2018-2019學(xué)年高中物理 第四章 原子核 第六節(jié) 核能利用 第七節(jié) 小粒子與大宇宙分層訓(xùn)練 粵教版選修3-5.doc
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第六節(jié) 核能利用 第七節(jié) 小粒子與大宇宙 A級(jí) 抓基礎(chǔ) 1.在核反應(yīng)堆中,為了使快中子的速度減慢,可選用作為中子減速劑的物質(zhì)是( ) A.氫 B.鎘 C.氧 D.水 解析:在可控核反應(yīng)堆中需要給快中子減速,輕水、重水和石墨等常用作減速劑,D正確. 答案:D 2.(多選)為應(yīng)對(duì)能源危機(jī)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(fēng)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(yùn)行裝機(jī)總?cè)萘窟_(dá)到4 000萬千瓦的水平,請(qǐng)根據(jù)所學(xué)物理知識(shí),判斷下列說法中正確的是( ) A.核能發(fā)電對(duì)環(huán)境的污染比火力發(fā)電要小 B.核能發(fā)電對(duì)環(huán)境的污染比火力發(fā)電要大 C.目前所有核電站都只利用重核裂變釋放大量的原子能 D.目前既有重核裂變,又有輕核聚變釋放大量的原子能 解析:目前核電站都用核裂變,其原料是鈾,且核裂變?cè)诤朔磻?yīng)堆中應(yīng)用的是比較清潔的能源,故A、C正確,B、D錯(cuò)誤. 答案:AC 3.正電子是電子的反粒子,它跟普通電子的電量相等,而電性相反,科學(xué)家設(shè)想在宇宙的某些部分可能存在完全由反粒子構(gòu)成的物質(zhì)——反物質(zhì).1997年初和年底,歐洲和美國的科學(xué)研究機(jī)構(gòu)先后宣布:他們分別制造出9個(gè)和7個(gè)反氫原子,這是人類探索反物質(zhì)的一大進(jìn)步.你推測反氫原子的結(jié)構(gòu)是( ) A.由一個(gè)帶正電荷的質(zhì)子與一個(gè)帶負(fù)電荷的電子構(gòu)成 B.由一個(gè)帶負(fù)電荷的質(zhì)子與一個(gè)帶正電荷的電子構(gòu)成 C.由一個(gè)不帶電的中子與一個(gè)帶負(fù)電荷的電子構(gòu)成 D.由一個(gè)帶負(fù)電荷的質(zhì)子與一個(gè)帶負(fù)電荷的電子構(gòu)成 解析:反氫原子的結(jié)構(gòu)應(yīng)該是反質(zhì)子與反電子組成,即一個(gè)帶負(fù)電荷的質(zhì)子與一個(gè)帶正電荷的電子構(gòu)成,故B正確. 答案:B 4.新華社合肥2006年9月28日電,世界領(lǐng)先水平的我國新一代“人造太陽”實(shí)驗(yàn)裝置EAST28日在安徽合肥首次放電成功,這意味著人類在核聚變能研究利用領(lǐng)域又邁出了新的一步.關(guān)于核聚變,以下說法不正確的是( ) A.與裂變相比輕核聚變輻射極少,更為安全、清潔 B.世界上已經(jīng)有利用核聚變能來發(fā)電的核電站 C.要使輕核發(fā)生聚變,必須使它們的距離達(dá)到10-15 m以內(nèi),核力才能起作用 D.地球上聚變?nèi)剂系膬?chǔ)量十分豐富,從海水中可以提煉出大量核聚變所需的氘核 解析:與裂變相比輕核聚變輻射極少,更為安全、清潔,故A正確;世界上已經(jīng)有利用核裂變能來發(fā)電的核電站,故B錯(cuò)誤;要使輕核發(fā)生聚變,必須使它們的距離達(dá)到10-15 m以內(nèi),核力才能起作用,故C正確;地球上聚變?nèi)剂系膬?chǔ)量十分豐富,從海水中可以提煉出大量核聚變所需的氘核,故D正確. 答案:B B級(jí) 提能力 5.科學(xué)家發(fā)現(xiàn)在月球上含有豐富的He(氦3),它是一種高效、清潔、安全的核聚變?nèi)剂希鋮⑴c的一種核聚變反應(yīng)的方程式為He+He→2H+He,關(guān)于He聚變下列表述正確的是( ) A.聚變反應(yīng)不會(huì)釋放能量 B.聚變反應(yīng)產(chǎn)生了新的原子核 C.聚變反應(yīng)沒有質(zhì)量虧損 D.目前核電站都采用He聚變反應(yīng)發(fā)電 解析:核聚變反應(yīng)中產(chǎn)生新的原子核,同時(shí)由于發(fā)生了質(zhì)量虧損,會(huì)有核能的釋放,這是人類利用核能的途徑之一.目前核電站大多采用重核裂變的方法來釋放與利用核能發(fā)電. 答案:B 6.K-介子衰變方程為:K-→π-+π0.其中K-介子和π-介子帶負(fù)的基元電荷,π0介子不帶電,如圖所示.一個(gè)K-介子沿垂直于磁場的方向射入勻強(qiáng)磁場中,其軌跡為圓弧AP,衰變后產(chǎn)生的π-介子的軌跡為圓弧PB,兩軌跡在P點(diǎn)相切,它們半徑RK-與R之比為2∶1(π0介子的軌跡未畫出)由此可知π-的動(dòng)量大小與π0的動(dòng)量大小之比為( ) A.1∶1 B.1∶2 C.1∶3 D.1∶6 解析:由R=(K-介子與π-介子電荷量相同)和半徑RK-與Rπ-之比為2∶1可知K-介子的動(dòng)量是π-介子的2倍.設(shè)K-介子的動(dòng)量為2p,則π-介子的動(dòng)量為-p,若π0介子的動(dòng)量為p0,由動(dòng)量守恒有2p=-p+p0,求得p0=3p. 答案:C 7.假設(shè)某航空母艦的動(dòng)力來自核反應(yīng)堆,其中主要的核反應(yīng)方程式是( ) U+n→Ba+Kr+( )n. (1)在括號(hào)內(nèi)填寫n前的系數(shù); (2)用m1、m2、m3分別表示U、Ba、Kr核的質(zhì)量,m表示中子的質(zhì)量,則上述反應(yīng)過程中一個(gè)鈾235核發(fā)生裂變產(chǎn)生的核能ΔE是多少? (3)假設(shè)核反應(yīng)堆的功率P=6.0105 kW,若一個(gè)鈾235核裂變產(chǎn)生的能量為2.810-11 J,則該航空母艦在海上航行一個(gè)月需要消耗多少kg鈾235? (鈾235的摩爾質(zhì)量M=0.235 kg/mol,一個(gè)月約為t=2.6106 s,阿伏加德羅常數(shù)NA=6.01023 mol-1,計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) 解析:(1)由質(zhì)量數(shù)與核電荷數(shù)守恒可知,產(chǎn)生的中子數(shù)為3; (2)由題意知,質(zhì)量虧損為Δm=m1-m2-m3-2m, 由質(zhì)能方程可知,釋放的核能為: ΔE=Δmc2=(m1-m2-m3-2m)c2 (3)一個(gè)月內(nèi)核反應(yīng)產(chǎn)生的總能量為:E=Pt 同時(shí) E=NAΔE即Pt=NAΔE 解得: m= 代入數(shù)據(jù)得:m= kg=22 kg 答案:(1)3 (2)(m1-m2-m3-2m)c2 (3)22 kg- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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