第2节核裂变和裂变反应堆知识点题库

物理学家们普遍相信太阳发光是由于其内部不断发生从氢核到氦核的核聚变反应．根据这一理论，在太阳内部4个氢核（₁¹H）转化成一个氦核（₂⁴He）相两个正电子₁⁰e）并放出能量．已知质子质量m_P=1.0073u，α粒子质量m_α=4.0015u，电子质量m_e=0.0005u．其中u为原子质量单位，且lu相当于931.5MeV ．

（1）写出该核聚变的反应方程；
（2）一次这样的核反应过程中释放出多少兆电子伏特的能量？（保留4位有效数字）

下列说法正确的是（）

A . 光子像其他粒子一样，不但具有能量，也具有动量 B . 原子核结合能越大，原子核越稳定 C . 核泄漏事故污染物C_S137能够产生对人体有害的辐射，其核反应方程式为 $\text{[math]}$ C_S→ $\text{[math]}$ B_a+x可以判断x为电子 D . β射线在云室中穿过会留下清晰的直线径迹，说明β射线也有波动性 E . 一个氢原子处在n=4的能级，当它跃迁到较低能级时，最多可发出3种频率的光子

以下有关近代物理内容的若干叙述，正确的是（）

A . 紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大． B . 太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应 C . 有10个放射性元素的原子核，经过一个半衰期一定有5个原子核发生衰变 D . 氢原子由第三激发态直接跃迁到基态时，会释放频率一定的光子 E . 质子和中子结合成新原子核释放出能量，一定有质量亏损

一个静止的铀核 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ （原子质量为232.0372u）放出一个粒子（原子质量为4.0026u）后衰变成钍核 $\text{[math]}$ （原子质量为228.0287u）．（已知：原子质量单位1u=1.67×10^﹣27kg，1u相当于931MeV）

①写出核衰变反应方程；

②算出该核衰变反应中释放出的核能．

一个锂 $\text{[math]}$ 受到一个质子的轰击，变成两个α粒子．已知一个氦原子核的质量是6.6466×10^﹣27kg，一个锂原子核的质量是1.16506×10^﹣26kg，一个氢原子核的质量是1.6736×10^﹣27kg，

（1）试写出这一过程的核反应方程；
（2）计算这一过程中的质量亏损；
（3）计算这一过程中所释放的核能．

利用反应堆工作时释放出的热能使水汽化以推动汽轮发电机发电，这就是核电站．核电站消耗的“燃料”很少，但功率却很大，目前，核能发电技术已经成熟，我国已经具备了发展核电的基本条件．

（1）核反应堆中的“燃料”是 $\text{[math]}$ ，完成下面的核反应方程式 $\text{[math]}$ ＋ $\text{[math]}$ ―→ $\text{[math]}$ ＋ $\text{[math]}$ ＋10 $\text{[math]}$ ；
（2）一座100万千瓦的核电站，每年需要多少浓缩铀？已知铀核的质量为235.043 9 u，氙核质量为135.907 2 u，锶核质量为89.907 7 u.1 u＝1.66×10^－27 kg，浓缩铀中铀235的含量占2%.

关于原子核的变化、核能及核力，下列说法正确的是（）

A . 核力是一种弱相互作用，只能发生在原子核内相邻核子之间 B . 某原子经过一次α衰变和两次β衰变后，核内质子数不变 C . 放射性原子核X发生衰变，生成物的结合能一定小于X的结合能 D .

U+

n→

Ba+

Kr+3

n是太阳内部发生的核反应之一

下列说法正确的是（）

A . 英国物理学家查德威克发现了中子,质子和中子统称为核子 B . α粒子轰击氮原子核的核反应方程式为： $\text{[math]}$ C . 两个轻核结合成较重的单个原子核时要吸收能量 D . 只要入射光的强度足够大就能使被入射的金属表面逸出光电子

一个不稳定的原子核质量为M，处于静止状态．放出一个质量为m的粒子后反冲，已知放出的粒子的动能为E₀ ，则原子核反冲的动能为( )

A . E₀ B . $\text{[math]}$ E₀ C . $\text{[math]}$ E₀ D . $\text{[math]}$ E₀

一个静止的铀核 $\text{[math]}$ （原子质量为232.0372u）放出一个α粒子（原子质量为4.0026u）后衰变成钍核 $\text{[math]}$ （原子质量为228.0287u）．（已知1u相当于931.5MeV的能量）

（1）写出铀核的衰变反应方程
（2）算出该衰变反应中释放出的核能
（3）若释放的核能全部转化为新核的动能，则α粒子的动能为多少？

太阳内部有多种热核反应，其中的一个反应方程是： $\text{[math]}$ ，若已知 $\text{[math]}$ 的质量为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 的质量为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 的质量为 $\text{[math]}$ ，x的质量为 $\text{[math]}$ ，则下列说法中正确的是 $\text{[math]}$ 　　 $\text{[math]}$

A . x是质子 B . x是电子 C . 这个反应释放的核能为 $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 在常温下就能够发生聚变

科学家使用核反应获取氚，再利用氘和氚的核反应获得能量，核反应方程分别为X+Y→ $\text{[math]}$ ，下列说法正确的是（）

A . X是中子 B . Y的质子数是3,中子数是6 C . 两个核反应都没有质量亏损 D . 氘和氚的核反应是核聚变反应

下列说法正确的是（）

A . 原子核核子平均质量越小则其平均结合能越小 B . 眼镜镜片上的增透膜是利用了光的干涉原理 C . 激光从空气中射入玻璃中时频率会发生改变 D . 额温枪通过测量物体辐射的紫外线来获得温度值

在核反应方程 $\text{[math]}$ 中，X表示的是（）

A . 质子 B . 中子 C . 电子 D . α粒子

由中科院等离子体物理研究所设计制造的EAST全超导非圆截面托卡马克实验装置试用已经成功，这是我国的科学家率先建成的世界上第一个全超导核聚变“人造太阳”实验装置．设可控热核反应前氘核( $\text{[math]}$ )的质量为m₁ ，氚核( $\text{[math]}$ )的质量为m₂ ，反应后氦核( $\text{[math]}$ )的质量为m₃ ，中子( $\text{[math]}$ )的质量为m₄ ，已知光速为c．下列说法中正确的是（）

A . 核反应放出的能量为(m₁+m₂-m₃-m₄)c² B . 上述核反应过程中原子核的比结合能增加 C . 这种热核实验反应释放出氦核，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应原理相同

核泄漏中的钚（ $\text{[math]}$ ）是一种具有放射性的元素，它可破坏细胞基因，增加患癌的风险。已知钚的一种同位素 $\text{[math]}$ 的半衰期为24100年，其衰变方程为 $\text{[math]}$ ，则下列说法中正确的是（）

A . 衰变发出的 $\text{[math]}$ 射线是频率很大的电磁波，穿透能力很强 B . 上述衰变方程中的 $\text{[math]}$ 含有92个中子 C . 800个 $\text{[math]}$ 经过24100年后一定还剩余400个 D . 衰变过程没有质量亏损

静止的氮核 $\text{[math]}$ 被速度为 $\text{[math]}$ 的中子 $\text{[math]}$ 击中生成碳核子 $\text{[math]}$ 和另一种原子核甲，已知 $\text{[math]}$ 与甲核的速度方向与碰撞前中子的速度方向致，碰撞过程系统动量守恒，碰后碳核 $\text{[math]}$ 与甲核的动量之比为1：1

（1）写出核反应方程式；
（2）求 $\text{[math]}$ 与甲核的速度各是多大。

正电子发射型计算机断层显像（ $\text{[math]}$ ）的基本原理是将放射性同位素 $\text{[math]}$ 注入人体， $\text{[math]}$ 在人体内衰变放出的正电子与人体内的负电子相遇湮灭转化为一对 $\text{[math]}$ 光子，被探测器采集后，经计算机处理生成清晰图像。则根据 $\text{[math]}$ 原理判断下列表述不正确的是（）

A . $\text{[math]}$ 在人体内的衰变方程式为 $\text{[math]}$ B . 正、负电子的湮灭方程是 $\text{[math]}$ C . 在 $\text{[math]}$ 中， $\text{[math]}$ 的主要用途是作为示踪原子 D . 在 $\text{[math]}$ 中， $\text{[math]}$ 的主要用途是参与人体的新陈代谢

2020年12月4日，新一代“人造太阳”－中国环流二号M装置（HL-2M）正式建成并实现首次放电，放电温度达太阳芯部温度近10倍。“人造太阳”实验中的可控热核反应的方程是 $\text{[math]}$ ，海水中富含反应原料氘（ $\text{[math]}$ ），氚核（ $\text{[math]}$ ）可以用中子打击锂核（ $\text{[math]}$ ）得到。下列说法正确的是（）

A . 上述核反应前后核子数相等，生成物的质量等于反应物的质量 B . 中子轰击锂核（ $\text{[math]}$ ）反应方程为 $\text{[math]}$ C . 中子击击锂核（ $\text{[math]}$ ）发生了α衰变 D . 氘核（ $\text{[math]}$ ）和氚核（ $\text{[math]}$ ）的比结合能均比氦核（ $\text{[math]}$ ）的比结合能大

下列关于原子核的说法正确的是（）

A . 在太阳内部发生的典型核反应是 $\text{[math]}$ 聚变反应 B . 原子弹的反应原理是核裂变，反应方程为 $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ 的半衰期是5730年，则100个 $\text{[math]}$ 经过5730年还剩50个 $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$ 的同位素 $\text{[math]}$ 中有6个中子，14个核子

第2节 核裂变和裂变反应堆 知识点题库

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