高中物理 第四章 原子核 第六七節(jié) 核能利用 小粒子與大宇宙檢測 粵教版選修3-5
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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 A級 抓基礎(chǔ) 1.在核反應(yīng)堆外修建很厚的水泥層是為了防止( ) A.核爆炸 B.放射線外泄 C.核燃料外泄 D.慢中子外泄 解析:核反應(yīng)堆的核燃料一般是鈾235,它具有很強的放射性,其衰變時放出的射線能對人體造成極大的傷害,在其外修建很厚的水泥層就是為了防止放射線外泄,則B正確. 答案:B 2.(多選)為應(yīng)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(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年核電運行裝機總?cè)萘窟_(dá)到4 000萬千瓦的水平,請根據(jù)所學(xué)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(yīng)堆中應(yīng)用的是比較清潔的能源,故A、C正確,B、D錯誤. 答案:AC 3.2020年以前我國將新增投產(chǎn)2 300萬千瓦的核電站,核電站與火電站相比較,下列說法錯誤的是( ) A.核燃料釋放的能量遠(yuǎn)大于相等質(zhì)量的煤放出的能量 B.就可采儲量來說,地球上核燃料資源遠(yuǎn)大于煤炭 C.在經(jīng)濟效益方面,核電與火電不相上下 D.核反應(yīng)堆用過的核廢料具有很強的輻射性,要做特殊處理 解析:核燃料釋放的能量遠(yuǎn)大于相等質(zhì)量的煤放出的能量,A項正確;就可采儲量所提供的能量來說,核燃料遠(yuǎn)大于煤炭所能提供的能量,而不是采儲量,B項錯誤;在經(jīng)濟效益方面,核電與火電不相上下,C項正確;核電站是有污染的,核反應(yīng)堆用過的核廢料具有很強的輻射性,要做特殊處理,D正確. 答案:B 4.(多選)秦山核電站第三期工程的兩個6105 kW發(fā)電機組已實現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電. 發(fā)電站的核能來源于U的裂變,下列說法正確的是( ) A.反應(yīng)堆中核反應(yīng)速度通常是采用調(diào)節(jié)U的體積來控制的 B.U的一種可能的裂變是U+n→Xe+Sr+2n C.U是天然放射性元素,升高溫度后它的半衰期會縮短 D.核電站放出的污染物比火電站放出的污染物要少得多 解析:反應(yīng)堆中核反應(yīng)速度由控制棒(鎘棒)吸收中子的多少來控制,A錯;裂變有多種可能性,這是其中常見的一種,B對;放射性元素的半衰期由原子核本身決定,與溫度壓強等外界條件無關(guān),C錯,D對. 答案:BD B級 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?,其參與的一種核聚變反應(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,同時由于發(fā)生了質(zhì)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(fù)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(chǎn)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(shè)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.(1)關(guān)于核反應(yīng)堆中用鎘棒控制反應(yīng)速度的原理,下列說法正確的是( ) A.鎘棒能釋放中子,依靠釋放中子的多少控制反應(yīng)速度 B.用鎘棒插入的多少控制快中子變?yōu)槁凶拥臄?shù)量 C.利用鎘棒對中子吸收能力強的特點,依靠插入的多少控制中子數(shù)量 D.鎘棒對鈾核裂變有一種阻礙作用,利用其與鈾的接觸面積的大小控制反應(yīng)速度 (2)現(xiàn)有的核電站常用的核反應(yīng)之一是U+n→Nd+Zr+3n+8e+. ①核反應(yīng)方程中的是反中微子,它不帶電,質(zhì)量數(shù)為零,試確定生成物鋯(Zr)的電荷數(shù)與質(zhì)量數(shù). ②已知鈾核的質(zhì)量為235.043 9 u,中子的質(zhì)量為1.008 7 u,釹(Nd)核的質(zhì)量為142.909 8 u,鋯核的質(zhì)量為89.904 7 u,1 u=1.660 6 10-27 kg. 試計算1 kg鈾235裂變釋放的能量為多少? 解析:(1)鎘棒并不能釋放中子,也不能使中子減速,對鈾核裂變也沒有阻礙作用,而是利用對中子吸收能力強的特點,控制中子數(shù)量的多少而控制核反應(yīng)速度,故C正確. (2)①鋯的電荷數(shù)Z=92-60+8=40,質(zhì)量數(shù)A=236-146=90,用符號Zr表示. ②1 kg鈾235中鈾核的個數(shù)為 N=≈2.561024(個). 不考慮核反應(yīng)中生成的電子質(zhì)量,1個鈾235核裂變產(chǎn)生的質(zhì)量虧損為Δm=0.212 u,釋放的能量為ΔE=0.212931.5 MeV=197.5 MeV,則1 kg鈾235完全裂變釋放的能量為E=NΔE=2.561024197.5 MeV=8.11013 J. 答案:(1)C (2)①40 90 ②8.11013 J- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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