高中物理-核聚变练习

鲁科版（2019）高中物理（选择）必修第三册 5.4核裂变和聚变同步练习一、单选题1．由原子核的衰变规律可知()A．放射性元素一次衰变可同时产生α射线和β射线B．放射性元素发生β衰变时,新核的化学性质不变C．放射性元素发生衰变的快慢不可人为控制D．放射性元素发生正电子衰变时,新核质量数不变,核电荷数增加1二、解答题2．两个氘核聚变产生一个中子和一个氦核，已知氘核质量m D＝2.0136u，氦核质量m He ＝3.0150u，中子质量m n＝1.0087u。

(1)计算释放出的结合能；(2)若反应前两氘核的动能均为E k0＝0.35MeV，它们正撞发生聚变，且反应后释放的核能全部转变为动能，则反应产生的氦核和中子的动能各为多大？3．一静止的氡核22286Rn发生α衰变转变成钋核21884Po，已知放出的α粒子的质量为m，速度为v0．假设氡核发生衰变时，释放的能量全部转化为α粒子和钋核的动能．（1）试写出氡核衰变的核反应方程．（2）求出氡核发生衰变时的质量亏损．（已知光在真空中的速度为c）4．用一个中子轰击23592U，可发生裂变反应生成14156Ba和9236Kr，已知23592U的质量为235.0439u，14156Ba的质量为140.9139u，9236Kr的质量为91.8973u，中子质量为1.0087u，1u相当于931Mev,阿伏伽德罗常数N A=6.02×10²³mol1,（1）请写出裂变中的核反应方程，（2）求一个23592U在裂变反应中释放的核能（3）1克23592U全部反应释放的能量为多少？5．静止的锂核（63Li）俘获一个速度为7.7×106m/s的中子，发生核反应后若只产生了两个新粒子，其中一个粒子为氦核（42He），它的速度大小是8.0×106m/s，方向与反应前的中子速度方向相同。

①写出此核反应的方程式；②求反应后产生的另一个粒子的速度大小及方向；③此反应过程中是否发生了质量亏损，说明依据。

7 核聚变课后训练基础巩固1.关于轻核聚变释放核能，下列说法正确的是( ) A ．一次聚变反应一定比一次裂变反应释放的能量多B ．聚变反应比裂变反应平均每个核子释放的能量一定大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，故反应后质量增加 2．关于核能的利用，下列说法正确的是( ) A ．现在的核电站既有裂变反应堆也有聚变反应堆 B ．在地球上，人类还无法实现聚变反应C ．当人类实现了受控核聚变，稳定输出核能时，世界就会克服“能源危机”D ．世界现有核电站能够进行聚变反应而输出核能 3．托卡马克(Tokamak)是研究受控核聚变的一种装置，这个词是toroidal(环形的)、kamera(真空室)、magnit(磁)的头两个字母以及katushka(线圈)的第一个字母组成的缩写词。

根据以上信息，下述判断中可能正确的是( )A ．这种装置的核反应原理是轻核的聚变，同时释放出大量的能量，和太阳发光的原理类似B ．线圈的作用是通电产生磁场使带电粒子在磁场中旋转而不溢出C ．这种装置同我国秦山、大亚湾核电站所使用核装置的核反应原理相同D ．这种装置可以控制热核反应速度，使聚变能缓慢而稳定地进行 4．有下列核反应：①427213He+Al →301150P+n ②3111H+H →42He ＋γ ③19 9F ＋11H →16 8O ＋42He④235 92U ＋10n →9038Sr ＋136 54Xe ＋1010n ＋γ下列说法正确的是( )A ．①是原子核的人工转变的反应方程式B ．②是聚变的核反应方程式C ．③是α衰变的反应方程式D ．④是裂变的核反应方程式5．关于聚变，以下说法中正确的是( )A ．两个轻核只有聚变为中等质量的原子核时才能放出能量B ．同样质量的物质发生聚变时放出的能量比同样质量的物质裂变时释放的能量大好几倍C ．聚变反应的条件是聚变物质的体积达到临界体积D ．发生聚变反应时的原子核必须有足够大的动能6．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1 000 s ，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。

核聚变练习题1．目前核电站利用的核反应是()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：A2．下列核反应方程式中，表示核聚变过程的是()A.3015P→3014Si＋01eB.21H＋31H→42He＋10nC.14 6C→14 7N＋ 0－1eD.238 92U→234 90Th＋42He解析：因为轻核结合成质量较大的核叫聚变，此题关键在一个“聚”字，暗示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，其主要原因是太阳内部进行着激烈地()A．衰变反应B．人工核反应C．裂变反应D．热核反应解析：太阳内部时刻都在进行着轻核聚变反应，即热核反应，并伴随着释放出巨大的能量。

答案：D4．下列关于聚变的说法中，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摄氏度的高温，因此聚变又叫做热核反应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应D．太阳和许多恒星内部都在激烈地进行着热核反应解析：要使轻核发生聚变，必须使它们的距离达到10－15 m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，必须克服巨大的库仑斥力。

答案：A、C、D5．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，其原因是轻核聚变()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．反应速度的控制比较困难解析：裂变和聚变都释放核能，聚变产能效率高，核燃料储量丰富，且核废料容易处理，缺点是核反应速度难以控制，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，所以仅A选项正确。

第五章分层作业24核裂变与核聚变A级必备学问基础练1.重核裂变和轻核聚变是人类获得核能的两种主要途径,关于裂变和聚变,下列说法正确的是()A.裂变释放能量,聚变汲取能量B.裂变过程有质量亏损,聚变过程无质量亏损C.裂变和聚变都可以释放出巨大的能量D.太阳能来源于太阳内部发生的核裂变2.如图所示为原子核裂变并发生链式反应的示意图,铀核裂变的产物是多样的,一种典型的铀核裂变对应的核反应方程是n X+Y+n,其中n为中子,对于产物X的原子序数a和产物Y的质量数b,以下推断正确的是()A.a=53,b=93B.a=54,b=94C.a=53,b=94D.a=54,b=933.(2024山东菏泽高二期末)一般核反应堆的结构示意图如图所示,通过铀235链式反应实现核能的可控释放。

下列关于核反应堆工作的说法正确的是()A.正常运行的反应堆,水泥防护层外能检测到大量α粒子B.中子速度越快越简单发生链式反应C.通过变更镉棒的插入深度来限制反应速度D.铀核裂变时释放能量的多少与生成物种类无关4.(2024江西九江高二期末)目前核能发电都是利用核裂变反应,其中一个主要的裂变方程为n X Sr+n。

下列有关说法正确的是()A.产物X原子核中含有85个中子B.太阳辐射能量的主要来源也是重核裂变C.裂变过程中释放核能是因为产物中新核的比结合能小D.锶90也是铀235的裂变产物,其半衰期为28年,那么经过56年锶90就衰变完了5.(多选)(2024云南昆明高二期末)如图所示是核电站工作流程图,关于核能,下列说法正确的是()A.核反应堆可以把核能干脆转化为电能B.核反应堆利用的是原子核衰变过程产生的能量C.核反应生成物的比结合能大于反应物的比结合能D.水泥防护层的作用是屏蔽裂变产物放出的各种射线6.(多选)(2024河北唐山高二期末)关于核聚变,下列说法正确的是()A.核聚变可以在常温下发生B.太阳释放的巨大能量是核聚变产生的C.聚变反应比较好限制,因此能源危机立刻会解决D.“人造太阳”内部的反应是H He n的聚变反应7.(2024河北石家庄高二期末)海水中富含氘,氘核H可通过一系列聚变反应释放能量,其总效果可用反应式H He+H+n X+43.15 MeV表示,已知1 kg海水中含有的氘核约为1.0×1022个。

19.7 核聚变 同步练习1．下列核反应方程式中表示聚变反应的是( )A.U 23892→Th 23492+He 42B.U 23592+n10→Sr 9338+Xe 14054+3n 10 C.H 21+H 31→He 42+n 10 D.N 147+He 42→O 178+H 112．太阳辐射能量主要来自太阳内部的( )A.化学反应B.放射性衰变C.裂变反应D.热核反应3．关于聚变，以下说法正确的是( )A.两个轻原子核聚变成一个质量较大的原子核，比一个重核分裂成两个中等质量的原子核放出的能量大很多倍B.聚变发生的条件是聚变物质的体积要大于临界体积C.发生聚变反应时，原子核必须有足够大的动能D.一定质量的聚变物质聚变时放出的能量比相同质量的裂变物质裂变时释放的能量大4．下面是一核反应方程H 21+H 31→He 42+X ，用c 表示光速，则( )A.X 是质子，核反应放出的能量等于质子质量乘c 2B.X 是中子，核反应放出的能量等于中子质量乘c 2C.X 是质子，核反应放出的能量等于氘核与氚核的质量和减去氦核与质子的能量和，再乘c 2D.X 是中子，核反应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c 25．一个氘核(H 21)与一个氚核(H 31)发生聚变，产生一个中子和一个新核，并出现质量亏损.聚变过程中( )A.吸收能量，生成的新核是He 42 B.放出能量，生成的新核是He 42C.吸收能量，生成的新核是He 32 D.放出能量，生成的新核是He 326．据新华社报道，由我国自行设计、研制的世界上第一套全超导核聚变实验装置(又称“人造太阳”)已完成了首次工程调试.下列关于“人造太阳”的说法正确的是( )A.“人造太阳”的核反应方程是H 21+H 31→He 42+n 10B.“人造太阳”的核反应方程是U 23592+n 10→Ba 14156+Kr 9236+3n 10 C.“人造太阳”释放的能量大小的计算公式是ΔE =Δmc 27．在某些恒星内，3个α粒子结合成一个C 126，C 126原子的质量是12.000 0 u ，He 42原子的质量是4.002 6 u ，已知1 u=1.66×10-27 kg ，则( )A.反应过程中的质量亏损是Δm=0.007 8 uB.反应过程中的质量亏损是Δm =1.29×10-29 kgC.反应过程中放出的能量是7.26 MeVD.反应过程中放出的能量是1.16×10-19 J变温度___________.在这样的高温下，原子已完全电离，形成了物质第四态___________.等离子体的密 度及维持时间达到一定值时，才能实现聚变.9．太阳内部进行着剧烈的氢核聚变反应，氦核是由4个质子生成，同时有正电子放出，正电子又会和负电子湮没成为一对光子，在这一核反应过程中放出4.5×10-12J 能量，已知现在太阳每秒辐射5.0×1026 J 能量.(1)写出上述两个核反应方程.(2)计算出太阳每秒产生的氦核数目.10．天文学家测得银河系中氦的含量约为25%.有关研究表明，宇宙中氦生成的途径有两条：一是在宇宙诞生后3分钟左右生成的；二是在宇宙演化到恒星诞生后，由恒星内部的氢核聚变反应生成的.(1) 把氢核聚变反应简化为4个氢核(H 11)聚变成氦核(He 42)，同时放出2个正电子(e 01)和2个中微子(νe )，请写出该氢核聚变反应的方程，并计算一次反应释放的能量.(2) 研究表明，银河系的年龄约为t=3.8×1017s ，每秒钟银河系产生的能量约为1×1037J(即P=1×1037 J/s).现假定该能量全部来自上述氢核聚变反应，试估算银河系中氦的含量(最后结果保留一位有效数字).(3) 根据你的估算结果，对银河系中氦的主要生成途径作出判断.(可能用到的数据：银河系质量约为M=3×1041 kg ，原子质量单位1 u=1.66×10-27 kg ，1 u 相当于1.5×10-10 J 的能量，电子质量m e =0.000 5 u ，氦核质量m α=4.002 6 u ，氢核质量m P =1.007 8 u ，中微子νe 质量为零)。

19.7核聚变一、选择题1、原子核Z A X与氘核12H反应生成一个α粒子和一个质子．由此可知（)A、A=2，Z=1B、A=2，Z=2C、A=3，Z=3D、A=3，Z=22、太阳辐射能量主要来自太阳内部的（)A、化学反应B、放射性衰变C、裂变反应D、热核反应3、秦山核电站是我国第一座自主研究、设计和建造的核电站,它为中国核电事业的发展奠定了基础．秦山核电站的能量来自于（）A、天然放射性元素衰变放出的能量B、人工放射性同位素衰变放出的能量C、重核裂变放出的能量D、轻核聚变放出的能量4、关于原子物理的相关知识，下列说法正确的是（）A、太阳辐射能量主要来自太阳内部的核聚变反应B、一束单色光照射到某种金属表面不能发生光电效应，是因为该光的波长太短C、发生光电效应时，入射光的频率越高,逸出的光电子的最大初动能就越小D、大量的氢原子从n=3能级向低能级跃迁时，只能辐射两种不同频率的光5、太阳辐射能量主要来自太阳内部的（）A、裂变反应B、热核反应C、化学反应D、放射性衰变6、下列说法不正确的是（）A、太阳辐射的能量主要来自于太阳内部的热核反应B、波尔根据氢原子光谱分立的特性提出电子轨道和原子能量是量子化的C、核力是强相互作用的一种表现，在原子核内核力比库仑大得多D、光电效应和α粒子散射实验都证明了原子核式结构模型7、原子能资源的综合利用已成为世界各国的发展方向，我国在综合利用原子能方面进展较快，目前我国核电站已建成9座、正在建设的3座、即将开建的有4座．届时将较好地改变我国能源结构．对有关原子核的下列说法中正确的是(）A、太阳辐射的能量主要来源于重核裂变B、β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子时所产生的C、X射线是处于激发态的原子核辐射出来的D、核力是强相互作用的一种表现，在原子核内核力与库仑力差不多大8、以下物理过程中原子核发生变化而产生新核的有()A、光电效应现象B、卢瑟福的α粒子散射实验C、X射线的产生过程D、太阳内部发生的剧烈反应9、核反应堆是人工控制链式反应速度、并获得核能的装置．它是由以下几个主要部件构成：(1）铀棒；（2）控制棒；（3）减速剂;（4)冷却剂．关于控制棒的主要作用，下面说法正确的是（）A、使快中子减速，维持链式反应的进行B、吸收中子，控制链式反应的速度C、冷却降温，控制核反应堆的温度不要持续升高D、控制铀的体积不要超过临界体积10、链式反应中，重核聚变时放出的可使裂变不断进行下去的粒子是(）A、质子B、中子C、β粒子D、α粒子11、下列说法正确的是（）A、原子核发生α衰变时，新核与α粒子的总质量等于原来的原子核的质量B、在原子核中，比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固C、按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，电势能增大,原子的总能量不变D、太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应．12、以下是有关近代物理内容的若干叙述，其中正确的有（）A、每个核子跟所有的核子发生核力作用B、太阳内部发生的核反应是热核反应C、紫外线照射到金属锌板表面时能产生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时,从锌板表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大D、卢瑟福提出的原子核式结构模型，可以解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征13、发生轻核聚变的方法是（)A、用中子轰击B、保持室温环境，增大压强C、用γ光子照射D、把参与反应的物质加热到几百万度以上的高温14、下列说法不正确的是（)A、太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应B、天然放射现象的发现揭示了原子核有复杂的结构C、一束单色光照射到某种金属表面不能发生光电效应，是因为该束光的波长太短D、发生光电效应时,入射光的光强一定，频率越高，逸出的光电子的最大初动能就越大15、下列说法正确的是（）A、汤姆生发现电子,表明原子具有核式结构B、接收无线电波时需要对电磁波进行调制C、核聚变又称热核反应，可见核聚变时要吸收能量D、真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的二、填空题16、核能是一种高效的能源：①在核电站中，为了防止放射性物质泄漏，核反应堆有三道防护屏障：燃料包壳，压力壳和安全壳（见图甲）．结合图乙可知，安全壳应当选用的材料是________．②图丙是用来监测工作人员受到辐射情况的胸章，通过照相底片被射线感光的区域，可以判断工作人员受到何种辐射．当胸章上1mm 铝片和3mm铝片下的照相底片被感光，而铅片下的照相底片未被感光时,分析工作人员受到了________射线的辐射；当所有照相底片被感光时,工作人员受到了________射线的辐射．17、核电站是人类和平利用核能的一个实例．目前核电站是利用________释放的核能来发电的．（选填“核裂变”或“核聚变”）18、太阳内部不停地进行着热核反应（氢聚变为氦），同时释放出巨大的能量．太阳能的特点之一是不________环境,太阳能电池是根据在半导体中发生的________效应制成的．19、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、2006年11月21日,中国、欧盟、美国、日本、韩国、俄罗斯和印度七方在法国总统府正式签署一个能源方面的联合实施协定及相关文件,该协定中的能源是指________能源．三、解答题21、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、核聚变能是一种具有经济性能优越、安全可靠、无环境污染等优势的新能源．近年来,受控核聚变的科学可行性已得到验证，目前正在突破关键技术,最终将建成商用核聚变电站．一种常见的核聚变反应是由氢的同位素氘（又叫重氢）和氚(又叫超重氢）聚合成氦,并释放一个中子．若已知氘原子的质量为m1，氚原子的质量为m2，氦原子的质量为m3，中子的质量为m4，真空中光速为C(1）写出氘和氚聚变的核反应方程；（2）试计算这个核反应释放出来的能量．23、科学家初步估计月球土壤中至少有100万吨“氦3"（即23He），它是热核聚变的重要原料如果月球开发成功,将为地球带来取之不尽的能源．已知氨3核与氘核发生聚变反应有质子流产生（1）写出核反应方程，（2）若该反应中质量亏损为9.0×l0﹣30kg,且释放的能量全部转化为生成物的总动能．试计算生成物的总动能(聚变前粒子的动能可忽略不计）．24、物理学家们普遍相信太阳发光是由于其内部不断发生从氢核到氦核的核聚变反应．根据这一理论，在太阳内部4个氢核(11H）转化成一个氦核（24He）相两个正电子10e)并放出能量．已知质子质量m P=1。

《4. 核裂变与核聚变》同步训练(答案在后面)一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）1、下列关于核裂变的描述，正确的是：A、核裂变是重核吸收一个中子后分裂成两个质量相近的轻核的过程。

B、核裂变过程中会释放出大量的能量，这种能量主要用于发电。

C、核裂变只发生在铀-235等重核上，而铀-238等其他重核不会发生裂变。

D、核裂变是通过中子轰击重核实现的，不需要其他粒子参与。

2、关于核聚变，以下说法不正确的是：A、核聚变是指两个轻核结合成一个更重的核的过程。

B、核聚变过程中会释放出比核裂变更多的能量。

C、太阳内部发生的是核聚变，这是太阳能量的来源。

D、核聚变反应需要极高的温度和压力才能进行。

3、核聚变反应相比核裂变反应，最显著的特点是（）A、释放的能量更大B、反应更加稳定C、利用的燃料更易获取D、可以在较低温度下发生4、关于核裂变过程中的链式反应，以下描述正确的是（）A、链式反应只能在人为控制的情况下发生B、核裂变产生的中子不会发生任何反应C、链式反应过程中，释放出的中子会被不断吸收，最终反应停止D、通过控制中子的数量可以控制链式反应的速度5、科学家发现铀235原子核在吸收一个中子后分裂成两个中等大小的原子核，同时释放出大量的能量。

这种核反应被称为：A. 核裂变B. 核聚变C. 辐射D. 粒子碰撞6、下列关于核能利用的描述中，错误的是：A. 核裂变反应在核电站中的发电机部分发生。

B. 核聚变反应已经在地球上实现可控的条件。

C. 核能的利用可以减少对化石能源的依赖，降低温室气体排放。

D. 核能发电站几乎不产生二氧化碳等温室气体排放。

7、下列关于核裂变和核聚变的说法中，正确的是（）A、核裂变是指一个重核分裂成两个或更多的轻核，并释放出大量能量的过程。

B、核聚变是指两个轻核结合成一个重核，同时释放出大量能量的过程。

C、核裂变和核聚变都可以在地球表面自然发生。

D、核裂变和核聚变都需要在极高的温度和压力下才能发生。

裂变、聚变练习1班级：___________姓名：___________一、选择题（每小题4分，共20分）1.下列核反应方程式中，表示核聚变过程的是A.3015P→3014Si+0+1eB. 21H+31H→42He+10nC.146C→147N+0-1eD.23892U→23490Th+42He2.下列说法中正确的是A.“原子由电子和带正电的物质组成”是通过卢瑟福α粒子散射实验判定的B.天然放射现象的发现揭示了原子核由质子和中子组成C.中子与质子结合成氘核时吸收能量D.重核裂变和轻核聚变是人类获得核能的两种主要途径3.目前，我国已经建成秦山和大亚湾核电站并投入使用，核电站的核心设施是核反应堆，在核反应堆中，它是利用核反应的A.α衰变释放出核能B.β衰变释放出核能C.重核的裂变释放出核能D.轻核的聚变释放出核能4.1999年9月18日，中共中央、国务院、中央军委在人民大会堂隆重表彰为研制“两弹一星”做出突出贡献的科技专家，下列核反应方程中，属研究两弹的基本核反应方程是①147N+42He→178O+11H②23592U+10n→9038Sr+13654Xe+1010n③23892U→23490Th+42He④21H+31H→42He+10nA.①②B.①③C.②③D.②④5.下列说法中正确的是A.重核裂变时放出能量，轻核聚变时吸收能量B.聚变反应时平均每个核子放出的能量比裂变时平均每个核子放出的能量多C.裂变时产生放射性物质处理起来比热核反应时产生放射性物质简单得多D.太阳辐射出的能量是由太阳内部的裂变反应产生的二、非选择题（共30分）6.（9分）一个锂核（73Li)受到一个质子的轰击，变成两个α粒子，这一过程的核反应方程是怎样的？已知一个氢原子的质量是1.6736×10-27 kg，一个锂原子的质量是11.6505×10-27 kg，一个氦原子的质量是6.646×10-27 kg.求上述核反应所释放的能量为多少？7.（9分）维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应，核反应方程是2e+411H→42He,核反应释放的核能最后转化为辐射能.设电子质量为m1，42He质量为m2，质子质量为m3，光速为c.每秒钟有N个质子发生了核聚变反应，求太阳每秒辐射的能量为多少？8.(12分）在其他能源中，核能具有能量密度大，地区适应性强的优势.在核电站中，核反应堆释放的核能被转化为电能.核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量核能.(1)核反应方程式：23592U+n→14156Ba+9236Kr+a X是反应堆中发生的许多核反应中的一种，n为中子，X为待求粒子，a为X的个数，则X为___________，a=___________，以m U、m Ba、m kr分别表示23592U、14156Ba、9236Kr核的质量，m n、m p分别表示中子、质子的质量，c 为光在真空中传播的速度，则在上述核反应过程中放出的核能ΔE=___________.(2)有一座发电能力为P=1.00×106kW的核电站，核能转化为电能的效率为η=40%.假定反应堆中发生的裂变反应全是本题（1）中的核反应，已知每次核反应过程中放出的核能ΔE=2.78×10-11 J，23592U核的质量m U=390×10-27 kg.求每年（1年3.15×107 s）消耗的23592U 的质量.六、裂变七、轻核的裂变1.B2.D3.C4.D5.B6.73Li+11H→242He,2.78×10-12 J7.4)42(2231Ncmmm⋅-+8.(1)中子，2;ΔE=(m U-m Ba-m kr-m n)·c2 (2)1.10×103 kg。

高中物理第三章6核聚变练习（含解析）教科版选修356 核聚变1.(多选)国家国防科技工业局首次发布“嫦娥”三号月面虹湾局部影像图,如图所示.科学家发现在月球上含有丰富的He(氦3).它是一种高效、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He He→He.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.聚变反应会有质量亏损D.目前核电站都采用He聚变反应发电解析:聚变反应是将质量较小的轻核聚变成质量较大的核,聚变过程会有质量亏损,要放出大量的能量.但目前核电站都采用铀核的裂变反应.综上所述,选项B、C正确.答案:BC2.我国自行研制了可控热核反应实验装置“超导托卡马克”(英文名称:EAST,称“人造太阳”).设可控热核实验反应前氘核H)的质量为m1,氚核H)的质量为m2,反应后氦核He)的质量为m3,中子n)的质量为m4,已知光速为c.下列说法正确的是 ()A.核反应放出的能量等于(m1+m2-m3-m4)c2B.由核反应过程质量守恒可知m1+m2=m3+m4C.这种热核实验反应是α衰变D.这种装置与我国大亚湾核电站所使用核装置的核反应原理相同解析:核反应过程中的质量亏损Δm=m1+m2-m3-m4,释放的核能ΔE=Δmc2=(m1+m2-m3-m4)c2,故A正确;核反应过程中质量数守恒,但质量不守恒,核反应过程中存在质量亏损,因此m1+m2≠m3+m4,故B错误;这种装置的核反应是核聚变,我国大亚湾核电站所使用的核装置是核裂变,它们的核反应原理不相同,故C、D错误.答案:A3.(多选)关于聚变,以下说法正确的是()A.两个轻核聚变为中等质量的原子核时释放出能量B.同样质量的物体发生聚变时放出的能量比同样质量的物质裂变时释放的能量大好多倍C.聚变反应的条件是聚变物质的体积达到临界体积D.发生聚变反应时的原子核必须有足够大的动能解析:两个轻核聚合为较大质量的原子核就可释放能量但不一定是中等质量的核,故A错误;聚变反应放出的能量比同样质量的物质裂变时放出的能量大得多,这点我们由聚变反应的特点就可以知道,故B正确;裂变反应的条件是裂变物质的体积达到临界体积,而聚变反应的条件是原子核间距达到10-15m,故要求有足够大的动能才能克服原子间的斥力做功,故C错,D正确.答案:BD4.(多选)我国科技工作者分别在1964年、1967年成功爆炸了我国第一颗原子弹和氢弹.下列核反应方程中可表示两弹的爆炸原理的是()A.He HB Sr Xe+nC Th HeD He n解析:原子弹是利用核裂变反应,而氢弹是利用核聚变反应,故B项对应原子弹的爆炸原理,D项对应氢弹的爆炸原理;A项为人工核转变,C项为核衰变反应,不符合要求,故本题应选B、D.答案:BD5.热核反应是一种理想能源的原因包括下列哪几条 ()①就每一个核子平均来说,比重核裂变时释放的能量多②对环境的放射性污染较裂变轻,且容易处理③热核反应的原料在地球上储量丰富④热核反应的速度容易控制A.①②③④B.①②③C.①②④D.②③④解析:热核反应温度高,反应速度难以控制.答案:B6.(多选)有下列核反应:①He+Al→P+n②H+H→He+γ③F+H→O+He④U+n→Sr+Xe+10n+γ下列说法正确的是()A.①是原子核的人工转变的反应方程式B.②是聚变的核反应方程式C.③是α衰变的反应方程式D.④是裂变的核反应方程式解析:我们要对人工转变、聚变、裂变、衰变的定义作深入认识,根据各种定义可知:①是人工转变的反应方程式;②是聚变的核反应方程式;③并不是α衰变,而是人工转变,衰变是自发进行的,不需要外界因素的影响;④是裂变的核反应方程式.故答案为A、B、D.答案:ABD7.某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论,其中的两个核反应方程为N+Q1C+X+Q2方程中Q1,Q2表示释放的能量,相关的原子核质量见下表:原子核H He He C N N质量/u 1.0078 3.0160 4.0026 12.0000 13.0057 15.0001以下推断正确的是()A.X是He,Q2>Q1B.X是He,Q2>Q1C.X是He,Q2<Q1D.X是He,Q2<Q1解析:由核反应前后质量数守恒、核电荷数守恒可确定X是α粒子,两个核反应中的质量亏损分别为:Δm1=(1.0078+12.0000-13.0057)u=0.0021u,Δm2=(1.0078+15.0001-12.0000-4.0026)u=0.0053u,结合爱因斯坦质能方程Q=Δm·c2知Q1<Q2.故正确选项为B.答案:B8.要使氘核发生聚变反应,必须使它们之间的距离接近到r0,也就是接近到核力能够发生作用的范围,物质温度很高时,氘原子将变为等离子体,等离子体的分子平均动能为E k=,K1叫玻耳兹曼常数,T为热力学温度,两个氘核之间的电势能为E p=,r0为电荷之间的距离,则氘核聚变的温度至少为()A.B.C.D.解析:由能量守恒知要使氘核能够发生聚变,需2E k≥E p,即2×,所以T≥,C正确.答案:C9.原子核聚变可望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6 H→k He+d H+2 n+43.15 MeV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:根据核反应过程中质量数守恒、电荷数守恒知,解得,B对.答案:B10.天文学家测得银河系中氦的含量约为25%.有关研究表明,宇宙中氦生成的途径有两种:一是在宇宙诞生后3分钟左右形成;二是在宇宙演化到恒星诞生后形成的.(1)把轻核聚变简化成为4个氢核H)聚变成氦核He),同时释放出两个正电子e)和两个中微子(νe),请写出氢核聚变反应的方程,并计算一次反应释放的能量.(2)研究表明,银河系的年龄约为t=3.8×1017s,每秒钟银河系产生的能量约为1×1037J,现假定该能量全部来自上述轻核聚变反应,试估算银河系中氦的含量(最后结果保留一位有效数字).(3)根据你的计算结果,对银河系中氦的主要生成途径作出判断.(可能用到的数据:银河系的质量M=3×1041 kg,原子质量单位1 u=1.66×10-27 kg,1 u相当于1.5×10-10 J的能量,电子质量m e=0.000 5 u,氦核的质量m He=4.002 6 u,氢核质量m p=1.007 8 u,中微子质量为零)解析:(1)He+e+2νe,核反应过程中的质量亏损:Δm=4m p-m He-2m e=0.0276u,核反应过程中放出的能量为ΔE=Δm×1.5×10-10J=0.0276×1.5×10-10J=4.14×10-12J.(2)通过核聚变生成的氦的质量:m=m He=6.1×1039kg,氦的含量为k=≈2%.(3)由于2%远远小于25%,所以银河系中的氦主要是宇宙诞生后不久生成的.答案:(1)He+e+2νeΔE=4.14×10-12J(2)2%(3)氦主要是宇宙诞生后不久生成的。

《第4节核裂变和核聚变》同步训练(答案在后面)一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）1、核裂变反应中，重核分裂成两个较小的核，并释放出能量。

以下关于核裂变的说法中，错误的是：A、核裂变是一种重核分裂成两个中等质量的核的过程B、核裂变会释放出大量的能量C、核裂变过程中，产生的新核质量大于原核质量D、核裂变是可控的，是目前核电站发电的主要原理2、在核聚变过程中，轻核通过高温高压条件结合成较重的核，并释放出大量的能量。

以下关于核聚变的说法中，正确的是：A、核聚变过程只能在极高温度下实现B、核聚变过程不受恒星内部的高温高压条件限制C、核聚变释放的能量主要来自于原子核的结合能D、目前核聚变已经在地球上实现了商业化应用3、下列关于核裂变的描述，正确的是：A、核裂变是指重核在中子的轰击下分裂成两个质量相近的轻核的过程。

B、核裂变过程中释放出的能量主要来自原子核的质能转换。

C、核裂变产生的中子可以进一步引发更多的核裂变，这种反应称为链式反应。

D、核裂变过程会导致原子核的稳定性增加。

4、关于太阳内部的核聚变反应，以下说法正确的是：A、太阳内部的核聚变反应释放的能量主要来自于氢原子核的聚变。

B、太阳内部的核聚变反应需要极高的温度和压力，以克服原子核之间的库仑斥力。

C、太阳内部的核聚变反应产生的氦原子核质量小于反应前的氢原子核质量，因此释放出能量。

D、太阳内部的核聚变反应会导致太阳的质量逐渐减小。

5、氢弹的能源基础是下列哪种过程？A、核裂变B、核聚变C、化学燃烧D、电磁感应6、下列元素中，可用于核裂变反应中的燃料材料是？A、氢B、氦C、镭D、铀7、在下列关于核裂变和核聚变的描述中，正确的是（）A、核裂变是重核裂变成较轻的核，并释放出能量B、核聚变是轻核聚合成重核，并吸收能量C、核裂变的临界体积由裂变材料的性质和外界条件决定D、核聚变需要的外部条件比核裂变更简单易实现二、多项选择题（本大题有3小题，每小题6分，共18分）1、下列关于核裂变和核聚变的说法中，正确的是（）A、核裂变是重核分裂成两个中等质量的核，同时释放出大量的能量B、核聚变是轻核在极高的温度和压力下结合成更重的核，同时释放出大量的能量C、核裂变和核聚变都能产生链式反应，但是链式反应的条件不同D、核裂变和核聚变都可以用于核电站发电2、以下哪些是核裂变和核聚变共同的特点（）A、都能产生中子B、都会产生放射性废物C、都需要在特定的条件下进行D、都能产生大量的能量3、关于核裂变和核聚变，下列说法正确的是（）A、核裂变过程中释放能量，核聚变过程中也释放能量B、核裂变和核聚变都是核反应，但裂变反应物的原子质量大于反应产物，而聚变反应物的原子质量小于反应产物C、核裂变和核聚变过程中都伴随着核子重新排列组合D、目前人类核电站主要是利用核聚变反应三、非选择题（前4题每题10分，最后一题14分，总分54分）第一题题目：某一轻核A发生核裂变反应，其裂变产物B和C分别具有以下质量数和原子序数：B：质量数A1，原子序数Z1 C：质量数A2，原子序数Z2已知裂变过程中释放了3个中子以及△E的能量，其中△E为核能释放。