦核的聚变方程是

6．大量研究发现，太阳的巨大辐射能量来自于轻核聚变，事实上在宇宙中的许多恒星内部时刻在激烈地进行着聚变反应。目前在实验室中能观察到的一种典型的核聚变反应是HH→Hen+17.6MeV，对这个反应的认识，下列说法正确的是（　　）

A．这个反应必须在高温下才能进行，是一种化学反应

B．一个H和一个H的质量和一定小于一个He和一个n的质量和

C．反应中释放17.6MeV的能量是以内能形式出现的

D．He的比结合能要大于H的比结合能

7．下列说法正确的是（　　）

A．γ射线在电场和磁场中都不会发生偏转

B．β射线比α射线更容易使气体电离

C．太阳辐射的能量主要来源于重核裂变

D．核反应堆产生的能量来自于轻核聚变

8．一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同时辐射一个光子。已知质子、中子、氘核的质量分别为，普朗克常量为，真空中的光速为。下列说法正确的是（　　）

A．核反应方程是

B．聚变反应中的质量亏损

C．辐射出的光子的能量

D．光子的波长

9．关于下列四幅图的表述，正确的是（　　）

A．图甲表示随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较长的方向移动

B．图乙中为了不影响行车安全，所有的汽车前窗玻璃的透振方向和前灯玻璃的透振方向都是斜向右上45°

C．图丙中若将电子改为质子，以相同电压加速时质子的衍射现象更明显

D．图丁中镉棒的作用是使快中子变成慢中子，从而影响链式反应速度

10．2019年4月23日，人民海军成立70周年阅兵式上，中国海军多款核潜艇公开亮相。核潜艇是以核反应堆为动力源。关于核反应，下列说法正确的是（　　）

A．在核反应中，质量守恒、电荷数守恒

B．核反应方程U→Th＋He属于α衰变

C．核反应方程N＋He→O＋H属于核聚变，是核潜艇的动力原理

D．核反应方程C―→N＋e属于β衰变，而β射线来自原子外层的电子

11．根据近代物理知识，你认为下列说法中正确的是（　　）

A．在原子核中，结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固

B．是核裂变反应

C．氡的半衰期为3.8天，现有16个氡原子核，经过7.6天后剩下4个氡原子核

D．一个氢原子从的激发态向低能级跃迁时，最多能辐射出6种不同频率的光子

12．关于原子和原子核，下列说法正确的是（　　）

A．结合能越大，原子核越稳定

B．在核反应中，X为中子

C．核爆炸的能量来自于原子核反应中的质量亏损，遵循规律

D．氡的半衰期为3.8天，1g氡原子核在经过7.6天后只剩下0.2g氡原子核

13．下列四幅图分别对应着四种说法，其中正确的是（　　）

A．大量氢原子处于能级时，向低能级跃迁能发出8种频率的光子

B．根据、、射线的特点可知，射线1是射线，射线2是射线，射线3是射线

C．天然放射性元素的半衰期由原子核内部的自身因素决定，跟所处的化学状态和外部条件有关

D．原子弹爆炸属于重核的裂变，其反应方程可以有

14．2011年3月11日，日本东海岸发生9.0级地震，地震引发的海啸摧毁了日本福岛第一核电站的冷却系统，最终导致福岛第一核电站的6座核反应堆不同程度损坏，向空气中泄漏大量碘131、铯137、钡等放射性物质，这些放射性物质随大气环流飘散到许多国家.4月4日，日本开始向太平洋排放大量带有放射性物质的废水，引起周边国家的指责，有效防治核污染，合理、安全利用核能成为当今全世界关注的焦点和热点。下列说法中正确的是(      )

A．福岛第一核电站是利用原子核衰变时释放的核能来发电的

B．铯、碘、钡等衰变时释放能量，故会发生质量亏损

C．铯137进行β衰变时，往往同时释放出γ射线，γ射线具有很强的电离能力，能穿透几厘米厚的铅板

D．铯137进入人体后主要损害人的造血系统和神经系统，其半衰期是30.17年，如果将铯137的温度降低到0度以下，可以延缓其衰变速度

15．下列说法正确的是（   ）

A．研制核武器的钚239（Pu）由铀239（U）经过4次衰变而产生

B．发现中子的核反应方程是 + He→ + n

C．20g的U经过两个半衰期后其质量变为15g

D．U在中子轰击下，生成Sr和Xe的核反应前后，核子总数减少

二、填空题（共4题）

16．太阳是距离地球最近的恒星，为地球不断的提供光和热，太阳的这些光合热是由内部的_____能转化的。这种核能的产生方式属于_________ （ 填“核裂变”或“核聚变 ”）。

17．判断下列说法的正误。

（1）铀块的质量大于或等于临界质量时链式反应才能不停地进行下去。________

（2）中子的速度越快，越容易发生铀核裂变。________

（3）核聚变反应中平均每个核子放出的能量比裂变时小一些。________

（4）核聚变主要用在核武器上，那就是原子弹。________

18．用加速后动能为Ek0的质子轰击静止的原子核X，生成两个动能均为Ek的核，并释放出一个频率为ν的γ光子．写出上述核反应方程________________，并计算核反应中的质量亏损__________．（光在真空中传播速度为c）

19．已知氮核质量mN=14.00753u，氧核质量为mO=17.00454u，氦核质量mHe=4.00387u，质子质量mH=1.00815u，1u相当于931MeV，试判断核反应：是______（填吸能或放能）反应，吸收或者放出的能量为______MeV。（保留两位有效数字）

三、综合题（共4题）

20．为了防止铀核裂变产物放出的各种射线对人体的危害和对环境的污染，需采取哪些措施？

21．一个静止的氡核，放出一个α粒子后衰变为钋核 ，同时放出一定的能量。已知M氡＝222.08663 u、mα＝4.0026u、M钋＝218.0766u，1u相当于931.5MeV的能量。

（1）写出上述核反应方程；

（2）求出发生上述核反应放出的能量。

22．为什么实现核聚变要使聚变的燃料加热到几百万开尔文的高温？

23．皮埃尔·居里在1903年说：“人类从未来的发现所得到的好处将比坏处更多。”卢瑟福在1915年说：“我希望人们在学会和平相处之前，不要释放镭的内部能量。”两位科学家的意见是互为对照的。结合本节内容，请说说你的看法。

参考答案

1．A

2．A

3．B

4．B

5．D

6．D

7．A

8．C

9．B

10．B

11．B

12．B

13．B

14．B

15．B

16．核    核聚变   

17．正确    错误    错误    错误   

18．       

19．吸能    1.2   

20．

核反应堆外面需要修建很厚的水泥保护层，用来屏蔽射线；对放射性废料，要装入特制的容器，埋入地层深处进行处理。

21．（1）（2）6.92 MeV

22．轻核的聚变反应，是较轻的核子结合成较重的核子，要使得核子的强相互作用发挥作用，必须使核子间的距离达到10-15 m以内；同时由于在此距离时原子核之间的库仑斥力巨大，因而需要核子有很大的动能，表现在宏观上就是核燃料需要达到极高的温度

23．

我们通过搜集大量的信息资料，从科学、技术、社会、政治、军事、医疗等多方面理解核技术利用带给人类的“双刃剑”，感受科技发展与人类社会发展间的相互作用；树立健康、正确的人生观和科学的发展观。