高中物理 5.2-5.4 裂变及其应用 聚变与受控热核反应 核能利用与社会发展一练 沪科版选修3-5

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1、【步步高】2014-2015学年高中物理5.2-5.4裂变及其应用聚变与受控热核反应核能利用与社会发展[基础题]1．现已建成的核电站的能量来自于(　　)A．天然放射性元素衰变放出的能量B．人工放射性同位素放出的能量C．重核裂变放出的能量D．化学反应放出的能量答案　C2．下列核反应中，属于核裂变反应的是(　　)A.5B＋n→Li＋HeB.U→Th＋HeC.7N＋He→8O＋HD.U＋n→Ba＋Kr＋3n答案　D解析　由核裂变反应的特点知，D正确．3．核反应堆是实现可控制的重核裂变链式反应的一种装置，它主要由哪四部分组成(　　)A．核燃料、减速剂、冷却系统和控制调节系统

2、B．核燃料、减速剂、发热系统和传热系统C．核燃料、调速剂、碰撞系统和传热系统D．核燃料、中子源、原子能聚存系统和输送系统答案　A解析　核反应堆主要由核燃料、中子减速剂、控制棒和热交换器组成．因此A选项正确．4．一个氘核(H)与一个氚核(H)发生聚变，产生一个中子和一个新核，并出现质量亏损．该聚变过程中(　　)A．吸收能量，生成的新核是HeB．放出能量，生成的新核是HeC．吸收能量，生成的新核是HeD．放出能量，生成的新核是He答案　B5．在核反应方程式92U＋n→Sr＋54Xe＋kX中(　　)A．X是中子，k＝9B．X是中子，k＝10C．X是质子，k＝9D．X是质子

3、，k＝10答案　B解析　设X的电荷数是Z，质量数是A，根据题意设核反应的关系式，由电荷数守恒得92＋0＝38＋54＋kZ解得kZ＝0，由质量数守恒得235＋1＝90＋136＋kA解得kA＝10.综合解得k≠0，Z＝0，可知X是中子；A＝1，k＝10，可知选项B正确．6．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．聚变反应比裂变反应每个核子释放的平均能量大C．聚变反应中粒子的平均结合能变小D．聚变反应中由于形成质量较大的核，故反应后质量变大答案　B[能力题]7．(2014·北京·14)质子、中子和氘核的质量分别为m1

4、、m2和m3.当一个质子和一个中子结合成氘核时，释放的能量是(c表示真空中的光速)(　　)A．(m1＋m2－m3)cB．(m1－m2－m3)cC．(m1＋m2－m3)c2D．(m1－m2－m3)c2答案　C解析　由质能方程ΔE＝Δmc2，其中Δm＝m1＋m2－m3可得ΔE＝(m1＋m2－m3)c2，选项C正确．8．1994年3月，中国科学院等研制成功了比较先进的HT－7型超导托卡马克．如图1所示，托卡马克(Tokamak)是研究受控核聚变的一种装置，这个词是torodal(环形的)，kamera(真空室)，magnit(磁)的头两个字母以及katushka(线圈)的

5、第一个字母组成的缩写词．图1根据以上信息，下列判断中可能正确的是(　　)A．核反应原理是氘原子核在装置中聚变成氦核，同时释放出大量的能量，和太阳发光的原理类似B．线圈的作用是通电产生磁场使氘核等带电粒子在磁场中旋转而不溢出C．这种装置同我国秦山、大亚湾核电站所使用核装置的核反应原理相同D．这种装置可以控制热核反应速度，使聚变能缓慢而稳定地发生答案　ABD解析　可控核聚变在实验阶段已有大的进展，原料是氘或其同位素等轻核，A对．由于聚变温度太高，没有什么容器能够耐这么高的温度，但磁场可以把它们约束在一个小范围内，因此B对．我国秦山、大亚湾核电站的核反应为裂变，而不是聚变

6、，所以C错．这种反应人们在实验室里可以人为控制反应速度，不过离实用阶段还有一段距离，所以D对．9．1964年10月16日，我国在新疆罗布泊沙漠成功地进行了第一颗原子弹试验，结束了中国无核时代．(1)原子弹爆炸实际上是利用铀核裂变时释放出很大能量，由于裂变物质的体积超过临界体积而爆炸．①完成核裂变反应方程式：92U＋n→(　　)Xe＋Sr＋2n＋200MeV②铀原子核裂变自动持续下去的反应过程叫什么？产生这种反应的条件必须是什么？(2)为了防止铀核裂变的产物放出的各种射线危害人体和污染环境，需采取哪些措施？(举两种)答案　(1)①54　②链式反应　中子再生率大于1(2

7、)核反应堆外面需要修建很厚的水泥防护层，用来屏蔽射线；放射性核废料要装入特制的容器，深埋地下．10．在氢弹爆炸中发生的核聚变方程为H＋H→He＋n，已知H的质量为2.0136u，H的质量为3.0166u，He的质量为4.0026u，n的质量为1.0087u，阿伏加德罗常数NA＝6.02×1023mol－1，求此氢弹爆炸中当合成1kg的氦时所释放的能量．答案　2.65×1027MeV解析　由题意可知，当一个H核与一个H核发生反应合成一个He核时放出的能量为ΔE＝Δmc2＝(2.0136＋3.0166－4.0026－1.0087)u＝0.0189×931.5MeV＝