人教版高中物理(选修35)核聚变同步练习题(含答案).docx

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1、课时作业 19 核聚变1目前核电站利用的核反响是() A裂变，核燃料为铀B聚变，核燃料为铀C裂变，核燃料为氘D聚变，核燃料为氘答案：A 2以下核反响方程式中，表示核聚变过程的是()A.30P30Si0eB.2H3H4He1n151411120C.14C14N 0 eD.238U234Th4He67192902解析：由于轻核结合成质量较大的核叫聚变，此题关键在一 个“聚”字，示意变化之前应至少有两种核，四个选项中只有 B 符合要求。答案：B3. 太阳不断地向外辐射能量，仍保持 1 千万度以上的高温， 其主要缘由是太阳内部进展着剧烈地()A衰变反响B人工核反响C裂变反响D热核反响解析：太阳内部时刻

2、都在进展着轻核聚变反响，即热核反响， 并伴随着释放出巨大的能量。答案：D 4以下关于聚变的说法中，正确的选项是() A要使聚变产生，必需抑制库仑斥力做功B. 轻核聚变需要几百万摄氏度的高温，因此聚变又叫做热 核反响C. 原子弹爆炸能产生几百万摄氏度的高温，所以氢弹可以 利用原子弹引发热核反响D. 太阳和很多恒星内部都在剧烈地进展着热核反响解析：要使轻核发生聚变，必需使它们的距离到达 1015m 以内，核力才能起作用。由于原子核带正电，要使它们接近到这种 程度，必需抑制巨大的库仑斥力。答案：A、C、D 5重核的裂变和轻核的聚变是人类利用核能的两种主要方式，但只有重核的裂变被人类和平利用，其缘由是

3、轻核聚变 ()A产能效率不高 B核燃料储量不够丰富 C核废料的处理比较困难D反响速度的掌握比较困难解析：裂变和聚变都释放核能，聚变产能效率高，核燃料储 量丰富，且核废料简洁处理，缺点是核反响速度难以掌握，D 正确。答案：D6重核裂变和轻核聚变是人类获得核能的两种主要途径， 下面关于它们的说法中正确的选项是()A裂变和聚变过程中都有质量亏损 B裂变过程中有质量亏损，聚变过程中质量有所增加C裂变过程中质量有所增加，聚变过程中有质量亏损D裂变和聚变过程中质量都有增加解析：在重核裂变和轻核聚变过程中都会释放出大量的热量，由爱因斯坦质能方程知，无论是裂变还是聚变，质量都会减 少，而质量变化叫做质量亏损，

4、所以仅 A 选项正确。答案：A 7现有三个核反响方程：24Na24Mg 0 e11121235U1n141Ba92Kr31n920563602H3H4He1n1120以下说法正确的选项是() A是裂变，是 衰变，是聚变B是聚变，是裂变，是 衰变C是 衰变，是裂变，是聚变D是 衰变，是聚变，是裂变解析：裂变是重核变为中等质量的核，是；衰变有 衰变和 衰变， 衰变的结果是释放氦核， 衰变的结果是从原子中释放电子，是；聚变是质量较小的核结合成质量较大的核，是。综上所述 C 正确。答案：C8. 据华社报道，由我国自行设计、研制的世界第一套全 超导核聚变试验装置 (又称“人造太阳”)已完成了首次工程调试

5、。以下关于“人造太阳”的说法正确的选项是( )A. “人造太阳”的核反响方程是2H3H4He1n1120B. “人造太阳”的核反响方程是235U1n141Ba92Kr31n92056360C. “人造太阳”释放的能量大小的计算公式是 Emc21D. “人造太阳”核能大小的计算公式是 E mc22解析：“人造太阳”发生的是氢核聚变，所以核反响方程式 为2H3H4He1n，而 B 选项中的核反响是核裂变，故错误；“人1120造太阳”释放的能量大小的计算公式是 Emc2，而核能大小的计算公式为 Emc2，应选项 A、C 正确。答案：A、C9. 雷蒙德戴维斯因争论来自太阳的电子中微子 (e)而获得了

6、2023 年度诺贝尔物理学奖。他探测中微子所用的探测器的主体是一个贮满 615t 四氯乙烯(C Cl )溶液的巨桶。电子中微子24可以将一个氯核变为一个氩核，其核反响方程式为 37Cl37Ar 0 e。e1718137Cl 核的质量为 36.95658u，37Ar 核的质量为 36.95691u，17180e 的质量为 0.00055u,1u 质量对应的能量为 931.5MeV。依据以1上数据，可以推断参与上述反响的电子中微子的最小能量为 ()A0.82MeVB0.31MeVC1.33MeVD0.51MeV解析：核反响过程中，反响前的能量应大于或等于反响后的 能量。质量关系为 m m m m

7、，eClAre得 m 0.00088u。e则电子中微子的最小能量应为000088u931.5MeV/u0.82MeV，故 A 正确。答案：A10. 核反响方程2H3H4HeX。假设用 c 表示光速，则112()AX 是质子，核反响放出的能量等于质子质量乘 c2BX 是中子，核反响放出的能量等于中子质量乘 c2CX 是质子，核反响放出的能量等于氘核与氚核的质量和减去氦核与质子的质量和，再乘 c2DX 是中子，核反响放出的能量等于氘核与氚核的质量和减去氦核与中子的质量和，再乘 c2解析：由质量数守恒及电荷数守恒可知 X 为1n(中子)，再根0据质能方程可得核反响放出的能量为反响前后质量亏损与c2

8、的乘积，故 D 正确。答案：D 11完成以下核反响方程，并说明其反响类型：235U1n139Xe95Sr，属反响；9205438222Rn218Po，属反响；86842H3H1n，属反响。110解析：在核反响中应遵循质量数守恒和电荷数守恒的原则。答案：21n 裂变04He 衰变24He 聚变212. 试求在氢弹中，当合成 1kg 的氦时所释放出的能量。(氘核2H 的质量为 2.0136u，氚核3H 的质量为 3.0166u，氦核4He 的质112量为 4.0026u，中子的质量为 1.0087u)解析：设弹壳内装的是氘和氚轻元素，它们在高温下聚变生 成氦，核聚变方程为2H3H4H1n。1120

9、当一个氘核2H 与一个氚核3H 发生反响时放出的能量为11E mc2 (2.0136 3.0166 4.0026 1.0087)931.5MeV17.6MeV。1kg 氦(4He)中所含的原子核数目为21 000NnN 6.0210231.51026 个。A4.002 6这样合成 1kg 氦核4He 时所放出的总能量为2ENE1.5102617.6MeV2.641027MeV。答案：2.641027MeV13. 太阳内部持续不断地发生着四个质子聚变为一个氦核的 热核反响，这个核反响释放出的大量能量就是太阳的能源。(1) 写出这个核反响方程；(2) 这一核反响能释放多少能量？(3) 太阳每秒释放

10、的能量为 3.81026J，则太阳每秒削减的质量为多少千克？(m 1.0073u，m 4.0015u，m 0.00055u)pe解析：(1)核反响方程是 41H4He20e121(2) 这一核反响的质量亏损是m4m m 2m 0.0266u，peEmc20.0266931.5MeV24.78MeVc(3) 由Emc2 得每秒太阳质量削减 E3.81026mkg4.2109kg。2(3.0108)2答案：(1)41H4He20e (2)24.78MeV (3)4.2109kg12114. 如下一系列核反响是在恒星内部发生的。其中 p 为质子， 为 粒子，e为正电子， 为一种中微子。质子的质量为

11、mp1.6726481027kg， 粒子的质量为m 6.6449291027kg，正电子的质量为 me9.111031kg，中微子的质量可无视不计。真空中的光速 c3.0108m/s。试计算该系列反响完成后释放的能量。解析：为求出系列反响后释放的能量，将题中所给的各个核 反响方程左右两侧分别相加，消去两侧一样的项，系列反响最终 等效为4p2e2设反响后释放的能量为 Q，依据质能关系和能量守恒得4m c2m c22mc2Q。pe代入数值可得 Q3.951012J。答案：3.951012J152023 年，我国自行设计并研制的“人造太阳”托卡马克试验装置运行获得重大进展，这标志着我国已经迈入可控热

12、核反响领域先进国家行列。该反响所进展的聚变方程是2 H311H4He1n，反响原料氘(2H)富存于海水中，而氚(3H)是放射性2011元素，自然界中不存在，但可以通过中子轰击锂核(6Li)的人工核3转变得到。(1) 请把以下用中子轰击锂核(6Li)产生一个氚核(3H)和一个31核的人工核转变方程填写完整：6Li3H。31(2) 在(1)中，每生产 1g 氚的同时有多少个6Li 核实现了核转3变？(阿伏加德罗常数 N 取 6.01023 个/mol)A1解析：(2)由于 1g 氚为3mol，依据核反响方程，实现核转变11的6Li 也为 mol，所以有 6.01023 个2.01023 个6Li 实现了3333核转变。答案：(1)1n04He (2)2.01023 个2