新高考2024版高考物理一轮复习微专题小练习专题85核反应核能

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1．[2021·浙江卷1月](多选)如图所示是我国全超导托卡马克核聚变实验装置.2018年11月，该装置实现了1×108℃等离子体运行等多项重大突破，为未来和平利用聚变能量迈出了重要一步．关于核聚变，下列说法正确的是( )
A．聚变又叫热核反应
B．太阳就是一个巨大的热核反应堆
C．高温能使原子核克服核力而聚变
D．对相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变产能多
2.
[2023·山东省泰安市二模]质量为m0的某放射性元素原子核发生衰变，经过时间t，该元素原子核剩余的质量为m，其 eq \f(m,m0) －t关系如图所示．该元素的半衰期约为( )
A．41.5d B．100d
C．141.5d D．183d
3．[2023·安徽省三模]传统的航母动力来源是燃油蒸汽轮机，燃油限制了航母的载重量、续航里程和战斗力.2021年，我国研发的全球首个小型核反应堆“玲珑一号”问世，为我国建造核动力航母奠定了基础，“玲珑一号”的核燃料为浓缩铀，体积小，功率大， eq \\al(235, 92) U的一种核反应方程为 eq \\al(235, 92) U＋ eq \\al(1,0) n―→ eq \\al(144, 56) Ba＋ eq \\al(89,36) Kr＋3X，生成的 eq \\al(144, 56) Ba还会发生β衰变．下列说法正确的是( )
A．X粒子带负电
B． eq \\al(144, 56) Ba发生β衰变的半衰期不能通过调节压强和温度来控制
C． eq \\al(144, 56) Ba发生β衰变时产生的β射线是钡原子核外的电子跃迁形成的
D． eq \\al(235, 92) U的比结合能大于 eq \\al(144, 56) Ba的比结合能
4．硼(B)中子俘获治疗是目前最先进的癌症治疗手段之一、治疗时先给病人注射一种含硼的药物，随后用中子照射，硼俘获中子后，产生高杀伤力的α粒子和锂(Li)离子．这个核反应的方程是( )
A． eq \\al(10, 5) B＋ eq \\al(1,0) n―→ eq \\al(7,3) Li＋ eq \\al(4,2) He
B． eq \\al(11, 5) B＋ eq \\al(4,2) He―→ eq \\al(14, 7) N＋ eq \\al(1,0) n
C. eq \\al(14, 7) N＋ eq \\al(4,2) He―→ eq \\al(17, 8) O＋ eq \\al(1,1) H
D． eq \\al(14, 7) N＋ eq \\al(1,0) n―→ eq \\al(14, 6) C＋ eq \\al(1,1) H
5．[2023·河北省部分重点高中模拟]原子核的比结合能曲线如图所示，根据该曲线，下列判断中不正确的是( )
A． eq \\al(16, 8) O核的结合能约为128 MeV
B． eq \\al(4,2) He核比 eq \\al(6,3) Li核更稳定
C．两个 eq \\al(2,1) H核结合成 eq \\al(4,2) He核时释放能量
D． eq \\al(235, 92) U核中核子的平均结合能比 eq \\al(89,36) Kr核中的大
6．[2023·广西“韬智杯”大联考]一种称为“毛细管流变SANS”的装置，它利用中子流的散射来探测分子的结构，从而能够促进更多纳米级的新发现．下列有关中子的说法正确的是( )
A．核反应方程 eq \\al(210, 84) P―→ eq \\al( y,82) X＋ eq \\al(4,2) He中，生成物X的中子数为128
B．铀235吸收慢中子裂变成中等质量原子核的过程中，核子的平均质量变大
C．一个中子可转化成一个质子和一个电子，同时释放出能量
D．在辐射防护中，可以用电、磁场来加速、减速以及束缚中子
7．[2023·浙江省名校联考](多选)太阳内部的核反应非常复杂，我们将其简化为氢转变为氦，即质子和电子结合成一个α粒子，同时放出质量可视为零的两个中微子νe.已知电子质量me＝9.1×10－31 kg＝0.5 MeV/c2，质子质量mp＝1.67×10－27 kg＝939.4 MeV/c2，α粒子质量mα＝3 738.8 MeV/c2(c为光速)，太阳辐射的总功率P0＝4×1026 W，太阳质量M0＝2×1030 kg(其中氢约占70%)，则( )
A．太阳内部核聚变反应式为 eq \\al(1,1) H＋ eq \\al(0,－1) e―→ eq \\al(4,2) He＋2νe
B．α粒子的动能小于19.8 MeV
C．α粒子与中微子的动量之和小于质子和电子的动量之和
D．若太阳中现有氢的10%发生聚变，大约需要1.6×1017s
专题85 核反应 核能
1．ABD 核聚变是热核反应，A正确；太阳内部进行着激烈的热核反应，B正确；要使轻核发生核聚变，必须使它们之间的距离达到10－15 m以内，核力才能起作用，由于原子核都带正电，要使它们接近到这种程度，必须克服巨大的库仑斥力，高温能使它们具有足够的动能来克服库仑斥力而聚合，然后再借助核力，发生聚变，C错误；对于相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变产能多，D正确．
2．B 半衰期代表元素衰变一半所用的时间，由题可知从 eq \f(m,m0) ＝ eq \f(3,4) 到 eq \f(m,m0) ＝ eq \f(3,8) ，即衰变一半所用时间为100d，所以半衰期约为100d，B项正确．
3．B 根据核反应方程 eq \\al(235, 92) U＋ eq \\al(1,0) n―→ eq \\al(144, 56) Ba＋ eq \\al(89,36) Kr＋3 eq \\al(1,0) n，X粒子是中子，不带电，A项错误； eq \\al(144, 56) Ba发生β衰变的半衰期不能通过调节压强和温度来控制，B项正确； eq \\al(144, 56) Ba发生β衰变时产生的β射线是钡原子核内的中子转变为质子时放出电子形成的，C项错误；根据比结核能曲线， eq \\al(235, 92) U的比结合能小于 eq \\al(144, 56) Ba的比结合能，D项错误．
4．A 由题知，硼俘获中子后，产生高杀伤力的α粒子和锂(Li)离子，而α粒子为氦原子核，则这个核反应方程为 eq \\al(10, 5) B＋ eq \\al(1,0) n―→ eq \\al(7,3) Li＋ eq \\al(4,2) He，A正确．
5．D 由题图可知， eq \\al(16, 8) O的比结合能约为8 MeV，故 eq \\al(16, 8) O核的结合能约为128 MeV，A项正确； eq \\al(4,2) He核比 eq \\al(6,3) Li核的比结合能更大，故 eq \\al(4,2) He核比 eq \\al(6,3) Li核更稳定，B项正确；从比结合能小的元素生成比结合能大的元素，有核能释放，故两个 eq \\al(2,1) H核结合成 eq \\al(4,2) He核时释放能量，C项正确；由题图可知， eq \\al(235, 92) U核的平均结合能比 eq \\al(89,36) Kr核的平均结合能小，D项错误．
6．C 核反应中遵循质量数守恒和电荷数守恒，可知X的质量数为206，中子数为206－82＝124，A错误；铀235吸收慢中子裂变成中等质量原子核的过程中，释放能量，核子的平均质量变小，B错误；一个中子转化为一个质子和一个电子的核反应为β衰变，释放能量，C正确；中子不带电，不受电场力或磁场力作用，D错误．
7．BD 太阳内部的核聚变反应式为4 eq \\al(1,1) H＋2 eq \\al(0,－1) e―→ eq \\al(4,2) He＋2νe，A错误；一次核反应，质量亏损为Δm＝4×939.4 MeV/c2＋2×0.5 MeV/c2－3 738.8 MeV/c2＝19.8 MeV/c2，此能量转化为α粒子和中微子的能量，显然α粒子的动能小于19.8 MeV，B正确；核反应过程满足动量守恒，C错误；核反应中释放的能量E＝ eq \f(M0×70%×10%,4mp) ×19.8 MeV＝4.1×1056 MeV，则需要的时间t＝ eq \f(E,P0) ＝1.6×1017s，D正确．