青海省人教版物理高二选修1-2 3.4裂变和聚变同步训练

高二物理裂变和聚变试题1.有下列核反应：①②③④下列说法中正确的是（）A．①是原子核的人工转变的反应方程式B．②是聚变的核反应方程式C．③是α衰变的反应方程式D．④是裂变的核反应方程式【答案】ABD【解析】我们要对人工转变、聚变、裂变、衰变的定义作深入认识，根据各种定义可知：①是人工转变的反应方程式；②是聚变的核反应方程式；③并不是α衰变，而是人工转变，衰变是自发进行的，不需要外界因素的影响;④是裂变的核反应方程式.故答案为A、B、D三项.【考点】核反应裂变聚变点评：两个质量较小的核结合成一个质量较大的核的核反应叫核聚变．质量较大的核分裂成两个质量中等的核的现象称为核裂变．原子核在自然的状态下由原子核中释放出一个α粒子的现象称为α衰变．放射性同位素的原子核将一个中子转化为一个质子同时释放出一个高速电子的现象称为β衰变。

2.关于聚变，以下说法中正确的是( )A．两个轻核聚变为中等质量的原子核时放出能量B．同样质量的物质发生聚变时放出的能量比同样质量的物质裂变时释放的能量大好多倍C．聚变反应的条件是聚变物质的体积达到临界体积D．发生聚变反应时的原子核必须有足够大的动能【答案】BD【解析】两个轻核聚合为较大质量的原子核就可释放能量但不一定是中等质量的核，故A项错误；聚变反应放出的能量比同样质量的物质裂变时释放的能量大得多，这点由聚变反应的特点我们就可以知道，故B项正确；裂变反应的条件是裂变物质的体积达到临界体积，而聚变反应的条件是原子核间距达到10-15 m，故要求有足够大的动能才能克服原子核间的斥力做功，故C项错、D项正确【考点】原子核反应聚变点评：核能的开发和利用可以采用两种方法：一种是利用核裂变释放能量，另一种是利用核聚变释放能量，人工控制链式反应的速度和平利用核能，是核电站的原理，由于核聚变需要高温高压，人类还无法和平利用核聚变时放出的能量．3.一个原子核在中子的轰击下发生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86个中子B．X原子核中含有141个核子C．因为裂变时释放能量，根据E=mc2，所以裂变后的总质量数增加D．因为裂变时释放能量，出现质量亏损，所以生成物的总质量数减少【答案】A【解析】由核反应方程知X的电荷数为x=92-38=54，X的质量数为y=235+1-94-2=140，故其中中子个数为140-54=86，所以A项正确，B项不正确.由于裂变时释放能量，故裂变后总质量减小，但质量数不变，故C、D两项不正确.【考点】裂变质能方程点评：裂变和聚变是在原子物理中学习的两种重要反应：聚变和裂变反应的特点以及应用；质量数和电荷数守恒在核反应中的应用以及质子数、中子数、质量数等之间关系；质能方程的应用，正确理解半衰期的含义等。

人教版高中物理核裂变与核聚变课后习题答案及解析练习与应用1．什么是核裂变？什么是链式反应？解析：重核分裂成中等质量原子核的核反应叫做重核的裂变。

由重核裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程，叫做核裂变的链式反应。

2．在核反应堆中，用什么方法控制核裂变的速度？解析：核反应堆是人工控制链式反应的装置，控制速度的原理：在铀棒之间插些镉棒，因为镉吸收中子的能力很强，当反应过于激烈时，使镉棒插深些，让它多吸收一些中子，链式反应的速度就减慢了；反之，则把镉棒插浅一些，让它吸收中子少一些，链式反应的速度就可以增大，一般来说这些操作是用电子仪器来完成；所以在原子核反应堆中，可用能吸收中子的镉棒来控制核裂变反应的速度。

3．什么是核聚变？核聚变过程中的能量转化有什么特点？解析：两个轻核结合成质量较大的核，这样的核反应叫做聚变．聚变发生时需要提供巨大的能量，但反应中放出的能量比提供的能量要大得多。

4．请分析：在地球上实现受控热核反应的必要性、可能性和困难是什么？解析：必要性:由于地球上石化燃料和裂变材料的贮量有限,开发聚变能非常重要,并且是一项十分紧迫的任务。

各国科学家都在加紧研究,以期尽快在地球上制造出人类自己的太阳,缓解甚至消除能源危机的困扰。

可能性:地球上聚变材料的储量丰富,每升水中含有0.03g的氘,地球上的河流、湖泊、海洋等有138.6亿立方米的水,大约有40亿吨氘。

聚变反应中所用的氘可以利用锂来提取,地球上锂的储量有2000亿吨,用来制取氘足以满足聚变的需要。

困难:地球上没有任何容器能够经受住热核反应所需要的高温。

5．在一个反应堆中用石墨做慢化剂使快中子减速。

碳核的质量是中子的12倍，假设中子与碳核的每次碰撞都是弹性正碰，而且认为碰撞前碳核都是静止的。

（1）设碰撞前中子的动能是E0，经过一次碰撞，中子失去的动能是多少？解析：设中子的质量为m，速度为v0，碳核的质量为M，碰撞后中子、碳核的速度分别为v1、v，以v0方向为正方向，根据动量守恒定律得：mv0=mv1+Mv根据机械能守恒定律得：12m v02=12m v12+12M v2由以上两式解得v1= - 1113v0碰撞一次，中子损失的动能为：△E K=12m v02-12m v12=48169E0（2）至少经过多少次碰撞，中子的动能才能小于10-6E0？根据以上计算结果每一次后的末速度都是原来的11，所以经过n13）n v0,根据动能公式可得：次后其末速度为原来的（1113）2n=10-6这个关系式，展开的2n（lg11-lg13）=-6 （1113解得n=41.2 所以至少要经过42次碰撞才可以小于10-6E06．秦山核电站第一期工程装机容量为3×108W。

裂变和聚变核能的利用1.利用重核裂变释放核能时选用铀235核,主要原因是()A.它裂变放出核能比其他重核裂变多B.它可能分裂成三部分或四部分C.它能自动裂变,与体积无关D.它比较容易形成链式反应解析:铀235核易于吸收慢中子,容易形成链式反应。

答案:D2.核反应方程H+H→n,在该核反应中将()A.吸收能量质量增加B.吸收能量质量亏损C.放出能量质量亏损D.放出能量质量增加解析:聚变反应中质量亏损,释放能量。

答案:C3.U吸收一个慢中子后,分解成Ba和Kr,并放出()A.1个α粒子B.1个氘核C.3个中子D.2个中子解析:裂变方程为U+n→Ba+Kr+n,放出3个中子。

答案:C4.以下说法正确的是()A.聚变是裂变的逆反应B.如果裂变释放能量,则聚变必定吸收能量C.聚变需将反应物加热至数百万度以上高温,显然是吸收能量D.裂变与聚变均可释放巨大能量解析:从形式上看,裂变与聚变似乎是互为逆反应,其实不然,因为二者的反应物与生成物全然不同。

裂变是重核分裂成中等核,而聚变则是轻核聚合成为次轻核,无直接关联,并非互为逆反应,A错误。

既然裂变与聚变不是互为逆反应,则在能量的流向上也不必相反,所以B错。

要实现聚变反应,必须使参加反应的轻核充分接近,需要数百万度高温提供能量。

但聚变反应一旦实现,所释放的能量远大于所吸收的能量。

因此,总的说来,聚变反应还是释放能量,故D正确,C 错误。

答案:D5.在某些恒星内,3个α粒子结合成一个C,C原子的质量是12.0000u,He原子的质量是4.0026u,已知1u=1.66×10-27kg,则(1u相当于931.5MeV的能量)()A.反应过程中的质量亏损是Δm=0.0078uB.反应过程中的质量亏损是Δm=1.29×10-29kgC.反应过程中放出的能量是7.266MeVD.反应过程中放出的能量是1.16×10-19J解析:其反应方程是He C。

四、裂变和聚变同步测试一、单选题1.一静止的铀核放出一个 α 粒子衰变成钍核，衰变方程为 92238U→90234Th+H 24e .下列说法正确的是（ ） A. 衰变后钍核的动能等于 α 粒子的动能 B. 衰变后钍核的动量大小等于 α 粒子的动量大小 C. 铀核的半衰期等于其放出一个 α 粒子所经历的时间 D. 衰变后 α 粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量2.某原子核 X Z A 吸收一个中子后，放出一个电子，分裂为两个 α 粒子，由此可知( )A. A=8，Z=4B. A=8，Z=3C. A=7，Z=4D. A=7，Z=3 3.在核反应方程1327Al+24He →1530P+X 中，X 表示的是（ ）A. 质子B. 中子C. 电子D. α粒子 4.对于下列核反应方程的说法错误的是（ ） A. 24He +1327Al →1530P +01n 是原子核人工转变的方程 B.13H +11H→24He 是聚变的方程C.919F +11H→816P+24He 是 β 衰变的方程 D. 92235U +01n→3890Sr+54136Xe +1001n 是裂变的方程5.铀核（92238U）衰变为铅核（82206Pb）的方程为92238U →82206Pb+X 24He +Y −10e ，其中 X 、 Y 分别为（ ）A. X =6 、 Y=8B. X =5 、 Y =6C. X =6 、 Y =5D. X =8 、 Y =6 6.一个氘核（12H）与一个氚核（13H）发生聚变，产生一个中子和一个新核，并出现质量亏损，则聚变过程中（ ） A. 吸收能量，生成的新核为 2s He B. 吸收能量，生成的新核为 24He C. 放出能量，生成的新核为24He D. 放出能量，生成的新核为2s He7.已知氘核的平均结合能为1.1 MeV ，氦核的平均结合能为7.1 MeV ，则两个氘核结合成一个氦核时( ) A. 释放出4.9 MeV 的能量 B. 释放出6.0 MeV 的能量 C. 释放出24.0 MeV 的能量 D. 吸收4.9 MeV 的能量8.首次用实验验证“爱因斯坦质能方程”的核反应方程是 L 37i ＋H 11→k H 24e ，已知m Li ＝7.016 0 u ，m H ＝1.007 8 u ，m He ＝4.002 6 u ，则该核反应方程中的k 值和质量亏损分别是( )A. 1和4.021 2 uB. 1和2.005 6 uC. 2和0.018 6 uD. 2和1.997 0 u9.1953年莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统，利用在β衰变中产生的中微子与水中11H的核反应，间接证实了几乎没有质量且不带电的中微子的存在。

人教版（新课程标准）高中物理选修1-2第三章核能四、裂变和聚变课后训练一、单选题1.在核反应方程1327Al+24He →1530P+X 中，X 表示的是（ ）A. 质子B. 中子C. 电子D. α粒子 2.下列说法正确的是( )A. α 粒子散射实验的结果证明原子核是由质子和中子组成的B. 比结合能越大，原子核中的核子结合得越牢固，原子核越稳定C. 核力是短程力，其表现一定为吸引力D. 质子、中子、 α 粒子的质量分别为 m 1 、 m 2 、 m 3 ，由2个质子和2个中子结合成一个 α 粒子，释放的能量是 (m 1+m 2−m 3)c 23.对下列各原子核变化的方程，表述正确的是（ ） A. 715N+11H →612C+24He 是α衰变 B. 13H+12H→24He+01n是β衰变 C.92238U→92234Th+24He是核裂变反应 D. 92235U+01n→54140Xe+3894Sr+201n 是核裂变反应 4.已知氘核的平均结合能为1.1 MeV ，氦核的平均结合能为7.1 MeV ，则两个氘核结合成一个氦核时( ) A. 释放出4.9 MeV 的能量 B. 释放出6.0 MeV 的能量 C. 释放出24.0 MeV 的能量 D. 吸收4.9 MeV 的能量5.科学家使用核反应获取氚，再利用氘和氚的核反应获得能量，核反应方程分别为： X+Y →H 24e+H 13+4.9MeV 和 H 12+H 13→H 24e+X +17.6MeV ，下列表述正确的有（ ）A. X 是质子B. Y 的质子数是3，中子数是6C. 氘和氚的核反应是核聚变反应D. 两个核反应都没有质量亏损6.有一种典型的铀核裂变，生成钡和氪，同时放出3个中子，其核反应方程可表示为， U 92235+X →56144Ba +3689Kr +301n 已知部分原子核的比结合能与核子数的关系如图所示，下列说法正确的是（ ）A. 核反应方程中，X 粒子是正电子B. 核反应方程中，X 粒子是质子C. U 92235 、 B 56144a 和 K 3689r 相比， B 56144a 核的比结合能最大，所以最稳定D. 裂变产物的结合能之和大于反应前铀核的结合能7.居室装修中经常用到的花岗岩、大理石等装饰材料含有放射性元素。

青海省人教版物理高二选修1-2 3.5核能的利用同步训练姓名:________ 班级:________ 成绩:________一、选择题（共15小题） (共14题；共28分)1. （2分）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. （2分） (2017高二下·庆城期末) 如图甲是α、β、γ三种射线穿透能力的示意图，图乙是工业上利用射线的穿透性来检查金属内部伤痕的示意图，请问图乙中的检查利用的是（）A . α射线B . β射线C . γ射线D . 三种射线都可以3. （2分）如图所示，甲、乙是分别用“阴极射线管”和“洛伦兹力演示仪”实验时的两幅图片，忽略地磁场的影响，下列说法正确的是（）A . 甲图中的电子束径迹是抛物线B . 乙图中的电子束径迹是圆形C . 甲图中的电子只受电场力作用D . 乙图中的电子受到的洛伦兹力是恒力4. （2分） (2017高二下·唐山期中) 关于阴极射线，下列说法正确的是（）A . 阴极射线就是稀薄气体导电时的辉光放电现象B . 阴极射线是在真空管内由正极放出的电子流C . 阴极射线是由德国物理学家戈德斯坦命名的D . 阴极射线就是X射线5. （2分）关于阴极射线的本质，下列说法正确的是（）A . 阴极射线本质是氢原子B . 阴极射线本质是电磁波C . 阴极射线本质是电子D . 阴极射线本质是X射线6. （2分）如图所示是显像管原理俯视图，接通电源后，电子从电子枪射出，没有磁场时打在O ，为使电子偏转，在管颈安装了偏转线圈产生偏转磁场，如果要使电子束在水平方向偏离中心，打在荧光屏的A点，偏转磁场应该（）A . 竖直向下B . 竖直向上C . 水平向左D . 水平向右7. （2分）下列说法正确的是（）A . 人类关于原子核内部的信息，最早来自天然放射现象B . 在α，β，γ三种射线中γ射线电离作用最强C . 放射性元素的半衰期会随着温度的升高而缩短D . 较重的核分裂成中等质量大小的核，核子的比结合能都会减少8. （2分）(2017·延边模拟) 关于天然放射性，下列说法正确的是（）A . 德国物理学家伦琴首次发现了天然放射现象B . 发射性元素的半衰期与外界的温度有关C . α、β和γ三种射线中，α射线的穿透能力最强D . 一个原子核在一次衰变中不可能同时放出α、β和γ三种射线9. （2分） (2017高二下·通化期末) 如图甲是α、β、γ三种射线穿透能力的示意图，图乙是工业上利用射线的穿透性来检查金属内部的伤痕的示意图，则图乙中的检查利用的射线是（）A . α 射线B . β 射线C . γ 射线D . α、γ 射线10. （2分）如图所示，阴极射线管接通电源后，电子束由阴极沿x轴正方向射出，在荧光板上会看到一条亮线．要使荧光板上的亮线向z轴负方向偏转，可采用的方法是（）A . 加一沿y轴负方向的磁场B . 加一沿z轴正方向的磁场C . 加一沿y轴正方向的电场D . 加一沿z轴负方向的电场11. （2分）关于天然放射性现象，下列说法正确的是（）A . 是玛丽•居里夫妇首先发现的B . 首先说明了原子核是单一的粒子C . γ射线必须伴随α或β射线而产生D . 任何放射性元素都能同时发出三种射线12. （2分）(2017·临川模拟) 下列说法正确的是（）A . 两个质子之间，不管距离如何，核力总是大于库仑力B . 天然放射现象的发现，揭示了原子的核式结构C . 由爱因斯坦质能方程可知，质量与能量不可以相互转化D . 原子核内的某一核子与其它核子间都有核力作用13. （2分）阴极射线是（）A . 光子流B . 电子流C . 质子流D . 中子流14. （2分）日本东部海域9.0级大地震所引发的福岛核电站泄漏事故，让全世界都陷入了恐慌．下面有关核辐射的相关知识，说法正确的是（）A . 核泄漏中放射性物质都是天然放射性元素B . 放射性辐射对人类都是有害的C . 可以通过改变放射性物质的外部环境来改变放射性衰变的快慢D . αβγ三种射线中只有γ射线是不带电的二、填空题（共5小题） (共5题；共8分)15. （2分）天然放射性现象发出的射线中，存在α射线、________和γ射线，其中α射线的本质是高速运动的________核（填写元素名称）．16. （2分）(2017·溧水模拟) 核能是一种高效的能源．①核电站中，为了防止放射性物质泄漏．核反应堆有三道防护屏障，燃料包壳，压力壳和安全壳（见图甲）．结合图乙可知．安全壳应当选用的材料是________②丙是用来检测工作人员受到辐射情况的胸章，通过照相底片被射线感光的区域．可以判断工作人员受到何种辐射．当胸章上l mm铝片和3mm铝片下的照相底片被感光，而铅片下的照相底片未被感光时．结合图乙分析工作人员一定受到了________射线的辐射．17. （1分）如图所示，把一电子射线管放在蹄形磁铁的两极之间，当电子由“﹣”，极射向“+”极时，将向________方偏转（填“上”或“下”）．18. （2分） 100年前，卢瑟福用α粒子轰击氮核打出了质子。

人教版物理高二选修1-2 3.4裂变和聚变同步训练姓名:________ 班级:________ 成绩:________一、选择题 (共15题；共30分)1. （2分）铀核可以发生衰变和裂变，铀核的（）A . 衰变和裂变都能自发发生B . 衰变和裂变都不能自发发生C . 衰变能自发发生而裂变不能自发发生D . 衰变不能自发发生而裂变能自发发生2. （2分）(2017·天津) 我国自主研发制造的国际热核聚变核心部件在国际上率先通过权威机构认证，这是我国对国际热核聚变项目的重大贡献。

下列核反应方程中属于聚变反应的是A .B .C .D .3. （2分）下列说法正确的是（）A . 卢瑟福通过对粒子散射实验现象的分析，发现了原子是可以再分的B . 射线与射线一样都是电磁波，但穿透本领远比射线弱C . 原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最大能量D . 裂变时释放能量是因为发生了亏损质量4. （2分）关于原子物理的相关知识，下列说法正确的是（）A . 太阳辐射能量主要来自太阳内部的核聚变反应B . 一束单色光照射到某种金属表面不能发生光电效应，是因为该光的波长太短C . 发生光电效应时，入射光的频率越高，逸出的光电子的最大初动能就越小D . 大量的氢原子从n=3能级向低能级跃迁时，只能辐射两种不同频率的光5. （2分） (2015高二下·三原期中) 入射光照到某金属表面上发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，则下列说法正确的是（）A . 逸出的光电子的最大初动能减少B . 从光照至金属表面到发射出光电子之间的时间间隔将增加C . 单位时间内从金属表面逸出的光电子数目减少D . 不发生光电效应6. （2分） (2017高二下·盘锦期中) 下列说法正确的是（）A . 光电效应说明光具有粒子性B . α粒子散射说明原子核具有复杂结构C . 天然放射现象说明原子具有核式结构D . 原子核中所有的核子之间都具有核力7. （2分）贫铀炸弹是一种杀伤力很强的武器，贫铀是提炼铀235以后的副产品，其主要成分为铀238，贫铀炸弹不仅有很强的穿甲能力，而且铀238具有放射性，残留物可长期对环境起破坏作用而造成污染．人长期生活在该环境中会受到核辐射而患上皮肤癌和白血病．下列叙述错误的是（）A . 铀238的衰变方程式为：→ ＋B . 和互为同位素C . 人患皮肤癌和白血病是因为核辐射导致了基因突变D . 贫铀弹的穿甲能力很强，也是因为它的放射性8. （2分） (2019高二下·洛阳期中) 近期热映的《流浪地球》这部电影获得了极大的好评，也涉及了许多物理知识，如氦闪、地球刹车和逃逸、木星的引力弹弓效应。