高中物理 第四章 原子核 第六七节 核能利用 小粒子与大宇宙检测 粤教版选修3-5

第四章 原子核第六节 核能利用第七节 小粒子与大宇宙A级抓基础1在核反应堆外修建很厚的水泥层是为了防止()A核爆炸B放射线外泄C核燃料外泄 D慢中子外泄解析：核反应堆的核燃料一般是铀235，它具有很强的放射性，其衰变时放出的射线能对人体造成极大的伤害，在其外修建很厚的水泥层就是为了防止放射线外泄，则B正确答案：B2(多选)为应对能源危机和优化能源结构，提高清洁能源的比重，我国制定了优先选择核能，其次加快发展风电和再生能源的政策，在核电中长期发展规划中要求2020年核电运行装机总容量达到4 000万千瓦的水平，请根据所学物理知识，判断下列说法中正确的是()A核能发电对环境的污染比火力发电要小B核能发电对环境的污染比火力发电要大C目前所有核电站都只利用重核裂变释放大量的原子能D目前既有重核裂变，又有轻核聚变释放大量的原子能解析：目前核电站都用核裂变，其原料是铀，且核裂变在核反应堆中应用的是比较清洁的能源，故A、C正确，B、D错误答案：AC32020年以前我国将新增投产2 300万千瓦的核电站，核电站与火电站相比较，下列说法错误的是()A核燃料释放的能量远大于相等质量的煤放出的能量B就可采储量来说，地球上核燃料资源远大于煤炭C在经济效益方面，核电与火电不相上下D核反应堆用过的核废料具有很强的辐射性，要做特殊处理解析：核燃料释放的能量远大于相等质量的煤放出的能量，A项正确；就可采储量所提供的能量来说，核燃料远大于煤炭所能提供的能量，而不是采储量，B项错误；在经济效益方面，核电与火电不相上下，C项正确；核电站是有污染的，核反应堆用过的核废料具有很强的辐射性，要做特殊处理，D正确答案：B4(多选)秦山核电站第三期工程的两个6105 kW发电机组已实现并网发电. 发电站的核能来源于U的裂变，下列说法正确的是()A反应堆中核反应速度通常是采用调节U的体积来控制的B.U的一种可能的裂变是UnXeSr2nC.U是天然放射性元素，升高温度后它的半衰期会缩短D核电站放出的污染物比火电站放出的污染物要少得多解析：反应堆中核反应速度由控制棒(镉棒)吸收中子的多少来控制，A错；裂变有多种可能性，这是其中常见的一种，B对；放射性元素的半衰期由原子核本身决定，与温度压强等外界条件无关，C错，D对答案：BDB级提能力5科学家发现在月球上含有丰富的He(氦3)，它是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料，其参与的一种核聚变反应的方程式为HeHe2HHe，关于He聚变下列表述正确的是()A聚变反应不会释放能量B聚变反应产生了新的原子核C聚变反应没有质量亏损D目前核电站都采用He聚变反应发电解析：核聚变反应中产生新的原子核，同时由于发生了质量亏损，会有核能的释放，这是人类利用核能的途径之一目前核电站大多采用重核裂变的方法来释放与利用核能发电答案：B6.K介子衰变方程为：K0.其中K介子和介子带负的基元电荷，0介子不带电，如图所示一个K介子沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场中，其轨迹为圆弧AP，衰变后产生的介子的轨迹为圆弧PB，两轨迹在P点相切，它们半径RK与R之比为21(0介子的轨迹未画出)由此可知的动量大小与0的动量大小之比为()A11B12C13D16解析：由R(K介子与介子电荷量相同)和半径RK与R之比为21可知K介子的动量是介子的2倍设K介子的动量为2p，则介子的动量为p，若0介子的动量为p0，由动量守恒有2ppp0，求得p03p.答案：C7(1)关于核反应堆中用镉棒控制反应速度的原理，下列说法正确的是()A镉棒能释放中子，依靠释放中子的多少控制反应速度B用镉棒插入的多少控制快中子变为慢中子的数量C利用镉棒对中子吸收能力强的特点，依靠插入的多少控制中子数量D镉棒对铀核裂变有一种阻碍作用，利用其与铀的接触面积的大小控制反应速度(2)现有的核电站常用的核反应之一是UnNdZr3n8e.核反应方程中的是反中微子，它不带电，质量数为零，试确定生成物锆(Zr)的电荷数与质量数已知铀核的质量为235.043 9 u，中子的质量为1.008 7 u，钕(Nd)核的质量为142.909 8 u，锆核的质量为89.904 7 u，1 u1.660 61027 kg.试计算1 kg铀235裂变释放的能量为多少？解析：(1)镉棒并不能释放中子，也不能使中子减速，对铀核裂变也没有阻碍作用，而是利用对中子吸收能力强的特点，控制中子数量的多少而控制核反应速度，故C正确(2)锆的电荷数Z9260840，质量数A23614690，用符号Zr表示1 kg铀235中铀核的个数为N2.561024(个)不考虑核反应中生成的电子质量，1个铀235核裂变产生的质量亏损为m0.212 u，释放的能量为E0.212931.5 MeV197.5 MeV，则1 kg铀235完全裂变释放的能量为ENE2.561024197.5 MeV8.11013 J.答案：(1)C(2)40908.11013 J