河北省人教版物理高二选修2-3 6.3核聚变和受控热核反应同步训练
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河北省人教版物理高二选修2-3 6.3核聚变和受控热核反应同步训练
姓名:________ 班级:________ 成绩:________
一、选择题 (共15题;共30分)
1. (2分) (2017高二下·金州期中) 氢弹爆炸的核反应是()
A . H+ H→ He+ n
B . N+ He→ O+ H
C . U+ n→ Ba+ Kr+3 n
D . Be+ He→ C+ n
2. (2分)(2017·新课标Ⅰ卷) 大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电,氘核聚变反应方程是: H+ H→ He+ n,已知 H的质量为2.0136u, He的质量为
3.0150u, n的质量为
1.0087u,1u=931MeV/c2 .氘核聚变反应中释放的核能约为()
A . 3.7MeV
B . 3.3MeV
C . 2.7MeV
D . 0.93MeV
3. (2分)(2017·舒城模拟) 核能作为一种新能源在现代社会中已不可缺少,我国在完善核电安全基础上将加大核电站建设.核泄漏中的钚(Pu)是一种具有放射性的超铀元素,它可破坏细胞基因,提高患癌的风险.已知钚的一种同位素94239Pu的衰变方程为:94239Pu→X+24He+γ,半衰期为24100年,则下列说法中正确的是()
A . 衰变时发出的γ射线是波长很短的实物粒子,穿透能力很强
B . X原子核中含有143个中子
C . 10个94239Pu经过24100年后一定还剩余5个
D . 衰变过程的总质量不变
4. (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。
太阳发生氦闪之前进行的是氢聚变,关于核反应的类型,下列表述正确的是()
A . 是衰变
B . 是衰变
C . 是核聚变
D . 是核裂变
5. (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
6. (2分)发生轻核聚变的条件是()
A . 用中子轰击
B . 保持室温环境,增大压强
C . 把物质加热到几百万摄氏度以上的高温
D . 用γ光子照射
7. (2分)下列几幅图的有关说法中正确的是()
A . 原子中的电子绕原子核高速运转时,运行轨道的半径是任意的
B . 发现少数粒子发生了较大偏转,因为原子的质量绝大部分集中在很小空间范围
C . 光电效应实验和康普顿效应实验说明了光具有粒子性
D . 射线甲由粒子组成,每个粒子带两个单位正电荷
8. (2分)(2017·桂林模拟) 有关近代物理知识,下列说法正确的是()
A . 碘131的半衰期大约为8天,1g碘131经过64天后,未衰变的大约为
B . 比结合能越大,原子核中核子结合的越不牢固,原子核越不稳定
C . 铀235的裂变方程可能为92235U→55137Cs+3788Rb+1001n
D . 处于基态的氢原子吸收一个光子跃迁到激发态,再向低能级跃迁时辐射光子的频率一定大于吸收光子的频率
9. (2分) (2017高二下·包头期中) 有关下列四幅图的说法正确的是()
A . 甲图中,可计算出普朗克常数h=
B . 乙图中,在光颜色保持不变的情况下,入射光越强,饱和光电流越大
C . 丙图中,射线甲由β 粒子组成,射线乙为γ 射线,射线丙由α 粒子组成
D . 丁图中,链式反应属于轻核聚变
10. (2分)(2017·自贡模拟) 以下说法中,正确的是()
A . 太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应
B . 要使轻原子核发生聚变,必须使它们间的距离至少接近到10﹣10m
C . 氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时,电子的动能减小,势能增大,总能量减小
D . 随温度的升高,放射性元素的半衰期将减小
11. (2分)下列说法中不正确的是()
A . β衰变现象说明电子是原子核的组成部分
B . 目前已建成的核电站的能量来自于重核裂变
C . 一个氢原子从n=3的激发态跃迁到基态时,能辐射3种不同频率的光子
D . 卢瑟福依据极少数α粒子发生大角度散射提出了原子核式结构模型
12. (2分) (2017高三上·普宁期末) 下列说法正确的是()
A . 太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应
B . 一束光照射到某种金属上不能发生光电效应,是因为该束光的波长太短
C . 汤姆生发现电子,表明原子具有核式结构
D . 按照波尔理论,氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时,电子的动能减小,原子总能量增加
13. (2分) (2017高二下·唐山期中) 关于下面四个装置说法正确的是()
A . 实验可以说明α粒子的贯穿本领很强
B . 实验现象可以用爱因斯坦的质能方程解释
C . 是利用α射线来监控金属板厚度的变化
D . 进行的是聚变反应
14. (2分)关于原子和原子核,下列说法正确的是()
A . 1919年卢瑟福用α粒子轰击氮核: N+ He→817O+ H,发现中子
B . 1932年查德威克用α粒子轰击铍核: Be+ He→612C+ n,发现质子
C . 1934年约里奥•居里夫妇用α粒子轰击铝核: Al+ He→ P+ n,用人工方法得到放射性同位素
D . 1905年爱因斯坦发现质能方程:E=mc2 ,解释了光电效应现象
15. (2分)根据爱因斯坦的研究成果,物体的能量和质量的关系是E=mc2 ,这一关系叫爱因斯坦质能方
程.质子的质量为mp ,中子的质量为mn ,氦核的质量为mα ,下列关系式正确的是()
A . mα=(2mp+2mn)
B . mα<(2mp+2mn)
C . mα>(2mp+2mn)
D . 以上关系式都不正确
二、填空题 (共5题;共11分)
16. (2分) (2017高二下·宜城期中) 氦3是一种十分清洁、安全的能源,开发月壤中蕴藏丰富的氦3资源,对人类社会今后的可持续发展具有深远意义.研究发现在太阳内部两个氘核可聚变成氦3,已知氘核的质量为2.0136u,中子的质量为1.0087u, He核质量为3.0150u.若质量亏损1u释放的核能为931.5MeV,则两个氘核聚变成 He核的核反应方程为________;上述反应中释放的核能为________.
17. (2分) (2017高二下·黑龙江期中) 放射性物质 Pb和 Co的核衰变方程分别为:
Po→ Pb+X1
Co→ Ni+X2
方程中的X1代表的是________,X2代表的是________.
18. (3分)人类利用的大部分能量都是直接或间接来自于太阳能,在太阳内部,氢原子核在超高温下发生________,释放出巨大的________.今天我们开采化石燃料来获取能量,实际上是在开采上亿年前地球所接收的________.
19. (3分)中子的质量为1.0087U ,质子的质量为1.0073U ,氘核的质量为2.0136U .中子和质子结合成氘核时质量亏损________,需________(填“吸收”、“放出”)能量________MeV .(1U=931.5MeV)
20. (1分)太阳因核聚变释放出巨大的能量,同时其质量不断减少.太阳每秒钟辐射出的能量约为4×1026 J,根据爱因斯坦质能方程,太阳每秒钟减少的质量最接近________ kg。
三、解答题 (共5题;共28分)
21. (11分)太阳中含有大量的氘核,因氘核不断发生核反应释放大量的核能,以光和热的形式向外辐射.已知氘核质量为2.0141u;氚核质量为3.0160u.氦核质量为4.0026u,中子质射力l.0087u,lu=1.67×l0﹣27kg,1u的质越相当于931.5MeV的能量.
(1)完成核反应方程: H+ H→ ________+ n
(2)求核反应中释放的核能.
(3)太阳每天释放的能量约为2.1×l044MeV,那么太阳每天损失的质量大约是多少kg?
22. (5分)关于人类对原子核的研究,历史上曾用α粒子轰击氮14发现了质子.设α粒子的运动方向为正方向,已知碰撞前氮14静止不动,α粒子速度为v0=3×107m/s,碰撞后氧核速度为v1=0.8×107m/s,碰撞过程中各速度始终在同一直线上,请写出这个核反应的方程式,并求碰撞后质子的速度大小.(保留两位有效数字)
23. (2分) (2017高二下·盘锦期中) 静止在匀强磁场中的 U,放出α粒子,衰变成 Th,衰变后
Th的速度方向与磁场方向垂直.
(1)
写出衰变方程:________;
(2)
Th的轨道半径与α粒子的轨道半径之比为________.
24. (5分)一个氘核和一个氚核发生聚变,放出一个中子和17.6MeV的能量.计算2克氘和3克氚聚变放出的能量,并写出核反应方程.
25. (5分)中科院等离子物理研究所设计并制造的世界上首个“人造太阳”实验装置大部件已安装完毕.若在此装置中发生核反应的方程是H+H→He ,已知 H、 He核的比结合能分别为EH=1.11MeV、EHe=7.07MeV ,试求此核反应过程中释放的核能.
参考答案一、选择题 (共15题;共30分)
1-1、
2-1、
3-1、
4-1、
5-1、
6-1、
7-1、
8-1、
9-1、
10-1、
11-1、
12-1、
13-1、
14-1、
15-1、
二、填空题 (共5题;共11分) 16-1、
17-1、
18-1、
19-1、
20-1、
三、解答题 (共5题;共28分) 21-1、
21-2、
21-3、
22-1、23-1、23-2、
24-1、25-1、。