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1. 2023年11月16日《红星新闻网》报道,进入11月,成都科创领域喜讯不断、活力澎湃,新一代“人造太阳”,中国环流三号实现115万安培放电……中国环流三号,是中国自主设计研制的可控核聚变大科学装置,它也被称为新一代“人造太阳”。下列说法正确的是( )
A.
“中国环流三号”可将铀或钚聚变
B.
氘和氚聚变的核反应方程式为
C.
“氦-3”聚变不产生中子,对环境非常安全,是一种如今已被世界公认的高效、清洁、安全、廉价的核聚变发电燃料
D.
氢的同位素
(氚)具有放射性,半衰期为12.46年,现有100个氚原子核,经过12.46年后剩下50个氚原子核
【考点】
原子核的衰变、半衰期; 核聚变;
【答案】
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单选题
未知
普通
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能力提升
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1. 被称为“火焰发现者”的火灾报警器,其光电管的阴极对室内灯光中的紫外线毫无反应,只有被明火中的紫外线照射时才会报警。已知光电管阴极的金属发生光电效应的截止频率为
, 灯光中紫外线的频率为
, 明火中紫外线的频率为
, 则
、
、
的大小关系是( )
A.
B.
C.
D.
单选题
未知
容易
2.下列说法正确的是( )
A.
普朗克在研究黑体辐射问题时提出光子说
B.
氢原子的能级理论是玻尔在卢瑟福核式结构模型的基础上提出来的
C.
将一个原子核分开成为单个的核子,比结合能越大的核,需要的能量越大
D.
由
可知,这是核裂变反应,有一部分质量转变成了能量
单选题
未知
容易
3. 在2023年10月28日举行的首届国际天然铀产业发展论坛中,我国宣布,通过“天空地深”一体化勘查技术发现了一批万吨至十万吨级铀矿床.天然铀中主要有铀238和铀235,其中,铀235的裂变方程为:
, 下列说法正确的是( )
A.
铀235裂变可以自发进行
B.
反应方程中
,
C.
的比结合能大于
的比结合能
D.
离地表越深,温度越高,铀235的半衰期也越大
单选题
未知
容易
1.
年
月,“中国环流三号”首次实现
万安培等离子体电流下的高约束模式运行,标志着我国在可控核聚变领域达到了国际领先水平。下列关于核聚变的说法正确的是( )
A.
轻核聚变过程,原子核的比结合能变大
B.
轻核聚变在常温常压下即可自发地进行
C.
轻核聚变过程,生成物的质量大于反应物的质量
D.
与核裂变反应相比,核聚变的产能效率更低
单选题
未知
普通
2.
年,赫兹在研究电磁波的实验中偶然发现,接收电路的间隙如果受到光照,就更容易产生电火花,这就是最早发现的光电效应现象。用如图所示电路研究光电效应,下列说法正确的是( )
A.
爱因斯坦为了解释光电效应现象的实验规律,提出了“光子”说
B.
光照强度越大,电子从
板逸出时的初动能越大
C.
光照条件不变时,闭合开关
, 滑片
向右移动时,光电流会一直增大
D.
只要照射足够长的时间,任何频率的光都能够使
板发出光电子
单选题
未知
普通
3.科学研究发现,钚(Pu)是一种具有放射性的超铀元素,其衰变方程为
, 该衰变过程中产生的
γ
光子照射到逸出功为
的金属上,逸出光电子的最大初动能为
。已知普朗克常量为
h
, 下列说法正确的是( )
A.
X原子核中含有92个中子
B.
衰变产生的
γ
光子具有很强的电离作用
C.
衰变产生的
γ
光子的频率为
D.
钚(Pu)核的比结合能大于X原子核的比结合能
单选题
未知
普通
1.
年
月
日,日本政府不顾周边国家的反对执意向海洋排放福岛第一核电站的核污水,核污水中的放射性物质会对海水产生长久的、风险不可控的污染。如核污水中的
具有放射性,其发生衰变时的核反应方程为
, 该核反应过程中放出的能量为
。设
的结合能为
,
的结合能为
,
的结合能为
, 已知光在真空中的传播速度为
, 则下列说法正确的是( )
A.
的比结合能大于
的比结合能
B.
该核反应过程中放出的能量
C.
该核反应过程中的质量亏损可以表示为
D.
衰变过程中放出的光子是由新原子核从高能级向低能级跃迁产生的
多选题
未知
普通
2.用一束波长为λ的绿光照射某极限波长为λ
o
的金属,能产生光电效应,下列说法正确的是( )
A.
该金属逸出功为W=hλ
o
B.
把这束绿光遮住一半,则逸出的光电流强度减小
C.
若改用一束红光照射,则不可能产生光电效应
D.
要使光电流为0,光电管两级至少需要加大小为
的电压
多选题
未知
普通
3. 一束白光从顶角为
θ
的一边以较大的入射角
i
射入并通过三棱镜后,在屏
P
上可得到彩色光带,如图所示,在入射角
i
逐渐减小到零的过程中,假如屏上的彩色光带先后全部消失。下列说法正确的( )
A.
紫光在三棱镜中的速率比红光的小
B.
紫光在三棱镜中的速率比红光的大
C.
屏上最先消失的是红光,最后消失的是紫光
D.
屏上最先消失的是紫光,最后消失的是红光
E.
若用紫光照射某金属有光电子打出,改用红光则不一定有光电子打出
多选题
未知
普通
1.用中子轰击锂核
发生核反应,生成氚核和
粒子,并释放出核能。已知中子、氚核、
粒子、锂核的质量分别是
,
,
,
, 质量亏损
释放的核能为
。
(1)
请写出核反应方程;
(2)
设放出的能量全部由质量亏损获得,试求释放的核能;
结果保留一位小数
(3)
若反应前中子以
的动能和锂核正碰,且碰撞前二者具有等大反向的动量,核反应中放出的核能全部转化动能,求反应后生成的
粒子和氚核的动能为多少
?
综合题
未知
普通
2.核电站利用核反应堆工作,铀核U裂变生成钡核Ba和氪核Kr。在一个反应堆中用石墨做慢化剂使快中子减速。碳核的质量是中子的12倍,假设中子与碳核的每次碰撞都是弹性正碰,而且认为碰撞前碳核都是静止的。求:
(1)
试完成铀核裂变反应方程;
(2)
已知U、Ba、Kr核以及中子的质量分别是235.0439u,140.9139u,91.8973u和1.0087u,计算一个铀核裂变放出的核能。1u=1.66×10
-27
kg,c=3.0×10
8
m/s;(结果保留两位有效数字)
(3)
设碰撞前中子的动能是E
0
, 经过一次碰撞,中子失去的动能是多少。
综合题
常考题
普通
3.类比是研究问题的常用方法,科学史上很多重大发现、发明往往发端于类比。
(1)
一质量为
的人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,轨道半径为
。将地球视为质量均匀分布的球体,已知地球质量为
,万有引力常量为
,
①求卫星的速度大小
和动能
;
②若质量分别为
和
的质点相距为
时,它们之间的引力势能的表达式为
,求卫星与地球组成的系统机械能。
(2)
在玻尔的氢原子理论中,质量为
的电子绕原子核做匀速圆周运动的轨道半径是量子化的,电子的轨道半径和动量必须满足量子化条件
,式中
是普朗克常量,
是轨道半径,是电子在该轨道上的速度大小,
是轨道量子数,可以取1、2、3等正整数。已知电子和氢原子核的电荷量均为
,静电力常量为
,根据上述量子化条件,类比天体系统证明电子在任意轨道运动时系统能量表达式可以写为
,其中
是与
无关的常量。
综合题
常考题
普通
1.目前科学家已经能够制备出能量量子数n较大的氢原子。氢原子第n能级的能量为
,其中
。如图是按能量排列的电磁波谱,要使
的氢原子吸收一个光子后,恰好失去一个电子变成氢离子,被吸收的光子是( )
A.
红外线波段的光子
B.
可见光波段的光子
C.
紫外线波段的光子
D.
X射线波段的光子
单选题
真题
容易
2.如图所示是我国全超导托卡马克核聚变实验装置。2018年11月,该装置实现了1×10
8
℃等离子体运行等多项重大突破,为未来和平利用聚变能量迈出了重要一步。关于核聚变,下列说法正确的是( )
A.
聚变又叫热核反应
B.
太阳就是一个巨大的热核反应堆
C.
高温能使原子核克服核力而聚变
D.
对相同质量的核燃料,轻核聚变比重核裂变产能多
多选题
真题
普通
3.1934年,约里奥—居里夫妇用α粒子轰击铝箔,首次产生了人工放射性同位素X,反应方程为:
。X会衰变成原子核Y,衰变方程为
,则( )
A.
X的质量数与Y的质量数相等
B.
X的电荷数比Y的电荷数少1
C.
X的电荷数比
的电荷数多2
D.
X的质量数与
的质量数相等
多选题
真题
容易