20162017学年高中物理第四章原子核第五节裂变和聚变检测粤教版选修35

第四章 原子核 第五节 裂变和聚变

A 级 抓基础

1．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

解析：重核裂变时放出中子，中子再轰击其他重核发生新的重核裂变，形成链式反应，B 项正确．

答案：B

2．重核裂变和轻核聚变是人们获得核能的两个途径，下列说法中正确的是( ) A ．裂变过程质量增加，聚变过程质量亏损 B ．裂变过程质量亏损，聚变过程质量增加 C ．裂变过程和聚变过程都有质量增加 D ．裂变过程和聚变过程都有质量亏损

解析：裂变和聚变中都有核能的释放，由ΔE ＝Δmc 2

可知均有质量亏损，故D 对． 答案：D

3．氢弹和原子弹各是根据什么原理制造的( ) A ．都是根据重核裂变原理 B ．都是根据轻核聚变原理

C ．原子弹是根据轻核聚变原理，氢弹是根据重核裂变原理

D ．原子弹是根据重核裂变原理，氢弹是根据轻核聚变原理

解析：氢弹是根据轻核聚变原理，原子弹是根据重核裂变原理，故选项D 对． 答案：D

4．下列核反应方程，属于裂变反应的是( )

92

)U →234 90Th ＋4

2He

92

)U ＋1

0n →144

56Ba ＋89

36Kr ＋31

0n

P →30

14Si ＋01e Be ＋4

2He →12

6C ＋1

0n

解析：A 选项是α衰变，B 选项是裂变反应，C 选项是放射性元素的衰变，D 选项是查德威克发现中子的人工转变方程，故B 正确，A 、C 、D 错．

答案：B

5．(多选)关于核反应的类型，下列表述正确的有( )

92

)U →234 90Th ＋4

2He 是α衰变

7

)N ＋4

2H e →17

8O ＋1

1H 是β衰变

H ＋3

1H →4

2He ＋1

0n 是轻核聚变 Se →82

36Kr ＋2 0

－1e 是重核裂变

解析：选项A 是α衰变，选项B 是原子核的人工转变，选项C 是核聚变，选项D 是β衰变，选项A 、C 正确．

答案：AC

B 级 提能力

6．(多选)我国科学家研制“两弹”所涉及的基本核反应有： (1)235

92U ＋1

0n →90

38Sr ＋136

54Xe ＋k 1

0n (2)2

1H ＋3

1H →4

2He ＋d 1

0n

关于这两个方程的下列说法，正确的是( ) A ．方程(1)属于α衰变 B ．方程(2)属于轻核聚变

C ．方程(1)中k ＝10，方程(2)中d ＝1

D ．方程(1)中k ＝6，方程(2)中d ＝1

解析：方程(1)应属于重核裂变而不是α衰变，选项A 错误；方程(2)为轻核聚变，选项B 正确；核反应前后质量数守恒、核电荷数守恒，方程(1)中：235＋1＝90＋136＋k ×1，解得k ＝10，方程(2)中：2＋3＝4＋d ×1，解得d ＝1，选项C 正确，D 错误．

答案：BC

7．(多选)据新华社报道，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”的说法正确的是( )

A ．“人造太阳”的核反应方程是2

1H ＋3

1H →4

2He ＋1

0n

B ．“人造太阳”的核反应方程是235

92U ＋1

0n →141

56Ba ＋92

36Kr ＋31

0n

C ．根据公式E ＝mc 2

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

E ＝mc 2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相同 解析：2

1H ＋3

1H →4

2He ＋10n 是氢核聚变方程，故A 项正确；根据氢核聚变特点，相同质量的核燃料，氢核聚变释放的能量比裂变反应大得多，故C 项正确．

答案：AC

8．某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论，其中的两个核反应方程为

11

H ＋12 6C →13 7N ＋Q 1，11H ＋15 7N →12

6C ＋X ＋Q 2

方程中Q 1、Q 2表示释放的能量，相关的原子核质量见下表：

原子核 11

H

32

He

42

He

12 6

C

13 7

N

15 7

N

质量/u

8 0 6 0 7 1

以下推断正确的是( ) A ．X 是3

2He ，Q 2>Q 1 B ．X 是4

2He ，Q 2>Q 1 C ．X 是32He ，Q 2

D ．X 是4

2He ，Q 2

解析：根据核反应中质量数与电荷数守恒容易求得新核X 的质量数为4、电荷数为2，即X 是4

2He ；根据表中提供的数据，可以求得第2个核反应的质量亏损大，根据爱因斯坦质能方程必然有Q 1

答案：B

9．一个原来静止的锂核(6

3Li)俘获一个速度为×104

m/s 的中子后，生成一个氚核和一个氦核，已知氚核的速度大小为×103

m/s ，方向与中子的运动方向相反．

(1)试写出核反应方程； (2)求出氦核的速度大小；

(3)若让一个氘核和一个氚核发生聚变时可产生一个氦核，同时放出一个中子，求这个核反应释放出的能量(已知氘核质量为m D ＝ 102 u ，氚核质量为m T ＝ 050 u ，氦核质量m He ＝ 603 u ，中子质量m n ＝ 665 u ，1 u ＝ 6×10

－27

kg)．

解析：(1)6

3Li ＋1

0n →3

1H ＋4

2He.

(2)取中子的运动方向为正方向，由动量守恒定律得

m n v 0＝－m T v 1＋m He v 2，

v 2＝m n v 0＋m T v 1m He ＝1××104＋3××103

4

m/s ＝

2×104

m/s. (3)质量亏损为

Δm ＝m D ＋m T －m He －m n ＝ 102＋ 050－ 603－ 665) u ＝ 884 u≈×10－29

kg

根据爱因斯坦质能方程 ΔE ＝Δmc 2

＝×10

－29

×(3×108)2 J ≈×10

－12

J.

答案：(1)6

3Li ＋1

0n →3

1H ＋4

2He (2)2×104

m/s (3)×10－12

J