第2节核裂变和裂变反应堆知识点题库

下列说法不正确的是（）

A . 太阳辐射的能量主要来自于太阳内部的热核反应 B . 波尔根据氢原子光谱分立的特性提出电子轨道和原子能量是量子化的 C . 核力是强相互作用的一种表现，在原子核内核力比库仑大得多 D . 光电效应和α粒子散射实验都证明了原子核式结构模型

下列说法中不正确的是（）

A . β衰变现象说明电子是原子核的组成部分 B . 目前已建成的核电站的能量来自于重核裂变 C . 一个氢原子从n=3的激发态跃迁到基态时，能辐射3种不同频率的光子 D . 卢瑟福依据极少数α粒子发生大角度散射提出了原子核式结构模型

一个静止的原子核 $\text{[math]}$ ，衰变时放出一个质量为m₁速率为v₁的粒子，同时产生一个质量为m₂的反冲新核 $\text{[math]}$ 和一个光子，测得新核的速率为v₂、光子与新核运动方向相同．已知普朗克常量为h，写出该衰变的方程并求出光子的波长λ．

以下说法正确的是（）

A . 卢瑟福通过α粒子散射实验，完全否定了汤姆孙的“西瓜模型” B . 由玻尔理论可知，核外电子在跃迁中发出发出的光是连续光谱 C . 目前人类和平利用核能的核电站是核裂变链式反应实现核能释放的 D . 由爱因斯坦光电效应方程可知，光电子的最大初动能与入射光的频率成正比

两个经加速后的氘核，具有相同的动能E₀ ，让它们正面对撞，而发生聚变，产生一个新核同时放出一个中子．

（1）写出聚变的核反应方程．
（2）已知氘核、中子和新核的质量分别为m_D、m_N和m，求聚变时放出的能量△E．
（3）若释放的能量也全部转化为两粒子的动能，求中子的动能E_Kn ．

关于近代物理，下列说法正确的是（）

A . α射线是高速运动的氦原子核 B . 核聚变反应方程 $\text{[math]}$ H+ $\text{[math]}$ H﹣→ $\text{[math]}$ He+ $\text{[math]}$ n中， $\text{[math]}$ n表示质子 C . 从金属表面逸出的光电子的最大初动能与照射光的频率成正比 D . 玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氢原子光谱的特征

一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同时辐射一个γ光子．已知质子、中子、氘核的质量分别为m₁、m₂、m₃ ，普朗克常量为h，真空中的光速为c．下列说法正确的是（）

A . 核反应方程是 $\text{[math]}$ H+ $\text{[math]}$ n→ $\text{[math]}$ H+γ B . 聚变反应中的质量亏损△m=m₃﹣（m₁+m₂） C . 辐射出的γ光子的能量E=（m₃﹣m₁﹣m₂）c² D . γ光子的波长λ= $\text{[math]}$

两个中子和两个质子可以结合成一个原子核氦4．已知质子质量为1.0073u，中子质量为1.0087u，α粒子质量为4.0015u，lu相当于931.5MeV．

（1）写出该核反应方程．
（2）原子核氦4的结合能为多少MeV？（保留3位有效数字）
（3）已知原子核氦3的平均结合能为2.57MeV，用数据分析氦3、4这两种核素中哪个原子核更稳定？

某实验室工作人员，用初速度v₀＝0.09c(c为真空的光速)的α粒子，轰击静止的氮原子核 $\text{[math]}$ ，产生了质子 $\text{[math]}$ ，若某次碰撞可看作对心正碰，碰后新核与质子同方向运动，垂直磁场方向射入磁场，通过分析偏转半径可得出新核与质子的速度大小之比为1:20，已知质子质量为m.

（1）写出核反应方程；
（2）求出质子的速度v.

“两弹一星”是对中国依靠自己的力量掌握核技术和空间技术的统称，是20世纪下半叶中华民族创建的辉煌伟业，其中“两弹”所涉及的基本核反应方程有：① $\text{[math]}$ ，② $\text{[math]}$ ，关于这两个方程，下列说法正确的是（）

A . 方程①属于α衰变 B . 方程②属于轻核聚变 C . 方程①的核反应是太阳能的源泉 D . 方程②中的 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 互为同位素

太阳能量的来源是轻核的聚变，太阳中存在的主要元素是氢，核聚变反应可以看作是4个氢核(

H)结合成1个氦核同时放出2个正电子。下表中列出了部分粒子的质量(1 u相当于931.5Mev)

粒子名称	质子(p)	α粒子	正电子(e)	中子(n)
质量/u	1.007 3	4.001 5	0.000 55	1.008 7

（1）写出核聚变反应方程
（2）求核聚变反应过程中的质量亏损和释放的能量（保留三位有效数字）

下列表述中正确的是（）

A . 核反应 $\text{[math]}$ 中，氦核（ $\text{[math]}$ ）的比结合能小于氘核（ $\text{[math]}$ ） B . 铀238经一次 $\text{[math]}$ 衰变和一次 $\text{[math]}$ 衰变后，形成的新核相比铀238质量数减少了4，电荷数减少3. C . 科技的进步，测量工具精度的提升，将来可以同时精确测量微观粒子的位置和动量 D . 宏观物体的德布罗意波的波长小，难以观察其波动性

下列说法正确的是（）

A . 在光电效应中，增加入射光的强度，饱和光电流不变 B . $\text{[math]}$ 衰变现象说明电子是原子的组成部分 C . 两个氘核的聚变反应方程式为 $\text{[math]}$ D . 处于基态的氢原子吸收光子发生跃迁后动能增加

如图所示是原子核的平均核子质量A与原子序数Z的关系图象，下列说法正确的是(　　)

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A . 若D，E能结合成F，结合过程一定要释放能量 B . 若D，E能结合成F，结合过程一定要吸收能量 C . 若C，B能结合成A，结合过程一定要释放能量 D . 若F，C能结合成B，结合过程一定要释放能量

研究最大尺度的宇宙学理论与研究微观世界的粒子物理、量子理论有密切联系，它们相互沟通、相互支撑。

（1）根据量子理论，光子既有能量也有动量，光子的动量 $\text{[math]}$ ，其中h为普朗克常量，λ为光的波长。太阳光照射到地球表面时，如同大量气体分子频繁碰撞器壁一样，会产生持续均匀的“光压力”。现将问题简化，假设太阳光垂直照射到地球上且全部被地球吸收，到达地球的每一个光子的平均能量为E=4×10^-19J，每秒钟照射到地球的光子数为N=4.5×10³⁵ ，已知真空中光速c=3×10⁸m/s。求太阳光对地球的“光压力”；（结果保留一位有效数字）
（2）目前地球上消耗的能量，追根溯源，绝大部分还是来自太阳内部核聚变时释放的核能，在长期演化过程中，太阳内部的核反应过程非常复杂，我们将其简化为氢转变为氦。已知太阳的质量为M₀=2×10³⁰kg，其中氢约占70%，太阳辐射的总功率为P₀=4×10²⁶W，氢转变为氦的过程中质量亏损约为1%，1年=3.15×10⁷s。求现有氢中的10%发生聚变需要多少年？（结果保留一位有效数字）

静止在匀强磁场中的放射性元素镭的原子核（ $\text{[math]}$ ），当它放出一个 $\text{[math]}$ 粒子后变成了氡核（ $\text{[math]}$ ）。假设 $\text{[math]}$ 粒子和氡核的速度方向都与磁场方向垂直，它们在匀强磁场中的运动轨迹如图所示（图中直径没有按比例画），则下列叙述符合事实的是（）

A . 该核反应方程式为： $\text{[math]}$ B . 轨迹1对应 $\text{[math]}$ 粒子 C . $\text{[math]}$ 粒子与氡核的动量相同 D . $\text{[math]}$ 粒子与氡核在匀强磁场中做匀速圆周时环绕方向相同

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，标志着我国站在了世界核聚变研究的前端。设可控热核反应前氘核（ $\text{[math]}$ ）的质量为 $\text{[math]}$ ，氚核（ $\text{[math]}$ ）的质量为 $\text{[math]}$ ，反应后氦核（ $\text{[math]}$ ）的质量为 $\text{[math]}$ ，中子（ $\text{[math]}$ ）的质量为 $\text{[math]}$ ，已知真空中的光速为c。下列说法中正确的是（）

A . 核反应放出的能量为 $\text{[math]}$ B . 上述核反应过程中原子核的比结合能减小 C . 这种热核反应释放出氦核，是 $\text{[math]}$ 衰变 D . 这种装置的核反应原理与我国大亚湾核电站所使用核装置的原理相同

全国政协委员、中国航天科技集团十一院研究员周伟江在2018年3月10日透露，中国已经完成火星探测器的气动设计工作，目前正在试验验证，计划于2020年发射火星探测器。因为火星大部分地区表面温度的昼夜差超过100 ℃，一般化学电池无法工作，因此探测器的工作电源是放射性同位素电池，即核电池。核电池将同位素在衰变过程中不断放出的核能转变为电能，核电池已成功用作航天器的电源。据此猜测航天器的核电池有可能采用的核反应方程是(　　)

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

已知 $\text{[math]}$ U的裂变反应方程为 $\text{[math]}$ U+ $\text{[math]}$ n→ $\text{[math]}$ Sr+ $\text{[math]}$ Xe+2 $\text{[math]}$ n，其反应产物 $\text{[math]}$ Sr会发生β衰变，且半衰期为28.5年。则下列说法正确的是（）

A . $\text{[math]}$ U的平均结合能比裂变产物 $\text{[math]}$ Xe的平均结合能大 B . $\text{[math]}$ Sr衰变产生的β射线是其核外电子吸收能量后跃迁产生的 C . $\text{[math]}$ Sr的β衰变方程为 $\text{[math]}$ Sr→ $\text{[math]}$ Y+ $\text{[math]}$ e D . 密闭容器中装有1g $\text{[math]}$ Sr，经过28.5年容器中剩余物质质量为0.5g

对于爱因斯坦提出的质能方程E=mc² ，下列说法中不正确的是（）

A . E=mc²表明物体具有的能量与其质量成正比 B . 根据ΔE=Δmc²可以计算核反应中释放的核能 C . 若m表示核电站参与反应的铀235的质量，则E表示核反应释放的核能 D . 太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应，因此太阳的质量在不断减少

第2节 核裂变和裂变反应堆 知识点题库

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