《2017秋高中物理第四章原子核4.6核能利用4.7小粒子与大宇宙课时训练粤教版选修3_5201709.wps》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2017秋高中物理第四章原子核4.6核能利用4.7小粒子与大宇宙课时训练粤教版选修3_5201709.wps（3页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、核能利用 小粒子与大宇宙 基础夯实 1 1.现已建成的核电站能量来自于( ) A.天然放射性元素衰变放出的能量 B.人工放射性同位素放出的能量 C.重核裂变放出的能量 D.化学反应放出的能量 答案 C 解析核电站发电的能量来自于重核裂变放出的能量.重核裂变要在一定条件下才能进行,并能 有效地进行控制,核电站利用这一反应放出的能量进行发电,将其转化成电能. 2 2.下列说法中正确的是( ) A.太阳是宇宙的中心 B.太阳系中只存在太阳和它的八大行星 C.太阳系是由太阳和若干行星以及它们的卫星还有彗星组成的 D.以上说法都正确 答案 C 解析太阳系中以太阳为中心,有八大行星绕太阳运行,有的行星还有
2、卫星,此外还有 2 000 多颗 比较小的小行星和彗星等,所以叙述较完整的是 C 项.通常我们所说的八大行星是指太阳系中 较大的几颗行星,太阳系的组成中还有小行星和彗星. 3 3.在核反应中,控制铀 235核裂变反应速率的方法是 ( ) A.使用浓缩轴 B.改变铀块的临界体积 C.通过自动控制装置,改变使用镉棒插入的深度,以改变反应堆中的中子数目 D.利用石墨与中子的碰撞来改变中子的速度 答案 C 解析核反应堆中核裂变反应速度是通过调节镉棒的深度来改变中子数而实现的. 4 4.(多选)国家重大科技专项示范项目 CAP1400 核电站在山东荣成石岛湾建设.核电 站与火电站 相比较,其优势在于(
3、) (导学号 51160211) A.核燃料释放出的能量 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多于煤炭 C.核电站造成的污染远小于相等发电能力的火电站 D.核电站比火电站更容易建造 答案 ABC 解析核电站与火电站相比,相等质量的核燃料放出的能量比煤放出的能量要大很多,地球上可 开采核矿石储量所能提供的能量约为煤、石油的 15 倍,只要措施得当,核电站造成的污染很小, 核能属于清洁能源,A、B、C 均正确;核电站的建造难度较大,D错误. 5 5.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
4、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.所有核电站都只利用重核裂变释放大量的原子能 D.重核裂变是非常清洁的能源,无任何污染 1 答案 AC 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,但 也有一定的污染,故 A、C 正确,B、D 错误. 6 6.(多选)下列说法中正确的是( ) A.聚变反应中有质量亏损,所以必向外界放出能量 B.使核发生聚变反应必须使核之间的距离接近到 110-
5、15 m,也就是接近到核力能够发生作用 的范围内 C.要使核发生聚变反应,必须克服核力做功 D.热核反应只有在人工控制下才能发生 答案 AB 能力提升 7 7.2011年 3 月 11 日,日本发生地震并引发海啸导致福岛核电站发生了核泄漏,对附近的环境造 成了很大的危害.核泄漏直接导致严重的环境污染,产生的射线具有非常大的危害性,能够使动 植物体内的细胞发生癌变,致使生物死亡.根据以上材料回答以下问题: 核电站的发电原理是通过核裂变产生巨大的能量,完成下面铀核裂变可能的一个反应方程 n Ba+ Kr+ ,并计算 1 kg铀核裂变放出的能量是 J.(结果保 留两位有效数字, Ba、92Kr 和中
6、子的质量分别为 235.049 3 u,140.913 9 u,91.897 3 u,1.008 7 u,1 u=1.6610-27 kg)(导学号 51160212) 答案 n 8.51013 解析一个铀原子核裂变放出的核能, E=mc2=(235.049 3 u-140.913 9 u-91.897 3 u-21.008 7 u)c23.310-11 J. 1 kg 铀中含有铀核数为 N= NA= 6.0210232.5621024(个) 所以 1 kg铀核裂变时放出的能量为 E=NE=2.56210243.310-11 J=8.51013 J. 8 8.在可控核反应堆中需要给快中子减速,
7、轻水、重水和石墨等常用作慢化剂.中子在重水中可与 H 核碰撞减速,在石墨中与 C 核碰撞减速.上述碰撞可简化为弹性碰撞模型.某反应堆中快中 子与静止的靶核发生对心正碰,通过计算说明,仅从一次碰撞考虑,用重水和石墨作减速剂,哪 种材料减速效果更好? (导学号 51160213) 答案重水 解析设中子质量为 mn,靶核质量为 m,由动量守恒定律得 mnv0=mnv1+mv2, 由能量守恒定律得 mn mn , 解得 v1= v0. 在重水中靶核质量 2 mH=2mn, v1H= v0=- v0. 在石墨中靶核质量 mC=12mn, v1C= v0=- v0. 因为与重水靶核碰撞后中子速度较小,故重
8、水减速效果更好. 9 9.天文观测表明,几乎所有远处的恒星(或星系)都在以各自的速度背离我们而运动,离我们越 远的星体,背离我们运动的速度(称为退行速度)越大;也就是说,宇宙在膨胀.星体的退行速度 v 和它们离我们的距离 r 成正比,即 v=Hr.式中 H 为一常量,称为哈勃常数,已由天文观察测定.为 解释上述现象,有人提出一种理论,认为宇宙是从一个大爆炸的火球开始形成的.假设大爆炸后 各星体以不同的速度向外匀速运动,并设想我们就位于其中心,则速度越大的星体现在离我们 越远.这一结果与上述天文观测一致. (导学号 51160214) (1)由上述理论和天文观测结果,可估算宇宙年龄 T,其计算式是什么? (2)根据观测,哈勃常数 H=310-2米/(秒光年),其中光年是光在一年中行进的距离,由此估算 宇宙的年龄为多少年? 答案(1)T= (2)11010年 解析(1)由于爆炸后各星体做的是匀速运动,令宇宙年龄为 T,则星球现距我们的距离为 r=vT=HrT,得 T= . (2)T= 年=11010年. 3