2019-2020學年高中物理 第4章 原子核 第6節(jié) 核能利用 第7節(jié) 小粒子與大宇宙課后提能訓練 粵教版選修3-5

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1、第6節(jié) 核能利用 第7節(jié) 小粒子與大宇宙 基礎達標 1．(2019年濰坊期中)麻省理工學院要建人類史上第一個可控核聚變發(fā)電站．該發(fā)電站的核反應方程可能是(　　) A．H＋H→He＋n B．U→Th＋He C．U＋n→Kr＋Ba＋3n D．N＋He→O＋H 【答案】A 【解析】A為輕核聚變的反應方程；B為α衰變，不是核聚變反應；C為重核裂變，不是核聚變反應；D為α粒子轟擊氮核得到質(zhì)子的核反應，不是核聚變反應． 2．一個鈾235吸收一個中子后發(fā)生的反應方程式是U＋n→Xe＋Sr＋10n，放出的能量為E，鈾235核的質(zhì)量為M，中子的質(zhì)量為m，氙136核的質(zhì)量為m1，鍶90核的

2、質(zhì)量為m2，真空中光速為c，則釋放的能量E等于(　　) A．(M－m1－m2)c2 B．(M＋m－m1－m2)c2 C．(M－m1－m2－9m)c2 D．(m1＋m2＋9m－M)c2 【答案】C 【解析】鈾235裂變時的質(zhì)量虧損Δm＝M＋m－m1－m2－10m＝M－m1－m2－9m， 由質(zhì)能方程可得ΔE＝Δmc2＝(M－m1－m2－9m)c2. 3．(2019年上海名校月考)核反應堆是人工控制鏈式反應速度，并獲得核能的裝置．它是由以下幾個主要部件構(gòu)成：(1)鈾棒；(2)控制棒；(3)減速劑；(4)冷卻劑．關(guān)于控制棒的主要作用，下面說法正確的是(　　) A．使中子減速，維持鏈式

3、反應的進行 B．吸收中子，控制鏈式反應的速度 C．冷卻降溫，控制核反應堆的溫度不要持續(xù)升高 D．控制鈾的體積不要超過臨界體積 【答案】B 【解析】控制棒是用含有金屬鉿、銦、銀、鎘等材料做成的，可以有效吸收反應堆中的中子．中子越多，核反應越劇烈，故核反應堆就像一堆火一樣，要想讓核燃料的“火勢”減弱或加強，可通過調(diào)整控制棒在核反應堆里的高度來實現(xiàn)，插入得越深，“吃”掉的中子越多，拔出得越高，產(chǎn)生的中子越多．要想關(guān)閉核反應堆，只需把足夠量的控制棒插入到核反應堆里即可． 4．雷蒙德·戴維斯因研究來自太陽的電子中微子(νe)而獲得了2002年度諾貝爾物理學獎．他探測中微子所用的探測器的主體是

4、一個貯滿615 t四氯乙烯(C2Cl4)溶液的巨桶．中微子可以將一個氯核轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€氬核和一個電子，其核反應方程式為νe＋Cl→Ar＋e.已知Cl核的質(zhì)量為36.956 58 u，Ar核的質(zhì)量為36.956 91 u，e的質(zhì)量為0.000 55 u,1 u質(zhì)量對應的能量為931.5 MeV.根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可以判斷參與上述反應的電子中微子的最小能量為(　　) A．0.82 MeV　　　　 B．0.31 MeV　　　　 C．1.33 MeV　　　　 D．0.51 MeV 【答案】A 【解析】核反應過程中，反應前的能量應大于或等于反應后的能量．質(zhì)量關(guān)系為mνe＋mCl≥mAr＋me，得mν

5、e≥0.000 88 u．則電子中微子的最小能量應為0.000 88 u×931.5 MeV/u＝0.82 MeV，故A正確． 5．(多選)下列所述正確的是(　　) A．原子是組成物質(zhì)的不可再分的最小微粒 B．原子是最大的微粒 C．原子由原子核和核外電子構(gòu)成，質(zhì)子和中子組成了原子核 D．質(zhì)子、中子本身也是復合粒子，它們也有著自己復雜的結(jié)構(gòu) 【答案】CD 6．(多選)2005年被聯(lián)合國定為“世界物理年”，以表彰愛因斯坦對科學的貢獻．愛因斯坦對物理學的貢獻有(　　) A．創(chuàng)立“相對論” B．發(fā)現(xiàn)“X射線” C．提出“光子說” D．建立“原子核式模型” 【答案】AC 【解析

6、】愛因斯坦提出了“光子說”，解釋了光電效應現(xiàn)象，創(chuàng)立了相對論． 7．(多選)為應對能源危機和優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，提高清潔能源的比重，我國制定了優(yōu)先選擇核能，其次加快發(fā)展風電和再生能源的政策，在《核電中長期發(fā)展規(guī)劃》中要求2020年核電運行裝機總?cè)萘窟_到4 000萬千瓦的水平，請根據(jù)所學物理知識，判斷下列說法中正確的是(　　) A．核能發(fā)電對環(huán)境的污染比火力發(fā)電要小 B．核能發(fā)電對環(huán)境的污染比火力發(fā)電要大 C．所有核電站都只利用重核裂變釋放大量的原子能 D．既有重核裂變，又有輕核聚變釋放大量的原子能 【答案】AC 【解析】目前核電站都用核裂變，其原料是鈾，且核裂變在核反應堆中應用的是比較

7、清潔的能源，故A、C正確，B、D錯． 能力提升 8．(多選)中國國際核聚變能源計劃執(zhí)行中心通過與有關(guān)國家廣泛合作，未來30年到50年將可能建成民用電站．下列有關(guān)核聚變的說法中正確是(　　) A．核聚變的反應方程式可以是H＋H→He＋n B．聚變反應不必在很高的溫度下進行 C．聚變時所釋放的核能大小的計算公式是E＝mv2 D．在消耗相同質(zhì)量的核燃料時，聚變反應釋放的能量比裂變反應大得多 【答案】AD 【解析】核聚變反應是用氘和氚作為原料，在高溫下進行的，故A選項正確；核能大小的計算公式應是ΔE＝Δmc2，故C選項錯誤；在聚變反應中，平均每個核子放出的能量比裂變反應中平均每個核子放

8、出的能量要大3～4倍，故在消耗相同質(zhì)量的核燃料時，聚變反應釋放的能量比裂變反應大得多，D選項正確． 9．(多選)已知π＋介子、π－介子都是由一個夸克(夸克u或夸克d)和一個反夸克(反夸克或反夸克)組成的，它們的帶電荷量如下表所示，表中e為元電荷. 粒子 π＋ π－ u d 帶電荷量 ＋e －e ＋e －e －e ＋e 下列說法正確的是(　　) A．π＋由u和組成 B．π＋由d和組成 C．π－由u和組成 D．π－由d和組成 【答案】AD 10．原子反應堆的功率為104 kW,1 h消耗核燃料為8.75 g．已知每個鈾235裂變時放出200 MeV的核能，則該燃料中鈾235所占的百分比是________． 【答案】5% 【解析】反應堆每小時耗能E＝Pt＝3.6×1010 J， 每個鈾核裂變時放能 E1＝2×108×1.6×10－19 J＝3.2×10－11 J， 每小時需鈾235的質(zhì)量為 m＝×235 g＝0.44 g， 而實際消耗8.75 g，所占比例為×100%＝5%. 4