第四章 第六节 核能利用 第七节 小粒子与大宇宙

第六节 核能利用 第七节 小粒子与大宇宙

(时间：60分钟)

题组一 核反应堆

1．(单选)利用重核裂变释放核能时选用铀235核，主要原因是 A．它裂变放出核能比其他重核裂变多 B．它可能分裂成三部分或四部分 C．它能自动裂变，与体积无关 D．它比较容易发生链式反应 答案 D

解析 铀235俘获任何能量的中子都会发生裂变反应，故D正确．

2．(单选)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 答案 C

解析 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．

3．(单选)在核反应中，控制铀235核裂变反应速率的方法是 A．使用浓缩铀 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

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( )

( )

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 控制核反应堆中核反应的速度是靠调节中子数来实现的，故只有C正确．

4．(单选)镉棒在核反应中的作用是 A．使快中子变成慢中子 B．使慢中子变成快中子 C．使反应速度加快

D．控制反应速度，调节反应速度的快慢 答案 D

解析 在核反应堆中石墨起变快中子为慢中子的作用，镉棒起吸收中子，控制反应速度，调节反应速度的快慢．

5．(单选)为使链式反应平稳进行，可采用下列的办法 A．铀块可制成任何的体积

B．铀核裂变释放的中子可直接去轰击另外的铀核 C．通过慢化剂将产生的中子减速 D．用镉棒可作为慢化剂使中子减速 答案 C

解析 由于使铀块发生链式反应的体积应大于临界体积，故A错误；铀核裂变释放出的为快中子，不能直接再去轰击铀核，必须用慢化剂减速，而镉棒是用于控制中子数量的，故C正确，B、D错误． 题组二 核电站

6．(双选)山东荣成石岛湾核电站总装机规模400 万千瓦．核电站与火电站相比较，其优势在于

( )

( )

( )

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．核电站造成的污染大于相等发电能力的火电站 D．核电站比火电站更容易建造

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答案 AB

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均正确，C错误；核电站的建造难度较大，D错误．

7．(双选)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 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，故A、C正确，B、D错．

8．(单选)我国秦山核电站第三期工程中有两个60万千瓦的发电机组，发电站的核能来源于235 92 U的裂变，现有四种说法： ①235 92U原子核中有92个质子，143个中子；

②235核反应方程为235 92U的一种可能裂变是变成两个中等质量的原子核， 92U

1951＋0n→139 54Xe＋38Sr＋20n；

( )

③235常温下它的半衰期约为45 亿年，升高温度半衰 92U是天然放射性元素，期缩短；

④一个235 92U裂变能放出200 MeV的能量，合3.2×10以上说法中完全正确的是 A．①②③ C．①③④ 答案 D

解析 由235 92U的质量数和电荷数关系易知①正确；由核反应方程中电荷数

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－11

J.

( )

B．②③④ D．①②④

守恒和质量数守恒知②正确；半衰期不受外界因素干扰，故③错误；通过计算知④正确，故答案为D. 题组三 对粒子的认识

9．(单选)现在科学家们正在设法探寻“反物质”，所谓“反物质”是由“反粒子”构成的，“反粒子”与其对应的正粒子有相同的质量和相同的电荷量，但电荷符号相反．据此，若有反α粒子，它的质量数和电荷数分别为 ( ) A．－4，－2 答案 B

解析 因“反粒子”与其对应的正粒子具有相同的质量、相同的电荷量，但电荷的符号相反．所以，反α粒子质量数为4，电荷数为－2.故只有B选项正确，其他选项都不符合实际．

10.(单选)K－介子衰变的方程为K－―→π－＋π0.其中K－

介子和π－介子是带负电的基元电荷，π

0

B．4，－2 C．－4，2 D．4，2

介子不带

电．如图4－6、7－2所示的1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π－介子的轨迹为圆弧PB，两轨迹P点相切，它们的半径RK－与Rπ－之比为2∶1.π0介子的轨

( )

图4－6、7－2

迹未画出．由此可知π－的动量大小与π0的动量的大小之比为 A．1∶1 答案 C

B．1∶2

C．1∶3

D．1∶6

解析 带电粒子K－与π－在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力Bqvmv2mvp

＝R得R＝Bq＝Bq，K－介子与π－介子带电量相同，故运动的半径之比等于动量之比pK－∶pπ－＝RK－∶Rπ－＝2∶1，在衰变后π－介子与π0介子动量方向相反，设K－介子的动量为正，则π－介子动量为负值，由动量守恒pK－＝－p

π－

＋pπ0，则pπ－∶pπ0＝1∶3故A、B、D错，C对．

题组四 综合应用

11．如下一系列核反应是在恒星内部发生的： p＋12→13 6C― 7N

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