高中物理第五章核能与社会53聚变与受控热核反应课后训练沪科版选修3-5

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1、聚变与受控热核反应1.关于我国已建成的秦山和大亚湾核电站，下列说法正确的是（）。A.它们都是利用核聚变释放原子能的B.它们都是利用核裂变释放原子能的C.裂变和聚变的核燃料都可以是纯铀235D.一座是利用核裂变释放原子能，一座是利用核聚变释放原子能2.下列核反应中属于核聚变的是（）oA.]H+：HT：He+；nB.眾ThT鬻Pa+_：eC.鸽u+：nT需Xe+益Sr+2：nD.:Be+：HeT；O+；n3.一个质子和一个中子聚变组合成一个氟核，同时辐射出一个Y光子。己知质子、中子、氣核的质量分别为

2、加、加、加，普朗克常数为力，真空中的光速为c,下列说法正确的是（）。A•核反应方程是卄B.聚变反应的质量亏损A刃=刃+风一㈤C.辐射出的Y光子能量尸=（/%—例一处）cD.Y光子的波长兄=7+m2-m3）c~4.原子核聚变渴望给人类未来提供丰富的洁净能源。当氛等离子体被加热到适当高温时，宛核参与的儿种聚变反应可能发生，放岀能量。这儿种反应的总效果可以表示为6—>£：He+〃；H+2：n+43.15MeV,由平衡条件可知（）。A.k=,<7=4B.k=2,d=2C.k=1,d=6D.k=2,d=

3、35.央视报道，中科院离子物理所经过八年的艰苦奋斗努力，终于率先建成了世界上第一个全超导的托卡马克试验装置并调试成功；这种装置被称为“人造A阳”（如图所示），它能够承受上亿摄氏度高温瓦能够控制等离子态的核子发生聚变并稳定持续的输出能量，就像太阳一样为人类提供无限清洁的能源。在下列核反应方程中有可能是该装置内部所进行的核反应的是（）。A.i；N+；HeT：O+；HB.出nA.雹U->2益Th+；HeD•駕u+；nT；：Ba+；：Kr+3：n1.科学家发现在月球上含有丰富的；He（M3）o它是一种高

4、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；Hc+；Hct2；H+：Hc。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2.已知4个氢核聚变成1个氨核，放出2个正电子。（1）写出这个核反应方程；（2）若1g盘完全聚变，它放出的核能相当于多少优质煤完全燃烧放出的化学能？已知优质煤的热值为3.34X107J/kgo3.己知氣核质量为2.0136u,中子质量为1.0087u,寸He

5、核的质量为3.0150u。（1）写出两个氣核结合成；He的核反应方程。（2）计算上述核反应中释放的核能。（3）若两个氛核以相等的动能0.35MeV做对心碰撞即可发生上述核反应，且释放的核能全部转化为机械能，则反应中生成的；He核和中子的动能各是多少？参考答案1.答案：B解析：现在我国的核电站是利用核裂变，可控热核反应还在实验阶段，故答案为B。2.答案：A解析：B项是衰变，C项是裂变；D项是人工转变；A项是轻核聚变。3.答案：B解析：A项中核反应方程不满足质量数守恒，错误。B项中A/〃正好是结合前

6、核子总质量与原子核质量之差，正确。rh质能方程川知辐射出的y光子的能量为$=(加+处一/加)hcfC项错误。[t]c=AV及E=hV得,Y光子的波长为免=，故DIno(加]+m2-m3)c4・答案：B(2R+d=6[k=2解析：根据核反应过程中质量数守恒、电荷数守恒知-,小"解得｛,r，B屮+d+2=12[d=2对。5.答案：B6.答案：B解析：聚变反应是轻核变为中等质量核的反应，发生质量亏损，释放能量。目前核电站采用重核裂变反应。7.答案：(1)4；HT：He+2：e(2)1.8X104kg解

7、析：(1)核反应方程为4；HT；He+2：e。(2)查出盘核、氮核和正电子的质量为朋=1.67265><10切kg,加、=6.644939X10_27kg,/%=9.11X1031kg则聚变反应的质量亏损为△刃=4〃“：一〃札，一2%又由质能方程AE=Ame代入数据解得△43.95X10T2J1g氢完全聚变放出的核能为0=X3.95X1()72J=5.90X1011J4x1.67265x10-27设这些核能相当于质量为刃的优质煤完全燃烧放出的化学能，则/»=5.90x10"3.34X107kg^

8、l.8X10'kgo(3)0.99MeV2.97MeV8.答案：:H+：HT；He+詁(2)3.26MeV解析:(1)核反应方程为：H+：HT；Hc+：n。(2)由题给条件可求出质量亏损为△加=2.0136uX2—(3.0150u+1.0087u)=0.0035u释放的核能为△/=A/〃d=o.0035X931.5MeV=3.26MeV。(3)该反应中释放的核能全部转化为机械能，即转化为；He核和中子的动能。若设；He核和中子的质量分别为创、血速度分别为匕、r2,则由动量守恒及能量守恒定律得0=