第5章 第4节 第5节 核裂变与核聚变 “基本”粒子 （Word练习）-【状元桥·优质课堂】2021-2022学年新教材高中物理选择性必修第三册（人教版2019）

(建议用时：40分钟) [基础训练] 题组一　重核聚变与链式反应 1．铀核裂变时，对于产生链式反应的重要因素，下列说法正确的是(　　) 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 答案　C 解析　要发生链式反应必须使铀块体积(或质量)大于临界体积或临界质量，选项A、D错误，C正确；铀235捕获慢中子发生核裂变，铀核不能捕获到快中子，发生不了核裂变，选项B错误． 2．1938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正确的是(　　) A．这个实验的核反应方程是U＋n―→Ba＋Kr＋n B．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．这个反应中释放出来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射线穿透能力极强 答案　D 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U＋n―→Ba＋Kr＋3n，选项A错误；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错误；核反应中产生的γ射线，穿透能力极强，是能量极高的光子，选项D正确． 3．(多选)当一个铀核裂变时，它所产生的两个核(　　) A．含有的总质子数比裂变前铀核的质子数少 B．含有的总中子数比裂变前铀核的中子数少 C．比结合能比裂变前铀核的比结合能小 D．可能是多种形式的两个核的组合 答案　BD 解析　铀核裂变反应中，铀核吸收一个中子而释放出几个中子，与铀核相比，两个新核的总质子数没有发生变化，而总中子数减少，选项A错误，B正确；裂变发生质量亏损，释放能量，产物的比结合能更大，在铀核裂变反应中，产物并不是唯一的，选项C错误，D正确． 4．铀核可以发生衰变和裂变，铀核的(　　) A．衰变和裂变都能自发发生 B．衰变和裂变都不能自发发生 C．衰变能自发发生而裂变不能自发发生 D．衰变不能自发发生而裂变能自发发生 答案　C 解析　放射性原子核可以自发放射出粒子及能量后变得较为稳定，衰变能自发发生；而裂变是一些质量非常大的原子核分裂成两个或更多个质量中等的原子核，不能自发发生，选项C正确． 题组二　反应堆与核电站 5．核反应堆是实现可控制的重核裂变链式反应的一种装置，它的主要组成部分是(　　) A．燃料、慢化剂、冷却系统和控制调节系统 B．燃料、慢化剂、发热系统和传热系统 C．燃料、调速剂、碰撞系统和热系统 D．燃料、中子源、原子能聚存和输送系统 答案　A 解析　核反应堆的主要部分包括①燃料，即浓缩铀235；②慢化剂，采用石墨、重水或普通水；③控制调节系统，用控制棒控制链式反应的速度；④冷却系统，水或液态金属钠等流体在反应堆内外循环流动，把反应堆的热量传输出去，用于发电，选项A正确，B、C、D错误． 6．目前核电站获取核能的基本核反应方程可能是(　　) A．U―→Th＋He B．U＋n―→Sr＋Xe＋10n C．Na―→Mg＋e D．N＋He―→O＋H 答案　B 解析　现在的核电站用的是裂变反应获取能量，A是α衰变，错误；B是铀核裂变反应，正确；C是β衰变，错误；D是发现质子的反应，错误． 题组三　对核聚变的理解 7．(多选)我国最新一代核聚变装置“EAST”在安徽合肥首次放电，显示了“EAST”装置具有良好的整体性能，使等离子体约束时间达1 000 s，温度超过1亿摄氏度，这标志着我国磁约束核聚变研究进入国际先进水平．合肥也成为世界上第一个建成此类全超导非圆截面核聚变实验装置并能实际运行的地方．核聚变的主要原料是氘，在海水中含量极其丰富．已知氘核的质量为m1，中子的质量为m2，He的质量为m3，质子的质量为m4，则下列说法正确的是(　　) A．两个氘核聚变成一个He所产生的另一个粒子是质子 B．两个氘核聚变成一个He所产生的另一个粒子是中子 C．两个氘核聚变成一个He所释放的核能为(2m1－m3－m4)c2 D．两个氘核聚变成一个He所释放的核能为(2m1－m3－m2)c2 答案　BD 解析　由核反应方程2H―→He＋X知X应为中子，释放的核能应为ΔE＝(2m1－m3－m2)c2，选项A、C错误，B、D正确． 8．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2.013 6 u，He的质量为3.015 0 u，n的质量为1.008 7 u,1 u＝931.5 MeV/c2.氘核聚变反应中释放的核能约为(　　) A．3.7 MeV B．3.3 MeV C．2.7 MeV D．0.93