人教版高二选修3-5 第十九章 第7节核聚变 课时练习

一、多选题

1. 难度：中等

关于重核的裂变，以下说法正确的是（    ）

A.核裂变释放的能量远大于它俘获中子时得到的能量

B.铀核裂变在自然界中会自发地产生

C.重核裂变释放出大量能量，产生明显的质量亏损，所以核子数要减少

D.由于重核的核子平均质量大于中等质量核的核子平均质量，所以重核裂变为中等质量的核时，要发生质量亏损，放出核能

二、单选题

2. 难度：简单

吸收一个慢中子后，分裂成和，还放出（   ）

A.1个粒子 B.3个中子

C.10个中子 D.10个质子

3. 难度：中等

用中子（）轰击铀核（）发生裂变反应，会产生钡核（）和氪核（），并释放中子（），当达到某些条件时可发生链式反应，一个铀核（）裂变时，质量亏损为，已知光在真空中的传播速度为，以下说法正确的是（   ）

A.的裂变方程为

B.发生链式反应的条件与铀块的温度有关

C.发生链式反应的条件与铀块的体积有关

D.一个铀核（）裂变时，放出的能量为

4. 难度：简单

以下说法正确的是（   ）

A.聚变是裂变的逆反应

B.若裂变释放能量，则聚变反应必定吸收能量

C.聚变需将反应物加热至数百万度以上的高温，显然是吸收能量

D.裂变与聚变均可释放巨大的能量

5. 难度：简单

2018年11月12日，中科院等离子体研究所发布消息，我国“人造太阳”项目获得重大突破，首次实现加热功率超过10兆瓦，等离子体储能增加到300千焦，在电子回旋与低杂波协同加热下，等离子体中心电子温度首次达到1亿摄氏度.“人造太阳”的主要核反应方程是，关于该反应下列说法正确的是（   ）

A.该反应为链式反应

B.该反应为热核反应

C.该反应过程吸收热量

D.的比结合能比、的比结合能都小

三、多选题

6. 难度：中等

如图所示是原子核的核子平均质量与原子序数Z的关系图象.下列说法中正确的是( )

A.若D､E能结合成F,结合过程一定要释放能量

B.若D､E能结合成F,结合过程一定要吸收能量

C.若A能分裂成B､C,分裂过程一定要释放能量

D.若A能分裂成B､C,分裂过程一定要吸收能量

四、单选题

7. 难度：简单

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一定大

C．聚变反应中粒子的比结合能小

D．聚变反应中由于形成质量较大的核，故反应后质量增加

8. 难度：简单

现有三个核反应：①②③下列说法正确的是

A.①是裂变，②是β衰变，③是聚变

B.①是聚变，②是裂变，③是β衰变

C.①β衰变，②裂变，③聚变

D.①是β衰变，②是聚变，③是裂变

五、解答题

9. 难度：简单

现在的核电站比较广泛采用的核反应之一是：

(1)核反应方程中的是反中微子，它不带电，质量数为零，试确定生成物锆( Zr)的电荷数与质量数．

(2)已知铀(U)核的质量为235. 0439u，中子质量为1.0087u，钕(Nd)核质量为142.9098u，锆核质量为89. 9047u；又知1u=1.6606×10^-27kg．试计算1kg铀235大约能产生的能量是多少？

10. 难度：中等

两个氘核聚变产生一个中子和氦核(氦的同位素)．已知氘核的质量m_D＝2.01360 u，氦核的质量m_He＝3.0150 u，中子的质量m_n＝1.0087 u .

(1)写出聚变方程并计算释放的核能．

(2)若反应前两个氘核的动能均为0.35 MeV.它们正面对撞发生聚变，且反应后释放的核能全部转化为动能，则产生的氦核和中子的动能各为多大？

六、多选题

11. 难度：简单

据新华社报道，由我国自行设计、研制的世界第一套全超导核聚变实验装置（又称“人造太阳”）已完成了首次工程调试下列关于“人造太阳”的说法中正确的是（   ）

A.“人造太阳”的核反应方程式是

B.“人造太阳”的核反应方程式为

C.根据公式可知，核燃料的质量相同时，聚变反应释放的能量比裂变反应大得多

D.根据公式可知，核燃料的质量相同时，聚变反应释放的能量与裂变反应释放的能量相同

七、填空题

12. 难度：中等

（1）太阳内部持续不断地发生着四个质子聚变为一个氦核的热核反应，这种核反应释放出的能量就是太阳能的能源其核反应方程是_______；若，，.则该反应中发生的质量亏损是_______u；如果1u相当于931.5MeV能量，则该反应中释放的能量是_______MeV.由于核反应中的质量亏损，太阳的质量缓慢减少，与现在相比，在很久很久以前，地球公转的周期______（填“较长”“较短”或“没有变化”）.

（2）利用光电转换装置可以将太阳能转化为电能.若地球附近某太空站上的太阳能电池接收板的面积是，光电转化效率为.已知太阳辐射的总功率为，太阳辐射穿过太空的能量损失忽略不计，光速为，太阳光射到地球上经历的时间是.试求该太阳能电池能够输出的最大电功率______

13. 难度：简单

在下列描述的核过程的方程中，属于α衰变的是_______，属于β衰变的是_______，属于裂变的是_______，属于聚变的是_______．（填正确答案标号）A． B．

C．

D．

E．

F．

14. 难度：中等

氘核和氚核可发生热核聚变而释放巨大的能量，该反应方程为：，式中x是某种粒子．已知： 和粒子x的质量分别为2.0141u、3.0161u、4.0026u和1.0087u；1u=931.5MeV/c²，c是真空中的光速．由上述反应方程和数据可知，粒子x是__________，该反应释放出的能量为_________ MeV（结果保留3位有效数字）

15. 难度：中等

（1）核电站利用原子核链式反应放出的巨大能量进行发电，是核电站常用的核燃料.受一个中子轰击后裂变成和两部分，并产生_______个中子.要使链式反应发生，裂变物质的体积要______（选填“大于”或“小于”）它的临界体积.

（2）取质子的质量，中子的质量，粒子的质量，光速. 请计算粒子的结合能.（计算结果保留两位有效数字）_______

八、多选题

16. 难度：简单

关于核反应堆，下列说法正确的是（   ）

A.铀棒是核燃料，裂变时释放核能

B.镉棒的作用是控制反应堆的功率

C.石墨的作用是吸收中子

D.冷却剂的作用是控制反应堆的温度和输出热能.

17. 难度：简单

下列关于聚变的说法中，正确的是（   ）

A.要使聚变产生，必须克服库仑斥力做功

B.轻核聚变需要几百万摄氏度的高温，因此聚变又叫热核反应

C.原子弹爆炸能产生几百万摄氏度的高温，所以氢弹利用原子弹引发热核反应

D.太阳和许多恒星内部都在激烈地进行着热核反应

18. 难度：简单

有下列核反应：

①

②

③

④

下列说法正确的是（   ）

A.①是原子核的人工转变反应方程式

B.②是聚变的核反应方程式

C.③是衰变的反应方程式

D.④是裂变的核反应方程式

九、解答题

19. 难度：中等

受中子轰击时会发生裂变，产生和，同时放出的能量，现要建设发电能力是50万千瓦的核电站，用铀235作为原子锅炉的燃料，假设核裂变释放的能量全部被用来发电，那么一天需要纯铀235的质量为多少？（阿伏加德罗常数取）

十、单选题

20. 难度：中等

一个氘核和一个氚核经过核反应后生成氦核和中子，同时放出一个γ光子．已知氘核、氚核、中子、氦核的质量分别为m₁、m₂、m₃、m₄，普朗克常量为h，真空中的光速为c．下列说法正确的是（   ）

A.这个核反应是裂变反应

B.这个反应的核反应方程是

C.辐射出的γ光子的能量E=(m₃+m₄﹣m₁﹣m₂)c²

D.辐射出的γ光子在真空中的波长

十一、多选题

21. 难度：中等

当一个重核裂变时，它所产生的两个核（）

A.含有的质子数较裂变前重核的质子数少

B.含有的中子数较裂变前重核的中子数少

C.裂变时释放的能量等于俘获中子时得到的能量

D.可能是多种形式的两个核的组合

十二、单选题

22. 难度：简单

裂变反应中释放出的能量来自于 ( )

A.核子消失转化为能量

B.原子中电子与原子核的电势能减小

C.入射的中子消失转化为能量

D.原子核的平均结合能变大，释放出能量

23. 难度：简单

链式反应中，重核裂变时放出的可以使裂变不断进行下去的粒子是( )

A.质子 B.中子 C.β粒子 D.α粒子

十三、多选题

24. 难度：简单

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.1947年中国科学家钱三强、何泽慧在实验中观察到铀核也可能分裂为三部分或四部分，其概率大约是分裂为两部分的概率的千分之三．关于铀核的裂变，下列说法正确的是

A.裂变的产物不是唯一的

B.裂变的同时能放出2~3个或更多个中子

C.裂变能够释放巨大能量，每个核子平均释放的能量在裂变反应中比在聚变反应中的大

D.裂变物质达到一定体积（即临界体积）时，链式反应才可以持续下去

十四、单选题

25. 难度：简单

重核的裂变和轻核的聚变是人类利用核能的两种主要方法，下面关于它们的说法中正确的是

A. 裂变和聚变过程都有质量亏损

B. 裂变过程有质量亏损，聚变过程质量有所增加

C. 裂变过程质量有所增加，聚变过程有质量亏损

D. 裂变和聚变过程质量都有所增加

26. 难度：简单

发生轻核聚变的条件是（ ）

A.用中子轰击

B.保持室温环境，增大压强

C.把物质加热到几百万摄氏度以上的高温

D.用γ光子照射

十五、多选题

27. 难度：简单

以下核反应方程中属于核聚变的是（   ）

A. B.

C. D.

十六、单选题

28. 难度：简单

托卡马克（Tokamak）是研究受控核聚变的一种装置，这个词是toroidal（环形的），kamera（真空室） magnet（磁）的头两个字母以及kotushka（线圈）的第一个字母组成的缩写词.根据以上信息，下列说法错误的是（   ）

A.这种装置的核反应原理是轻核的聚变，同时释放出大量的能量，与太阳发光的原理类似

B.这种装置同我国秦山核电站、大亚湾核电站所使用的核装置反应原理相同

C.这种装置可以控制热核反应速度，使聚变能缓慢而稳定地释放

D.这种装置产生的核聚变对环境的污染比核裂变要轻得多

29. 难度：简单

质子的质量为，中子的质量为，氦核的质量为，两个质子和两个中子聚变成一个氨核时，会释放出能量.下列关系式和说法正确的是（   ）

A.

B.

C.

D.以上关系式都不对

30. 难度：简单

重核裂变和轻核聚变是人类获得核能的两种主要途径，关于裂变和聚变，下列叙述正确的是（   ）

A.裂变过程有质量亏损，聚变过程无质量亏损

B.核聚变反应方程中表示质子

C.裂变和聚变都可以释放出巨大的能量

D.氢弹的核反应属于裂变，原子弹的核反应属于聚变

31. 难度：简单

印度第一艘自主研发的核潜艇于2009年7月26日正式下水,成为世界第六个拥有核潜艇的国家.核动力潜艇是潜艇中的一种类型,指以核反应堆为动力来源设计的潜艇.在核反应中有一种是一个原子核在中子的轰击下发生的一种可能的裂变反应,其裂变方程为则下列叙述正确的是( )

A.X原子核中含有54个质子

B.X原子核中含有53个中子

C.裂变时释放能量是因为亏损的质量变成了能量

D.裂变时释放能量,出现质量亏损,质量数不守恒

32. 难度：简单

2017年1月9日，大亚湾反应堆中微子实验工程获得国家自然科学一等奖.大多数原子核发生核反应的过程中都伴有中微子的产生，例如核裂变、衰变等，下列说法正确的是（   ）

A.是核裂变反应方程.

B.高速运动的粒子轰击氮核可从氮核中打出中子，其核反应方程为

C.衰变为，经过3次衰变，2次衰变

D.是核裂变方程，也是氢弹的核反应方程

十七、多选题

33. 难度：简单

月球土壤里大量存在着一种叫做“氦3（）”的化学元素，这是热核聚变的重要原料。关于“氦3（）”与氘核的聚变，下列说法正确的是（   ）

A.核反应方程为

B.核反应生成物的质量将大于反应物的质量

C.“氦3（）”一个核子的结合能小于氦4（）一个核子的结合能

D.“氦3（）”的原子核与一个氘核发生聚变将放出能量

十八、单选题

34. 难度：简单

开发更为安全、清洁的能源是人类不懈的追求，例如核能源.关于核反应，下列说法正确的是（   ）

A.该核反应属于重核的裂变

B.该核反应属于轻核的聚变

C.该核反应过程没有质量亏损

D.目前核电站利用的就是该核反应所释放的能量

十九、解答题

35. 难度：简单

太阳不断地向外辐射能量，太阳内部存在大量氢，在超高温作用下，氢原子被电离，互相碰撞能使4个氢核聚变成一个氦核，同时放出大量能量.已知质子质量，粒子质量，正电子质量.

（1）写出这个核反应方程式，

（2）核反应中释放的能量为多少兆电子伏?

（3）已知太阳每秒释放的能量为，则太阳每秒减少的质量为多少千克?