人教版物理高二选修35 19.7核聚变同步训练（I）卷
姓名:________ 班级:________ 成绩:________
一、选择题 (共15题；共30分)
1. （2分）(2017·新余模拟) 普朗克说过：“科学的历史不仅是一连串事实、规则和随之而来的数学描述，它也是一部概念的历史”．下列表示正确的是（）
A . 太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应
B . β衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的
C . 紫外线照射到金属锌表面时能够发生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，从锌版表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大
D . 大量的氢原子从n=3的能级向低能级跃迁时只会辐射两种不同频率的光
2. （2分）中广核集团现拥有大亚湾核电站、岭澳核电站一期、岭澳核电站二期等在运行的核电机组，核电站利用的是（）
A . 放射性元素衰变放出的能量
B . 人工放射性同位素放出的能量
C . 重核裂变放出的能量
D . 轻核聚变放出的能量
3. （2分）据BBC报道，前英国政府辐射事务顾问巴斯比博士表示，日本核电站的问题极为严重，尤其令人担心的是福岛核电站三号反应堆。他称，该反应堆现在遇到了麻烦，因为它使用的是一种不同的燃料：它不是铀，而是一种铀钚混合燃料，而钚是极为危险的，因此一旦这种物质泄漏出来，将使海啸灾难雪上加霜。钚是世界上毒性第二大的物质（世界上毒性第一大的物质为钋）。一片药片大小的钚，足以毒死2亿人，5克的钚足以毒死所有人类。钚的毒性比砒霜大4．86亿奥倍，一旦泄露入太平洋全人类都玩完！239Pu，半衰期24390年。关于钚的危害的认识，你认为错误的是（）
A . 钚是具有很强的放射性
B . 钚是重金属，进入人体会破坏细胞基因从而导致癌
C . 钚的半衰期比铀要长的多
D . 钚核的裂变反应能放出巨大的能量
4. （2分）已知氘核的平均结合能是 1.09MeV ，氚核的平均结合能是 2.78MeV ，氦核的平均结合能是7.03MeV ．在某次核反应中，1个氘核和1个氚核结合生成1个氦核并放出17.6MeV的能量，下列说法正确的是（）
A . 这是一个裂变反应
B . 核反应方程式为 H+ H→ He+ n
C . 目前核电站都采用上述核反应发电
D . 该核反应不会有质量亏损
5. （2分） (2019高二下·淄川月考) 在下列叙述中，不正确的是（）
A . 光电效应现象说明光具有粒子性
B . 重核裂变和轻核聚变都会产生质量亏损
C . 根据玻尔理论，氢原子从高能态跃迁到低能态时，原子向外释放光子，原子电势能和核外电子的动能均匀减小
D . 电子和其他微观粒子，都具有波粒二象性
6. （2分）下列几幅图的有关说法中正确的是（）
A . 原子中的电子绕原子核高速运转时，运行轨道的半径是任意的
B . 发现少数粒子发生了较大偏转，因为原子的质量绝大部分集中在很小空间范围
C . 光电效应实验和康普顿效应实验说明了光具有粒子性
D . 射线甲由粒子组成，每个粒子带两个单位正电荷
7. （2分）太阳内部持续不断地发生着4个质子（ H）聚变为1个氦核（ He）的热核反应，核反应方程是4 H→ He+2X．已知质子、氦核、X的质量分别为m1、m2、m3 ，真空中的光速为c．下列说法中正确的是（）
A . 方程中的X表示中子
B . 方程中的X表示电子
C . 这个核反应中的质量亏损△m=4m1﹣m2
D . 这个核反应中释放的核能△E=（4m1﹣m2﹣2m3）c2
8. （2分）(2017·东城模拟) 已知质子、中子、氘核的质量分别是m1、m2、m3 ，光速为c．在质子和中子结合成氘核的过程中（）
A . 释放的能量为（m1+m2+m3 ）c2
B . 释放的能量为（m1+m2﹣m3）c2
C . 吸收的能量为（ml+m2+m3）c2
D . 吸收的能量为（ml+m2﹣m3 ）c2
9. （2分） 2011年3月11日下午，日本东部海域发生里氏9.0级大地震，并引发海啸，受此影响，日本福
岛第一核电站发生放射性物质泄漏事故，对人的安全及环境产生一定的危害作用．下列关于核反应及核衰变的一些说法中正确的是（）
A . 福岛核电站是依靠核聚变反应放出的核能来发电的
B . 核裂变过程质量亏损，核聚变过程质量增大
C . 放射性物质半衰期越短，污染环境时间也越短
D . β射线与γ射线一样是电磁波，但穿透本领远比γ射线小
10. （2分） (2018高二下·邢台期末) 下列说法正确的是（）
A . 氢原子的光谱是连续谱
B . 核反应中，质量数守恒，电荷数守恒
C . 比结合能越小，原子核越稳定
D . 只要人射光的强度足够大，就能发生光电效应
11. （2分）(2017·洛阳模拟) 我国最新一代核聚变装置“EAST”在安徽合肥首次放电，显示了EAST装置具有良好的整体性能，使等离子体约束时间达1000s，温度超过1亿摄氏度，这标志着我国磁约束核聚变研究进入国际先进水平．合肥也成为世界上第一个建成此类全超导非圆截面核聚变实验装置并能实际运行的地方．核聚变的主要原料是氘，在海水中含量极其丰富．已知氘核的质量为m1 ，中子的质量为m2 ，He的质量为m3 ，质子的质量为m4 ，则下列说法中正确的是（）
A . 两个氘核聚变成一个He所产生的另一个粒子是质子
B . 两个氘核聚变成一个He所产生的另一个粒子是电子
C . 两个氘核聚变成一个He所释放的核能为（2m1﹣m3﹣m4）c2
D . 两个氘核聚变成一个He所释放的核能为（2m1﹣m3﹣m2）c2
12. （2分）在下列叙述中，正确的是（）
A . 光电效应现象说明光具有波动性
B . 玛丽居里最早发现了天然放射现象
C . 若黄光照射某金属能发生光电效应，用紫光照射该金属一定能发生光电效应
D . 根据波尔理论，氢原子从高能态跃迁到低能态时，原子向外释放光子，原子电势能和核外电子的动能均减小
13. （2分）恒星向外辐射的能量来自于内部发生的各种热核反应．核反应方程为 He+ He→ Be+γ．以下说法正确的是（）
A . 该核反应为裂变反应
B . 热核反应中有质量亏损，会放出巨大能量
C . 由于核反应中质量数守恒，所以质量也是守恒的
D . 任意原子核内的质子数和中子数总是相等的
14. （2分）一质子束入射到静止靶核Al上，产生如下核反应：p+ Al→X+n ， p、n分别为质子和中子，则产生的新核含有质子和中子的数目分别为（）
A . 28和15
B . 27和14
C . 15和13
D . 14和13
15. （2分） (2017高二下·宜城期中) 原子弹威力巨大，其主要原料有铀和钚，若有一铀原子核发生了如下的裂变反应： U+ n→A+B+2 n则A+B可能是（）
A .
B .
C .
D .
二、填空题 (共5题；共14分)
16. （1分）氦3是一种十分清洁、安全的能源，开发月壤中蕴藏丰富的氦3资源，对人类社会今后的可持续发展具有深远意义．研究发现在太阳内部两个氘核可聚变成氦3，则两个氘核聚变成 He核的核反应方程为________．
17. （2分） (2017高二下·宜城期中) 氦3是一种十分清洁、安全的能源，开发月壤中蕴藏丰富的氦3资源，对人类社会今后的可持续发展具有深远意义．研究发现在太阳内部两个氘核可聚变成氦3，已知氘核的质量为2.0136u，中子的质量为1.0087u， He核质量为3.0150u．若质量亏损1u释放的核能为931.5MeV，则两个氘核聚变成 He核的核反应方程为________；上述反应中释放的核能为________．
18. （3分）用速度一定的中子轰击静止的锂核（ Li），发生核反应后生成氚核和α粒子，则核反应方程为________；生成的氚核速度方向与中子的初速度方向相反，α粒子的速度为v，氚核与α粒子的速率之比为7：8，已知质子、中子质量均为m，光速为c，核反应过程中放出的能量全部转化为氚核和α粒子的动能，则中子的初速度v0=________，此反应过程中质量亏损为________．
19. （3分）人类利用的大部分能量都是直接或间接来自于太阳能,在太阳内部，氢原子核在超高温下发生________，释放出巨大的________．今天我们开采化石燃料来获取能量，实际上是在开采上亿年前地球所接收的________．
20. （5分）产生聚变的条件是________，我们往往采用________的方法来满足上述条件，这种反应叫做________，太阳每秒钟辐射出来的能量约为3．8×1026J，就是从________反应中产生的，太阳内部时刻进行着4个质子结合成一个氦核的反应，试写出核反应方程________。
三、解答题 (共5题；共45分)
21. （5分）一个氘核和一个氚核发生聚变，放出一个中子和17.6MeV的能量．计算2克氘和3克氚聚变放出的能量，并写出核反应方程．
22. （10分）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应，这个核反应释放出的大量能
量就是太阳能的来源．
（1）
写出这个核反应方程；
（2）
用mH表示质子的质量，mHe表示氦核的质量，me表示电子的质量，求一次核反应放出的能量．
23. （15分）“人造太阳”并不是像太阳一样悬挂在天空，而是建造在地球上的受控热核聚变反应堆或核聚变电站，它能像太阳一样通过核聚变反应放出能量，进而发电，在合肥科学岛，我国最新一代核聚变实验装置“EAST”首次成功获得电流超过200 kA ．时间近3 s的高温等离子放电，人造太阳能来自下面的反应：4个质子(氢核)聚变成1个a粒子，同时发射2个正电子和2个没有静止质量的中微子，“人造太阳”的总功率为P，质子、氢核、正电的质分别为，真空中的光速为c ．
（1）
写出核反应方程；
（2）
求核反应所释放的能量△E
（3）
求在时间内参与上述热核反应的质子数目。
24. （10分）太阳内部进行着剧烈的轻核聚变反应．氦核是由4个质子聚变生成的，同时有正电子放出，正电子又会和负电子湮灭成一对光子，在这一核反应过程中放出 4.5×10﹣12J的能量．已知现在太阳每秒辐射5.0×1026J的能量．
（1）
写出上述两个核反应的反应方程．
（2）
计算出太阳每秒产生的氦核数目及每年减少的质量．（结果保留两位有效数字）．已知1年时间约为3.15×107s．
25. （5分）太阳能是在太阳内部，氢原子核发生什么？释放出的核能．电能属于什么能源？
参考答案一、选择题 (共15题；共30分)
1-1、
2-1、
3-1、
4-1、
5-1、
6-1、
7-1、
8-1、
9-1、
10-1、
11-1、
12-1、
13-1、
14-1、
15-1、
二、填空题 (共5题；共14分) 16-1、
17-1、
18-1、
19-1、
20-1、
三、解答题 (共5题；共45分)
21-1、
22-1、
22-2、
23-1、23-2、23-3、24-1、
24-2、25-1、