人教版高二物理选修1-2第三章核能第四节裂变和聚变课后训练

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。

这些放射性元素会发生衰变，放射出 α 、 β 、 γ 射线，这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道等方面的疾病。

关于放射性元素氡及三种射线，下列说法正确的是（ ）A. γ 射线是高速电子流B. 发生 α 衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了2C. β 衰变中释放的电子是核外电子D. 三种射线中 α 射线的穿透能力最强，电离能力最弱 8.大量研究发现，太阳的巨大辐射能量来自于轻核聚变，事实上在宇宙中的许多恒星内部时刻在激烈地进行着聚变反应。

目前在实验室中能观察到的一种典型的核聚变反应是 H 12+H 13→H 24e+n 01+17.6MeV ，对这个反应的认识，下列说法正确的是（ ） A. 这个反应必须在高温下才能进行，是一种化学反应B. 一个 H 12 和一个 H 13 的质量和一定小于一个 H 24e 和一个 n 01 的质量和C. 反应中释放17.6MeV 的能量是以内能形式出现的D. H 24e 的比结合能要大于 H 13 的比结合能9.静止在匀强电场中的碳14原子核,某时刻放射的某种粒子与反冲核的初速度方向均与电场方向垂直，且经过相等的时间后形成的轨迹如图所示(a 、b 表示长度)．那么碳14的核反应方程可能是（ ）A.614C →24He +410Be B. 614C →1e +514B C. 614C →-60e +714N D. 614C→12H+312B10.一个中子与一个质子发生核反应，生成一个氘核，该反应放出的能量为Q 1 ， 两个氘核发生核反应生成一个氦核，氘核聚变反应方程是 12H +12H→23He +01n 。

该反应放出的能量为Q 2 ， 聚变反应中生成氦核的比结合能（ ） A.Q 1+Q 23B.Q 1−Q 23C.2Q 1+Q 23D.2Q 2+Q 1311.原子弹和氢弹所涉及的基本核反应方程有：① U 92235+n 01→S 3890r +X 54136e+10n 01 ，② H 12+H 13→H 24e +n01.关于这两个方程，下列说法正确的是（ ）A. 方程①属于重核裂变B. 方程②属于α衰变C. 方程①的核反应是太阳能的源泉D. 方程②中的 H 13 与 H 23e 互为同位素12.现有核电站是利用核能发电，对于缓解能源危机起到了重要作用。

我们现在利用核能发电主要是利用了（ ）A. 重核的裂变B. 轻核的聚变C. 两种方式共存D. 核能发电对环境污染严重二、填空题13.100年前，卢瑟福用α粒子轰击氮核打出了质子。

后来，人们用α粒子轰击60Ni 核也打出了质子：2860Ni+24He→2962Po+11H+X，该反应中的X 是________（选填“电子”、“正电子”或“中子”）。

此后，对原子核反应的持续研究为核能利用提供了可能。

目前人类获得核能的主要方式是________（选填“核衰变”、“核裂变”或“核聚变”）。

14.太阳内部有多种热核反应，其中的一个反应方程是： 12H +13H →24He +01n .①若已知 H 12 的质量为m 1 ，13H的质量为m 2 ， 24H e的质量为m 3 ， 01n的质量为m 4 ，则这个反应释放的核能 ΔE =________ . ②若已知13H的平均结合能是2.78MeV ，12H的平均结合能是1.09MeV ，24H e的平均结合能是7.03MeV ， 则这个反应释放的核能 ΔE =________MeV 。

（结果保留三位有效数字）15.某核反应过程中产生了一种新的原子核X ，反应方程为 24 He + 714 N→ 817 O+ n m X ，将该方程配平后，可知它的质量数m 为________电荷数n 为________16.一静止的氡核( R 86222n )发生α衰变，放出一个速度为v 0、质量为m 的α粒子和一个质量为M 的反冲核钋(Po)，则衰变方程为________，反冲核的速度大小为________；三、解答题17.2个质子和1个中子结合成氦3( H 23e )反应方程式为： 2H 11+n 01=H 23e .已知每个质子质量为1.007277u ，中子质量为1.008665u ，氦核的质量为3.002315u ，求 H 23e 的结合能．(已知1u ＝1.6606×10－27kg) 18.2015年，是我国纪念抗曰战争和世界反法西斯战争胜利70周年．1945年7月，为了加速日本军国主义的灭亡，促使日本早日无条件投降，美国在日本的广岛、长崎投下了两枚原子弹．落在日本广岛的原子弹，其爆炸力相当于2×l04tTNT 爆炸的能量（约8.4×1013J ），由此可知该原子弹中铀235的质量是多少千克？（已知裂变的核反应方程 92235U+1 n→56141 Ba+3692 Kr+31 n+201MeV ．阿伏加德罗常数N A =6.02×1023）19.裂变反应是目前核能利用中常用的反应，以原子核92235U 为燃料的反应堆中，当92235U 俘获一个慢中子后发生的裂变反应可以有多种方式，其中一种可表示为：92235U+01n ﹣→54139Xe+3894Sr+301n ．已知92235U的原子质量为235.043 9u，01n的原子质量为1.008 7u，54139Xe的原子质量为138，917 8u，3894Sr 的原子质量为93.915 4u，且1u的质量对应的能量为9.3×102MeV，此裂变反应释放出的能量是多少MeV？保留三位有效数字．答案一、单选题 1.【答案】 B【解析】根据电荷数守恒、质量数守恒得，X 的电荷数为0，质量数为1，为中子，B 符合题意，ACD 不符合题意。

故答案为：B 2.【答案】 B【解析】A ．α粒子散射实验的结果使卢瑟福根据它提出了原子的核式结构模型，A 不符合题意； B ．比结合能是衡量原子核结构是否牢固的指标，它越大原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定；B 符合题意；C ．核力是短程力，其作用的范围是 10−15m ，其表现既有吸引力也有排斥力，C 不符合题意；D ．2个质子和2个中子结合成1个α粒子，根据质能方程知： ΔE =Δmc 2=(2m 1+2m 2−m 3)c 2 D 不符合题意。

故答案为：B 。

3.【答案】 D 【解析】A ． 715N+11H→612C+24He是原子核的人工转变，A 不符合题意； B ． 13H+12H →24He+01n 是轻核聚变反应，B 不符合题意； C ． 92238U→92234Th+24He 是α衰变，C 不符合题意； D ．92235U+01n→54140Xe+3894Sr+201n 是重核裂变反应，D 符合题意。

故答案为：D 。

4.【答案】 C【解析】核反应方程： 2H 12→H 24e +γ聚变反应前两个 H 12 的总结合能为E 1=1.1×4MeV=4.4MeV 反应后生成的氦核的结合能为E 2=7.1×4MeV=28.4MeV 所以反应释放的核能△E=E 2-E 1=（28.4-4.4）MeV=24MeV. 故答案为：C 。

5.【答案】 C【解析】A ．在 H 12+H 13→H 24e+X +17.6MeV 反应中，根据电荷数守恒、质量数守恒，则X 的电荷数为0，质量数为1，可知X 是中子，A 不符合题意。

B ．根据 X+Y →H 24e+H 13+4.9MeV 可知，Y 的质子数是3，质量数为6，则中子数是3，B 不符合题意；C ．氘和氚的核反应是核聚变反应，C 符合题意；D ．两个核反应都放出能量，则都有质量亏损，D 不符合题意。

故答案为：C 。

6.【答案】 D【解析】AB ．根据电荷数守恒、质量数守恒知，X 的电荷数为0，质量数为1，X 为中子，AB 不符合题意。

C ．由图可知，在Fe26附近原子核的比结合能最大，然后随核子数的增大，比结合能减小， U 92235 、B 56144a和 K 3689r 相比， K 3689r 核的比结合能最大，所以最稳定，C 不符合题意；D ．因裂变放出能量，则裂变产物的结合能之和大于反应前铀核的结合能，D 符合题意。

故答案为：D 。

7.【答案】 B【解析】A ． β 射线是高速电子流，A 不符合题意；B ．发生 α 衰变时，电荷数少2，质量数少4，核子数少4，故中子数少2，所以生成核与原来的原子核相比，中子数少2，B 符合题意；C ． β 衰变时所释放的电子来源于原子核中子转变质子而放出的，C 不符合题意；D ．三种射线中， γ 射线的穿透能力最强，电离能力最弱，D 不符合题意。