人教版 (2019)核裂变与核聚变同步测试题

这是一份人教版 (2019)核裂变与核聚变同步测试题，共6页。试卷主要包含了核裂变的发现，反应堆与核电站，核聚变等内容，欢迎下载使用。
考点一、核裂变的发现
1．核裂变：铀核在被中子轰击后分裂成两块质量差不多的碎块，这类核反应定名为核裂变．
2．铀核裂变
用中子轰击铀核时，铀核发生裂变，其产物是多种多样的，其中一种典型的反应是eq \\al(235, 92)U＋
eq \\al(1,0)n→eq \\al(144, 56)Ba＋eq \\al(89,36)Kr＋3eq \\al(1,0)n.
3．链式反应
中子轰击重核发生裂变后，裂变释放的中子继续与其他重核发生反应，引起新的核裂变，使核裂变反应一代接一代继续下去，这样的过程叫作核裂变的链式反应．
4．临界体积和临界质量：核裂变物质能够发生链式反应的最小体积叫作它的临界体积，相应的质量叫作临界质量．
考点二、反应堆与核电站
1．核电站：利用核能发电，它的核心设施是反应堆，它主要由以下几部分组成：
(1)燃料：铀棒．
(2)慢化剂：石墨、重水和普通水(也叫轻水)．
(3)控制棒：为了调节中子数目以控制反应速度，还需要在铀棒之间插进一些镉棒，它吸收中子的能力很强，当反应过于激烈时，将镉棒插入深一些，让它多吸收一些中子，链式反应的速度就会慢一些，这种镉棒叫作控制棒．
2．工作原理
核燃料发生核裂变释放的能量使反应区温度升高，水或液态的金属钠等流体在反应堆内外循环流动，把反应堆内的热量传输出去，用于发电，同时也使反应堆冷却．
3．核污染的处理
在反应堆的外面需要修建很厚的水泥层，用来屏蔽裂变产物放出的各种射线．核废料具有很强的放射性，需要装入特制的容器，深埋地下．
技巧归纳．核电站的主要部件及作用
考点三、核聚变
1．定义：两个轻核结合成质量较大的核，这样的核反应叫作核聚变．
2．核反应方程：eq \\al(2,1)H＋eq \\al(3,1)H→eq \\al(4,2)He＋eq \\al(1,0)n＋17.6 MeV.
3．条件：使轻核的距离达到10－15 m以内．
方法：加热到很高的温度．
4．宇宙中的核聚变：太阳能是太阳内部的氢核聚变成氦核释放的核能．
5．人工热核反应：氢弹．首先由化学炸药引爆原子弹，再由原子弹爆炸产生的高温高压引发热核爆炸．
6．核聚变与核裂变的比较
(1)优点：①轻核聚变产能效率高；②地球上核聚变燃料氘和氚的储量丰富；③轻核聚变更为安全、清洁．
(2)缺点：核聚变需要的温度太高，地球上没有任何容器能够经受如此高的温度．
解决方案：磁约束和惯性约束．
技巧归纳：重核裂变与轻核聚变的区别
二：考点题型归纳
题型一：铀核的核裂变方程
1．(2022·上海交大附中高二期中)新冠病毒是一种传染病毒，传染病的传播过程十分复杂，但是可以构建最简单的传播模型来描述，这个最简模型可称为链式模型，类似于核裂变链式反应模型，铀裂变核反应方程为，其中n表示中子，裂变后产生的中子能继续发生反应的次数称为链式反应的“传染系数”，下列说法正确的有( )
A．从铀裂变核反应方程看，“传染系数”
B．核反应堆中通过镉棒吸收中子降低“传染系数
C．链式反应的临界值对应的实际“传染系数”为3
D．核反应堆中的实际“传染系数”与铀浓度无关
2．(2021·广东阳江·高二期末)下列四个核反应方程中，属于轻核聚变的是( )
A．B．
C．D．
3．核能作为一种新能源在现代社会中已不可缺少，核裂变和核聚变释放出的巨大核能正在造福于人类，例如核潜艇就是以核反应堆为动力来源的潜艇。有一种核裂变的方程为，下列说法正确的是( )
A．X原子核中含有141个核子B．此裂变反应释放的核能等于反应物的结合能
C．的比结合能小于的比结合能D．的结合能小于的结合能
题型二：计算核裂变放出的能量
4．(2021·河北·元氏县第四中学高二期中)核电站是利用反应堆释放出的能量将水变成高温高压的水蒸气来推动汽轮发电机发电的．反应堆的核反应方程式为，其中的质量分别为m1、m2、m3、m4，真空中光速为c，以下说法正确的是( )
A．X原子核中含有中子数为52 B．该反应质量亏损Δm=m1-m3-m4
C．该反应释放的能量为(m1-10m2-m3-m4)c2 D．的比结合能大于的比结合能
5．(2021·浙江·高二期中)2020年12月4日，我国新一代“人造太阳”装置——中国环流器二号M装置在成都建成并实现发电，标志着我国在核聚变反应堆建设中处于世界前列。实际上，核聚变反应堆的建设比核裂变反应堆更加困难，对技术要求更高，核聚变的产物少，比较清洁，核裂变的产物常有放射性。下列说法正确的是( )
A．相同质量的核原料，核聚变反应比核裂变反应产生的能量少
B．是核裂变的产物之一，仍有放射性，其发生衰变的方程是
C．核裂变反应堆主要是
D．中国环流器二号M内主要核反应是
6．(2021·重庆市第三十七中学校高二阶段练习)铀原子核既可发生衰变，也可发生裂变。其衰变方程为，裂变方程为，其中、、Y、的质量分别为、、、，光在真空中的传播速度为c。下列叙述正确的是( )
A．Y的核内共有144个核子
B．发生的衰变产生的X，能够轻易的穿过纸片
C．裂变时释放的能量为
D．一个在匀强磁场中静止的发生衰变产生的与X动能之比为117：1
题型三：典型的核聚变方程
7．(2021·福建省福州高级中学高二期末)关于核衰变和核反应的类型，下列表述正确的有( )
A．是衰变B．是轻核聚变
C．是β衰变D．是重核裂变
8．(2021·重庆南开中学高二期末)中国“嫦娥五号”在月球采集的约2公斤月壤中含有地球上鲜有的，是地球上很难得到的清洁、安全和高效的核聚变发电燃料，被科学家们称为“完美能源”。有关聚变的核反应方程如下：
① ，②；
下列说法正确的是( )
A．X为质子，Y为中子 B．的比结合能比的比结合能大
C．方程①中：质量亏损约为5.9×10-31kg D．方程②中：核子平均释放的能量约为2.14MeV
9．(2021·湖南郴州·高二期末)2020年12月4日，新一代“人造太阳”中国环流二号M装置(HL-2M)正式建成并实现首次放电，放电温度达太阳芯部温度近10倍。“人造太阳”实验中的可控热核反应的方程是，海水中富含反应原料氘()，氚核()可以用中子轰击锂核()得到。下列说法正确的是( )
A．上述核反应前后核子数相等，生成物的质量等于反应物的质量 B．中子轰击锂核()反应方程为
C．中子轰击锂核()发生了衰变 D．氘核()和氚核()的比结合能均比氦核()的比结合能大
题型四：计算核聚变放出的能量
10．(2022·河南开封·高二期中)2021年5月28日，中科院合肥物质科学研究院的可控核聚变装置全超导托卡马克(EAST)缔造了新的纪录，实现了可重复的1.2亿摄氏度101秒和1.6亿摄氏度20秒等离子体运行，向核聚变能源应用迈出重要一步。已知该装置内部发生的核反应方程为：，已知、、和X的质量分别为2.0141u、3.0161u、4.0026u和1.0087u，1u相当于931.5MeV，则下列说法中正确的是( )
A．X是质子
B．该核聚变反应过程中释放的能量约为19.6MeV
C．该反应中生成物的结合能之和大于反应物的结合能之和
D．该反应存在质量亏损，根据△E=mc2可知，部分质量转化成了能量
11．(2021·四川自贡·高二期末)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
12．(2020·四川·高二期末)已知、、、的质量分别为、、、，关于核反应：，下列说法正确的是( )
①这是核裂变反应 ②这是核聚变反应
③反应中放出的能量为 ④反应中放出的能量为
A．①③B．①④C．②③D．②④
题型五：受控热核反应
13．(2021·福建莆田·高二期末)2021年5月28日，在中科院合肥物质科学研究院，有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)创造新的世界纪录，成功实现可重复的1.2亿摄氏度101秒和1.6亿摄氏度20秒等离子体运行，向核聚变能源应用迈出重要一步．下列关于聚变的说法正确的是( )
A．任何两个原子核都可以发生聚变
B．两个轻核结合成质量较大的核，总质量较聚变前减小
C．两个轻核结合成质量较大的核，核子的平均结合能减小
D．核聚变比核裂变更为安全、清洁，是目前利用核能的主要方式
14．(2021·广东·江门市新会东方红中学高二期末)日本政府于4月13日召开会议，决定在未来两年福岛核废水罐达到蓄水峰值后，将稀释过的废水排入大海，引发世界一片哗然。福岛核电站的核废水中放射性物质“氚”难以清除。关于“氚”的一个核反应方程为，对此以下说法正确的是( )
A．反应后总结合能变大 B．核反应产物中的X粒子为
C．反应前后核子的总质量相等 D．该核反应也是世界各地正在运行的核电站中的主要核反应
15．(2021·山东青岛·高二期末)中国的“人造太阳”，又称东方超环，全称是全超导托卡马克核聚变实验装置，是中国新一代先进磁约束核聚变实验研究装置。2021年5月28日，中国的“人造太阳”实现了可重复的1.2亿度101秒等离子体运行，刷新了世界纪录。所谓“人造太阳”，就是在地球上模拟太阳内部发生的核聚变反应，为人类提供源源不断的清洁能源。其内部发生的一种核聚变反应方程为，下列说法正确的是( )
A．反应产物X为
B．核聚变后的产物X比结合能小于的比结合能
C．可控的人工轻核聚变与核裂变相比更为安全、清洁
D．要实现核聚变，需要将轻核加热到很高的温度，使它们具有足够的动能克服核力作用而碰撞结合在一起
三：课堂过关精练
一、单选题
16．(2022·新疆·莎车县第一中学高二期中)“两弹一星”可以说长了中国人的志气，助了中国人的威风。下列核反应方程中，属于研究“两弹”的基本核反应方程的是( )
①N+HeO+H ②U+nSr+Xe+ ③UTh+He ④H+HHe+n
A．①②B．③④C．②④D．②③
17．(2022·江西·安福县第二中学高二期中)如图所示，图甲为原子核的比结合能与质量数关系曲线，图乙为原子核的平均核子质量与原子序数的关系曲线，根据两曲线，下列说法正确的是( )
A．根据图甲可知，核的结合能约为
B．根据图甲可知，核的结合能比核的结合能更大
C．根据图乙可知，核裂变成核和的过程中，比结合能减小
D．根据图乙可知，若、能结合成，结合过程一定要吸收能量
18．(2022·河南·高二期中)近日，中央广播电视总台发布2021年度国内十大科技新闻，中国“人造太阳”创亿度百秒世界新纪录位列之首，人造太阳基于核聚变的原理，则下列说法正确的是( )
A．核聚变又叫热核反应，反应一旦发生，不再需要外界能量，靠自身产生的热就会使反应继续下去
B．目前核能发电是利用核聚变
C．是一种核聚变反应
D．聚变反应中由于形成质量较大的核，故反应后质量增加
19．(2022·辽宁·阜蒙县育才高级中学高二开学考试)氚是放射性物质，其半衰期为12.5年。氚核与其同位素氘核在一定条件下可以发生反应，反应方程是。下列说法正确的是( )
A．氚核和氦核的中子数相同 B．100g氚经过25年会全部衰变完
C．当氚核发生衰变时，衰变产物有氘核 D．是衰变方程
20．(2022·宁夏·银川二中高二阶段练习)中国散裂中子源(简称CSNS)我国自主研发建造的研究中子特性、探测物质微观结构和运动的科研装置，下列关于中子研究的说法正确的是( )
A．查德威克首先用α粒子轰击N，生成O，并打出了中子
B．中子流、X射线、β射线、γ射线都是原子核受激发而产生的
C．核电站一般通过石墨棒吸收中子数目来控制核反应剧烈程度
D．U经过4次α衰变， 2次β衰变，新核与原来的原子核相比，中子数少了10个
21．(2022·辽宁·沈阳市第八十三中学高二开学考试)下列关于核反应方程及其表述正确的是( )
A． 为重核裂变反应 B．为原子核的衰变
C．为轻核聚变反应 D．为原子核的人工转变
22．(2022·河南·濮阳南乐一高高二阶段练习)能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之一、下列释放核能的反应方程，表述正确的有( )
A．是原子核的人工转变B．是β衰变
C．是核裂变反应D．是α衰变
23．(2022·上海市金山中学高二期中)下列说法中正确的是( )
A．β衰变说明原子核里有电子 B．某原子核经过一次α衰变和两次β衰变后，核内中子数减少4个
C．放射性物质的温度升高，其半衰期将缩短 D．U→Th+He是核裂变反应方程
24．(2021·江西·九江市教育科学研究所高二期末)下列说法不正确的是( )
A．是核裂变B．是重核裂变
C．是α衰变D．是轻核聚变
25．(2021·黑龙江·哈尔滨市第三十二中学校高二期末)下列关于原子核的叙述正确的是( )
A．阴极射线表明原子核内部有电子
B．轻核聚变反应方程：，其中x表示电子
C．轻核聚变和重核裂变过程中都有质量亏损，都向外界放出能量
D．方程式是重核裂变反应方程
26．(2021·广东·西关外国语学校高二期末)下列说法正确的是( )
A．将放射性元素的温度降低，它的半衰期会发生改变
B．核反应方程中的X代表粒子，所以这是一个衰变
C．氢原子从能级3跃迁到能级2辐射出的光子的波长等于从能级2跃迁到能级1辐射出的光子的波长
D．核反应：中X为中子，
组成部分
材料
作用
裂变材料(核燃料)
浓缩铀
提供核燃料
减速剂(慢化剂)
石墨、重水或普通水(也叫轻水)
使裂变产生的快中子减速
控制棒
镉棒
吸收中子，控制反应速度
热交换器
水或液态的金属钠
传输热量
防护层
厚水泥层
防止放射线泄露，对人体及其他生物体造成伤害
重核裂变
轻核聚变
放能原理
重核分裂成两个或多个中等质量的原子核，放出核能
两个轻核结合成质量较大的原子核，放出核能
放能多少
聚变反应比裂变反应平均每个核子放出的能量要大3～4倍