高中物理 第五章 核能與社會(huì) 5.3 聚變與受控?zé)岷朔磻?yīng)課后訓(xùn)練 滬科版選修35

1、聚變與受控?zé)岷朔磻?yīng)1關(guān)于我國(guó)已建成的秦山和大亞灣核電站，下列說(shuō)法正確的是（）。a它們都是利用核聚變釋放原子能的b它們都是利用核裂變釋放原子能的c裂變和聚變的核燃料都可以是純鈾235d一座是利用核裂變釋放原子能，一座是利用核聚變釋放原子能2下列核反應(yīng)中屬于核聚變的是（）。abcd3一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子聚變組合成一個(gè)氚核，同時(shí)輻射出一個(gè)光子。已知質(zhì)子、中子、氚核的質(zhì)量分別為m1、m2、m3，普朗克常數(shù)為h，真空中的光速為c，下列說(shuō)法正確的是（）。a核反應(yīng)方程是b聚變反應(yīng)的質(zhì)量虧損mm1m2m3c輻射出的光子能量e（m3m1m2）cd光子的波長(zhǎng)4原子核聚變渴望給人類未來(lái)提供豐富的潔凈能源。當(dāng)氘等離子體

2、被加熱到適當(dāng)高溫時(shí)，氘核參與的幾種聚變反應(yīng)可能發(fā)生，放出能量。這幾種反應(yīng)的總效果可以表示為43.15 mev，由平衡條件可知（）。ak1，d4 bk2，d2ck1，d6 dk2，d35央視報(bào)道，中科院離子物理所經(jīng)過(guò)八年的艱苦奮斗努力，終于率先建成了世界上第一個(gè)全超導(dǎo)的托卡馬克試驗(yàn)裝置并調(diào)試成功；這種裝置被稱為“人造太陽(yáng)”（如圖所示），它能夠承受上億攝氏度高溫且能夠控制等離子態(tài)的核子發(fā)生聚變并穩(wěn)定持續(xù)的輸出能量，就像太陽(yáng)一樣為人類提供無(wú)限清潔的能源。在下列核反應(yīng)方程中有可能是該裝置內(nèi)部所進(jìn)行的核反應(yīng)的是（）。abcd6科學(xué)家發(fā)現(xiàn)在月球上含有豐富的（氦3）。它是一種高效、清潔、安全的核聚變?nèi)剂?，?/p>

3、參與的一種核聚變反應(yīng)的方程式為。關(guān)于聚變下列表述正確的是（）。a聚變反應(yīng)不會(huì)釋放能量b聚變反應(yīng)產(chǎn)生了新的原子核c聚變反應(yīng)沒(méi)有質(zhì)量虧損d目前核電站都采用聚變反應(yīng)發(fā)電7已知4個(gè)氫核聚變成1個(gè)氦核，放出2個(gè)正電子。（1）寫(xiě)出這個(gè)核反應(yīng)方程；（2）若1 g氫完全聚變，它放出的核能相當(dāng)于多少優(yōu)質(zhì)煤完全燃燒放出的化學(xué)能？已知優(yōu)質(zhì)煤的熱值為3.34×107 j/kg。8已知氘核質(zhì)量為2.013 6 u，中子質(zhì)量為1.008 7 u，核的質(zhì)量為3.015 0 u。（1）寫(xiě)出兩個(gè)氘核結(jié)合成的核反應(yīng)方程。（2）計(jì)算上述核反應(yīng)中釋放的核能。（3）若兩個(gè)氘核以相等的動(dòng)能0.35 mev做對(duì)心碰撞即可發(fā)生上述

4、核反應(yīng)，且釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，則反應(yīng)中生成的核和中子的動(dòng)能各是多少？參考答案1答案：b解析：現(xiàn)在我國(guó)的核電站是利用核裂變，可控?zé)岷朔磻?yīng)還在實(shí)驗(yàn)階段，故答案為b。2答案：a解析：b項(xiàng)是衰變，c項(xiàng)是裂變；d項(xiàng)是人工轉(zhuǎn)變；a項(xiàng)是輕核聚變。3答案：b解析：a項(xiàng)中核反應(yīng)方程不滿足質(zhì)量數(shù)守恒，錯(cuò)誤。b項(xiàng)中m正好是結(jié)合前核子總質(zhì)量與原子核質(zhì)量之差，正確。由質(zhì)能方程可知輻射出的光子的能量為e（m1m2m3）c2，c項(xiàng)錯(cuò)誤。由c及eh得，光子的波長(zhǎng)為，故d錯(cuò)。4答案：b解析：根據(jù)核反應(yīng)過(guò)程中質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒知解得，b對(duì)。5答案：b6答案：b解析：聚變反應(yīng)是輕核變?yōu)橹械荣|(zhì)量核的反應(yīng)，發(fā)生質(zhì)量虧損，釋

5、放能量。目前核電站采用重核裂變反應(yīng)。7答案：（1）（2）1.8×104 kg解析：（1）核反應(yīng)方程為。（2）查出氫核、氦核和正電子的質(zhì)量為mh1.672 65×1027 kg，mhe6.644 939×1027 kg，me9.11×1031 kg則聚變反應(yīng)的質(zhì)量虧損為m4mhmhe2me又由質(zhì)能方程emc2代入數(shù)據(jù)解得e3.95×1012 j1 g氫完全聚變放出的核能為q×3.95×1012 j5.90×1011 j設(shè)這些核能相當(dāng)于質(zhì)量為m的優(yōu)質(zhì)煤完全燃燒放出的化學(xué)能，則mkg1.8×104 kg。8答案

6、：（2）3.26 mev（3）0.99 mev2.97 mev解析：（1）核反應(yīng)方程為。（2）由題給條件可求出質(zhì)量虧損為m2.013 6 u×2（3.015 0 u1.008 7 u）0.003 5 u釋放的核能為emc20.003 5×931.5 mev3.26 mev。（3）該反應(yīng)中釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，即轉(zhuǎn)化為核和中子的動(dòng)能。若設(shè)核和中子的質(zhì)量分別為m1、m2，速度分別為v1、v2，則由動(dòng)量守恒及能量守恒定律得0m1v1m2v22ek0eek1ek2ek00.35 meve3.26 mev解得ek10.99 mevek22.97 mev。6edbc3191f2351dd815ff33d4435f3756edbc3191f2351dd815ff33d4435f3756edbc3191f2351dd815ff33d4435f