第2节核裂变和裂变反应堆知识点题库

近几年来，原子物理学家在超重元素的探测方面取得了重大进展，1996年，科学家在研究两个重离子结合成超重元素的反应时，发现生成的超重元素的核

经过6次α衰变后的产物是

,由此判定生成的超重元素的原子序数和质量数分别是( )

A . 124、259 B . 124、265 C . 112、265 D . 112、277

如图所示实验装置可实现原子核的人工转变，当装置的容器内通入气体B时，荧光屏上观察到闪光．图中气体B是，该原子核人工转变的核反应方程式是．

以下是有关近代物理内容的若干叙述，其中正确的有（）

A . 每个核子跟所有的核子发生核力作用 B . 太阳内部发生的核反应是热核反应 C . 紫外线照射到金属锌板表面时能产生光电效应，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 D . 卢瑟福提出的原子核式结构模型，可以解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征

下列说法正确的是（）

A . 光电效应是原子核吸收光子向外释放电子的现象 B . 比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定 C . $\text{[math]}$ 的半衰期是5天，12g $\text{[math]}$ 经过15天后还有1.5g未衰变 $\text{[math]}$ D . 太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应 E . 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，电子的动能增大，原子总能量增大

一静止的铝原子核 $\text{[math]}$ Al俘获一速度为1.0×10⁷m/s的质子p后，变为处于激发态的硅原子核 $\text{[math]}$ Si，下列说法正确的是（）

A . 核反应方程为P+ $\text{[math]}$ Al→ $\text{[math]}$ Si B . 核反应方程过程中系统动量守恒 C . 核反应过程中系统能量不守恒 D . 核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和 E . 硅原子核速度的数量级为10⁵m/s，方向与质子初速度方向一致

一个原来静止的锂核（ $\text{[math]}$ ）俘获一个速度为7.7×10⁴ m/s的中子后，生成一个氚核和一个氦核，已知氚核的速度大小为1.0×10³ m/s，方向与中子的运动方向相反．

（1）试写出核反应方程；
（2）求出氦核的速度大小；
（3）若让一个氘核和一个氚核发生聚变时可产生一个氦核，同时放出一个中子，求这个核反应释放出的能量．（已知氘核质量为m_D＝2.014 102 u，氚核质量为m_T＝3.016 050 u，氦核质量m_He＝4.002 603 u，中子质量m_n＝1.008 665 u，1 u＝1.660 6×10^－27 kg）

一个静止的铀238原子核发生衰变，衰变方程为 $\text{[math]}$ ，若衰变过程中释放的核能全部转化为Th和Y的动能，下列说法正确的是( )

A . $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 的中子数相等 B . 衰变后 $\text{[math]}$ 的动能小于Y粒子的动能 C . $\text{[math]}$ 的比结合能小于 $\text{[math]}$ 的比结合能 D . $\text{[math]}$ 的半衰期等于其放出一个α粒子所经历的时间

钚的放射性同位素 $\text{[math]}$ 静止时衰变为铀核激发态 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 粒子，而铀核激发态 $\text{[math]}$ 立即衰变为铀核 $\text{[math]}$ ，并放出能量为0.097MeV的 $\text{[math]}$ 光子。已知： $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 粒子的质量分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，衰变放出的光子的动量可忽略。

（1）写出衰变方程；
（2）将衰变产生的 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 粒子垂直射入磁感应强度为B的同一匀强磁场，求 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 粒子圆周运动的半径之比；
（3）求 $\text{[math]}$ 粒子的动能（结论保留4位有效数字）。

太阳因核聚变释放出巨大的能量，其质量不断减少。太阳光从太阳射到月球表面的时间约500s，月球表面每平米每秒钟接收到太阳辐射的能量约为1.4×10³J，根据爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟减少的质量最接近（）

A . 4×10⁹kg B . 4×10¹²kg C . 4×10¹⁸kg D . 4×10²⁴kg

方程一： $\text{[math]}$ ；方程二： $\text{[math]}$ 。关于上面两个核反应方程的说法正确的是（）

A . 方程一表示原子核发生裂变 B . 方程一表示原子核发生β衰变 C . 两个核反应方程，在反应中都会释放核能 D . 方程二中Kr核的质子数 $\text{[math]}$ ，产生的中子数 $\text{[math]}$

近代物理取得了非常辉煌的成就，下列关于近代物理的说法正确的是（）

A . 用同频率的光照射不同的的金属表面时均有光电子逸出，从金属表面逸出的光电子的最大初动能E_k越大，则这种金属的逸出功W就越大 B . ¹³⁷Cs是核泄漏时对人体产生有害辐射的的重要污染物，其核反应方程式 $\text{[math]}$ 其中X为电子 C . 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6种频率的光子 D . 每个核子只与邻近核子产生核力作用，比结合能越大的原子核越不稳定

现代科学研究表明，太阳可以不断向外辐射能量，其来源是它内部的核聚变反应，其中主要的核反应方程是 4 个质子和 2 个负电子聚合在一起，并释放核能。在地球上与太阳光垂直的表面上，单位面积接收到的太阳能辐射功率为P。已知普朗克常量 h，光速 c，太阳到地球之间的距离为 r₀。若太阳“释放的核能”最后都以可见光的形式辐射，其平均频率为 v，球面面积公式 S=4πr²。求：

（1）写出太阳的核聚变反应方程；
（2）太阳发出的光子的平均动量大小；
（3）地球上与太阳光垂直且面积为 S 的平面，在t时间内接收到的太阳辐射光子个数；
（4）每年太阳由于核聚变所减少的质量。（设一年的时间为 t₀）

下列说法不正确的是（）

A . $\text{[math]}$ 经过一次 $\text{[math]}$ 衰变后变为 $\text{[math]}$ B . 由核反应方程 $\text{[math]}$ ，可以判断X为电子 C . 核反应 $\text{[math]}$ 为轻核聚变 D . 已知铋210的半衰期为5天，则16g铋210经过15天时间，还剩2g铋210未衰变

下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的有（）

A . 图甲：卢瑟福通过分析 $\text{[math]}$ 粒子散射实验的结论，提出了原子的核式结构 B . 图乙：用中子轰击铀核使其发生裂变，产生链式反应会释放出巨大的核能 C . 图丙：处于基态的氢原子可以吸收能量为 $\text{[math]}$ 的光子并发生跃迁 D . 图丁：汤姆孙研究阴极射线发现了电子，揭示了原子核内部有复杂结构

下列图像的描述和判断正确的是（）

A . 图甲表示此刻电容器正在充电，且之后四分之一周期内电流方向将发生变化 B . 图乙所示重核裂变反应堆重水慢化剂的作用是控制裂变反应的速度 C . 图丙电子束的衍射说明了实物粒子的波动性，电子穿过铝箔后不一定落在亮纹处 D . 图丁可知，装有氡的封闭容器放置3.8天，称量容器质量将会是原来的一半

能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之一，下列关于核反应方程的说法正确的是（）

A . 衰变方程 $\text{[math]}$ 中x是电子 B . 衰变方程 $\text{[math]}$ 中y是电子 C . 核聚变反应方程 $\text{[math]}$ 中a=2 D . 核裂变反应方程 $\text{[math]}$ 中b=3

2020年12月4日14时02分，新一代“人造太阳”装置一中国环流器二号M装置（HL-2M）在成都建成并实现首次放电。中国“人造太阳”最高温度能达近2亿度，或将造福全人类。该装置中的核反应方程式为： $\text{[math]}$ ，则X是（）

A . 电子 $\text{[math]}$ B . 中子 $\text{[math]}$ C . 质子 $\text{[math]}$ D . 正电子 $\text{[math]}$

核电池，又称同位素电池，它是利用放射性同位素衰变放出载能粒子（α粒子、β粒子和γ射线）并将其能量转换为电能的装置。某核电池使用的核燃料为 $\text{[math]}$ ，其半衰期为88年。已知 $\text{[math]}$ 的衰变方程为： $\text{[math]}$ ，下列说法正确的是（）

A . $\text{[math]}$ 核比 $\text{[math]}$ 核多4个中子 B . $\text{[math]}$ 的比结合能大于 $\text{[math]}$ 的比结合能 C . 经过88年，20个 $\text{[math]}$ 原子核中一定有10个发生了衰变 D . $\text{[math]}$ 衰变放出的载能粒子是β粒子

2022年2月21日23时49分，华龙一号海外示范工程、全球第四台机组——巴基斯坦卡拉奇核电工程3号机组反应堆首次达到临界状态，标志着机组正式进入带功率运行阶段，为后续并网发电和商业运行奠定了基础。卡拉奇核电工程利用的是铀核 $\text{[math]}$ 裂变释放的核能。下列说法正确的是（）

A . 铀核 $\text{[math]}$ 主要用于核反应堆中的核燃料，也是制造核武器的主要原料之一 B . 自然界中的轴元素只有 $\text{[math]}$ 这两种同位素 C . 铀核 $\text{[math]}$ 不具有放射性 D . 铀核 $\text{[math]}$ 裂变可能的一种核反应方程式为 $\text{[math]}$

如图所示，“核反应堆”通过可控的链式反应实现核能的释放，核燃料是铀棒，在铀棒周围放“慢化剂”，石墨是很好的慢化剂，快中子和慢化剂中的原子核碰撞后，中子速度减小变为慢中子，控制棒是用能吸收慢中子的镉制成，以控制链式反应速度，下列说法正确的是（）

A . 将控制棒插入的更深一些，反应堆的链式反应速度将降低 B . 裂变产生的新核的比结合能小于铀核的比结合能 C . 石墨在反应堆中起到降低核反应速度的作用 D . 一个 $\text{[math]}$ 裂变释放的能量是200MeV，则该核反应中质量亏损约为 $\text{[math]}$ kg

第2节 核裂变和裂变反应堆 知识点题库

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