(练习)30 课时分层训练(十九) 核裂变与核聚变 “基本”粒子-【提分教练】2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第三册(人教版2019)

课时分层训练(十九)　核裂变与核聚变　“基本”粒子 知识点1　核裂变和链式反应 1．关于重核裂变，下列说法正确的是(　　) A. 核裂变时释放的能量等于它俘获中子时得到的能量 B. 重核裂变时释放出大量的能量，产生明显的质量亏损，所以核子数减少 C. 铀核自发放出α粒子、β粒子时要释放能量，核电站利用的就是这一能量 D. 重核的比结合能小于中等质量核的比结合能，所以重核裂变成中等质量核时，要放出核能，有质量亏损 D　【解析】比结合能是核子结合成原子核时每个核子平均放出的能量，或原子核分解成新核子时每个核子平均吸收的能量。重核的比结合能小于中等质量核的比结合能，即将重核分解成核子时每个核子平均吸收的能量小些，可见由重核裂变成两个中等质量的核要放出能量，选项D正确；核裂变放出的能量是原子核的核能，而不是中子具有的能量，选项A错误；裂变过程遵守质量数、电荷数守恒，选项B错误；衰变是自发进行的现象，铀核衰变后的新核仍是重核，而核电站利用的是核裂变产生的核能，选项C错误。 2．裂变反应中释放出的能量来自(　　) A. 核子消失转化为能量 B. 原子中电子与原子核的电势能减小 C. 入射的中子消失转化为能量 D. 原子核的比结合能变大，释放出能量 D　【解析】发生裂变反应过程中，核子数保持守恒，中子未消失，故A、C错误；能量来自原子核内部，由于重核在分裂为中等质量的原子核时，比结合能增加而释放出能量，故B错误，D正确。 知识点2　核电站 3．(多选)下列关于核电站的说法正确的是(　　) A. 核电站直接将核能转换为电能 B. 反应堆中减速剂是控制核反应速度的 C. 核反应的快慢是由控制棒来控制的 D. 目前我国核电站所用的核燃料为浓缩铀 CD　【解析】核电站通过核反应堆将核能转化为内能，再利用内能使水变成水蒸气，利用高温高压的蒸汽推动汽轮发电机发电。反应堆中的控制棒是控制反应速度的，减速剂的作用是使快中子变为慢中子。目前我国核电站使用的核燃料是浓缩铀。故正确答案为C、D。 4．(多选)如图所示是核反应堆的示意图，对于核反应堆的认识，下列说法正确的是(　　) A. 铀棒是核燃料，核心物质是铀235 B. 石墨起到吸收中子的作用 C. 镉棒起到使中子减速的作用 D. 水泥防护层的作用是阻隔射线，避免放射性危害 AD　【解析】核反应堆采用的核燃料为铀235，A正确；石墨的作用是使中子减速，B错误；镉棒的作用是吸收中子，C错误；水泥防护层的作用是阻隔射线，避免放射性危害，D正确。 知识点3　核聚变及聚变时核能的计算 5．中国核工业集团新一代可控核聚变研究装置“中国环流器二号M”，取得了聚变温度1.5亿摄氏度、等离子体电流2.5兆安培的重要进展，在这个全球竞争的聚变科学项目中，一直保持着领先。关于核聚变反应，下列说法正确的是(　　) A. 核聚变反应原理简单，比裂变反应容易实现 B. 两个轻核结合成质量较大的核，核子的比结合能增加 C. 太阳目前正在进行的核反应既有聚变反应，也有裂变反应 D. 核聚变反应的核反应方程可能是H＋H―→He＋2n B　【解析】核聚变反应原理简单，但需要极高的温度，所以比裂变反应更难实现，故A错误；两个轻核结合成质量较大的核的过程要释放能量，核子的平均质量减小，所以核子的比结合能增加，故B正确；太阳目前正在进行的核反应是聚变反应，故C错误；D选项中的核反应方程质量数不守恒，故D错误。 6．(多选)据新华社报道，由我国自行设计和研制的世界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”的核反应方程是 H＋H―→He＋n B. “人造太阳”的核反应方程是 U＋n―→Ba＋Kr＋3n C. “人造太阳”的核能的计算式是E＝mc2 D. “人造太阳”释放能量的计算式是ΔE＝Δmc2 AD　【解析】“人造太阳”是利用核聚变反应制造的，其核反应方程是 H＋H―→He＋n，故A正确；B中的核反应方程是重核的裂变，故B错误；根据爱因斯坦质能方程可知，“人造太阳”释放能量的计算式是ΔE＝Δmc2，故D正确，C错误。 知识点3　“基本”粒子 7．(多选)已知π＋介子和π－介子都是由一个夸克(夸克u或夸克d)和一个反夸克(反夸克 或反夸克 )组成的，它们所带电荷量如表所示，表中e为元电荷。 粒子 π＋ π－ u d 所带电荷量 ＋e －e ＋ － － ＋ 下列说法正确的是(　　) A. π＋由u和 组成 B. π＋由d和 组成 C. π－由u和 组成 D. π－由d和 组成 AD　【解析】因 π＋介子带有＋e的电荷量，且是由一个夸克和一个反夸克组成的，夸克u带＋e的电荷量，反夸克 带＋e的电荷量，那么 π＋介子就是