广西壮族自治区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

广西壮族自治区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） (2018高二下·黄冈期末) 下列说法正确的是（）
A . 康普顿效应揭示了光的粒子性，表明光子除了具有能量之外还具有动量
B . 放射性元素的半衰期与外界温度有关
C . 结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定
D . 太阳的巨大能量是核裂变产生的
2. （2分）链式反应中，重核聚变时放出的可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
3. （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
4. （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
5. （2分） (2017高二下·黑龙江期末) 原子核聚变可望给人类未来提供丰富的洁净能源．当氘等离子体被加热到适当高温时，氘核参与的几种聚变反应可能发生，放出能量．这几种反应总的效果可以表示为 6 H→k He+d H+2 n+43.15MeV由平衡条件可知（）
A . k=1，d=4
B . k=2，d=2
C . k=1，d=6
D . k=2，d=3
6. （2分） (2019高二下·泰州期末) 下列四幅图涉及不同的物理知识，其中说法正确的是（）
A . 甲图中，比结合能越大，核就越稳定，比结合能是原子核稳定程度的量度
B . 乙图中，电子绕原子运行的轨道半径是任意的
C . 丙图中，原来有100个氡222经过一个半衰期的时间，一定还剩余 50个
D . 丁图中，链式反应属于重核的裂变，在核裂变过程中减少的质量转化成了能量
7. （2分） (2017高三上·嘉兴期末) 有关下列四幅图的说法正确的是（）
A . 甲图中，球m1以速度v碰撞静止球m2 ，若两球质量相等，碰后m2的速度一定为v
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
8. （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
9. （2分） (2017高二下·巨鹿期中) 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 . 聚变反应比裂变反应每个核子释放的平均能量一定大
C . 聚变反应中粒子的平均结合能变小
D . 聚变反应中由于形成质量较大的核，故反应后质量增加
10. （2分）下列说法正确的是（）
A . 关于原子核内部信息，最早来自人工放射性现象
B . 结合能越大的原子核越稳定
C . 目前核电站中主要利用的是轻核聚变产生的核能来发电
D . 在核反应堆中常用的“慢化剂”有石墨、重水和普通水
11. （2分）太阳内部持续不断地发生着4个质子（ H）聚变为1个氦核（ He）的热核反应，核反应方程是4 H→ He+2X．已知质子、氦核、X的质量分别为m1、m2、m3 ，真空中的光速为c．下列说法中正确的是（）
A . 方程中的X表示中子
B . 方程中的X表示电子
C . 这个核反应中的质量亏损△m=4m1﹣m2
D . 这个核反应中释放的核能△E=（4m1﹣m2﹣2m3）c2
12. （2分）铀核裂变时，对于产生链式反应的重要因素，下列说法中正确的是（）
A . 铀块的质量是重要因素，与体积无关
B . 为了使铀235裂变的链式反应容易发生，最好直接利用裂变时产生的快中子
C . 若铀235的体积超过它的临界体积，裂变的链式反应就能够发生
D . 裂变能否发生链式反应与铀块的质量无关
13. （2分） (2019高二下·淄川月考) 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
14. （2分）在下列四个核反应方程中，符号“X”表示中子的是（）
A . A+ n→ Mg+X
B . Na→ Mg+X
C . Be+ He→ C+X
D . U→ Np+X
15. （2分）下列有关原子核和质能方程的说法，正确的是（）
A . 原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量
B . 爱因斯坦质能方程表明，在一定条件下质量可以转化为能量
C . 放射性元素发生β衰变时放出的是核外电子
D . 两个质子之间，不论距离如何，核力总是大于库仑力
二、填空题 (共5题；共15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. （5分）产生聚变的条件是________，我们往往采用________的方法来满足上述条件，这种反应叫做________，太阳每秒钟辐射出来的能量约为3．8×1026J，就是从________反应中产生的，太阳内部时刻进行着4个质子结合成一个氦核的反应，试写出核反应方程________。

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. （2分）研究发现，在核辐射形成的污染中影响最大的是铯137（ Cs），可广泛散布到几百公里之外，且半衰期大约是30年左右．请写出铯137发生β衰变的核反应方程（新核可用X表示）：________．如果在该反应过程中释放的核能为E，光速为c，则其质量亏损为________．
三、解答题 (共5题；共34分)
21. （9分）（选修模块3﹣5）
（1）原子核的比结合能与核子数的关系如图所示．核子组合成原子核时．
A . 小质量数的原子核质量亏损最大
B . 中等质量数的原子核质量亏损最大
C . 大质量数的原子核质量亏损最大
D . 不同质量数的原子核质量亏损相同
（2）在核反应堆中用石墨做慢化剂使中子减速，中子以一定速度与静止碳核发生正碰，碰后中子反向弹回，则碰后碳核的运动方向与此时中子运动的方向________（选填“相反”或“相同”），碳核的动量________（选填“大于”、“等于”或“小于”）碰后中子的动量．
（3）氢原子的能级如图所示．原子从能级n=3向n=1跃迁所放出的光子，正好使某种金属材料产生光电效应．有一群处于n=4能级的氢原子向较低能级跃迁时所发出的光照射该金属．求该金属的截止频率和产生光电子最大初动能的最大值．普朗克常量h=6.63×10﹣34J•s，结果保留两位有效数字．
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. （10分） a．有一功率为500W的红外线电热器，如果它辐射的红外线的频率为3.0×1014Hz，求：每秒发出的光子数（结果保留两位有效数字）
b．用中子轰击 U，其中一个可能的反应是分裂成钡 Ba和氪 Kr两部分，放出3个中子，已知 U、 Ba、 Kr和中子的质量分别为mu=235.0439u、mBa=140.9139u、mKr=91.8973u和mn=1.0087u，1u相当于931.5MeV （1）
写出铀核裂变反应方程；
（2）
计算一个铀 U裂变时释放的能量（结果保留两位有效数字）
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15分) 16-1、
17-1、
18-1、
19-1、
20-1、
三、解答题 (共5题；共34分) 21-1、
21-2、
21-3、
22-1、
23-1、
23-2、
24-1、
25-1、
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