2012年粤教版高中物理选修3-5 4.6核能利用练习卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

原子反应堆是实现可控制的重核裂变链式反应的一种装置，它主要由四部分组成（    ）

A.原子燃料、减速剂、冷却系统和控制调节系统

B.原子燃料、减速剂、发热系统和传热系统

C.原子燃料、减速剂、碰撞系统和传热系统

D.原子燃料、中子源、原子能聚存系统和输送系统

2. 难度：中等

关于我国已建成的秦山和大亚湾核电站，下列说法中正确的是(    )

A.它们都是利用核聚变释放原子能的

B.它们都是利用核裂变释放原子能的

C.两者的核燃料都是纯铀235

D.一座是利用核裂变释放原子能，一座是利用核聚变释放原子能

3. 难度：中等

我国秦山核电站第三期工程中有两个60万千瓦的发电机组，发电站的核能来源于的裂变，现有4种说法，以上说法中完全正确的是(    )

①原子核中有92个质子，有143个中子

②的一种可能裂变是变成两个中等质量的原子核，反应方程式为

+

③是天然放射性元素，常温下它的半衰期约为45亿年,升高温度半衰期缩短

④一个裂变能放出200 MeV的能量，合3.2×10^-11J

A.①②③                 B.②③④            C.①③④             D.①②④

二、计算题

4. 难度：中等

在原子反应堆中抽动液态金属或在医疗器械中抽动血液等导电液体时，由于不允许传动的机械部分与这些液体相接触，常使用一种电磁泵，如图所示为这种电磁泵的结构。导管放在磁场中，当电流通过导电液体时，这种液体即被驱动.如果导管中截面面积为ωh,磁场的宽度为L，磁感应强度为B，液体穿过磁场区域的电流强度为I，求驱动力造成的压强差为多少？

三、填空题

5. 难度：中等

在所有能源中，核能具有能量密度大，地区适应性强的优势，在核电站中，核反应堆释放的核能被转化为电能.核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量核能.

（1）核反应方程式+++aX是反应堆中发生的许多核反应中的一种，为中子，X为待求粒子，a为X的个数，则X为______________，a=______________.以m_U、m_Ba、m_Kr分别表示、、核的质量，m_n、m_p分别表示中子、质子的质量，c为光在真空中传播的速度，则在上述核反应过程中放出的核能ΔE=______________.

(2)有一座发电能力为P=1.00×10⁶ kW的核电站，核能转化为电能的效率μ=40%.假定反应堆中发生的裂变反应全是本题（1）中的核反应，已知每次核反应过程放出的核能ΔE=2.78×10^-11J,核的质量m_U=390×10^-27 kg,求每年（1年=3.15×10⁷s）消耗的的质量.

四、计算题

6. 难度：中等

一静止的核转变为核时放出一个α粒子，已知U232、Th228和α粒子的相对原子质量分别为M₀、M₁、M₂，求放出的α粒子的初动能.

7. 难度：中等

某些放射性化学元素在一定条件下发生衰变，产生一个新核以及一个质量较小的粒子，同时放出能量，当一个镭（Ra226）发生衰变时，产生了一个α粒子以及一个氡（Rn222）的核，过程如下：

若已知衰变时释放的能量（即粒子与核的动能之和）为4.8  MeV,求α粒子的动能.

五、填空题

8. 难度：中等

1999年10月日本的一家核电站发生了核泄露事件，对附近的环境造成了很大的危害.核泄露直接导致严重的环境污染，其产生的射线具有非常大的危害性，能够使动植物体内的细胞发生癌变，致使生物死亡.根据以上材料回答以下问题：

核电站的发电原理是通过核裂变产生巨大的能量，完成下面铀核裂变可能的一个反应方程+++________,并计算1 kg铀核裂变放出的能量是________kJ.(结果保留两位有效数字，U235、Ba141、Kr92和中子的质量分别为235.049 3 u,140.913 9 u,91.897 3  u，1.008 7 u，1 u=1.66×10^-27 kg)

六、计算题

9. 难度：中等

在原子反应堆中，用石墨（碳）作减速剂使快中子变成慢中子，已知碳核的质量是中子质量的12倍.假设中子与碳核的碰撞是弹性的（即碰撞中不损失动能），而且碰撞前碳核是静止的,试求：

（1）设碰撞前中子的动能为E₀,经过一次碰撞后，中子的动能损失；

（2）至少经过多少次碰撞，中子的动能才能小于10^-6E₀（lg13=1.114，lg11=1.041）?