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

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(qiáng)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：B2(多選)為應(yīng)對能源危機(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：AC32020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(jì)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(qiáng)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(jì)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(qiáng)的輻射性，要做特殊處理，D正確答案：B4(多選)秦山核電站第三期工程的兩個6105 kW發(fā)電機(jī)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UnXeSr2nC.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(qiáng)等外界條件無關(guān)，C錯，D對答案：BDB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HeHe2HHe，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：B6.K介子衰變方程為：K0.其中K介子和介子帶負(fù)的基元電荷，0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(qiáng)磁場中，其軌跡為圓弧AP，衰變后產(chǎn)生的介子的軌跡為圓弧PB，兩軌跡在P點相切，它們半徑RK與R之比為21(0介子的軌跡未畫出)由此可知的動量大小與0的動量大小之比為()A11B12C13D16解析：由R(K介子與介子電荷量相同)和半徑RK與R之比為21可知K介子的動量是介子的2倍設(shè)K介子的動量為2p，則介子的動量為p，若0介子的動量為p0，由動量守恒有2ppp0，求得p03p.答案：C7(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(qiáng)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UnNdZr3n8e.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)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 u1.660 61027 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(qiáng)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)鋯的電荷數(shù)Z9260840，質(zhì)量數(shù)A23614690，用符號Zr表示1 kg鈾235中鈾核的個數(shù)為N2.561024(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m0.212 u，釋放的能量為E0.212931.5 MeV197.5 MeV，則1 kg鈾235完全裂變釋放的能量為ENE2.561024197.5 MeV8.11013 J.答案：(1)C(2)40908.11013 J