高中物理-裂变和聚变分层练习
高中物理选修三5.4核裂变和聚变练习5(含答案)
鲁科版（2019）高中物理（选择）必修第三册 5.4核裂变和聚变同步练习一、单选题1．由原子核的衰变规律可知()A．放射性元素一次衰变可同时产生α射线和β射线B．放射性元素发生β衰变时,新核的化学性质不变C．放射性元素发生衰变的快慢不可人为控制D．放射性元素发生正电子衰变时,新核质量数不变,核电荷数增加1二、解答题2．两个氘核聚变产生一个中子和一个氦核，已知氘核质量m D＝2.0136u，氦核质量m He ＝3.0150u，中子质量m n＝1.0087u。
(1)计算释放出的结合能；(2)若反应前两氘核的动能均为E k0＝0.35MeV，它们正撞发生聚变，且反应后释放的核能全部转变为动能，则反应产生的氦核和中子的动能各为多大？3．一静止的氡核22286Rn发生α衰变转变成钋核21884Po，已知放出的α粒子的质量为m，速度为v0．假设氡核发生衰变时，释放的能量全部转化为α粒子和钋核的动能．（1）试写出氡核衰变的核反应方程．（2）求出氡核发生衰变时的质量亏损．（已知光在真空中的速度为c）4．用一个中子轰击23592U，可发生裂变反应生成14156Ba和9236Kr，已知23592U的质量为235.0439u，14156Ba的质量为140.9139u，9236Kr的质量为91.8973u，中子质量为1.0087u，1u相当于931Mev,阿伏伽德罗常数N A=6.02×10²³mol1,（1）请写出裂变中的核反应方程，（2）求一个23592U在裂变反应中释放的核能（3）1克23592U全部反应释放的能量为多少？5．静止的锂核（63Li）俘获一个速度为7.7×106m/s的中子，发生核反应后若只产生了两个新粒子，其中一个粒子为氦核（42He），它的速度大小是8.0×106m/s，方向与反应前的中子速度方向相同。
①写出此核反应的方程式；②求反应后产生的另一个粒子的速度大小及方向；③此反应过程中是否发生了质量亏损，说明依据。
《第五节 裂变和聚变》(同步训练)高中物理选择性必修 第三册_粤教版_2024-2025学年
《第五节裂变和聚变》同步训练(答案在后面)一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）1、在一次核反应中，一个中子轰击一个铀核，使其发生裂变，产生两个较轻的核和一个中子，裂变时释放的核能是由于：A、轻核结合成重核时，质量增加B、轻核结合成重核时，质量减小C、重核裂变成轻核时，原子数减少D、中子衰变成质子和电子2、一个氘核（(2H)）和一个氚核（(3H)）在聚变反应中生成一个氦核（(4He)）和一个中子，同时释放出一个能量为多少的伽马射线？A、1.6 MeVB、2.0 MeVC、4.0 MeVD、20.0 MeV3、题干：关于核裂变和核聚变，以下说法错误的是：A. 核裂变是重核分裂成两个中等质量核的过程，伴随能量释放。
B. 核聚变是轻核结合成重核的过程，同样伴随着能量的释放。
C. 核裂变和核聚变都可以通过人工实现，核电站主要通过核裂变获得能量。
D. 核聚变反应在地球上难以持续进行，因为需要极高的温度和压力。
4、题干：下列关于核裂变和核聚变的能量释放原理，叙述正确的是：A. 核裂变能量释放是由于质量亏损转化为能量，根据质能方程E=mc²计算。
B. 核聚变能量释放是由于核子之间的结合能增加，即核子结合成核时的质量小于单独核子的质量总和。
C. 核裂变和核聚变都是通过增加核子的结合能来释放能量。
D. 核裂变和核聚变都是通过减少核子的结合能来释放能量。
5、关于核裂变反应，下列说法正确的是：A. 核裂变过程中，原子核吸收中子后分裂成两个较小的原子核，并释放大量能量。
B. 所有的重元素都能发生自发裂变。
C. 裂变反应产生的中子不能引发新的裂变反应。
D. 核裂变只能在人工条件下实现。
6、下列关于核聚变的说法，哪一项是错误的？A. 核聚变是指轻原子核在极高温度下结合形成更重的原子核，并释放能量。
B. 目前人类已经能够在地球上实现持续且可控的核聚变反应。
C. 太阳的能量来源于氢核之间的核聚变反应。
人教版高中物理核裂变与核聚变课后习题答案及解析
人教版高中物理核裂变与核聚变课后习题答案及解析练习与应用1．什么是核裂变？什么是链式反应？解析：重核分裂成中等质量原子核的核反应叫做重核的裂变。
由重核裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程，叫做核裂变的链式反应。
2．在核反应堆中，用什么方法控制核裂变的速度？解析：核反应堆是人工控制链式反应的装置，控制速度的原理：在铀棒之间插些镉棒，因为镉吸收中子的能力很强，当反应过于激烈时，使镉棒插深些，让它多吸收一些中子，链式反应的速度就减慢了；反之，则把镉棒插浅一些，让它吸收中子少一些，链式反应的速度就可以增大，一般来说这些操作是用电子仪器来完成；所以在原子核反应堆中，可用能吸收中子的镉棒来控制核裂变反应的速度。
3．什么是核聚变？核聚变过程中的能量转化有什么特点？解析：两个轻核结合成质量较大的核，这样的核反应叫做聚变．聚变发生时需要提供巨大的能量，但反应中放出的能量比提供的能量要大得多。
4．请分析：在地球上实现受控热核反应的必要性、可能性和困难是什么？解析：必要性:由于地球上石化燃料和裂变材料的贮量有限,开发聚变能非常重要,并且是一项十分紧迫的任务。
各国科学家都在加紧研究,以期尽快在地球上制造出人类自己的太阳,缓解甚至消除能源危机的困扰。
可能性:地球上聚变材料的储量丰富,每升水中含有0.03g的氘,地球上的河流、湖泊、海洋等有138.6亿立方米的水,大约有40亿吨氘。
聚变反应中所用的氘可以利用锂来提取,地球上锂的储量有2000亿吨,用来制取氘足以满足聚变的需要。
困难:地球上没有任何容器能够经受住热核反应所需要的高温。
5．在一个反应堆中用石墨做慢化剂使快中子减速。
碳核的质量是中子的12倍，假设中子与碳核的每次碰撞都是弹性正碰，而且认为碰撞前碳核都是静止的。
（1）设碰撞前中子的动能是E0，经过一次碰撞，中子失去的动能是多少？解析：设中子的质量为m，速度为v0，碳核的质量为M，碰撞后中子、碳核的速度分别为v1、v，以v0方向为正方向，根据动量守恒定律得：mv0=mv1+Mv根据机械能守恒定律得：12m v02=12m v12+12M v2由以上两式解得v1= - 1113v0碰撞一次，中子损失的动能为：△E K=12m v02-12m v12=48169E0（2）至少经过多少次碰撞，中子的动能才能小于10-6E0？根据以上计算结果每一次后的末速度都是原来的11，所以经过n13）n v0,根据动能公式可得：次后其末速度为原来的（1113）2n=10-6这个关系式，展开的2n（lg11-lg13）=-6 （1113解得n=41.2 所以至少要经过42次碰撞才可以小于10-6E06．秦山核电站第一期工程装机容量为3×108W。
高中物理第4节裂变和聚变专项测试同步训练
高中物理第4节裂变和聚变专项测试同步训练2020.031,两个氘核聚变产生一个中子和一个氦核(氦的同位素).已知氘核质量mD=2.0136u，氦核质量me=3.0150u，中子质量mn=1.0087u.（1）写出聚变方程并算出释放的核能（已知1uc2=931.5MeV）；（2）若反应前两氘核的动能均为Eko=0.35MeV，它们正面对撞发生核聚变，且反应后释放的核能全部转变为动能，则反应产生的氦核和中子的动能各为多大？2,对于作匀速直线运动的物体，则 ( )A．任意2s内的位移一定等于1s内位移的2倍B．任意一段时间内的位移大小一定等于它的路程C．若两物体的速度相同，则它们的速率必然相同，在相同时间内通过的路程相等D．若两物体的速率相同，则它们的速度必然相同，在相同时间内的位移相等3,若已知太阳的一个行星绕太阳运转的轨道半径为r，周期为T，引力常量为G，则可求得( )A．该行星的质量 B．太阳的质量C．该行星的平均密度 D．太阳的平均密度4,某物体的位移图象如图所示.若规定向东为位移的正方向，试求：物体在OA、AB、BC、CD、DE各阶段的速度.5,如果1g氢完全聚变，根据上题的数据，可放出多少能量？相当于多少热值2.93×107J／kg的煤所释放的能量？6,4个氢核聚变成一个氦核，同时放出两个正电子.写出聚变核反应方程，并算出在这次聚变中能放出多少能量，已知7,1kg的氘和氚全部发生热核反应，释放出的核能相当于多少热值q=2.94×107J／kg的煤完全燃烧放出的能量？已知氘核质量m1=2.0141u，氚核质量m2=3.0160u，氦核质量m3=4.0026u，中子质量m4=1.0087u.8,一列火车沿平直轨道运行，先以10m/s的速度匀速行驶15min，随即改以15m/s的速度匀速行驶10min，最后在5min内又前进1000m而停止.则该火车在前25min及整个30min内的平均速度各为多大？它通过最后2000m 的平均速度是多大？答案1, 【解】1.聚变的核反应方程为这个核反应中的质量亏损由爱因斯坦质能方程得释放的核能2.把两个氘核作为一个系统，对撞过程中动量守恒.由于反应前两氘核动能相同，其动量等值反向，因此，反应前后系统的总动量恒为零，即又由于反应前后总能量守恒，故反应后氦核和中子的总动能为因为mHe∶mn=3∶1，所以氦核和中子的速率之比把这两个关系代入（2）式得即（3.26+2×0.35）MeV=4 EKHe.得氦核的动能和中子的动能分别为2, A、B、C.3, B4, [解]由s－t图得各阶段的速度如下：AB段：v2=0；5, 【解】1g氢中含有的氢核数为:由于每4个氢核聚变能放出25.71MeV能量，所以1g氢含有的氢核完全聚变放出的能量为:相当于高热值煤的质量数为:=21.1t.6, 【解】聚变反应式为核反应中的质量亏损为△m＝4mH-（mHe+2me）=0.0276u，所以释放的核能为△E=△mc2=0.0276uc2=0.0276×931.5MeV＝25.71MeV.7, 【解】根据核反应方程知反应中的质量亏损为△m＝m1＋m2-（m3＋m4）＝2.0141u＋3.0160u-（4.0026u＋1.0087u）＝0.0188u.由爱因斯坦方程得聚合成一个氦核释放的核能为△E＝△mc2＝0.0188uc2＝0.0188×931.5MeV=17.51MeV=28.02×10-13J.根据完全反应条件可知1kg的氘和氚中含有的氘原子核数和氚原子核数均为这也就是能发生聚变的次数.所以1kg氘和氚完全反应释放的核能为它所相当的煤的质量数为8, [解答] 火车在开始的15min和接着的10min内的位移分别为：s1=v1t1=10×15×60m=9×103ms2=v2t2=15×10×60m=9×103m所以火车在前25min和整个30min内的平均速度分别为：因火车通过最后2000m的前一半位移以v2=15m/s匀速运动，经历时间为：所以最后2000m内的平均速度为：。
高中物理选修三5.4核裂变和聚变练习2(含答案)
鲁科版（2019）高中物理（选择）必修第三册 5.4核裂变和聚变同步练习一、多选题1．下列说法中正确的是（）A．原子核内的所有质子间都存在核力和库仑力B．自由核子结合成原子核时，一定遵循质量数和电荷数守恒C．比结合能越大，原子核中的核子结合的越牢，原子核越稳定D．放射线能杀伤癌细胞或阻止癌细胞分裂，对人体的正常细胞不会有伤害作用E．放射性元素在高温高压下形成化合物后，其半衰期不会发生改变二、单选题2．静止在匀强磁场中的原子核X发生α衰变后变成新原子核Y。
已知核X的质量数为A，电荷数为Z，核X、核Y和α粒子的质量分别为m X、m Y和mα，α粒子在磁场中运动的半径为R。
则下列表述错误的是()A．衰变方程可表示为AZ X→A-4Z-2Y＋42HeB．衰变过程中释放的能量为(m X－m Y－mα)c2C．核Y在磁场中运动的半径为22 R Z-D．核Y的动能为E kY＝()2 Y X YY am m m m cm mα--+3．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．吸收4.9 MeV的能量C．吸收24.0 MeV的能量D．释放出24.0 MeV的能量4．下列说法正确的是（）A．光电效应说明光具有波动性B．原子核结合能越大，原子核越稳定C．原子核衰变时电荷数和质量数都守恒D．根据玻尔原子理论，氢原子在辐射光子的同时，电子的轨道半径连续地减小5．下列说法不正确的是（）A．太阳辐射的能量主要来自于太阳内部的热核反应B．波尔根据氢原子光谱分立的特性提出电子轨道和原子能量是量子化的C．核力是强相互作用的一种表现，在原子核内核力比库仑大得多D ．光电效应和α粒子散射实验都证明了原子核式结构模型6．下列说法正确的是（ ）A ．所有的核反应都释放核能B ．在光电效应现象中，入射光的光强变大，光电子的最大初动能将变大C ．放射性元素发生衰变时放出的γ射线是由核外电子受激发后产生的D ．明线光谱可用于对物质成分进行分析7．我国自主研发制造的国际热核聚变核心部件在国际上率先通过权威机构认证，这是我国对国际热核聚变项目的重大贡献．下列核反应方程中属于聚变反应的是A ．23411120H H He n +→+B ．1441717281N He O H +→+C ．427301213150He Al P n +→+D ．235114489192056360U n Ba Kr 3n +→++8．2020年12月4日，新一代“人造太阳”装置——中国环流器二号M 装置（HL2M ）在成都建成并实现首次放电，该装置是中国目前规模最大、参数最高的先进托卡马克装置，是中国新一代先进磁约束核聚变实验研究装置。
新教材2024_2025学年高中物理第5章原子核分层作业24核裂变与核聚变新人教版选择性必修第三册
第五章分层作业24核裂变与核聚变A级必备学问基础练1.重核裂变和轻核聚变是人类获得核能的两种主要途径,关于裂变和聚变,下列说法正确的是()A.裂变释放能量,聚变汲取能量B.裂变过程有质量亏损,聚变过程无质量亏损C.裂变和聚变都可以释放出巨大的能量D.太阳能来源于太阳内部发生的核裂变2.如图所示为原子核裂变并发生链式反应的示意图,铀核裂变的产物是多样的,一种典型的铀核裂变对应的核反应方程是n X+Y+n,其中n为中子,对于产物X的原子序数a和产物Y的质量数b,以下推断正确的是()A.a=53,b=93B.a=54,b=94C.a=53,b=94D.a=54,b=933.(2024山东菏泽高二期末)一般核反应堆的结构示意图如图所示,通过铀235链式反应实现核能的可控释放。
下列关于核反应堆工作的说法正确的是()A.正常运行的反应堆,水泥防护层外能检测到大量α粒子B.中子速度越快越简单发生链式反应C.通过变更镉棒的插入深度来限制反应速度D.铀核裂变时释放能量的多少与生成物种类无关4.(2024江西九江高二期末)目前核能发电都是利用核裂变反应,其中一个主要的裂变方程为n X Sr+n。
下列有关说法正确的是()A.产物X原子核中含有85个中子B.太阳辐射能量的主要来源也是重核裂变C.裂变过程中释放核能是因为产物中新核的比结合能小D.锶90也是铀235的裂变产物,其半衰期为28年,那么经过56年锶90就衰变完了5.(多选)(2024云南昆明高二期末)如图所示是核电站工作流程图,关于核能,下列说法正确的是()A.核反应堆可以把核能干脆转化为电能B.核反应堆利用的是原子核衰变过程产生的能量C.核反应生成物的比结合能大于反应物的比结合能D.水泥防护层的作用是屏蔽裂变产物放出的各种射线6.(多选)(2024河北唐山高二期末)关于核聚变,下列说法正确的是()A.核聚变可以在常温下发生B.太阳释放的巨大能量是核聚变产生的C.聚变反应比较好限制,因此能源危机立刻会解决D.“人造太阳”内部的反应是H He n的聚变反应7.(2024河北石家庄高二期末)海水中富含氘,氘核H可通过一系列聚变反应释放能量,其总效果可用反应式H He+H+n X+43.15 MeV表示,已知1 kg海水中含有的氘核约为1.0×1022个。
高中物理专题19核裂变和核聚变练习(含解析)
课时19 核裂变和核聚变1．太阳放出的能量来自于（）A．重核裂变 B．天然衰变C．轻核聚变 D．人工转变【答案】C【解析】太阳放出的能量来自于太阳内部剧烈的热核反应，即轻核聚变，故C正确，ABD错误。
故选：C2．一颗恒星的寿命取决于它的（）A．温度 B．颜色 C．质量 D．体积【答案】C【解析】因为天体大，质量大，万有引力就大，在巨大的引力下原子核之间的距离就更近，更容易引起核聚变，所以越大的恒星他的内部核聚变就越激烈，释放的能量也越大，燃料聚变的速度就越快，恒星死亡的也就越快。
故选C.质量小的恒星其寿命几乎同宇宙一样长，达一百多亿年；质量大的恒星，其寿命却只有几百万到几千万年．一般来说，质量越大，寿命越短．3．在下列叙述中，不正确的是（）A．光电效应现象说明光具有粒子性B．重核裂变和轻核聚变都会产生质量亏损C．根据玻尔理论，氢原子从高能态跃迁到低能态时，原子向外释放光子，原子电势能和核外电子的动能均匀减小D．电子和其他微观粒子，都具有波粒二象性【答案】C【解析】光电效应说明光具有粒子性，故A说法正确；重核裂变和轻核聚变都释放能量，都有质量亏损，故B说法正确；氢原子辐射出一个光子后，原子能量减小，轨道半径减小，根据，知核外电子的动能增大，原子能量等于动能和电势能之和，则电势能减小。
故C说法错误；任何一个运动着的物体，小到电子质子大到行星太阳，都有一种波与之对应这种波称为物质波，故电子和其他微观粒子，都具有波粒二象性，故D说法正确。
3．现行人教版高中物理教材中有很多经典的插图能够形象的表现出物理实验、物理现象及物理规律，下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是（）A．甲图中，卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，发现了质子和中子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，射线甲由电子组成，射线乙为电磁波，射线丙由粒子组成D．丁图中，链式反应属于轻核裂变【答案】B【解析】A. 卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型，A错误。
《4. 核裂变与核聚变》(同步训练)高中物理选择性必修 第三册_人教版_2024-2025学年
《4. 核裂变与核聚变》同步训练(答案在后面)一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）1、下列关于核裂变的描述，正确的是：A、核裂变是重核吸收一个中子后分裂成两个质量相近的轻核的过程。
B、核裂变过程中会释放出大量的能量，这种能量主要用于发电。
C、核裂变只发生在铀-235等重核上，而铀-238等其他重核不会发生裂变。
D、核裂变是通过中子轰击重核实现的，不需要其他粒子参与。
2、关于核聚变，以下说法不正确的是：A、核聚变是指两个轻核结合成一个更重的核的过程。
B、核聚变过程中会释放出比核裂变更多的能量。
C、太阳内部发生的是核聚变，这是太阳能量的来源。
D、核聚变反应需要极高的温度和压力才能进行。
3、核聚变反应相比核裂变反应，最显著的特点是（）A、释放的能量更大B、反应更加稳定C、利用的燃料更易获取D、可以在较低温度下发生4、关于核裂变过程中的链式反应，以下描述正确的是（）A、链式反应只能在人为控制的情况下发生B、核裂变产生的中子不会发生任何反应C、链式反应过程中，释放出的中子会被不断吸收，最终反应停止D、通过控制中子的数量可以控制链式反应的速度5、科学家发现铀235原子核在吸收一个中子后分裂成两个中等大小的原子核，同时释放出大量的能量。
这种核反应被称为：A. 核裂变B. 核聚变C. 辐射D. 粒子碰撞6、下列关于核能利用的描述中，错误的是：A. 核裂变反应在核电站中的发电机部分发生。
B. 核聚变反应已经在地球上实现可控的条件。
C. 核能的利用可以减少对化石能源的依赖，降低温室气体排放。
D. 核能发电站几乎不产生二氧化碳等温室气体排放。
7、下列关于核裂变和核聚变的说法中，正确的是（）A、核裂变是指一个重核分裂成两个或更多的轻核，并释放出大量能量的过程。
B、核聚变是指两个轻核结合成一个重核，同时释放出大量能量的过程。
C、核裂变和核聚变都可以在地球表面自然发生。
D、核裂变和核聚变都需要在极高的温度和压力下才能发生。
粤教版高中物理 第五节 裂变和聚变 课后练习、课时练习
一、单选题(选择题)1. 如图为普通核反应堆的结构示意图，通过铀235链式反应实现核能的可控释放。
下列关于核反应堆工作中的说法正确的是（）A．正常运行的反应堆，水泥防护层外能检测到大量粒子B．中子速度越快越容易发生链式反应C．通过改变镉棒的插入深度来控制反应速度D．铀核裂变时释放能量的多少与生成物种类无关2. 下列表示重核裂变的方程是（）A．B．C．D．3. 关于轻核聚变释放核能，下列说法正确的是（）A．一次聚变反应一定比一次裂变反应释放的能量多B．聚变反应平均每个核子释放的能量一定比裂变反应大C．聚变反应中粒子的比结合能变小D．聚变反应中形成质量较大的核，故反应后质量增大4. 下列说法正确的是A．α射线具有很强的穿透能力B．放射性元素半衰期与环境温度有关C．轻核聚变和重核裂变均释放能D．汤姆孙发现电子并提出原子核式结构模量型5. 2020年12月4日14时02分，新一代“人造太阳”装置—中国环流器二号装置（）在成都建成并实现首次放电。
中国“人造太阳”最高温度能达近2亿度，或将造福全世界。
该装置中核反应的方程式为，是（）A．化学反应B．裂变反应C．链式反应D．热核反应6. 关于核衰变和核反应的类型，下列表述中正确的有（）A．是β衰变B．是α衰变C．是人工转变D．是重核裂变7. 下列说法不正确的是（）A．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应B．在核反应中，反应前后质量数相同，电荷数相同C．元素衰变中放出的β射线是原子核中质子与中子结合而成的D．在核反应式中，X表示质子8. 稀土是我国重要的矿产资源，稀土储量和稀土产品年出口量均居世界第一位。
我国稀土矿体大致分为三类：一类是氟碳铈矿；二类是独居石；三类是离子吸附型矿。
各类稀土矿不同程度地伴有天然放射性核素钍系和轴系，其中包含如下核反应方程：①；②。
下列说法正确的是（）A．的比结合能比的比结合能大B．X的穿透能力比Y的穿透能力强C．Y是Ra核中的一个中子转化成一个质子时产生的D．①②两个核反应都属于核裂变反应9. 大亚湾反应堆中微子实验工程曾获得国家自然科学一等奖。
高中物理专题19核裂变和核聚变练习(含解析)
课时19 核裂变和核聚变1．太阳放出的能量来自于（）A．重核裂变 B．天然衰变C．轻核聚变 D．人工转变【答案】C【解析】太阳放出的能量来自于太阳内部剧烈的热核反应，即轻核聚变，故C正确，ABD错误。
故选：C2．一颗恒星的寿命取决于它的（）A．温度 B．颜色 C．质量 D．体积【答案】C【解析】因为天体大，质量大，万有引力就大，在巨大的引力下原子核之间的距离就更近，更容易引起核聚变，所以越大的恒星他的内部核聚变就越激烈，释放的能量也越大，燃料聚变的速度就越快，恒星死亡的也就越快。
故选C.质量小的恒星其寿命几乎同宇宙一样长，达一百多亿年；质量大的恒星，其寿命却只有几百万到几千万年．一般来说，质量越大，寿命越短．3．在下列叙述中，不正确的是（）A．光电效应现象说明光具有粒子性B．重核裂变和轻核聚变都会产生质量亏损C．根据玻尔理论，氢原子从高能态跃迁到低能态时，原子向外释放光子，原子电势能和核外电子的动能均匀减小D．电子和其他微观粒子，都具有波粒二象性【答案】C【解析】光电效应说明光具有粒子性，故A说法正确；重核裂变和轻核聚变都释放能量，都有质量亏损，故B说法正确；氢原子辐射出一个光子后，原子能量减小，轨道半径减小，根据，知核外电子的动能增大，原子能量等于动能和电势能之和，则电势能减小。
故C说法错误；任何一个运动着的物体，小到电子质子大到行星太阳，都有一种波与之对应这种波称为物质波，故电子和其他微观粒子，都具有波粒二象性，故D说法正确。
3．现行人教版高中物理教材中有很多经典的插图能够形象的表现出物理实验、物理现象及物理规律，下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是（）A．甲图中，卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，发现了质子和中子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，射线甲由电子组成，射线乙为电磁波，射线丙由粒子组成D．丁图中，链式反应属于轻核裂变【答案】B【解析】A. 卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型，A错误。
《第五节 裂变和聚变》(同步训练)高中物理选择性必修 第三册_粤教版_2024-2025学年
《第五节裂变和聚变》同步训练(答案在后面)一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）1、下列关于裂变和聚变的描述，哪一个是正确的？A、裂变是轻核聚合成较重核的过程，聚变是重核分裂为较轻核的过程。
B、裂变和聚变都是轻核聚合成较重核的过程。
C、裂变是重核分裂为较轻核的过程，聚变是轻核聚合成较重核的过程。
D、裂变是重核分裂为较轻核的过程，聚变是较轻核相互作用形成更重的原子核的过程。
2、关于核反应过程中的质量亏损，以下说法正确的是？A、在核裂变过程中，反应前后的总质量不变。
B、在核聚变过程中，质量亏损现象不明显，可以忽略。
C、在核反应过程中，因存在质量亏损，所以反应后的能量总和小于反应前。
D、在核裂变和聚变过程中，都会发生质量亏损，且这种改变可以转化为能量。
3、关于核裂变过程，以下说法正确的是：A、核裂变过程中，重核分裂成两个质量相近的轻核，同时释放出大量能量。
B、核裂变过程中，能量是由于裂变碎片质量略大于母核而产生的。
C、核裂变过程是自发进行的，不需要外界条件的介入。
D、核裂变过程中，裂变碎片的质量总和小于母核的质量。
4、以下关于核聚变的说法中，不正确的是：A、核聚变是轻核在极高温度和压力下相互碰撞，合并成重核的过程。
B、核聚变过程中，轻核的质子数和原子序数会发生变化。
C、核聚变是恒星内部产生能量的主要来源。
D、地球上实现可控核聚变反应释放的能量大于核裂变。
5、下列关于核裂变和核聚变的说法中，正确的是（）A. 核裂变是一种可控的核反应，而核聚变是一种不可控的核反应B. 核裂变和核聚变都会释放出大量的能量，但核裂变的能量释放过程比核聚变快C. 核裂变是一种将重核分裂成两个或两个以上的轻核的过程，核聚变是一种将两个轻核合成一个重核的过程D. 核裂变和核聚变都是通过人工控制的核反应，目前都已经在核电站得到广泛应用6、在下列关于核裂变和核聚变的能量释放原理的说法中，错误的是（）A. 核裂变能量释放原理是基于爱因斯坦的质能方程E=mc²B. 核聚变能量释放原理同样基于爱因斯坦的质能方程E=mc²C. 核裂变和核聚变能量释放的原理相同，都是通过质量亏损转化为能量D. 核裂变和核聚变能量释放的过程中，核子的结合能会发生变化7、 92235U吸收一个中子后发生裂变反应，可能的一种裂变方式是生成 56144Ba和 3689Kr，并放出3个中子。
粤教版高中物理选修三5.5裂变和聚变练习2(含答案)
20222023学年新教材粤教版（2019）高中物理选择性必修三5.5裂变和聚变同步练习一．选择题（共8小题）1．以下四个反应方程中，哪个是核裂变反应方程（）A．B．C．D．2．下列说法正确的是（）A．结合能越大的原子核一定越稳定B．核力存在于原子核内任意两个核子之间C．发生链式反应的一个条件是铀块的体积必须达到临界体积D．一个原子核发生一次α衰变，新核相对于原来的原子核，质量数和电荷数都减少2 3．2021年12月30日，中国“人造太阳”——全超导托卡马克核反应实验装置（EAST）实现1056秒的长脉冲高参数等离子体运行，领先全世界．“人造太阳”的核反应方程是H+H→He+X，关于该反应方程，下列说法正确的是（）A．属于聚变反应B．属于裂变反应C．X是H D．X是e4．关于原子物理，下列说法正确的是（）A．普朗克提出了原子核外电子轨道量子化，并成功解释了氢原子光谱B．德布罗意波说明实物粒子具有波动性C．原子核衰变过程是受到核外其他原子的影响而发生的D．热核反应：是吸热反应5．如图所示，中子内有一个电荷量为的上夸克和两个电荷量为的下夸克，3个夸克都分布在半径为r的同一圆周上，则3个夸克在其圆心处产生的电场强度为（）A．B．C．D．6．著名核物理学家邓稼先领导着许多学者和技术人员，成功地设计了中国原子弹和氢弹，把中国国防自卫武器引领到了世界先进水平，被誉为原子弹之父。
若原子弹爆炸的核反应方程为，则→（）A．此核反应为聚变反应B．核反应前后原子核总质量保持不变C．核反应生成的新核的比结合能比铀核的小D．根据核反应中质量数守恒，上述方程中A＝897．铀核裂变是核电站核能的重要来源，其一种裂变反应是U+n→Ba+Kr+3n，下列说法正确的有（）A．上述裂变反应中伴随着α粒子放出B．铀块体积对链式反应的发生无影响C．铀核的链式反应可人工控制D．铀核的半衰期会受到环境温度的影响8．核电站说法错误的是（）A．反应堆是用人工的方法控制链式反应速度并获得核能的装置B．核电站是利用反应堆中的核燃料放出的核能转变为电能的发电厂C．核岛就是核爆炸后的孤岛D．核电是经济、安全、干净的能源二．填空题（共5小题）9．习近平总书记提出“绿水青山就是金山银山”，倡导保护环境光伏发电是将转化为电能核能作为一种新能源，正在逐步被人们开发和利用，核电站是利用核能发电，其核燃料在反应堆内是通过核（选填“裂变”或“聚变”）的方式，把核能转化为电能输送到国家电网，供千家万户使用。
高中物理 课时分层作业 裂变和聚变高二物理试题
积盾市安家阳光实验学校课时分层作业(十六) (时间：45分钟分值：100分)[基础达标练]一、选择题(本题共6小题，每小题6分)1．重核裂变和轻核聚变是人类获得核能的两种主要途径，下列判断正确的是( )A．裂变和聚变过程中都有质量亏损B．裂变过程中有质量亏损，聚变过程中质量有所增加C．裂变过程中质量有所增加，聚变过程中有质量亏损D．裂变、聚变过程中质量都增加A [根据爱因斯坦质能方程进行判断，人类利用原子能的主要途径是重核裂变和轻核聚变，在这两个过程中有原子能释放，由爱因斯坦质能方程ΔE＝Δmc2可知，在获取能量的同时，质量是减少的，也就是发生质量亏损．所以A 选项正确．]2．据央视报道，中科院离子体物理研究所经过八年的艰苦努力，终于率先建成了上第一个全超导的托克马克装置并调试，这种装置被称为“人造太阳”(如图)，它能够承受上亿摄氏度高温且能够控制离子态的核子发生聚变并稳持续地输出能量，就像太阳一样为人类提供无限清洁的能源．在下列核反方程中有可能是该装置内部所进行的核反的是( )A.147N＋42He―→178O＋11HB.21H＋31H―→42He＋10nC. 23892U―→23490Th＋42HeD. 23592U＋10n―→14156Ba＋9236Kr＋310nB [该装置承受上亿摄氏度高温且能够控制离子态的核子发生聚变并稳持续地输出能量，内部进行的是轻核聚变，B选项正确．]3．(多选)家发现在月球上含有丰富的32He(氦3)，它是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料，其参与的一种核聚变反方程为32He＋32He→211H＋42He，关于32He 聚变下列表述正确的是( )A．聚变反会释放能量B．聚变反产生了的原子核C．聚变反没有质量亏损D．目前核电站都采用32He聚变反发电AB [核聚变反中产生的原子核，同时由于发生了质量亏损，会有核能的释放，这是人类利用核能的途径之一．目前核电站大多采用重核裂变的方法来释放与利用核能发电．]4．关于铀核裂变，下列说法正确的是( )A．铀核裂变的产物是多种多样的，但只能裂变成两种不同的核B ．铀核裂变时还能同时释放2～3个中子C ．为了使裂变的链式反容易进行，最好用铀238而不用铀235D ．铀块的体积对产生链式反无影响B [铀核受到中子的轰击，会引起裂变，放出2～3个中子，裂变的产物是各种各样的，具有极大的偶然性，只是裂变成两块的情况多，也有的分裂成多块，A 错误，B 错误．铀235受慢中子的轰击时，裂变的概率大，而铀238只有俘获能量在1 MeV 以上的中子才能引起裂变，且裂变的几率小，C 错误．而要引起链式反，需使铀块体积超过临界体积，故D 错误．]5．已知太阳内部进行激烈的热核反，每秒钟辐射的能量为3.8×1025J ，则可算出( )A ．太阳的质量约为4.22×105t B ．太阳的质量约为8.44×105 t C ．太阳的质量每秒减少4.22×105t D ．太阳的质量每秒减少8.44×105 tC [由质能方程知太阳每秒钟内因辐射能量而失去的质量为： Δm ＝ΔE c2＝3.8×10253.0×1082＝4.22×108kg ＝4.22×105t.该方法不能确太阳的质量．所以选项A 、B 、D 错误，C 正确．]6．我国自行研制了可控热核反装置“超导托卡马克”(英文名称：EAST ，称“人造太阳”)．设可控热核反前氘核(21H)的质量为m 1，氚核(31H)的质量为m 2，反后氦核(42He)的质量为m 3，中子(10n)的质量为m 4，已知光速为c .下列说法中正确的是( )A ．核反放出的能量于 (m 1＋m 2－m 3－m 4)c 2B ．由核反过程质量守恒可知m 1＋m 2＝m 3＋m 4C ．这种热核反是α衰变D ．这种装置与我国大亚湾核电站所使用核装置的核反原理相同A [可控热核反装置中发生的核反方程式是21H ＋31H→42He ＋10n ，核反过程中质量数守恒，但质量不守恒，核反过程中存在质量亏损，因此m 1＋m 2＞m 3＋m 4，核反过程中的质量亏损Δm ＝m 1＋m 2－m 3－m 4，释放的核能为ΔE ＝Δmc 2＝(m 1＋m 2－m 3－m 4)c 2，故A 正确，B 错误；这种热核反是核聚变，故C 错误．这种装置的核反是核聚变，我国大亚湾核电站所使用核装置是核裂变，它们的核反原理不相同，故D 错误．]二、非选择题(14分)7．1个铀235核吸收1个中子发生核反时，大约放出196 MeV 的能量，则1 g 纯铀235完全发生核反放出的能量是多少？[解析] 1 g 纯铀235有1235×N A 个铀235核．因此1 g 纯铀235吸收中子完全发生核反可以释放出N A235×196 MeV 能量＝5.0×1023MeV.[答案] 5.0×1023 MeV[能力提升练]一、选择题(本题共4小题，每小题6分)1.32He与21H的核聚变发电不产生温室气体，不产生放射性物质，是一种十分清洁、安全和环保的能源，月球土壤中蕴藏丰富的氦3资源，对人类社会今后的可持续发展具有深远意义．该核反可表示为32He＋21H→43Li＋X(X表示某种粒子)，若32He、21H和43Li的质量分别为m1、m2、m3，则下列选项正确的是( ) A．X为中子B．这种核反在月球上可自发进行C．高速的X粒子可以用来工业探伤D．该反释放的核能ΔE＞(m1＋m2－m3)c2A [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，可知X为中子，故A正确．该反为聚变反，不能自发进行，故B错误．高速的中子不能用来工业探伤，故C错误．根据爱因斯坦质能方程得，释放的能量为：ΔE ＝(m1＋m2－m3－m X)c2＜(m1＋m2－m3)c2，故D错误．]2．量子通信卫星“墨子号”首席家潘建伟获得“物质奖”．对于有关粒子的研究，下列说法正确的是( )A．在铀核的裂变中，当铀块的体积小于“临界体积”时，不能发生链式反B．铀元素的半衰期为T，当温度发生变化时，铀元素的半衰期也发生变化C．轻核聚变的过程质量增大，重核裂变的过程有质量亏损D．比结合能小的原子核结合成(或分裂成)比结合能大的原子核时一吸收能量A [在铀核的裂变中，当铀块的体积小于“临界体积”时，不能发生链式反，A选项正确；半衰期的大小与温度无关，由原子核内部因素决，B选项错误；轻核聚变和重核裂变都有质量亏损，都向外辐射能量，C选项错误；比结合能小的原子核结合成(或分裂成)比结合能大的原子核时有质量亏损，释放核能，D 选项错误．]3．(多选)据华社报道，由我国自行设计、研制的第一套全超导核聚变装置(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”的核反方程是21H＋31H→42He＋10nB．“人造太阳”的核反方程是235 92U＋10n→141 56Ba＋9236Kr＋310nC．根据公式E＝mc2可知，核燃料的质量相同时，聚变反释放的能量与裂变反相同D．核燃烧的质量相同时，聚变反过程的质量亏损比裂变反过程的质量亏损大得多AD [21H＋31H→42He＋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大得多，氢核聚变反过程的质量亏损比裂变反过程的质量亏损大得多，D正确．]4．(多选)1938年哈恩用中子轰击铀核，发现产物中有原子核钡(Ba)、氪(Kr)、中子和一些γ射线．下列关于这个的说法中正确的是( ) A．这个的核反方程是235 92U＋10n→144 56Ba＋8936Kr＋310nB．这是一个核裂变过程，反后粒子质量之和大于反前粒子质量之和C．这个反中释放出的能量可以用爱因斯坦的光电效方程来计算D．中产生的γ射线，其穿透能力极强AD [根据质量数守恒、电荷数守恒，铀核裂变的核反方程为235 92U＋10n→144 56Ba ＋8936Kr＋310n，选项A正确；铀核裂变过程中，产生γ射线，放出能量，发生质量亏损，释放的能量根据爱因斯坦的质能方程计算，选项B、C不正确；核反中产生的γ射线频率很高，穿透能力极强，是能量极高的光子，选项D正确．]二、非选择题(本题共2小题，共26分)5．(13分)已知235 92U(质量为235.043 9 u)裂变后生成141 56Ba(质量为140.913 9 u)和9236Kr(质量为91.897 3 u)，同时放出3个中子(每个中子质量为1.008 7 u)，则1 kg铀裂变所放出的能量相当于多少千克优质煤完全燃烧时放出的能量？(1 kg优质煤完全燃烧时产生3.36×107 J的热量)[解析] 核反方程为235 92U＋10n→141 56Ba＋9236Kr＋310n质量亏损为Δm＝(m U＋m n)－(m Ba＋m Kr＋3m n)＝(235.043 9＋1.008 7)u－(140.913 9＋91.897 3＋3×1.008 7)u＝0.215 3 u.释放的核能为ΔE＝Δmc2＝0.215 3×931.5 MeV≈200 MeV，已知235 g铀有6.02×1023个铀核，那么1 kg铀内大约有10.235×6.02×1023＝2.56×1024个铀核，由此可知1 kg铀裂变放出的能量为ΔE＝2.56×1024×200 MeV＝5.12×1026 MeV＝5.12×1032 eV＝8.2×1013 J，则相当于优质煤的质量为M＝8.2×10133.36×107kg＝2.44×106 kg.[答案] 2.44×106 kg6．(13分)已知氘核质量为2.013 6 u，中子质量为1.008 7 u，32He核的质量为3.015 0 u．两个速率相的氘核对心碰撞聚变成32He并放出一个中子，释放的核能转化为机械能．(质量亏损为1 u时，释放的能量为931.5 MeV.除了计算质量亏损外，32He的质量可以认为是中子的3倍)(1)写出该核反的反方程式．(2)该核反释放的核能是多少？(3)若测得反后生成中子的动能是3.12 MeV，则反前每个氘核的动能是多少MeV?[解析] (1)核反方程为21H＋21H→32He＋10n(2)质量亏损为Δm＝2.013 6×2 u－(3.015 0 u＋1.008 7 u)＝0.003 5 u，释放的核能ΔE ＝Δmc 2＝0.003 5×931.5 MeV＝3.26 MeV(3)设中子和32He 核的质量分别为m 1、m 2，速度分别为v 1、v 2.反前每个氘核的动能是E 0，反后中子和32He 核动能分别为E 1、E 2，根据动量守恒律，得m 1v 1－m 2v 2＝0 E 1E 2＝p 22m 1∶p 22m 2＝m 2m 1＝3 E 2＝E 13＝1.04 MeV由能量的转化和守恒律，得E 1＋E 2＝2E 0＋ΔE ，E 0＝0.45 MeV.[答案] (1)21H ＋21H→32He ＋10n (2)3.26 MeV (3)0.45 MeV。
《第4节 核裂变和核聚变》(同步训练)高中物理选择性必修 第三册_鲁科版_2024-2025学年
《第4节核裂变和核聚变》同步训练(答案在后面)一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）1、下列关于核裂变的描述，正确的是：A、核裂变是一个中子轰击一个重核，使该重核裂变成两个较轻的核并释放出能量。
B、核裂变是两个轻核结合成一个较重的核并释放出能量。
C、核裂变的过程会减少原子核中的中子数。
D、核裂变是自然发生的现象，不需要外界因素的影响。
2、关于核聚变的描述，不正确的是：A、核聚变是两个轻核结合成一个较重的核并释放出大量能量。
B、核聚变过程中的温度通常需要达到数百万到数千万摄氏度。
C、核聚变是目前人类获取能量的主要方式。
D、核聚变反应产生的废物比核裂变反应产生的废物要少。
3、中国首“华龙一号”核电机组于2020年11月份并网发电，其核反应堆中的反应方程为235U + 1n → 144Ba + 89Kr + 31n，下列说法正确的是（）A. 反应是衰变反应B. 反应过程中铀的半衰期减小C. 反应过程中放出能量D. 反应是人工核转变4、关于核反应的类型及粒子的判断，下列说法正确的是（）A. 238U → 234Th + X，式中X为电子，属于β衰变B. 2H + 3H → 4He + Y，式中Y为中子，属于核裂变C. 14N + 4He → 17O + K，式中K为质子，属于人工核转变D. 235U + 1n → 143Xe + 90Sr + Z，式中Z为5个氮核，属于α衰变5、在核裂变过程中，重核吸收一个中子后分裂成两个较轻的原子核，同时释放出更多的中子。
关于这一过程，下列说法正确的是：A. 裂变反应释放的能量来源于原子核的质量亏损。
B. 所有重核都能发生自发裂变。
C. 在核裂变中，裂变产物的总质量大于反应前的总质量。
D. 核裂变产生的中子不能引发新的裂变反应。
6、关于核聚变与核裂变的区别，以下哪个描述是正确的？A. 核聚变通常发生在重元素中，而核裂变则发生在轻元素中。
B. 核聚变反应需要极高的温度和压力条件，而核裂变则相对容易实现。
【2020】最新高中物理第四章原子核第五节裂变和聚变分层训练粤教版选修3-5
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( )
A. U→ Th＋ He
B. U＋ n→ Ba＋ Kr＋3 n
C. P→ Si＋ e
D. Be＋ He→ C＋ n
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．
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)月球土壤里大量存在着一种叫作“氦3” 的化学元素，这是热核聚变的重要原料．科学家初步估计月球上至少有100万吨氦3，如果相关技术开发成功，将可为地球带来取之不尽的能源．关于“氦3” 与氘核的聚变，下列说法中正确的是()
【2020】最新高中物理第四章原子核第五节裂变和聚变分层训练粤教版选修3-5
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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：AD
8．典型的铀核裂变是生成钡和氪，并放出x个中子，即 U＋ n→ Ba＋ Kr＋x n，铀235的质量为m1，中子的质量为m2，钡144的质量为m3，氪89的质量为m4，真空中的光速度为c.下列说法正确的是()
高中物理 第4章 原子核 第5节 裂变和聚变学业分层测评 粤教版选修35
裂变和聚变(建议用时：45分钟)[学业达标]1．当一个重核裂变时，它能产生的两个核( )A．一定是稳定的B．含有的中子数较裂变前重核的中子数少C．裂变时释放的能量等于俘获中子时得到的能量D．可以是多种形式的两个核的组合E．含有的质子数与裂变前重核的质子数相等【解析】重核裂变为两个中等质量的核时平均要放出2个或3个中子，裂变释放的能量比俘获中子的能量大，C错误．质子数不变，中子数会减少，故B、E正确．重核裂变的产物是多种多样的，故A错误，D正确．【答案】BDE2．在下列四个方程中，X1、X2、X3、X4各代表某种粒子，判断正确的是( )①235 92U＋10n→9538Sr＋138 54Xe＋3X1②21H＋X2→32He＋10n③238 92U→234 90Th＋X3④2412Mg＋42He→2713Al＋X4A．X1是中子B．X2是质子C．X3是α粒子D．X4是氚核E．X4是质子【解析】根据电荷数和质量数守恒可得X1的电荷数为0，质量数为1，因此确定X1为中子，A对；根据电荷数和质量数守恒可得X2的电荷数为1，质量数为2，因此确定X2为氘核，B错；根据电荷数和质量数守恒可得X3的电荷数为2，质量数为4，因此确定X3为α粒子，C对；根据电荷数和质量数守恒可得X4的电荷数为1，质量数为1，因此确定X4为质子，D错E正确．【答案】ACE3．关于铀核裂变，下列说法正确的是( )A．铀核裂变的产物是多种多样的，但只能裂变成两种不同的核B．铀核裂变时还能同时释放2～3个中子C．为了使裂变的链式反应容易进行，最好用铀235而不用铀238D．铀块的体积对产生链式反应无影响E．要产生链式反应，应使铀块的体积达到或超过临界体积【解析】铀核受到中子的轰击，会引起裂变，放出2～3个中子，裂变的产物是各种各样的，具有极大的偶然性，只是裂变成两块的情况多，也有的分裂成多块，A错误，B正确．铀235受慢中子的轰击时，裂变的概率大，而铀238只有俘获能量在1 MeV以上的中子才能引起裂变，且裂变的几率小，C正确．而要引起链式反应，需使铀块体积超过临界体积，故D错误E正确．【答案】BCE4．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B．裂变过程质量亏损C．裂变过程和聚变过程都有质量增加D．聚变过程有质量亏损E．两种核反应都释放出巨大的能量【解析】重核裂变和轻核聚变都能释放巨大的能量，由爱因斯坦质能方程知两过程均会有质量亏损．【答案】BDE5．关于核聚变，以下说法正确的是( )A．与裂变相比轻核聚变辐射极少，更为安全、清洁B．世界上已经有利用核聚变能来发电的核电站C．要使轻核发生聚变，必须使它们的距离达到10－15 m以内，核力才能起作用D．地球聚变燃料的储量十分丰富，从海水中可以提炼出大量核聚变所需的氘核E．核聚变比核裂变更易控制【解析】与裂变相比，核聚变有下面的几个优势：(1)安全、清洁、辐射少；(2)核燃料储量多；(3)核废料易处理．但核聚变不易控制其发电还没有投入实际运行，所以B、E 项是不正确的．【答案】ACD6．一个原子核235 92U在中子的轰击下发生一种可能的裂变反应，其裂变方程为235 92U＋10n→X ＋9438Sr＋210n，则下列叙述正确的是( )A．X原子核中含有140个核子B．X原子核中含有86个中子C．因为裂变时释放能量，所以裂变后粒子的总质量数增加D．因为裂变时释放能量，所以裂变后粒子的总质量数减少E．因为裂变时释放能量，所以裂变过程一定有质量亏损【解析】由核反应方程的质量数守恒和电荷数守恒可知：X原子核中含有92－38＝54个质子，235＋1－94－2－54＝86个中子.86＋54＝140个核子；故A正确，B正确；据爱因斯坦的质能方程可知，质量亏损时释放能量不是质量变成了能量，而是亏损的质量以能量的形式释放，但质量数依然守恒，故C、D错误，E正确．【答案】ABE7．1个铀235核吸收1个中子发生核反应时，大约放出196 MeV的能量，则1 g纯铀235完全发生核反应放出的能量是多少？【导学号：78220058】【解析】 1 g纯铀235有1235×N A个铀235核．因此1 g纯铀235吸收中子完全发生核反应可以释放出N A235×196 MeV能量＝5.0×1023 MeV.【答案】 5.0×1023 MeV[能力提升]8．1938年哈恩用中子轰击铀核，发现产物中有原子核钡(Ba)、氪(Kr)、中子和一些γ射线．下列关于这个实验的说法中正确的是( )A．这个实验的核反应方程是235 92U＋10n→144 56Ba＋8936Kr＋310nB．这是一个核裂变过程，反应后粒子质量之和大于反应前粒子质量之和C．这个反应中释放出的能量可以用爱因斯坦的光电效应方程来计算D．实验中产生的γ射线，其穿透能力极强E．实验中产生的γ射线的频率很高【解析】根据质量数守恒、电荷数守恒，铀核裂变的核反应方程应为：235 92U＋10n→144 56Ba ＋8936Kr＋310n，选项A正确；铀核裂变过程中，产生γ射线，放出能量，发生质量亏损，释放的能量根据爱因斯坦的质能方程计算，选项B、C不正确；核反应中产生的γ射线频率很高，穿透能力极强，是能量极高的光子，选项D、E正确．【答案】ADE9．(2015·江苏高考)核电站利用原子核链式反应放出的巨大能量进行发电，235 92U是核电站常用的核燃料.235 92U受一个中子轰击后裂变成144 56Ba和8936Kr两部分，并产生________个中子．要使链式反应发生，裂变物质的体积要________(选填“大于”或“小于”)它的临界体积．【解析】核反应方程遵守质量数守恒和电荷数守恒，且该核反应方程为：235 92U＋10n―→144 56 Ba＋8936Kr＋310n，即产生3个中子．临界体积是发生链式反应的最小体积，要使链式反应发生，裂变物质的体积要大于它的临界体积．【答案】 3 大于10．已知235 92U(质量为235.043 9 u)裂变后生成141 56Ba(质量为140.913 9 u)和9236Kr(质量为91.897 3 u)，同时放出3个中子(每个中子质量为1.008 7 u)，则1 kg铀全部裂变所放出的能量相当于多少千克优质煤完全燃烧时放出的能量？(1 kg优质煤完全燃烧时产生3.36×107 J的热量)【导学号：78220059】【解析】 核反应方程为235 92U ＋10n→141 56Ba ＋9236Kr ＋310n质量亏损为Δm ＝(m U ＋m n )－(m Ba ＋m Kr ＋3m n )＝(235.043 9＋1.008 7)u －(140.913 9＋91.897 3＋3×1.008 7)u＝0.215 3 u.释放的核能为ΔE ＝Δmc 2＝0.215 3×931.5 MeV≈200 MeV， 已知235 g 铀有6.02×1023个铀核，那么1 kg 铀内大约有10.235×6.02×1023＝2.56×1024个铀核，由此可知1 kg 铀全部裂变放出的能量为ΔE ＝2.56×1024×200 MeV＝5.12×1026MeV ＝5.12×1032eV ＝8.2×1013J ，则相当于优质煤的质量为M ＝8.2×10133.36×107 kg ＝2.44×106 kg.【答案】 2.44×106kg11．已知氘核质量为2.013 6 u ，中子质量为1.008 7 u ，32He 核的质量为3.015 0 u ．两个速率相等的氘核对心碰撞聚变成32He 并放出一个中子，释放的核能全部转化为机械能．(质量亏损为1 u 时，释放的能量为931.5 MeV.除了计算质量亏损外，32He 的质量可以认为是中子的3倍)(1)写出该核反应的反应方程式． (2)该核反应释放的核能是多少？(3)若测得反应后生成中子的动能是3.12 MeV ，则反应前每个氘核的动能是多少MeV?【导学号：78220060】【解析】 (1)核反应方程为：21H ＋21H→32He ＋10n(2)质量亏损为：Δm ＝2.013 6×2 u－(3.015 0 u ＋1.008 7 u)＝0.003 5 u ，释放的核能为：ΔE ＝Δmc 2＝0.003 5×931.5 MeV＝3.26 MeV(3)设中子和32He 核的质量分别为m 1、m 2，速度分别为v 1、v 2.反应前每个氘核的动能是E 0，反应后中子和32He 核动能分别为E 1、E 2，根据动量守恒定律，得m 1v 1－m 2v 2＝0，E 1E 2＝p 22m 1∶p 22m 2＝m 2m 1＝3，E 2＝E 13＝1.04 MeV 由能量的转化和守恒定律，得E 1＋E 2＝2E 0＋ΔE ，E 0＝0.45 MeV.【答案】 (1)21H ＋21H→32He ＋10n (2)3.26 MeV (3)0.45 MeV。
《4. 核裂变 核聚变》(同步训练)高中物理选择性必修第三册_教科版_2024-2025学年
《4. 核裂变核聚变》同步训练(答案在后面)一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）1、题目：下列关于原子核的衰变中，哪个说法是正确的？A、α衰变会释放出高速的α粒子；B、β衰变会释放出γ射线；C、核裂变是指原子核在吸收中子后分裂为两个较轻的核，同时释放出能量；D、核聚变是指两个轻核结合成一个重核的过程，通常发生在恒星表面。
2、题目：以下哪种现象属于核裂变的典型例子？A、放射性物质自发地放出α粒子；B、超新星爆炸；C、铀235吸收一个中子后分裂为两个较轻的核并释放出几个中子和能量；D、氢同位素在高温高压下结合成氦核。
3、下列关于核裂变的说法中，正确的是（）A、核裂变是指重核分裂成两个或两个以上的中等质量的原子核的过程B、核裂变反应中会释放出大量的能量，但不会产生中子C、核裂变反应只能发生在重核之间D、核裂变反应产生的中子可以用来引发更多的核裂变反应4、下列关于核聚变的说法中，不正确的是（）A、核聚变是指两个轻核结合成一个较重的原子核的过程B、核聚变反应的条件下需要极高的温度和压力C、核聚变反应过程中会释放出比核裂变更多的能量D、目前人类已经能够稳定地控制核聚变反应5、下列关于核裂变和核聚变的描述，正确的是（）。
A、核裂变是一种原子核分裂成两个较小的原子核的过程，释放出大量能量；核聚变是较轻的原子核结合成较重的原子核的过程，也释放大量能量。
B、核裂变多发生在自然界中较轻的元素上，而核聚变多发生在自然界中较重的元素上。
C、核裂变产生的能量远小于核聚变产生的能量。
D、世界上所有核电站都利用核聚变反应产生电力。
6、如果要产生数量级为10^20个中子的核裂变反应，至少需要撞击多少个铀235原子核？已知铀235的裂变反应中，每次撞击可以引发一次裂变，而每次裂变可以产生大约2.5个中子。
A、4×10^19个B、4×10^18个C、4×10^17个D、4×10^16个7、在下列关于核裂变和核聚变的说法中，正确的是：A. 核裂变是一种需要大量能量的反应，核聚变生成的能量远小于核裂变。
《4. 核裂变 核聚变》(同步训练)高中物理选择性必修第三册_教科版_2024-2025学年
《4. 核裂变核聚变》同步训练(答案在后面)一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）1、下列关于核裂变和核聚变的描述，正确的是（）。
A. 核裂变是轻核结合成重核的过程，而核聚变是重核裂变成轻核的过程。
B. 核裂变产生的核子数目少于核聚变产生的核子数目。
C. 核裂变主要发生于轻元素如氢和氦，核聚变主要发生于重元素如铀和钚。
D. 核裂变和核聚变都是释放大量能量的过程。
2、在以下反应中，哪个过程属于核裂变反应（）。
A.(2H+3He→4He+n)B.(235U+n→90Sr+135Te+10n)C.(14N+a→17O+n)3、题干：下列关于核裂变的说法正确的是：A、核裂变是一种可控的核反应过程，广泛应用于核电站。
B、核裂变过程中，原子核会吸收中子，质量增加。
C、核裂变过程中，释放出的能量是由于原子核的结合能增加。
D、核裂变反应的速率可以通过增加中子数量来控制。
4、题干：关于核聚变的特点，以下说法正确的是：A、核聚变是在极高温度和压力下，两个轻核结合成较重的核。
B、核聚变反应过程中，反应物的质量转化为能量。
C、核聚变反应的速率可以通过降低温度来控制。
D、核聚变反应目前主要应用于核电站发电。
5、题干：在核裂变过程中，以下哪个说法是正确的？A. 裂变产生的中子都是自由中子B. 裂变的初始中子必须来自� glogi核C. 裂变反应后，裂变核的质量小于裂变前核的质量D. 裂变反应释放的能量全部以热能形式释放6、题干：关于核聚变，以下哪种说法是错误的？A. 核聚变是轻核结合成较重的核的过程B. 核聚变产生的能量比核裂变大得多C. 核聚变反应只能在极高的温度和压力下进行D. 核聚变产生的核废料比核裂变少7、在核裂变过程中，下列说法正确的是（）A、裂变核释放的能量来自于核子结合能的减小B、裂变后产生的中子会导致链式反应，但中子不参与能量的释放C、核裂变过程中，质量亏损全部转化为能量D、核裂变过程中，裂变产物的质量总是大于原来的重核质量二、多项选择题（本大题有3小题，每小题6分，共18分）1、下列关于核裂变的说法中，正确的是：A. 核裂变是一种重核吸收一个中子后分裂成两个或几个较轻原子核的过程。
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高中物理-裂变和聚变分层练习
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．太阳辐射能量主要来自太阳内部的( )
A．裂变反应B．热核反应
C．化学反应D．放射性衰变
解析：太阳的能量来自于内部的核聚变，产生很高的能量，又称为热核反应，故B正确．答案：B
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( )
A.238 92U→234 90Th＋42He
B.235 92U＋10n→144 56Ba＋8936Kr＋310n
C.3015P→3014Si＋01e
D.94Be＋42He→12 6C＋10n
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．下列说法正确的是( )
A.15 7N＋11H→12 6C＋42He是α衰变方程
B.11H＋21H→32He＋γ是核聚变反应方程
C.238 92U→234 90Th＋42He是核裂变反应方程
D.42He ＋2713Al →3015P ＋1
0n 是核聚变反应方程
解析：α衰变是自发地进行的，不需其它粒子轰击，A 错误；B 中的反应为轻核聚变反应方程，B 正确；C 中是α衰变方程，C 错误；D 中的反应方程为原子核人工转变方程，D 错误．
答案：B
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 ＋10n →9038Sr ＋136 54Xe ＋k 10n
(2)21H ＋31H →42He ＋d 10n
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)月球土壤里大量存在着一种叫作“氦3”()32He 的化学元素，这是热核聚变的重要原料．科学家初步估计月球上至少有100万吨氦3，如果相关技术开发成功，将可为地球带来取之不尽的能源．关于“氦3”()3
2He 与氘核的聚变，下列说法中正确的是( ) A ．核反应方程为32He ＋21H →42He ＋1
1H
B ．核反应生成物的质量将大于反应物质量
C ．氦3()32He 一个核子的结合能大于氦4()42He 一个核子的结合能
D ．氦3()3
2He 的原子核与一个氘核发生聚变将放出能量 解析：32He 和21H 的核聚变的方程为32He ＋21H →42He ＋1
1H ，同时释放大量的能量，故A 正确；由于核反应的过程中释放大量的能量，根据爱因斯坦质能方程ΔE ＝Δmc 2，可知生成物的质量小于反应物的质量，故B 错误；质量中等的核的平均结合能最大，故使重核裂变为两个质量中等的核或使轻核聚变，都可使核更为稳定并放出能量，故一个生成物核子的结合能大于一个反应物的核子的结合能，故C 错误；由于质量中等的核的平均结合能最大，故使重核裂变为两个质量中等的核或使轻核聚变，都可使核更为稳定并放出能量，故D 正确．
答案：AD
8．典型的铀核裂变是生成钡和氪，并放出x 个中子，即235 92U ＋10n →144 56Ba ＋8936Kr ＋x 10n ，铀235的质量为m 1，中子的质量为m 2，钡144的质量为m 3，氪89的质量为m 4，真空中的光速
度为c .下列说法正确的是( )
A ．该核反应类型属于人工转变
B ．该反应放出能量为(m 1－xm 2－m 3－m 4)c 2
C ．x 的值是3
D ．该核反应比聚变反应对环境的污染小
解析：该核反应是核裂变，可以自发进行，不是人工控制的，故A 错误；根据质量数守恒得：235＋1＝144＋89＋x ，解得x ＝3，故C 正确；根据爱因斯坦质能方程：ΔE ＝Δmc 2＝(m 1－m 3－m 4－2m 2)c 2，故B 错误；该核反应比聚变反应对环境的污染大，故D 错误．
答案：C
9．一个原来静止的锂核(63Li)俘获一个速度为7.7×104 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1.0×103 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 ＝2.014 102 u ，氚核质量为m T ＝3.016 050 u ，氦核质量m He ＝4.002 603 u ，中子质量m n ＝1.008 665 u ，1 u ＝1.660 6×10
－27 kg)．
解析：(1)63Li ＋10n →31H ＋42He.
(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 ＝1×7.7×104＋3×1.0×1034
m/s ＝ 2×104 m/s.
(3)质量亏损为
Δm ＝m D ＋m T －m He －m n ＝(2.014 102＋3.016 050－4.002 603－1.008 665) u ＝0.018 884 u≈3.136×10－29 kg
根据爱因斯坦质能方程
ΔE ＝Δmc 2＝3.136×10
－29×(3×108)2 J ≈2.82×10－12 J. 答案：(1)63Li ＋10n →31H ＋42He (2)2×104 m/s
(3)2.82×10－12 J。