第3节核聚变和受控热核反应知识点题库

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．

据央视报道，中科院等离子体物理研究所经过八年的艰苦努力，终于率先建成了世界上第一个全超导的托克马克试验装置并调试成功，这种装置被称为“人造太阳”（如图），它能够承受上亿摄氏度高温且能够控制等离子态的核子发生聚变并稳定持续地输出能量，就像太阳一样为人类提供无限清洁的能源．在下列核反应方程中有可能是该装置内部所进行的核反应的是（）

A . $\text{[math]}$ N+ $\text{[math]}$ He→ $\text{[math]}$ O+ $\text{[math]}$ H $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ H+ $\text{[math]}$ H→ $\text{[math]}$ He+ $\text{[math]}$ n C . $\text{[math]}$ U→ $\text{[math]}$ Th+ $\text{[math]}$ He D . $\text{[math]}$ U+ $\text{[math]}$ n→ $\text{[math]}$ Ba+ $\text{[math]}$ Kr+3 $\text{[math]}$ n $\text{[math]}$

下列说法正确的是（）

A . 某种频率的光照射金属能发生光电效应，若增加入射光的强度，则单位时间内发射的光电子数增加 B . 在核反应堆中，镉棒的作用是使快中子变为慢中子 C . 结合能越大，原子核越稳定 D . 入射光的频率不同，同一金属的逸出功也会不同

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 . $\text{[math]}$ U（铀238）核放出一个α粒子后就变为 $\text{[math]}$ Th（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 $\text{[math]}$ He+ $\text{[math]}$ N→ $\text{[math]}$ O+ $\text{[math]}$ n 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

下面列出的是一些核反应方程： $\text{[math]}$ → $\text{[math]}$ ＋X， $\text{[math]}$ ＋ $\text{[math]}$ → $\text{[math]}$ ＋Y， $\text{[math]}$ ＋ $\text{[math]}$ → $\text{[math]}$ ＋Z，其中( )

A . X是质子，Y是中子，Z是正电子 B . X是正电子，Y是质子，Z是中子 C . X是中子，Y是正电子，Z是质子 D . X是正电子，Y是中子，Z是质子

2017年12月6日报道，中国散裂中子源项目将于2018年前后建成。目前，位于广东东莞的国家大科学工程——中国散裂中子源(CSNS)首次打靶成功，获得中子束流，这标志着(CSNS)主体工程顺利完工，进入试运行阶段。对于有关中子的研究，下面说法不正确的是( )

A . 中子和其他微观粒子，都具有波粒二象性 B . 一个氘核和一个氚核经过核反应后生成氦核和中子是核聚变反应 C . 卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子 D . 核反应方程

中的y＝206，X中中子个数为124

在下列四个核反应方程中，x₁、x₂、x₃和x₄各代表某种粒子，以下判断中正确的是（）

① $\text{[math]}$ ② $\text{[math]}$

③ $\text{[math]}$ ④ $\text{[math]}$ ．

A . x₁是电子 B . x₂是质子 C . x₃是中子 D . x₄是中子

静止的 $\text{[math]}$ 原子核在磁场中发生衰变后运动轨迹如图所示，大、小圆半径分别为R₁、R₂。则下列关于此核衰变方程和两圆轨迹半径比值的判断中正确的是（）

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A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . R₁∶R₂＝84∶1 D . R₁∶R₂＝207∶4

以开发核聚变能源为目的，被誉为“人造太阳”的中国环流器二号M（HL--2M）装置在2019年全国两会期间备受关注。下列核反应方程中属于核聚变反应的是（）

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

下列说法正确的是( )

A . 核泄漏污染物 $\text{[math]}$ 能够产生对人体有害的辐射，核反应方程式为 $\text{[math]}$ ，X为电子 B . 某些原子核能够放射出 $\text{[math]}$ 粒子，说明原子核内有 $\text{[math]}$ 粒子 C . 原子核的结合能越大，原子核越稳定 D . 若氢原子从n=6能级向n=1能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则氢原子从n=6能级向n=2能级跃迁时辐射出的光一定能使该金属发生光电效应

以下几个原子核反应方程式中，X代表电子的反应式是（）

A . $\text{[math]}$ Th→ $\text{[math]}$ Pa+X B . $\text{[math]}$ Al+X→ $\text{[math]}$ P+ $\text{[math]}$ n C . $\text{[math]}$ N+X→ $\text{[math]}$ O+ $\text{[math]}$ H D . $\text{[math]}$ H+ $\text{[math]}$ H→X+ $\text{[math]}$ n

“核反应堆”是通过可控的链式反应实现核能的释放．如图所示核燃料是铀，在铀棒周围要放“慢化剂”，快中子和慢化剂中的碳原子核磁撞后，中子能量减少变为慢中子．碳核的质量是中子的12倍，假设中子与碳核是弹性正碰，且认为磁撞前碳核都是静止的，则（　　）

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A . 铀核裂变的核反应是 $\text{[math]}$ B . 镉棒的作用是与铀棒发生化学反应，消耗多余的铀原子核，从而达到控制核反应速度的目的 C . 由于中子相对碳核质量很小，经过一次碰撞，中子将失去绝大部分动能 D . 铀（ $\text{[math]}$ ）经过多次α、β衰变形成稳定的铅（ $\text{[math]}$ ）的过程中，有6个中子转变成质子

$\text{[math]}$ （钍）经过x次α衰变与y次β衰变，成为 $\text{[math]}$ （铅），则（）

A . x=4 B . x=6 C . y=4 D . y=6

中子活化是指将样品用中子照射后，样品中的原子经中子俘获而变得具有放射性的过程。俘获中子后的原子核通常会立即衰变，释放出粒子同时生成新的活化产物。 $\text{[math]}$ 经中子 $\text{[math]}$ 照射后发生反应，最终生成 $\text{[math]}$ 并释放一粒子 $\text{[math]}$ ，若 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的质量分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 相当于 $\text{[math]}$ ，下列说法正确的是（）

A . 反应方程式 $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ 具有放射性，能衰变成 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ C . 生成物的质量减少 $\text{[math]}$ D . 反应将吸收能量约 $\text{[math]}$

2020年12月4日，新一代“人造太阳”核聚变实验装置－“中国环流器二号M”在四川成都建成并实现首次放电。这标志着我国自主掌握了大型先进托卡马克装置的设计、建造、运行技术，为我国核聚变堆的自主设计与建造打下了坚实基础。下列说法正确的是（　　）

A . 目前运行的核电站发电都是采用核聚变反应 B . 托卡马克内部反应过程是链式反应 C . 托卡马克内部核反应可能是 $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$ 属于核聚变反应

作为一项新能源，人类利用核能，目前都是通过可控制的核裂变反应实现的。下列反应中属于核裂变反应的是（）

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

关于原子核的有关说法，下列正确的是（）

A . 在原子核衰变过程中，质子数和中子数守恒 B . 放射性样品经过一个半衰期，样品总质量将减半 C . 核力是短程力，原子核内核子之间都存在核力作用 D . 原子核的能量变化是不连续的，能量越低原子核越稳定

用加速后的电子轰击大量处于基态的氢原子，氢原子受到激发后发出的光可使逸出功 $\text{[math]}$ 的金属产生光电效应现象。氢原子的能级图如图所示，下列判断正确的是（）

A . 加速后电子动能最小值可能为 $\text{[math]}$ B . 加速后电子动能最小值可能为 $\text{[math]}$ C . 金属逸出的光电子的最大初动能可能为 $\text{[math]}$ D . 金属逸出的光电子的最大初动能可能为 $\text{[math]}$

中俄核能合作项目——田湾核电站和徐大堡核电站于2021年5月举行开工仪式。下列有关核电站采用何种核变化及其对应核反应方程的说法，正确的是（）

A . $\text{[math]}$ 衰变， $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ 衰变， $\text{[math]}$ C . 核聚变， $\text{[math]}$ D . 核裂变， $\text{[math]}$

嫦娥五号在经过二十多天的任务后，成功带着月球土壤样本罐返回地球，科研人员将月球样本进行检验称重后，总共获得月球土壤样本1731克。氦 $\text{[math]}$ 是月球岩石样本中发现的新物质，该物质可以与氘 $\text{[math]}$ 发生核聚变反应，并放出质子 $\text{[math]}$ 。已知 $\text{[math]}$ 的原子质量为3.0160u， $\text{[math]}$ 的原子质量为2.0140u， $\text{[math]}$ 的原子质量为4.0026u，质子的原子质量为1.0078u，1u相当于931MeV的能量。

（1）请写出此核反应方程；
（2）求该核反应中释放的核能（保留两位小数）。

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