第2节核裂变和裂变反应堆知识点题库

下面列出的是两个核反应方程式，X₁和X₂各代表某种粒子。
①Be+H→B+X₁ ②U→Th+X₂
则以下判断中正确的是（）

A . X₁是电子，X₂是α粒子 B . X₁是中子，X₂是质子 C . X₁是质子，X₂是中子 D . X₁是中子，X₂是α粒子

静止在匀强磁场中的锂核

Li俘获一个速度为7.7×10⁴m/s的中子而发生核反应，反应中放出α粒子及一个新核，已知α粒子的速度大小为2×10⁴m/s，方向与反应前的中子速度方向相同，如图所示，设质子质量与中子质量相等．

（1）写出核反应方程式；
（2）求新生核的速度；
（3）当α粒子旋转6周时，新生核旋转几周．

核反应方程式

→

+k X ，式子中（）

A . X为质子，k=3 B . X为质子，k=4 C . X为中子，k =3 D . X为中子，k =4

对爱因斯坦光电效应方程E_k=hν﹣W，下面的理解错误的有（）

A . 用同种频率的光照射同一种金属，从金属中逸出的光电子可能具有不同的初动能 B . 式中的W表示使电子脱离金属过程克服正电荷引力所做功的最小值 C . 逸出功W和极限频率ν₀之间应满足W=hν₀ D . 光电子的最大初动能和入射光的频率成正比

一个 $\text{[math]}$ U原子核在中子的轰击下发生一种可能的裂变反应，其裂变方程为 $\text{[math]}$ → $\text{[math]}$ ，则下列叙述正确的是

A X原子核中含有86个中子

B X原子核中含有140个核子

C 因为裂变时释放能量，根据E=mc² ，所以裂变后的总质量数增加

D 因为裂变时释放能量，出现质量亏损，但生成物的总质量数不会减少．

在下列描述的核过程的方程中，属于α衰变的是，属于β衰变的是，属于裂变的是，属于聚变的是．（填正确答案的标号）

A. $\text{[math]}$ C→ $\text{[math]}$ N+ $\text{[math]}$ e

B. $\text{[math]}$ P→ $\text{[math]}$ S+ $\text{[math]}$ e

C. $\text{[math]}$ U→ $\text{[math]}$ Th+ $\text{[math]}$ He

D. $\text{[math]}$ N+ $\text{[math]}$ He→ $\text{[math]}$ O+ $\text{[math]}$ H

E. $\text{[math]}$ U+ $\text{[math]}$ n→ $\text{[math]}$ Xe+ $\text{[math]}$ Sr+2 $\text{[math]}$ n

F. $\text{[math]}$ H+ $\text{[math]}$ H→ $\text{[math]}$ He+ $\text{[math]}$ n．

下列说法中错误的是( )

A . 卢瑟福通过实验发现质子的核反应方程为 $\text{[math]}$ ＋ $\text{[math]}$ → $\text{[math]}$ ＋ $\text{[math]}$ B . 铀核裂变的核反应方程是： $\text{[math]}$ → $\text{[math]}$ ＋ $\text{[math]}$ ＋2 $\text{[math]}$ C . 质子、中子、α粒子的质量分别为m₁、m₂、m₃ ，质子和中子结合成一个α粒子，释放的能量是(2m₁＋2m₂－m₃)c² D . 原子从a能级状态跃迁到b能级状态时发射波长为λ₁的光子；原子从b能级状态跃迁到c能级状态时吸收波长为λ₂的光子，已知λ₁＞λ₂ ，那么原子从a能级状态跃迁到c能级状态时将要吸收波长为 $\text{[math]}$ 的光子

以下说法正确的是( )

A . 费米主持建立了世界上第一个称为“核反应堆”的装置,首次通过可控制的链式反应实现了核能释放 B . 一重原子核衰变成α粒子和另一原子核,衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能 C . 太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应 D . 在重核裂变的过程中存在质量亏损，原子核的质量转变成能量释放出来

下列对物理知识的理解正确的有( )

A . α射线的穿透能力较弱，用厚纸板就能挡住 B . 动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等 C . 放射性元素钋的半衰期为138天，100 g的钋经276天，已发生衰变的质量为75 g D . 质子、中子、α粒子的质量分别为m₁、m₂、m₃ ，两个质子和两个中子结合成一个α粒子，释放的能量是(m₁＋m₂－m₃)c²

2018年11月21日，中科院合肥物质科学研究院核能安全所吴宜灿研究员获得美国核学会核能杰出成就奖，铀核（ $\text{[math]}$ U）是获得核能制造的核武器的主要原料之一，其中一种核反应方程为 $\text{[math]}$ U+ $\text{[math]}$ n→X+ $\text{[math]}$ Sr+2 $\text{[math]}$ n并释放核能，下列说法正确的是（）

A . 该核反应是重核裂变，产物的结合能之和大于铀核（ $\text{[math]}$ U）的结合能 B . 该核反应在中子的轰击下发生，核反应为人工转变 C . X原子核中的核子数为140个，中子数为84个 D . 因为裂变时释放能量，根据E＝mc² ，所以裂变后的总质量数减少

下列与α粒子相关的说法中正确的是（）

A . 天然放射现象中产生的α射线速度与光速差不多，穿透能力强 B . $\text{[math]}$ （铀238）核放出一个α粒子后就变为 $\text{[math]}$ （钍234） C . 高速α粒子轰击氮核可从氮核中打出中子，核反应方程为 $\text{[math]}$ D . 丹麦物理学家玻尔进行了α粒子散射实验并首先提出了原子的核式结构模型

完成下列核反应方程。

（1） $\text{[math]}$ → $\text{[math]}$ ＋；
（2） $\text{[math]}$ → $\text{[math]}$ ＋；
（3） $\text{[math]}$ →＋ $\text{[math]}$ ；
（4） → $\text{[math]}$ ＋ $\text{[math]}$ 。

2020年12月4日，新一代“人造太阳”装置——中国环流器二号M装置（HL-2M）在成都建成并首次实现利用核聚变放电。下列方程中，正确的核聚变反应方程是（）

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

$\text{[math]}$ H的质量是3.016050u，质子的质量是1.007277u，中子的质量是1.008665.1u相当于931.5MeV，c为光速，普朗克常量h=6.63×10^-34J·s，则：

（1）写出一个质子和两个中子结合为氚核时的核反应方程。
（2）氚核的结合能和比结合能各是多少？
（3）如果释放的核能是以射出2个相同光子的形式释放，则每个光子的频率是多少？

如图，是我国自行研制的“超导托卡马克”可控热核反应实验装置，俗称人造太阳。其运行原理就是在装置的真空室内加入少量氢的同位素氘和氚，通过类似变压器的原理使其产生等离子体，然后提高其密度、温度使其发生聚变反应，产生巨大的能量，核反应方程式是 $\text{[math]}$ ，下列说法正确的是（　　）

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A . 该核反应前后核子的平均质量增加 B . 核反应方程式中的X是中子 C . 该核反应前后的电荷数不守恒 D . 该核反应产生的条件之一是核聚变的原料要大于一定的临界体积

一个氘核（ $\text{[math]}$ ）与一个氚核（ $\text{[math]}$ ）聚合成一个氦核（ $\text{[math]}$ ）的同时放出一个中子，平均每个核子放出的能量比核裂变反应中平均每个核子放出的能量大3~4倍。但是实现核聚变的困难在于原子核都带正电，互相排斥，在一般情况下不能互相靠近而发生结合。但在温度非常高时，热运动的速度非常大，就能冲破库仓排斥力的壁垒，碰到一起发生结合，这叫做热核反应。若当两个核之间距离达到核半径r时（核接触距离），才有可能发生核反应。根据电磁学，相距为r的点电荷 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的电势能 $\text{[math]}$ （式中静电力常量 $\text{[math]}$ ，取无穷远处电势能为零）。根据统计物理学，绝对温度为T时，粒子的平均动能为 $\text{[math]}$ （式中 $\text{[math]}$ ，叫作玻耳兹曼常数）。已知质子的电荷量为e，核半径为r，以及常量k、常数 $\text{[math]}$ ，若简化模型，依据以上内容，不考虑相对论等效应，回答下列问题：

（1）请写出一个氘核与一个氚核聚合的核聚变方程；
（2）假设固定一个氚核，让一个氘核从很远的地方向氚核运动。求：
a.氘核以怎样的动能才能达到与氚核接触的距离？（写出表达式）

b.使氘核平均热运动动能达到此值，需要达到的温度；（写出表达式）
（3）假设氚核静止但不固定，让一个氘核从很远的地方向氚核运动，求
a.氘核以怎样的动能才能达到与氚核接触的距离？（写出表达式）

b.使氘核平均热运动动能达到此值，温度（以K为单位）需要多少？（已知电荷 $\text{[math]}$ ，核半径r约为 $\text{[math]}$ ，计算结果保留1位有效数字）

关于核反应 $\text{[math]}$ ，下列分析正确的是（　　）

A . $\text{[math]}$ ，X是中子 B . $\text{[math]}$ ，X是电子 C . $\text{[math]}$ ，X是质子 D . $\text{[math]}$ ，X是 $\text{[math]}$ 粒子

关于原子和原子核，下列说法正确的是（）

A . $\text{[math]}$ 粒子散射实验揭示了原子核内部是有结构的 B . 某衰变方程为 $\text{[math]}$ ，Y为正电子 C . 若 $\text{[math]}$ 的半衰期是24d，则48个 $\text{[math]}$ 原子核经过72d后一定衰变了42个 D . 氢原子由低能级向高能级跃迁时，电子吸收的能量必须大于两能级间的能量差

嫦娥五号是中国首个实施无人月面取样返回的月球探测器，2020年12月17日凌晨，嫦娥五号返回器携带月球样品着陆地球，实现了中国航天历史上的新突破．嫦娥五号中有一块“核电池”，在月夜期间提供电能的同时还能提供一定能量用于舱内温度控制，“核电池”利用了 $\text{[math]}$ 的衰变，衰变方程为 $\text{[math]}$ ，下列说法正确的是（）

A . $\text{[math]}$ 发生的是 $\text{[math]}$ 衰变， $\text{[math]}$ 射线具有极强的穿透能力，可用于金属探伤 B . 衰变后产生新核的中子数比 $\text{[math]}$ 的中子数少2 C . $\text{[math]}$ 在月球上衰变得比地球上快些 D . $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ 核经过三个半衰期后，还剩余 $\text{[math]}$ 没有衰变

对于下图的描述，正确的是（）

A . 康普顿效应表明光子除了具有能量之外还具有动量 B . 电子束穿过铝箔的衍射图样，证实了电子具有粒子性 C . 12个放射性原子核氡222，经过3.8天后将剩余6个 D . 重核裂变与轻核聚变后，原子的比结合能都会增加

第2节 核裂变和裂变反应堆 知识点题库

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