第5.4节 核裂变与核聚变（分层练习）-【上好课】2024-2025学年高二物理同步精品课堂（人教版2019选择性必修第三册）

第5.4课 核裂变与核聚变 ID： 一、单选题 1．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 【详解】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． 2．下列说法中正确的是________ A．一个质子和一个中子结合成氘核，一定会释放出能量 B．汤姆生发现电子，揭示了原子核内部有复杂结构 C．根据玻尔理论，电子没有确定轨道，只存在电子云 D．氢原子可以吸收小于使氢原子电离能量的任意能量的光子，因而轨道半径可以连续增大 【答案】A 【详解】A．一个质子和一个中子结合成氘核，这一反应的质量亏损，一定会释放出能量，故A正确； B．汤姆生发现电子，知道原子还可以再分，提出了原子的“枣糕式”模型，故B错误； C．电子没有确定轨道，也不存在电子云；电子云是对电子轨道出现的几率的描述，故C错误； D．根据玻尔理论可知，原子从一个能量状态向另一个能量状态跃迁时要吸收或放出一定频率的光子，光子的能量等于两个状态的能级差，不是任意值，故D错误； 故选A． 3．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 【答案】B 【详解】A．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； B．两个轻核结合成质量较大的核的过程中要释放能量，核子的平均质量减小，所以核子的比结合能增加，故B正确； C．太阳目前正在进行的核反应是聚变反应，故C错误； D．核聚变反应的核反应方程是 故D错误。 故选B。 4．下列说法正确的是（ ） A．太阳内部发生的核反应是重核裂变 B．光电效应说明光具有粒子性、康普顿效应说明光具有波动性 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，由于电子的动能减少，所以原子总能量减少 D．碳14的半衰期为5730年，若测得一古生物遗骸中碳14含量只有活体中的1/8，则此遗骸距今约有17190年 【答案】D 【详解】A．太阳内部发生的核反应是轻核聚变，A错误； B．光电效应与康普顿效应都说明光具有粒子性，光的干涉与衍射才说明光具有波动性，B错误； 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需要吸收一定的能量，所以原子总能量增加，C错误； D．测得一古生物遗骸中的含量只有活体中的，知经过了3个半衰期，则此遗骸距今约有5730×3=17190年，D正确。 故选D。 5．下列说法中正确的是（　　） A．在衰变方程Pu→X＋He＋γ中，X原子核的质量数是234 B．核泄漏事故污染物137Cs能够产生对人体有害的辐射，其核反应方程为Cs→Ba＋X，可以判断X为正电子 C．放射性物质131I的衰变方程为I→Xe＋X，X为中子 D．某人工转变的核反应方程为He＋Al→O＋X，其中X为中子 【答案】D 【详解】A．根据质量数守恒可得，X原子核的质量数A＝239－4＝235，A错误； B．根据质量数守恒和电荷数守恒知，Cs→Ba＋X中的X为电子，B错误； C．I→Xe＋X中，根据衰变过程中质量数和电荷数守恒可知，X为β粒子，C错误； D．人工转变的核反应方程为He＋Al→O＋X，由质量数和电荷数守恒可知，X为中子，D正确； 故选D。 二、多选题 6．关于下列四幅图的说法，正确的是（　　） A．甲图为核反应堆示意图，它是利用了铀核聚变反应释放能量的 B．乙图为粒子散射实验示意图，卢瑟福据此实验估算出原子核半径的数量级 C．丙图为放射源放出的三种射线在磁场中的运动轨迹，射线2的穿透本领最强，射线3为射线 D．丁图中太阳光谱中的暗线是当阳光透过太阳的高层大气射向地球时，太阳高层大气中含有的元素吸收自身特征谱线的光而形成的 【答案】BCD 【详解】A．甲图为核反应堆示意图，它是利用了铀核裂变反应释放能量的。故A错误； B．乙图为粒子散射实验示意图，卢瑟福据此实验估算出原子核半径的数量级。故B正确； C．丙图为放射源放出的三种射线在磁场中的运动轨迹，射线2为穿透本领最强，射线3为射线。故C正确； D．丁图中太阳光谱中的暗线是当阳光透过太阳的高层大气射向地球时，太阳高层大气中含有的元素吸收自身特征谱线的光而形成的。故D正确。 故选BCD。 7．下列说法正确的是（　　）    A．图甲是某黑体在不同温度下的辐射强度与波长的关系，温度 B．图乙是康普顿效应的示意图，该光子与电子碰撞后其波长将变大 C．图丙中射线c由电子组成，说明原子核内有电子 D．图丁所示的链式反应属于轻核的聚变 【答案】AB 【详解】A．图甲是某黑体在不同温度下的辐射强度与波长的关系，随着温度的升高，一方面，各种波长的辐射强度都有增加，另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故温度，A正确； B．图乙是康普顿效应的示意图，该光子与电子碰撞后其波长将变大，B正确； C．图丙中射线c由电子组成，不能说明原子核内有电子，衰变的实质是核内一个中子转化成了一个质子和一个电子，C错误； D．图丁所示的链式反应属于重核的裂变，D错误。 故选AB。 8．氘核和氚核的核反应方程为+→e+，已知的比结合能是2.78MeV，的比结合能是1.09MeV，的比结合能是7.03MeV，下列说法中正确的是 A．氦原子核由两个质子和两个中子组成，其中两个质子之间三种作用力从大到小的排列顺序为：核力、库仑力、万有引力 B．聚变反应后生成的氦核的结合能为14.06MeV C．该核反应过程释放出的能量为17.6MeV D．原子核的比结合能大小可反映原子核的稳定程度，该值随质量数的增加而增大 【答案】AC 【详解】A．根据原子核的组成理论，氦原子核由两个质子和两个中子组成，其中两个质子之间三种作用力从大到小的排列顺序为：核力、库仑力、万有引力。故A正确。 B．聚变反应后生成的氦核的结合能为4×7.03MeV =28.12MeV，选项B错误； C．氘核的比结合能为E1，氚核的比结合能为E2，氦核的比结合能为E3，根据比结合能等于结合能与核子数的比值，则有该核反应中释放的核能 △E=4E3-2E1-3E2=4×7.03-2×1.09-3×2.78=17.6MeV． 选项C正确； D．比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢靠，原子核越稳定，比结合能并非随着质量数的最大而增大，故D错误； 故选AC. 三、解答题 9．受中子轰击发生裂变，产生和，同时释放的能量。现要建设的核电站，用铀235作为核燃料，假设核裂变释放的能量被用来发电，则该核电站每天需要纯铀235的质量是多大？（阿伏伽德罗常量取） 【答案】2.63kg 【详解】由题可得，每天应发电的电能为 则每天核裂变释放的总能量为 要释放这么多能量，需要裂变的铀原子数目为 个 则该核电站每天需要纯铀235的质量为 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第5.4课 核裂变与核聚变 ID： 一、单选题 1．在下列叙述中，不正确的是 (     ) A．光电效应现象说明光具有粒子性 B．重核裂变和轻核聚变都会产生质量亏损 C．根据玻尔理论，氢原子从高能态跃迁到低能态时，原子向外释放光子，原子电势能和核外电子的动能均匀减小 D．电子和其他微观粒子，都具有波粒二象性 2．下列说法中正确的是________ A．一个质子和一个中子结合成氘核，一定会释放出能量 B．汤姆生发现电子，揭示了原子核内部有复杂结构 C．根据玻尔理论，电子没有确定轨道，只存在电子云 D．氢原子可以吸收小于使氢原子电离能量的任意能量的光子，因而轨道半径可以连续增大 3．中国核工业集团新一代可控核聚变研究装置“中国环流器二号M”，取得了聚变温度1.5亿摄氏度、等离子体电流2.5兆安培的重要进展，在这个全球竞争的聚变科学项目中，一直保持着领先。关于核聚变反应，下列说法正确的是（　　） A．核聚变反应原理简单，比裂变反应容易实现 B．两个轻核结合成质量较大的核，核子的比结合能增加 C．太阳目前正在进行的核反应既有聚变反应，也有裂变反应 D．核聚变反应的核反应方程可能是 4．下列说法正确的是（ ） A．太阳内部发生的核反应是重核裂变 B．光电效应说明光具有粒子性、康普顿效应说明光具有波动性 C．氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，由于电子的动能减少，所以原子总能量减少 D．碳14的半衰期为5730年，若测得一古生物遗骸中碳14含量只有活体中的1/8，则此遗骸距今约有17190年 5．下列说法中正确的是（　　） A．在衰变方程Pu→X＋He＋γ中，X原子核的质量数是234 B．核泄漏事故污染物137Cs能够产生对人体有害的辐射，其核反应方程为Cs→Ba＋X，可以判断X为正电子 C．放射性物质131I的衰变方程为I→Xe＋X，X为中子 D．某人工转变的核反应方程为He＋Al→O＋X，其中X为中子 二、多选题 6．关于下列四幅图的说法，正确的是（　　） A．甲图为核反应堆示意图，它是利用了铀核聚变反应释放能量的 B．乙图为粒子散射实验示意图，卢瑟福据此实验估算出原子核半径的数量级 C．丙图为放射源放出的三种射线在磁场中的运动轨迹，射线2的穿透本领最强，射线3为射线 D．丁图中太阳光谱中的暗线是当阳光透过太阳的高层大气射向地球时，太阳高层大气中含有的元素吸收自身特征谱线的光而形成的 7．下列说法正确的是（　　）    A．图甲是某黑体在不同温度下的辐射强度与波长的关系，温度 B．图乙是康普顿效应的示意图，该光子与电子碰撞后其波长将变大 C．图丙中射线c由电子组成，说明原子核内有电子 D．图丁所示的链式反应属于轻核的聚变 8．氘核和氚核的核反应方程为+→e+，已知的比结合能是2.78MeV，的比结合能是1.09MeV，的比结合能是7.03MeV，下列说法中正确的是 A．氦原子核由两个质子和两个中子组成，其中两个质子之间三种作用力从大到小的排列顺序为：核力、库仑力、万有引力 B．聚变反应后生成的氦核的结合能为14.06MeV C．该核反应过程释放出的能量为17.6MeV D．原子核的比结合能大小可反映原子核的稳定程度，该值随质量数的增加而增大 三、解答题 9．受中子轰击发生裂变，产生和，同时释放的能量。现要建设的核电站，用铀235作为核燃料，假设核裂变释放的能量被用来发电，则该核电站每天需要纯铀235的质量是多大？（阿伏伽德罗常量取） / 学科网（北京）股份有限公司 $$