2022-2023學(xué)年新教材高中物理課時跟蹤檢測十八裂變和聚變粵教版選擇性必修第三冊

1、PAGE PAGE 5課時跟蹤檢測（十八） 裂變和聚變A組重基礎(chǔ)體現(xiàn)綜合1鏈式反應(yīng)中，重核裂變時放出的可以使裂變不斷進行下去的粒子是()A質(zhì)子B中子C粒子 D粒子解析：選B重核裂變鏈式反應(yīng)發(fā)生依靠中子不斷地轟擊鈾原子核使得裂變不斷進行下去，故選項B正確。2(多選)下列關(guān)于核聚變的說法中正確的是()A要使聚變發(fā)生，必須克服庫侖斥力做功B輕核聚變需要幾百萬開爾文的高溫，因此核聚變又叫作熱核反應(yīng)C原子彈爆炸能產(chǎn)生幾百萬開爾文的高溫，所以氫彈利用原子彈引發(fā)熱核反應(yīng)D太陽和許多恒星內(nèi)部都在激烈地進行著熱核反應(yīng)，在地球內(nèi)部也可以自發(fā)地進行解析：選ABC輕核聚變時，要使輕核之間距離達到1015 m以內(nèi)，所以

2、必須克服庫侖斥力做功，A正確；原子核必須有足夠的動能，才能使它們接近到核力能發(fā)生作用的范圍，實驗證實，原子核必須處在幾百萬開爾文的高溫下才有這樣的能量，這樣高的溫度可通過原子彈爆炸獲得，B、C正確；在太陽和其他恒星內(nèi)部都存在著熱核反應(yīng)，但在地球內(nèi)部不會自發(fā)地進行，D錯誤。3太陽發(fā)生氦閃之前進行的是氫聚變，關(guān)于核反應(yīng)的類型，下列表述正確的是()A.eq oal(238, 92)Ueq oal(234, 90)Theq oal(4,2)He是衰變B.eq oal(14, 7)Neq oal(4,2)Heeq oal(17, 8)Oeq oal(1,1)H是衰變C.eq oal(4,2)Heeq o

3、al(27,13)Aleq oal(30,15)Peq oal(1,0)n是核聚變D.eq oal(82,34)Seeq oal(82,36)Kr2eq oal(0,1)e是核裂變解析：選AA選項是衰變，B選項是人工轉(zhuǎn)變，C選項是人工轉(zhuǎn)變，D選項是衰變，故選A。41938年哈恩用中子轟擊鈾核，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)物中有原子核鋇(Ba)、氪(Kr)、中子和一些射線。下列關(guān)于這個實驗的說法中正確的是()A這個實驗的核反應(yīng)方程是eq oal(235, 92)Ueq oal(1,0)neq oal(144, 56)Baeq oal(89,36)Kreq oal(1,0)nB這是一個核裂變過程，反應(yīng)后粒子質(zhì)量之和大于

4、反應(yīng)前粒子質(zhì)量之和C這個反應(yīng)中釋放出的能量不可以用愛因斯坦的質(zhì)能方程來計算D實驗中產(chǎn)生的射線穿透能力極強解析：選D根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒，鈾核裂變的核反應(yīng)方程應(yīng)為：eq oal(235, 92)Ueq oal(1,0)neq oal(144, 56)Baeq oal(89,36)Kr3eq oal(1,0)n，選項A錯誤；鈾核裂變過程中產(chǎn)生射線，放出能量，發(fā)生質(zhì)量虧損，釋放的能量根據(jù)愛因斯坦的質(zhì)能方程計算，選項B、C錯誤；核反應(yīng)中產(chǎn)生的射線，穿透能力極強，是能量極高的光子，選項D正確。51個鈾235吸收1個中子發(fā)生核反應(yīng)時，大約放出196 MeV的能量，則1 g純鈾235完全發(fā)生核反應(yīng)放出

5、的能量為(NA為阿伏加德羅常數(shù))()ANA196 MeV B235NA196 MeVC235196 MeV D.eq f(NA,235)196 MeV解析：選D由于1 mol的鈾核質(zhì)量為235 g,1 g鈾235的物質(zhì)的量為eq f(1,235) mol，因此1 g鈾235釋放的能量Eeq f(NA,235)196 MeV，故D正確。6重核裂變和輕核聚變是人類獲得核能的兩種主要途徑，關(guān)于裂變和聚變，下列敘述正確的是()A裂變過程有質(zhì)量虧損，聚變過程無質(zhì)量虧損B核聚變反應(yīng)方程eq oal(2,1)Heq oal(3,1)Heq oal(4,2)Heeq oal(1,0)n中eq oal(1,0)

6、n表示質(zhì)子C裂變和聚變都可以釋放出巨大的能量D氫彈的核反應(yīng)屬于裂變，原子彈的核反應(yīng)屬于聚變解析：選C裂變和聚變都可以釋放出巨大的能量，都伴隨著質(zhì)量的虧損，A錯誤，C正確；聚變反應(yīng)方程eq oal(2,1)Heq oal(3,1)Heq oal(4,2)Heeq oal(1,0)n中eq oal(1,0)n表示中子，B錯誤；原子彈的核反應(yīng)屬于裂變，氫彈的核反應(yīng)屬于聚變，D錯誤。7一個eq oal(235, 92)U在中子的轟擊下發(fā)生一種可能的裂變反應(yīng)，其裂變方程為eq oal(235, 92)Ueq oal(1,0)nXeq oal(94,38)Sr2eq oal(1,0)n，則下列說法正確的是

7、()AX的原子核中含有86個中子BX的原子核中含有141個核子C因為裂變釋放能量，出現(xiàn)質(zhì)量虧損，所以裂變后的總質(zhì)量數(shù)減少D.eq oal(235, 92)U是天然放射性元素，它的半衰期約為7億年，隨著地球環(huán)境的不斷變化，半衰期可能變短也可能變長解析：選A由核反應(yīng)規(guī)律可知，X是eq oal(140, 54)Xe，X中有140個核子、86個中子，A項正確，B項錯誤；裂變過程質(zhì)量虧損，總質(zhì)量數(shù)守恒，C項錯誤；半衰期由核本身的因素決定，與外界條件無關(guān)，D項錯誤。8(多選)一種典型的鈾核裂變是生成鋇和氪，同時放出3個中子，核反應(yīng)方程是eq oal(235, 92)UXeq oal(144, 56)Bae

8、q oal(89,36)Kr3eq oal(1,0)n。已知部分原子核的比結(jié)合能與核子數(shù)的關(guān)系如圖所示，下列說法正確的是()A核反應(yīng)方程中，X粒子是中子B核反應(yīng)方程中，X粒子是質(zhì)子C.eq oal(235, 92)U、eq oal(144, 56)Ba和eq oal(89,36)Kr相比，eq oal(144, 56)Ba核的比結(jié)合能最大，它最穩(wěn)定D.eq oal(235, 92)U、eq oal(144, 56)Ba和eq oal(89,36)Kr相比，eq oal(235, 92)U核的核子數(shù)最多，它的結(jié)合能最大解析：選AD根據(jù)核反應(yīng)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知題中的核反應(yīng)方程中X粒子是中子

9、，選項A正確，B錯誤；根據(jù)題圖，核子數(shù)為80左右的原子核的比結(jié)合能最大，最穩(wěn)定，所以eq oal(235, 92)U、eq oal(144, 56)Ba和eq oal(89,36)Kr相比，eq oal(89,36)Kr核的比結(jié)合能最大，最穩(wěn)定，選項C錯誤；eq oal(235, 92)U、eq oal(144, 56)Ba和eq oal(89,36)Kr相比，eq oal(235, 92)U的核子數(shù)最多，它的結(jié)合能最大，選項D正確。9假設(shè)有一種放射線是由鈾核eq oal(238, 92)U衰變成eq oal(234, 90)Th，并釋放一種粒子產(chǎn)生的。(1)寫出eq oal(238, 92)

10、U衰變?yōu)閑q oal(224, 90)Th的方程式；(2)已知鈾核質(zhì)量為3.853 1311025 kg，釷核的質(zhì)量為3.786 5671025 kg，粒子的質(zhì)量為6.646 721027 kg，求衰變釋放的能量。解析：(1)反應(yīng)方程式為eq oal(238, 92)Ueq oal(234, 90)Theq oal(4,2)He。(2)核反應(yīng)中質(zhì)量虧損mmUmThm，由質(zhì)能方程得，釋放的能量Emc2(mUmThm)c2，代入數(shù)據(jù)得E8.71013 J。答案：(1)eq oal(238, 92)Ueq oal(234, 90)Theq oal(4,2) He(2)8.71013 JB組重應(yīng)用體現(xiàn)

11、創(chuàng)新10(2020全國卷)(多選)氘核eq oal(2,1)H可通過一系列聚變反應(yīng)釋放能量，其總效果可用反應(yīng)式6eq oal(2,1)H2eq oal(4,2)He2eq oal(1,1)H2eq oal(1,0)n43.15 MeV表示。海水中富含氘，已知1 kg海水中含有的氘核約為1.01022個，若全都發(fā)生聚變反應(yīng)，其釋放的能量與質(zhì)量為M的標準煤燃燒時釋放的熱量相等；已知1 kg標準煤燃燒釋放的熱量約為2.9107 J，1 MeV1.61013 J，則M約為()A40 kg B100 kgC400 kgD1 000 kg解析：選C結(jié)合核反應(yīng)方程知，1 kg海水中的氘核全部發(fā)生聚變反應(yīng)放出

12、的能量Eeq f(1.01022,6)43.151.61013 J1.151010 J，根據(jù)題意得Meq f(E,E0)M0eq f(1.151010,2.9107)1 kg400 kg，故A、B、D項錯誤，C項正確。11關(guān)于核知識的敘述，下列說法正確的是()A太陽中的能量主要來源于氫核的聚變，發(fā)生聚變后產(chǎn)生的新核的比結(jié)合能增大B核電站的能量來源于重核裂變，發(fā)生裂變后產(chǎn)生的新核的比結(jié)合能減小C核聚變與核裂變相比平均每個核子放出的能量更多，現(xiàn)在應(yīng)用也更廣泛D原子核的結(jié)合能是指組成原子核的所有核子所具有的能量之和解析：選A太陽中的能量主要來源于氫核的聚變，聚變發(fā)生的過程中釋放巨大的能量，可知產(chǎn)生的

13、新核的比結(jié)合能比反應(yīng)前原子核的比結(jié)合能大，選項A正確；核電站的能量來源于重核裂變，重核裂變過程中釋放巨大的能量，可知發(fā)生裂變后產(chǎn)生的新核的比結(jié)合能增大，選項B錯誤；核聚變與核裂變相比平均每個核子放出的能量更多，但不容易控制，目前還沒有廣泛應(yīng)用，選項C錯誤；原子核的結(jié)合能是組成原子核的所有核子結(jié)合成原子核時釋放出來的能量，選項D錯誤。12(多選)月球土壤里大量存在著一種叫作“氦3(eq oal(3,2)He)”的化學(xué)元素，這是熱核聚變的重要原料。關(guān)于“氦3(eq oal(3,2)He)”與氘核的聚變，下列說法正確的是()A核反應(yīng)方程為eq oal(3,2)Heeq oal(2,1)Heq oal

14、(4,2)Heeq oal(1,1)HB核反應(yīng)生成物的質(zhì)量將大于反應(yīng)物的質(zhì)量C“氦3(eq oal(3,2)He)”一個核子的結(jié)合能與氘(eq oal(2,1)H)一個核子的結(jié)合能之和小于氦4(eq oal(4,2)He)一個核子的結(jié)合能D“氦3(eq oal(3,2)He)”的原子核與一個氘核發(fā)生聚變將放出能量解析：選ADA選項中的核反應(yīng)方程就是eq oal(3,2)He和eq oal(2,1)H發(fā)生核聚變的方程，在生成eq oal(4,2)He和eq oal(1,1)H的同時釋放大量的能量，A正確；由于核反應(yīng)的過程中釋放大量的能量，根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程Emc2，可知生成物的質(zhì)量小于反應(yīng)物的

15、質(zhì)量，B錯誤；反應(yīng)物的結(jié)合能之和大于生成物結(jié)合能之和，質(zhì)量中等的核的比結(jié)合能最大，故使重核裂變?yōu)閮蓚€質(zhì)量中等的核或使輕核聚變，都可使核更為穩(wěn)定并放出能量，由此可知C錯誤，D正確。13某科學(xué)家提出年輕熱星體中核聚變的一種理論，其中的兩個核反應(yīng)方程為eq oal(1,1)Heq oal(12, 6)Ceq oal(13, 7)NQ1，eq oal(1,1)Heq oal(15, 7)Neq oal(12, 6)CXQ2，方程中Q1、Q2表示釋放的能量，相關(guān)的原子核質(zhì)量如表：原子核eq oal(1,1)Heq oal(3,1)Heq oal(4,2)Heeq oal(12, 6)Ceq oal(13

16、, 7)Neq oal(15, 7)N質(zhì)量/u1.007 83.016 64.002 612.000 013.005 715.000 1以下推斷正確的是()AX是eq oal(3,2)He，Q2Q1 BX是eq oal(4,2)He，Q2Q1CX是eq oal(3,2)He，Q2Q1DX是eq oal(4,2)He，Q2m1。根據(jù)質(zhì)能方程Emc2可知Q2Q1，故選B。14核潛艇是以核反應(yīng)堆為動力來源的潛艇，假設(shè)某核潛艇的水下最大航速為45節(jié)(1節(jié)1.852 km/h)，核反應(yīng)堆最大輸出功率為4.5萬千瓦，最大續(xù)航里程為20萬海里(1海里1.852 km)。已知1個U核裂變放出的能量是200 MeV，鈾礦石含鈾235的濃度是4%。(1)當核反應(yīng)堆達到最大輸出功率時，每秒至少有多少個鈾235原子核發(fā)生裂變？(2)若核潛艇一直以水下最大航速行駛，則核潛艇一次至少要裝入鈾礦石的質(zhì)量為多少？解析：(1)當核反應(yīng)堆達到最大輸出功率時，每秒發(fā)生裂變的鈾235原子核個數(shù)Neq f(P