第3节核聚变和受控热核反应知识点题库

核电站利用原子核链式反应放出的巨大能量进行发电，是常用的核燃料。受一个中子轰击后裂变成和两部分，并产生个中子。要使链式反应发生，裂变物质的体积要（选填“大于”或者“小于”）它的临界体积。

太阳内部不停地进行着热核反应（氢聚变为氦），同时释放出巨大的能量．太阳能的特点之一是不环境，太阳能电池是根据在半导体中发生的效应制成的．

静止的氮核

被速度为v₀的中子

击中生成碳核

和另一种原子核甲，已知

与甲核的速度方向和碰撞前中子的速度方向一致，碰后碳核

与甲核的动量之比为l：1．

（1）写出核反应方程式．
（2）求与甲核的速度各是多大?

2012年9月25日我国首艘航母“辽宁舰”正式服役．可控核反应堆是驱动航空母舰的理想设备，其工作原理是利用重核裂变反应释放出大量核能获得动力.₉₂²³⁵U+

n→

Ba+

Kr+yX是若干核反应的一种，其中n为中子，X为待求粒子，y为X的个数，则X是（填“质子”“中子”或“电子”），y=．

用速度一定的中子轰击静止的锂核（ $\text{[math]}$ Li），发生核反应后生成氚核和α粒子，则核反应方程为；生成的氚核速度方向与中子的初速度方向相反，α粒子的速度为v，氚核与α粒子的速率之比为7：8，已知质子、中子质量均为m，光速为c，核反应过程中放出的能量全部转化为氚核和α粒子的动能，则中子的初速度v₀=，此反应过程中质量亏损为．

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．

裂变反应是目前核能利用中常用的反应，以原子核 $\text{[math]}$ 为燃料的反应堆中，当 $\text{[math]}$ 俘获一个慢中子后发生的裂变反应可以有多种方式，其中一种可表示为： $\text{[math]}$ ＋ $\text{[math]}$ ―→ $\text{[math]}$ ＋ $\text{[math]}$ ＋3 $\text{[math]}$ 。

已知 $\text{[math]}$ 的原子质量为235.043 9u， $\text{[math]}$ 的原子质量为1.008 7u， $\text{[math]}$ 的原子质量为138.917 8u， $\text{[math]}$ 的原子质量为93.915 4u，且1u的质量对应的能量为9.3×10²MeV，此裂变反应释放出的能量是MeV。

普朗克说过：“科学的历史不仅是一连串事实、规则和随之而来的数学描述，它也是一部概念的历史”．下列说法正确的是（）

A . 天然放射现象的发现揭示了原子的核式结构 B . 重核裂变和轻核聚变都会产生质量亏损 C . β衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的 D . 氡的半衰期是3.8天，若有4g氡原子核，则经过7.6天就只剩下1g氡

下列物理现象正确的是（）

A . 电子的衍射现象说明实物粒子也具有波动性 B . 链式反应属于重核的聚变 C . 能量越大的光子波长越长 D . 核力是强相互作用

下列说法正确的是（）

A . 中子与质子结合成氘核时吸收能量 B . 卢瑟福的α粒子散射实验证明了原子核是由质子和中子组成的 C . 入射光照射到某金属表面发生光电效应，若仅减弱该光的强度，则仍可能发生光电效应 D . 根据玻尔理论，氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道，原子的能量减少，电子的动能增加

下列说法正确的是（）

A . $\text{[math]}$ 是α衰变 B . α粒子散射实验中，极少数α粒子发生了较大偏转是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据 C . 核反应方程： $\text{[math]}$ 中的x为质子 D . 氡的半衰期为3.8天，若有4个氡原子核，经过3.8天后就一定只剩下2个氡原子核

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

下列说法中正确的是（）

A . β衰变现象说明电子是原子核的组成部分 B . 放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态及外部条件有关 C . 在核反应方程 $\text{[math]}$ + $\text{[math]}$ → $\text{[math]}$ +X中，X表示的是中子 D . 氢原子由激发态向基态跃迁时，向外辐射光子，原子能量减少

太阳辐射的总功率约为 $\text{[math]}$ ，其辐射的能量来自于聚变反应。在聚变反应中，一个质量为 $\text{[math]}$ （c为真空中的光速）的氘核（ $\text{[math]}$ ）和一个质量为 $\text{[math]}$ 的氚核（ $\text{[math]}$ ）结合为一个质量为 $\text{[math]}$ 的氦核（ $\text{[math]}$ ），并放出一个X粒子，同时释放大约 $\text{[math]}$ 的能量。下列说法正确的是（）

A . X粒子是质子 B . X粒子的质量为 $\text{[math]}$ C . 太阳每秒因为辐射损失的质量约为 $\text{[math]}$ D . 太阳每秒因为辐射损失的质量约为 $\text{[math]}$

2018年我国正在建设最先进的散裂中子源，日前，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裂变反应 C . 卢瑟福通过分析 $\text{[math]}$ 粒子散射实验结果，发现了质子和中子 D . 核反应方程 $\text{[math]}$ 中的 $\text{[math]}$ ，X中核子个数为124

常言道，万物生长靠太阳，追根溯源，地球上消耗的能量绝大部分来自太阳内部持续不断的核反应释放出的核能，其典型的核反应方程是 $\text{[math]}$ ，释放出的能量为 $\text{[math]}$ ，光在真空中的传播速度为c，下列说法正确的是（）

A . 该核反应属于裂变反应 B . 方程中X为电子 C . 核裂变比核聚变更为安全，清洁 D . 该核反应过程的质量亏损为 $\text{[math]}$

下列核反应属于衰变的是（　　）

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

2020年12月4日，被称为“人造太阳”的核聚变装置——中国环流器二号M实现首次放电，我国的核电研究再次取得重大进步。“人造太阳”内部核反应的主要模式之一是质子一质子循坏，循环的结果可表示为 $\text{[math]}$ （v是中微子，不带电，质量极小），其中X是（　　）

A . 电子 B . 正电子 C . 质子 D . 中子

如图甲是氢原子的能级示意图，图乙是氢的同位素——氘、氚的聚变反应的示意图，下列说法正确的是（）

A . 用光子能量为 $\text{[math]}$ 的光照射处于基态的氢原子，不能够被基态的氢原子吸收 B . 一群能量为 $\text{[math]}$ 的电子碰撞大量处于基态的氢原子，氢原子可能辐射3种不同频率的光子 C . 要使聚变反应发生，氘核与氚核必须克服它们之间巨大的核力 D . 设氘、氚、氦核的结合能分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，这一聚变反应释放的能量为 $\text{[math]}$

氘核的质量为 $\text{[math]}$ ，质子的质量是 $\text{[math]}$ ，中子的质量是 $\text{[math]}$ 。 $\text{[math]}$ 相当于 $\text{[math]}$ ，普朗克常量 $\text{[math]}$ ，最后结果保留三位有效数字。

（1）写出一个质子和一个中子结合为氘核时的核反应方程。
（2）氘核的结合能和比结合能各是多少？
（3）如果该反应释放的核能是以射出一个光子的形式释放，则光子的频率是多少？

第3节 核聚变和受控热核反应 知识点题库

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