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《2019_2020学年高中物理第十九章原子核7、8核聚变粒子和宇宙练习（含解析）新人教版》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、7、8 核聚变粒子和宇宙基础巩固 1.(多选)关于聚变,以下说法正确的是( )A.两个氘核可以聚变成一个中等质量的原子核,同时释放出能量B.同样质量的物质发生核聚变反应时放出的能量比同样质量的物质发生核裂变反应时释放的能量大得多C.聚变反应的条件是聚变物质的体积达到临界体积D.发生聚变反应的原子核必须有足够大的动能答案BD2.(多选)下列关于聚变的说法正确的是( )A.要使聚变产生,必须克服库仑斥力做功B.轻核聚变需要几百万开尔文的高温,因此聚变又叫做热核反应C.原子弹爆炸能产生
2、几百万开尔文的高温,所以氢弹可以利用原子弹引发热核反应D.太阳和许多恒星内部都在激烈地进行着热核反应,在地球内部也可以自发地进行解析轻核聚变时,要使轻核之间距离达到10-15m,所以必须克服库仑斥力做功,A正确;原子核必须有足够的动能,才能使它们接近到核力发生作用的范围,实验证实,原子核的温度必须达到几百万开尔文时才有这样的能量,这样高的温度可以利用原子弹爆炸获得,故B、C正确;在太阳和许多恒星内部都存在着热核反应,但在地球内部不会自发地进行,D错误。答案ABC3.关于轻核聚变释放核能,下列说法正确的是( )A
3、.一次聚变反应一定比一次裂变反应释放的能量多B.聚变反应每个核子释放的平均能量一定比裂变反应大C.聚变反应中粒子的比结合能变小D.聚变反应中由于形成质量较大的核,故反应后质量增大解析在一次聚变反应中释放的能量不一定比裂变反应多,故A错误;由于聚变反应中释放出巨大能量,则比结合能一定增加,质量发生亏损,故C、D错误。答案B4.原子核聚变可给人类未来提供丰富的洁净能源。当氘等离子体被加热到适当高温时,氘核参与的几种聚变反应可能发生,放出能量。这几种反应的总效果可以表示为612H→k24He+d11H+201n+43.
4、15MeV,由平衡条件可知( )A.k=1,d=4B.k=2,d=2C.k=1,d=6D.k=2,d=3解析由质量数守恒和电荷数守恒,分别有4k+d=10,2k+d=6,解得k=2,d=2。正确选项为B。答案B5.利用氦3(23He)和氘进行的聚变反应安全无污染,容易控制。月球上有大量的氦3,每个航天大国都将获取氦3作为开发月球的重要目标之一。“嫦娥一号”探月卫星执行的一项重要任务就是评估月壤中氦3的分布和储量。已知两个氘核聚变生成一个氦3和一个中子的核反应方程是:212H→23He+01n+3.26MeV,若
5、有2g氘全部发生聚变,则释放的能量是(NA为阿伏加德罗常数)( )A.0.5×3.26MeVB.3.26MeVC.0.5NA×3.26MeVD.NA×3.26MeV解析2g氘核的摩尔数n=22mol=1mol,因为2个氘核聚变可放出3.26MeV的能量,所以2g氘核全部发生聚变时释放的能量为0.5NA×3.26MeV,故C正确,其他选项错误。答案C6.一个质子和两个中子聚变为一个氚核,已知质子质量mH=1.0073u,中子质量mn=1.0087u,氚核质量m=3.0180u。(1)写出聚变方程。(2)求释放出的
6、核能多大?(3)求平均每个核子释放的能量是多大?解析(1)聚变方程:11H+201n→13H(2)质量亏损Δm=mH+2mn-m=(1.0073+2×1.0087-3.0180)u=0.0067u释放的核能ΔE=Δmc2=0.0067×931.5MeV≈6.24MeV(3)一共有三个核子,平均每个核子放出的能量为E'=ΔEn=6.24MeV3=2.08MeV答案(1)11H+201n→13H (2)6.24MeV (3)2.08MeV7.已知氘核质量为2.0136u,中子质量为1.0087u,23He核的质量为3
7、.0150u。两个速率相等的氘核对心碰撞聚变成 23He并放出一个中子,释放的核能也全部转化为机械能。(质量亏损为1u时,释放的能量为931.5MeV。除了计算质量亏损外,23He的质量可以认为是中子的3倍)若测得反应后生成中子的动能是3.12MeV,则反应前每个氘核的动能是多少MeV?解析核反应方程为:12H+12H→23He+01n ①质量亏损为Δm=2.0136×2u-(3.0150u+1.0087u)=0.0035u ②释放的核能为ΔE=Δmc2=0.0035×931.5MeV=3.26MeV ③设中子和
8、 23He核的质量分别为m1、m2,速度分别为v1、v2。反应前每个氘核的动能是E0,反应后中子和 23He核动能分别为E1、E2,根据动量守恒定律,得m1v1-m2v2=0 又E=p22m,所以E1E2=m2m1=3 E2=E13=1.04MeV由能量的转化和守恒定律,得E1+E2=2E0+ΔE E0=0.45MeV答案均为0.45MeV能力提升1.我国自主研发制造的国
