2016-2017學(xué)年高二物理上冊(cè)選修知識(shí)點(diǎn)綜合檢測(cè)題69

課時(shí)訓(xùn)練16裂變和聚變基礎(chǔ)夯實(shí)1.裂變反應(yīng)中釋放出的能量來(lái)自于()A.核子消失轉(zhuǎn)化為能量B.原子中電子與原子核的電勢(shì)能減小C.入射的中子消失轉(zhuǎn)化為能量D.原子核的比結(jié)合能變大,釋放出能量答案D解析發(fā)生核反應(yīng)過(guò)程中,核子數(shù)保持守恒,中子未消失,故A錯(cuò)誤;能量來(lái)自于原子核內(nèi)部,因重核分裂為中等質(zhì)量的核時(shí),比結(jié)合能增加而釋放出能量,D正確.2.科學(xué)家發(fā)現(xiàn)在月球上含有豐富的He(氦3).它是一種高效、清潔、安全的核聚變?nèi)剂?其參與的一種核聚變反應(yīng)的方程式為HeHe→He.關(guān)于He聚變,下列表述正確的是()A.聚變反應(yīng)不會(huì)釋放能量B.聚變反應(yīng)產(chǎn)生了新的原子核C.聚變反應(yīng)沒(méi)有質(zhì)量虧損D.目前核電站都采用He聚變反應(yīng)發(fā)電答案B解析聚變反應(yīng)是輕核變?yōu)檩^大質(zhì)量核的反應(yīng),發(fā)生質(zhì)量虧損,釋放能量.目前核電站采用重核裂變反應(yīng).3.一個(gè)U原子核在中子的轟擊下發(fā)生一種可能的裂變反應(yīng),其裂變方程為U+n→Sr+n,則下列敘述正確的是()A.X原子核中含有86個(gè)中子B.X原子核中含有141個(gè)核子C.因?yàn)榱炎儠r(shí)釋放能量,根據(jù)E=mc2,所以裂變后的總質(zhì)量數(shù)增加D.因?yàn)榱炎儠r(shí)釋放能量,出現(xiàn)質(zhì)量虧損,所以生成物的總質(zhì)量數(shù)減少答案A解析X原子核中的核子數(shù)為(235+1)-(94+2)=140,B項(xiàng)錯(cuò)誤.中子數(shù)為140-(92-38)=86,A項(xiàng)正確.裂變時(shí)釋放能量,出現(xiàn)質(zhì)量虧損,但是其總質(zhì)量數(shù)是不變的,所以C、D項(xiàng)錯(cuò)誤.4.鈾核裂變時(shí),對(duì)于產(chǎn)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的重要因素,下列說(shuō)法中正確的是()A.反應(yīng)堆中鈾的質(zhì)量是重要因素與體積無(wú)關(guān)B.為了使裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)容易發(fā)生,最好直接利用裂變時(shí)產(chǎn)生的中子C.若鈾235的體積超過(guò)它的臨界體積,裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)就能夠發(fā)生D.能否發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)與鈾塊的質(zhì)量無(wú)關(guān)答案C解析使鈾核裂變產(chǎn)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng),鈾塊的體積必須大于臨界體積,但鈾核的質(zhì)量無(wú)論怎樣,只要組成鈾塊的體積小于臨界體積,則不會(huì)產(chǎn)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng),裂變反應(yīng)中產(chǎn)生的中子為快中子,這些快中子不能直接引發(fā)新的裂變.如果鈾塊的質(zhì)量大,則其體積大,若超過(guò)臨界體積則發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng),由此知A、B、D錯(cuò)誤,C正確.5.(多選)下列關(guān)于聚變的說(shuō)法中,正確的是()A.要使聚變產(chǎn)生,必須克服庫(kù)侖斥力做功B.輕核聚變需要幾百萬(wàn)攝氏度的高溫,因此聚變又叫熱核反應(yīng)C.原子彈爆炸能產(chǎn)生幾百萬(wàn)攝氏度的高溫,所以氫彈利用原子彈引發(fā)熱核反應(yīng)D.太陽(yáng)和許多恒星內(nèi)部都在激烈地進(jìn)行著裂變反應(yīng)答案ABC解析聚變時(shí),要使輕核之間的距離達(dá)到10-15m,所以必須克服庫(kù)侖斥力做功.原子核必須有足夠的動(dòng)能,才能使它們接近核力能發(fā)生作用的范圍.實(shí)驗(yàn)證明,原子核必須處在幾百萬(wàn)攝氏度以上的高溫才有這樣的能量,氫彈是利用原子彈爆炸獲得高溫引發(fā)熱核反應(yīng)的.在太陽(yáng)和許多恒星內(nèi)部存在著熱核反應(yīng).6.(多選)鈾核裂變是核電站核能的重要來(lái)源,其一種裂變反應(yīng)式是BaKr+n.下列說(shuō)法正確的有()(導(dǎo)學(xué)號(hào)51160207)A.上述裂變反應(yīng)中伴隨著中子放出B.鈾塊體積對(duì)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的發(fā)生無(wú)影響C.鈾核的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)可人工控制D.鈾核的半衰期會(huì)受到環(huán)境溫度的影響答案AC解析反應(yīng)后的中子數(shù)多于反應(yīng)前參與的中子數(shù),所以該裂變反應(yīng)中有中子放出,鈾塊的大小是鏈?zhǔn)椒磻?yīng)能否發(fā)生的重要因素,裂變物質(zhì)能夠發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的最小體積叫做它的臨界體積.且鏈?zhǔn)椒磻?yīng)可人工控制,放射性元素的半衰期由核內(nèi)部自身因素決定,與原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件沒(méi)有關(guān)系.選項(xiàng)A、C正確.7.(多選)人類(lèi)通過(guò)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)利用核能的方式有()A.利用可控制的快中子鏈?zhǔn)椒磻?yīng),制成原子彈B.利用不可控制的快中子鏈?zhǔn)椒磻?yīng),制成原子彈C.利用可控制的慢中子鏈?zhǔn)椒磻?yīng),建成原子反應(yīng)堆D.利用不可控制的慢中子鏈?zhǔn)椒磻?yīng),建成原子反應(yīng)堆答案BC解析原子彈爆炸時(shí),鈾塊的體積大于臨界體積,快中子直接被鈾核吸收,發(fā)生裂變反應(yīng),放出核能,鏈?zhǔn)椒磻?yīng)速度不可控制,極短的時(shí)間內(nèi)釋放出大量的核能;原子反應(yīng)堆釋放核能的速度是穩(wěn)定的,鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度可以控制,因此選B、C.8.(多選)關(guān)于聚變,以下說(shuō)法正確的是()A.兩個(gè)輕核聚變?yōu)橹械荣|(zhì)量的原子核時(shí)釋放出能量B.同樣質(zhì)量的物質(zhì)發(fā)生聚變時(shí)放出的能量比同樣質(zhì)量的物質(zhì)裂變時(shí)釋放的能量大好多倍C.聚變反應(yīng)的條件是聚變物質(zhì)的體積達(dá)到臨界體積D.發(fā)生聚變反應(yīng)時(shí)的原子核必須有足夠大的動(dòng)能答案BD解析兩個(gè)輕核聚合為較大質(zhì)量的原子核就可釋放能量,但不一定是中等質(zhì)量的核,故A錯(cuò)誤.聚變反應(yīng)放出的能量比同樣質(zhì)量的物質(zhì)裂變時(shí)放出的能量大得多,這點(diǎn)我們由聚變反應(yīng)的特點(diǎn)就可以知道,故B正確.裂變反應(yīng)的條件是裂變物質(zhì)的體積達(dá)到臨界體積,而聚變反應(yīng)的條件是原子核間距達(dá)到10-15m,故要求有足夠大的動(dòng)能才能克服電荷間強(qiáng)大的斥力做功,故C錯(cuò)誤,D正確.能力提升9.(多選)下列關(guān)于原子結(jié)構(gòu)和原子核的說(shuō)法中正確的是()(導(dǎo)學(xué)號(hào)51160208)A.盧瑟福在α粒子散射實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型B.天然放射性元素在衰變過(guò)程中電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒,其放射線在磁場(chǎng)中不偏轉(zhuǎn)的是γ射線C.據(jù)圖可知,原子核A裂變成原子核B和C要放出核能D.據(jù)圖可知,原子核D和E聚變成原子核F要吸收能量答案ABC解析盧瑟福根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型,則選項(xiàng)A對(duì);放射性元素在衰變過(guò)程中電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒,而γ射線不帶電,它在電磁場(chǎng)中不會(huì)偏轉(zhuǎn),則選項(xiàng)B對(duì);由題圖可知,A為重核,B、C為中等質(zhì)量的核,重核裂變?yōu)橹械荣|(zhì)量的核將向外釋放出能量,則選項(xiàng)C對(duì);而D、E為輕核,輕核聚變成較大質(zhì)量的原子核時(shí)要向外釋放巨大的能量,則選項(xiàng)D錯(cuò).10.(多選)核電站的核能來(lái)源于U核的裂變,下列說(shuō)法中正確的是()(導(dǎo)學(xué)號(hào)51160209)A.U原子核中有92個(gè)質(zhì)子、143個(gè)中子BU的一種可能的裂變是變成兩個(gè)中等質(zhì)量的原子核,如Xe和Sr,反應(yīng)方程式為nSr+nCU是天然放射性元素,常溫下它的半衰期約為45億年,升高溫度半衰期縮短D.反應(yīng)后的核廢料已不具有放射性,不需要進(jìn)一步處理E.一個(gè)U核裂變的質(zhì)量虧損為Δm=0.2155u,則釋放的核能約201MeV答案ABE解析根據(jù)核反應(yīng)的質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知A、B正確;特別要注意的是,由于重核裂變的可能性很多,只要滿(mǎn)足這兩個(gè)條件,即發(fā)生了分裂,都是可能反應(yīng)中的一種;半衰期不會(huì)因?yàn)闇囟茸兓兓?C錯(cuò)誤;核裂變的核廢料有強(qiáng)烈的放射性,必須深埋處理,D錯(cuò)誤;根據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)量虧損方程知E正確.11.已知鈾核U)裂變生成鋇Ba)和氪Kr),Ba、Kr以及中子的質(zhì)量分別是235.0439u、143.9139u、88.8973u和1.0087u.我國(guó)秦山核電站一期工程的功率為30×104kW,假如U能夠完全發(fā)生裂變,其中有一半核能轉(zhuǎn)化為電能.則核電站一年要消耗多少U?(已知1u=1.66×10-27kg)(導(dǎo)學(xué)號(hào)51160210)答案231.1kg解析核裂變方程為BaKr+n.則一個(gè)U裂變釋放出來(lái)的核能ΔE=(235.0439u-143.9139u-88.8973u-2×1.0087u)×c2=0.2153×1.66×10-27×(3×108)2J≈3.21×10-11J每年核電站產(chǎn)生的總能量E=Pt=30×107×365×24×3600J≈9.46×1015J所以每年消耗的鈾核個(gè)數(shù)為N=≈5.894×1026因此每年需要鈾的總質(zhì)量為m=m=·mmol=×235×10-3kg≈231.1kg.沁園春·雪<毛澤東>北國(guó)風(fēng)光，千里冰封，萬(wàn)里雪飄。望長(zhǎng)城內(nèi)外，惟余莽莽；大河上下，頓失滔滔。山舞銀蛇，原馳蠟