高考物理微专题小练习专题88核反应核能含答案

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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．[2021·广东卷] 科学家发现银河系中存在大量的放射性同位素铝26，铝26的半衰期为72万年，其衰变方程为 eq \\al(\s\up11(26),\s\d4(13)) Al―→ eq \\al(\s\up11(26),\s\d4(12)) Mg＋Y，下列说法正确的是( )
A．Y是氦核
B．Y是质子
C．再经过72万年，现有的铝26衰变一半
D．再经过144万年，现有的铝26全部衰变
3．[2021·湖南卷]核废料具有很强的放射性，需要妥善处理．下列说法正确的是( )
A．放射性元素经过两个完整的半衰期后，将完全衰变殆尽
B．原子核衰变时电荷数守恒，质量数不守恒
C．改变压力、温度或浓度，将改变放射性元素的半衰期
D．过量放射性辐射对人体组织有破坏作用，但辐射强度在安全剂量内则没有伤害
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( )
5．[2022·湖北省武汉市调研考试]2021年12月20日，16项国家科技重大专项之一——石岛湾高温气冷堆核电站示范工程首次并网发电(如图)，这是全球首个并网发电的第四代高温气冷堆核电项目．核电站铀核裂变的产物是多样的，一种典型的铀核裂变是生成钡和氪，核反应方程是235 92U＋ eq \\al(\s\up11(1),\s\d4(0)) n―→ eq \\al(\s\up11(144),\s\d4( 56)) Ba＋ eq \\al(\s\up11(89),\s\d4(36)) Kr＋3 eq \\al(\s\up11(1),\s\d4(0)) n，已知铀核的质量为m1，钡核的质量为m2，氪核的质量为m3，中子的质量为m4，则该核反应释放的核能是( )
A． eq \f(1,2) (m1－m2－m3－3m4)c2
B． eq \f(1,2) (m1－m2－m3－2m4)c2
C．(m1－m2－m3－3m4)c2
D．(m1－m2－m3－2m4)c2
6．[2022·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210 84P―→ y82X＋ eq \\al(\s\up11(4),\s\d4(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．[2022·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＝9.1×10－31kg＝0.5 MeV/c2，质子质量mp＝1.67×10－27kg＝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＝4×1026W，太阳质量M0＝2×1030kg(其中氢约占70%)，则( )
A．太阳内部核聚变反应式为 eq \\al(\s\up11(1),\s\d4(1)) H＋ eq \\al(\s\up11(0),\s\d4(－1)) e―→ eq \\al(\s\up11(4),\s\d4(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88 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．C 根据电荷数守恒与质量数守恒可知Y为正电子 eq \\al(\s\up11(0),\s\d4(1)) e，A、B错误．经过一个半衰期，铝26衰变一半，经过两个半衰期，铝26还剩下四分之一，C正确，D错误．
3．D 根据半衰期的定义可知，放射性元素经过两个完整的半衰期后，还剩原来的 eq \f(1,4)未衰变，A错误；原子核衰变时电荷数和质量数都守恒，B错误；放射性元素的半衰期由原子核内部自身的因素决定，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系，因此改变压力、温度或浓度，放射性元素的半衰期不变，C错误；过量放射性辐射对人体组织有破坏作用，若辐射强度在安全剂量内则不会对人体组织造成伤害，D正确．
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510B＋ eq \\al(\s\up11(1),\s\d4(0)) n―→ eq \\al(\s\up11(7),\s\d4(3)) Li＋ eq \\al(\s\up11(4),\s\d4(2)) He，A正确．
5．D 核反应中质量亏损为Δm＝m1－m2－m3－2m4，由质能方程得ΔE＝Δmc2＝(m1－m2－m3－2m4)c2，D正确．
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(\s\up11(1),\s\d4(1)) H＋2 eq \\al(\s\up11(0),\s\d4(－1)) e―→ eq \\al(\s\up11(4),\s\d4(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．