高中物理常用裂变反应堆的类型试题

核聚变能量种具有经济性能优越、安全可靠、无环境污染等优势的新能源。近年来，受控核聚变的科学可行性已得到验证，目前正在突破关键技术，最终将建成商用核聚变电站。一种常见的核聚变反应是由氢的同位素氘（又叫重氢）和氚（又叫超重氢）聚合成氦，并释放一个中子。若已知氘原子的质量为2.0141u，氚原子的质量为3.0160u，氦原子的质量为4.0026u，中子的质量为1.0087u, 1u=1.66×10^－27kg。
（1）写出氘和氚聚合的反应方程；
（2）试计算这个核反应释放出来的能量；
（3）若建一座功率为3.0×10⁵kW的核聚变电站，假设聚变所产生的能量有一半变成了电能，每年要消耗多少氘的质量？（一年按3.2×10⁷s计算，光速c=3.0×10⁸m/s，结果取二位有效数字）

人们发现，不同的原子核，其核子的平均质量（原子核的质量除以核子数）与原子序数有如图所示的关系。下列关于原子结构和核反应的说法正确的是(填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分.选对3个得5分;每选错1个扣3分，最低得分为0分).

A．由图可知，原子核D和E聚变成原子核F时会有质量亏损，要吸收能量

B．由图可知，原子核A裂变成原子核B和C时会有质量亏损，要放出核能

C．已知原子核A裂变成原子核B和C时放出的γ射线能使某金属板逸出光电子，若增加γ射线强度，则逸出光电子的最大初动能增大。

D．在核反应堆的铀棒之间插入镉棒是为了控制核反应速度

E. 在核反应堆的外面修建很厚的水泥层能防止放射线和放射性物质的泄漏

[物理—选修3-5](15分)
关于原子核的结合能，下列说法正确的是 (填正确答案标号。选对I个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分；每选错1个扣3分，最低得分为0分)。
Ａ.原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量
B.一重原子核衰变成α粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能
C．铯原子核()的结合能小于铅原子核()的结合能
D.比结合能越大，原子核越不稳定
Ｅ.自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能

下列说法正确的是    ．

A．汤姆生发现了电子，并提出了原子的栆糕模型

B．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应

C．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的强度小

D．将放射性元素掺杂到其它稳定元素中，并降低其温度，该元素的半衰期将增大

下列表示重核裂变的方程是

A．	B．
C．	D．

(1)铀核裂变是核电站核能的重要来源，其一种裂变反应式是U＋n→Ba＋Kr＋3n.下列说法正确的有(　　)

A．上述裂变反应中伴随着中子放出

B．铀块体积对链式反应的发生无影响

C．铀核的链式反应可人工控制

D．铀核的半衰期会受到环境温度的影响

(2)如图所示，在高为h＝5 m的平台右边缘上，放着一个质量M＝3 kg的铁块，现有一质量为m＝1 kg的钢球以v₀＝10 m/s的水平速度与铁块在极短的时间内发生正碰后被反弹，落地点距离平台右边缘的水平距离为x＝2 m．已知铁块与平台之间的动摩擦因数为μ＝0.4，重力加速度为g＝10 m/s²，已知平台足够长，求铁块在平台上滑行的距离l(不计空气阻力，铁块和钢球都看成质点)．

(1)2011年中国宣布突破快中子增殖反应堆技术，使核反应原料利用率提升到百分之六十以上．第一代核反应堆以铀235为裂变燃料，而在天然铀中占99%的铀238不能被利用，为了解决这个问题，科学家们研究出快中子增殖反应堆，使铀238变成高效核燃料．在快中子增殖反应堆中，使用的核燃料是钚239，裂变时释放出快中子，周围的铀238(U)吸收快中子后变成铀239(U)，铀239很不稳定，经过________次β衰变后变成钚239(Pu)，从而实现核燃料的增殖．铀238转变为钚239的全过程的核反应方程式为____________________________________________.
(2)如图所示，长为L＝2 m的木板A质量为M＝2 kg，A静止于足够长的光滑水平面上，小物块B(可视为质点)静止于A的左端，B的质量为m₁＝1 kg，曲面与水平面相切于M点．现让另一小物块C(可视为质点)从光滑曲面上离水平面高h＝3.6 m处由静止滑下，C与A相碰后与A粘在一起，C的质量为m₂＝1 kg，A与C相碰后，经一段时间B可刚好离开A，g＝10 m/s².求A、B之间的动摩擦因数μ.

(6分)下列说法正确的是      （填入正确选项前的字母。选对1个给3分，选对2个给4分，选对3个给6分。每错1个扣3分，最低得分为0分）。

A．根据玻尔理论，氢原子在辐射光子的同时，轨道也在连续地减小

B．放射性物质的温度升高，则半衰期减小

C．用能量等于氘核结合能的光子照射静止氘核，不可能使氘核分解为一个质子和一个中子

D．某放射性原子核经过2次α衰变和一次β衰变，核内质子数减少3个

E．根据玻尔理论，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能增大，电势能减小。

关于核衰变和核反应的类型，下列表述正确的有

A．是α衰变

B．是β衰变

C．是轻核聚变

D．是重核裂变

下列说法中正确的是 (　　)

A．原子核内的所有质子间都存在核力和库仑力

B．自由核子结合成原子核时，一定遵循质量数守恒

C．比结合能越大，原子核中的核子结合的越牢，原子核越稳定

D．放射线能杀伤癌细胞或阻止癌细胞分裂，对人体的正常细胞不会有伤害作用

重核裂变和轻核聚变是人类获得核能的两种主要途径，下面关于它们的说法中正确的是(　　)  

A．裂变过程有质量亏损

B．裂变过程吸收能量

C．聚变过程放出能量

D．聚变过程质量增加

关于天然放射现象，叙述正确的是_________（填入正确选项前的字母，选对1个给3分，选对2个给4分，选对3个给6分，每选错1个扣3分，最低得分为0分）

A．若使放射性物质的温度升高，其半衰期将减少

B．当放射性元素的原子的核外电子具有较高能量时，将发生衰变

C．在α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强

D．铀核()衰变为铅核（）的过程中，要经过8次α衰变和6次β衰变

E、铀核()衰变成α粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于铀核的结合能

下列说法正确的是

A．卢瑟福a粒子散射实验中，产生大角度散射的主要原因是：原子核外的电子对a粒子的吸引力较大

B．处于激发态的氢原子，从高能级向低能级跃迁时，能够向外释放光子，能级差越大，释放光子的频率越大

C．重核的裂变反应和轻核的聚变反应过程中，都有质量亏损

D．若某次核反应中，质量亏损为△m则本次核反应中释放的能量△mc（c为光速）

一个原子核在中子的轰击下发生一种可能的裂变反应，其裂变方程为，则下列叙述正确的是

A．X原子核中含有86个中子

B．X原子核中含有141个核子

C．因为裂变时释放能量，根据E＝mc^2，所以裂变后的总质量数增加

D．因为裂变时释放能量，出现质量亏损，所以生成物的总质量数减少

福岛核电站泄漏事故引起了人们对核安全更多的关注，如何更安全的利用核能成为人类迫切需要解决的问题。目前人们获取核能主要有两条途径：重核裂变和轻核聚变，其中核聚变的主要原料是氘，在海水中含量极其丰富。已知氘核的m₁，中子的质量为m₂， He的质量为m₃，质子的质量为m₄，则下列说法中正确的是

A．两个氘核聚变成一个He所产生的另一个粒子是中子

B．两个氘核聚变成一个He所释放的核能为(2m1－m3－m4)c^2

C．福岛核电站是采用聚变释放能量的

D．与现行的核反应堆放能相比，受控核聚变不产生具有放射性的废物