2018-2019學年高中物理 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　抓基礎 1．在核反應堆中，為了使快中子的速度減慢，可選用作為中子減速劑的物質是(　　) A．氫　　　　B．鎘　　　　C．氧　　　　D．水 解析：在可控核反應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)為應對能源危機和優(yōu)化能源結構，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年核電運行裝機總容量達到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．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，且核裂變在核反應堆中應用的是比較清潔的能源，故A、C正確，B、D錯誤． 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，科學家設想在宇宙的某些部分可能存在完全由反粒子構成的物質——反物質.1997年初和年底，歐洲和美國的科學研究機構先后宣布：他們分別制造出9個和7個反氫原子，這是人類探索反物質的一大進步．你推測反氫原子的結構是(　　) A．由一個帶正電荷的質子與一個帶負電荷的電子構成 B．由一個帶負電荷的質子與一個帶正電荷的電子構成 C．由一個不帶電的中子與一個帶負電荷的電子構成 D．由一個帶負電荷的質子與一個帶負電荷的電子構成 解析：反氫原子的結構應該是反質子與反電子組成，即一個帶負電荷的質子與一個帶正電荷的電子構成，故B正確． 答案：B 4．新華社合肥2006年9月28日電，世界領先水平的我國新一代“人造太陽”實驗裝置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域又邁出了新的一步．關于核聚變，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到10－15 m以內，核力才能起作用 D．地球上聚變燃料的儲量十分豐富，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；世界上已經有利用核裂變能來發(fā)電的核電站，故B錯誤；要使輕核發(fā)生聚變，必須使它們的距離達到10－15 m以內，核力才能起作用，故C正確；地球上聚變燃料的儲量十分豐富，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　提能力 5．科學家發(fā)現(xiàn)在月球上含有豐富的He(氦3)，它是一種高效、清潔、安全的核聚變燃料，其參與的一種核聚變反應的方程式為He＋He→2H＋He，關于He聚變下列表述正確的是(　　) A．聚變反應不會釋放能量 B．聚變反應產生了新的原子核 C．聚變反應沒有質量虧損 D．目前核電站都采用He聚變反應發(fā)電 解析：核聚變反應中產生新的原子核，同時由于發(fā)生了質量虧損，會有核能的釋放，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－介子帶負的基元電荷，π0介子不帶電，如圖所示．一個K－介子沿垂直于磁場的方向射入勻強磁場中，其軌跡為圓弧AP，衰變后產生的π－介子的軌跡為圓弧PB，兩軌跡在P點相切，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－的動量大小與π0的動量大小之比為(　　) 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－介子的動量是π－介子的2倍．設K－介子的動量為2p，則π－介子的動量為－p，若π0介子的動量為p0，由動量守恒有2p＝－p＋p0，求得p0＝3p. 答案：C 7．假設某航空母艦的動力來自核反應堆，其中主要的核反應方程式是(　　) U＋n→Ba＋Kr＋(　　)n. (1)在括號內填寫n前的系數(shù)； (2)用m1、m2、m3分別表示U、Ba、Kr核的質量，m表示中子的質量，則上述反應過程中一個鈾235核發(fā)生裂變產生的核能ΔE是多少？ (3)假設核反應堆的功率P＝6.0105 kW，若一個鈾235核裂變產生的能量為2.810－11 J，則該航空母艦在海上航行一個月需要消耗多少kg鈾235? (鈾235的摩爾質量M＝0.235 kg/mol，一個月約為t＝2.6106 s，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.01023 mol－1，計算結果保留兩位有效數(shù)字) 解析：(1)由質量數(shù)與核電荷數(shù)守恒可知，產生的中子數(shù)為3； (2)由題意知，質量虧損為Δm＝m1－m2－m3－2m， 由質能方程可知，釋放的核能為： ΔE＝Δmc2＝(m1－m2－m3－2m)c2 (3)一個月內核反應產生的總能量為：E＝Pt 同時 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