2018-2019学年高中物理原子核第六节核能利用第七节小粒子与大宇宙分层训练

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1、第六节核能利用第七节小粒子与大宇宙A级　抓基础1．在核反应堆中，为了使快中子的速度减慢，可选用作为中子减速剂的物质是(　　)A．氢　　　　B．镉　　　　C．氧　　　　D．水解析：在可控核反应堆中需要给快中子减速，轻水、重水和石墨等常用作减速剂，D正确．答案：D2．(多选)为应对能源危机和优化能源结构，提高清洁能源的比重，我国制定了优先选择核能，其次加快发展风电和再生能源的政策，在《核电中长期发展规划》中要求2020年核电运行装机总容量达到4000万千瓦的水平，请根据所学物理知识，判断下列说法中正确的是(　　)A．

2、核能发电对环境的污染比火力发电要小B．核能发电对环境的污染比火力发电要大C．目前所有核电站都只利用重核裂变释放大量的原子能D．目前既有重核裂变，又有轻核聚变释放大量的原子能解析：目前核电站都用核裂变，其原料是铀，且核裂变在核反应堆中应用的是比较清洁的能源，故A、C正确，B、D错误．答案：AC3．正电子是电子的反粒子，它跟普通电子的电量相等，而电性相反，科学家设想在宇宙的某些部分可能存在完全由反粒子构成的物质——反物质.1997年初和年底，欧洲和美国的科学研究机构先后宣布：他们分别制造出9个和7个反氢原子，这是人类

3、探索反物质的一大进步．你推测反氢原子的结构是(　　)A．由一个带正电荷的质子与一个带负电荷的电子构成B．由一个带负电荷的质子与一个带正电荷的电子构成C．由一个不带电的中子与一个带负电荷的电子构成D．由一个带负电荷的质子与一个带负电荷的电子构成解析：反氢原子的结构应该是反质子与反电子组成，即一个带负电荷的质子与一个带正电荷的电子构成，故B正确．答案：B4．新华社合肥2006年9月28日电，世界领先水平的我国新一代“人造太阳”实验装置EAST28日在安徽合肥首次放电成功，这意味着人类在核聚变能研究利用领域又迈出了新的

4、一步．关于核聚变，以下说法不正确的是(　　)A．与裂变相比轻核聚变辐射极少，更为安全、清洁B．世界上已经有利用核聚变能来发电的核电站C．要使轻核发生聚变，必须使它们的距离达到10－15m以内，核力才能起作用D．地球上聚变燃料的储量十分丰富，从海水中可以提炼出大量核聚变所需的氘核解析：与裂变相比轻核聚变辐射极少，更为安全、清洁，故A正确；世界上已经有利用核裂变能来发电的核电站，故B错误；要使轻核发生聚变，必须使它们的距离达到10－15m以内，核力才能起作用，故C正确；地球上聚变燃料的储量十分丰富，从海水中可以提炼出

5、大量核聚变所需的氘核，故D正确．答案：BB级　提能力5．科学家发现在月球上含有丰富的He(氦3)，它是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料，其参与的一种核聚变反应的方程式为He＋He→2H＋He，关于He聚变下列表述正确的是(　　)A．聚变反应不会释放能量B．聚变反应产生了新的原子核C．聚变反应没有质量亏损D．目前核电站都采用He聚变反应发电解析：核聚变反应中产生新的原子核，同时由于发生了质量亏损，会有核能的释放，这是人类利用核能的途径之一．目前核电站大多采用重核裂变的方法来释放与利用核能发电．答案：B6.K－介子衰

6、变方程为：K－→π－＋π0.其中K－介子和π－介子带负的基元电荷，π0介子不带电，如图所示．一个K－介子沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场中，其轨迹为圆弧AP，衰变后产生的π－介子的轨迹为圆弧PB，两轨迹在P点相切，它们半径RK－与R之比为2∶1(π0介子的轨迹未画出)由此可知π－的动量大小与π0的动量大小之比为(　　)A．1∶1　　　B．1∶2　　　C．1∶3　　　D．1∶6解析：由R＝(K－介子与π－介子电荷量相同)和半径RK－与Rπ－之比为2∶1可知K－介子的动量是π－介子的2倍．设K－介子的动量为2p，则π－

7、介子的动量为－p，若π0介子的动量为p0，由动量守恒有2p＝－p＋p0，求得p0＝3p.答案：C7．假设某航空母舰的动力来自核反应堆，其中主要的核反应方程式是(　　)U＋n→Ba＋Kr＋(　　)n.(1)在括号内填写n前的系数；(2)用m1、m2、m3分别表示U、Ba、Kr核的质量，m表示中子的质量，则上述反应过程中一个铀235核发生裂变产生的核能ΔE是多少？(3)假设核反应堆的功率P＝6.0×105kW，若一个铀235核裂变产生的能量为2.8×10－11J，则该航空母舰在海上航行一个月需要消耗多少kg铀235?

8、(铀235的摩尔质量M＝0.235kg/mol，一个月约为t＝2.6×106s，阿伏加德罗常数NA＝6.0×1023mol－1，计算结果保留两位有效数字)解析：(1)由质量数与核电荷数守恒可知，产生的中子数为3；(2)由题意知，质量亏损为Δm＝m1－m2－m3－2m，由质能方程可知，释放的核能为：ΔE＝Δmc2＝(m1－m2－m3－2m)c2(3)一个月内核反应产生的总能