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高中物理第五章核能与社会5.3聚变与受控热核反应课后训练选修

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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235

D．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（ ）。

A．23411120H+HHe+n

B．234234090911ThPa+e

C．235113995192054380U+nXe+Sr+2n

D．941214260Be+HeO+n

3．一个质子和一个中子聚变组合成一个氚核，同时辐射出一个γ光子。已知质子、中子、氚核的质量分别为m1、m2、m3，普朗克常数为h，真空中的光速为c，下列说法正确的是（ ）。

A．核反应方程是113101H+nH+γ

B．聚变反应的质量亏损Δm＝m1＋m2－m3

C．辐射出的γ光子能量E＝（m3－m1－m2）c

D．γ光子的波长2123()hmmmc

4．原子核聚变渴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241112106HHe+H+2nkd＋43.15 MeV，由平衡条件可知（ ）。

A．k＝1，d＝4 B．k＝2，d＝2

C．k＝1，d＝6 D．k＝2，d＝3

5．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“人造太阳”（如图所示），它能够承受上亿摄氏度高温且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．1441717281N+HeO+H

B．23411120H+HHe+n

C．238234492902UTh+He

D．235114192192056360U+nBa+Kr+3n

6．科学家发现在月球上含有丰富的32He（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33142212He+He2H+He。关于32He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32He聚变反应发电

7．已知4个氢核聚变成1个氦核，放出2个正电子。

（1）写出这个核反应方程；

（2）若1 g氢完全聚变，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3.34×107 J/kg。

8．已知氘核质量为2.013 6 u，中子质量为1.008 7 u，32He核的质量为3.015 0 u。

（1）写出两个氘核结合成32He的核反应方程。

（2）计算上述核反应中释放的核能。

（3）若两个氘核以相等的动能0.35 MeV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32He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Δm正好是结合前核子总质量与原子核质量之差，正确。由质能方程可知辐射出的γ光子的能量为E＝（m1＋m2－m3）c2，C项错误。由c＝λν及E＝hν得，γ光子的波长为123()hmmmc，故D错。

4．答案：B

解析：根据核反应过程中质量数守恒、电荷数守恒知264212kdkd解得22kd，B对。

5．答案：B

6．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）1401214HHe+2e （2）1.8×104 kg

解析：（1）核反应方程为1401214HHe+2e。

（2）查出氢核、氦核和正电子的质量为mH＝1.672 65×10－27 kg，mHe＝6.644 939×10－27 kg，me＝9.11×10－31 kg

则聚变反应的质量亏损为Δm＝4mH－mHe－2me

又由质能方程ΔE＝Δmc2

代入数据解得ΔE＝3.95×10－12 J

1 g氢完全聚变放出的核能为

Q＝32711041.6726510×3.95×10－12 J＝5.90×1011 J

设这些核能相当于质量为m的优质煤完全燃烧放出的化学能，则

m＝1175.90103.3410kg≈1.8×104 kg。

8．答案：22311120H+HHe+n （2）3.26 MeV （3）0.99 MeV 2.97 MeV

解析：（1）核反应方程为22311120H+HHe+n。

（2）由题给条件可求出质量亏损为

Δm＝2.013 6 u×2－（3.015 0 u＋1.008 7 u）＝0.003 5 u

释放的核能为ΔE＝Δmc2＝0.003 5×931.5 MeV＝3.26 MeV。

（3）该反应中释放的核能全部转化为机械能，即转化为32He核和中子的动能。若设32He核和中子的质量分别为m1、m2，速度分别为v1、v2，则由动量守恒及能量守恒定律得

0＝m1v1＋m2v2

2Ek0＋ΔE＝Ek1＋Ek2＝2211221122mvmv

Ek0＝0.35 MeV

ΔE＝3.26 MeV

解得Ek1＝0.99 MeV Ek2＝2.97 MeV。

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高中物理 第五章 核能与社会单元测试 沪科版选修35

高中物理 第五章 核能与社会单元测试 沪科版选修35

1 第五章 核能与社会

本章测评

(时间：90分钟 分值：100分)

一、选择题(共10个小题，每小题4分，共40分)

1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( )

11H＋12 6C―→13 7N＋Q1，11H＋15 7N→12 6C＋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 11H 32He 42He 12 6C 13 7N 15 7N

质量/u 1.007 8 3.016 0 4.002 6 12.000 0 13.005 7 15.000 1

以下推断正确的是( )

A．X是32He，Q2＞Q1 B．X是42He，Q2＞Q1

C．X是32He，Q2＜Q1 D．X是42He，Q2＜Q1

2某核反应方程为21H＋31H→42He＋X。已知21H的质量为2.013 6 u，31H的质量为3.018 u，42He的质量为4.002 6 u，X的质量为1.008 7 u，则下列说法中正确的是( )

A．X是质子，该反应释放能量

B．X是中子，该反应释放能量

C．X是质子，该反应吸收能量

D．X是中子，该反应吸收能量

3据新华社报道，由我国自行设计、研制的世界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21H＋31H→42He＋10n

B．“人造太阳”的核反应方程是235 92U＋10n→141 56Ba＋9236Kr＋310n

C．“人造太阳”释放的能量大小的计算公式是ΔE＝Δmc2

D．“人造太阳”核能大小的计算公式是E＝12mc2 2 4重核的裂变和轻核的聚变是人类利用原子核能的两种主要方法，下面关于它们的说法中正确的是( )

A．裂变和聚变过程都有质量亏损

B．裂变过程有质量亏损，聚变过程质量有所增加

高中物理第5章核能与社会章末过关检测(五)(含解析)沪教版选修3-5

高中物理第5章核能与社会章末过关检测(五)(含解析)沪教版选修3-5

高中物理第5章核能与社会章末过关检测（五）（含解析）沪教版选修3-5

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学习资料

班 级： 科 目： 高中物理第5章核能与社会章末过关检测（五）（含解析）沪教版选修3-5 高中物理第5章核能与社会章末过关检测（五）（含解析）沪教版选修3-5

2 / 6 章末过关检测（五)

(时间:60分钟,满分：100分）

一、单项选择题（本题共6小题,每小题6分，共36分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确）

1．关于核衰变和核反应的类型，下列表述正确的有（ )

A。错误!U―→错误!Th＋错误!He 是α衰变

B。错误!N＋错误!He―→错误!O＋错误!H 是β衰变

C.错误!H＋错误!H―→错误!He＋错误!n 是重核聚变

D。错误!Se―→错误!Kr＋2错误!e 是重核裂变

解析：选A.B选项错误,这是卢瑟福发现质子的核反应；C选项错误，这是轻核聚变；D选项错误,这是β衰变．A选项正确．

2．正电子是电子的反粒子，它跟普通电子的电量相等，而电性相反,科学家设想在宇宙的某些部分可能存在完全由反粒子构成的物质-—反物质.1997年初和年底，欧洲和美国的科学研究机构先后宣布：他们分别制造出9个和7个反氢原子，这是人类探索反物质的一大进步．你推测反氢原子的结构是( )

A．由一个带正电荷的质子与一个带负电荷的电子构成

B．由一个带负电荷的质子与一个带正电荷的电子构成

C．由一个不带电的中子与一个带负电荷的电子构成

D．由一个带负电荷的质子与一个带负电荷的电子构成

解析:选B。反氢原子的结构应该是反质子与反电子组成，即一个带负电荷的质子与一个带正电荷的电子构成．

3．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

6错误!H―→k错误!He＋d错误!H＋2错误!n＋43。15 MeV

高中物理第五章核能与社会5.4核能利用与社会发展课后训练沪科版选修3_520171014162

高中物理第五章核能与社会5.4核能利用与社会发展课后训练沪科版选修3_520171014162

核能利用与社会发展

1．我国已建成投产和已开工兴建的核电站选址都在沿海岛屿，这主要是为了（ ）。

A．考虑辐射安全

B．便于核废料处理

C．便于运输设备

D．减小可能的核泄漏所造成的影响

2．下列说法中不正确的是（ ）。

A． 21H+31H 24 He+01n 是聚变

B． 29325 U+10n 15349 Xe+9348Sr+310n 是裂变

C． 22868 Ra 22826 Rn+24 He 是 α 衰变

D． 24 24 0

11 Na 12 Mg+1e 是裂变

3．我国秦山核电站第三期工程中有两个 60万千瓦的发电机组，发电站的核能来源于 235

92 U

的裂变，现有四种说法：

① 235

92 U 原子核中有 92个质子，有 143个中子

② 29325 U 的 一 种 可 能 裂 变 是 变 成 两 个 中 等 质 量 的 原 子 核 ， 核 反 应 方 程 式 为 ：

235 1 139 94 1

92 U+0 n 54 Xe+38Sr+30 n

③ 29325 U 是天然放射性元素，常温下它的半衰期约为 45亿年，升高温度半衰期变短

④一个 235

92 U 裂变能放出 200 MeV的能量，合 3.2×1011 J

以上说法中完全正确的有（ ）。

A．①②③ B．②③④

C．①③④ D．①②④

4．太阳因核聚变释放出巨大的能量，同时其质量不断减少。太阳每秒钟辐射出的能量约

为 4×1026 J，根据爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟减少的质量最接近（ ）。

A．1036 kg B．1018 kg

C．1013 kg D．109 kg

5．在核电站中，反应堆里铀核的裂变将________能转化为________能；蒸汽推动汽轮机

运转，将________能转化为________；汽轮机带动发电机发电，将________能转化为________

能。能量既不会________，也不会________，它只会从________，或者从________，而能量的

高中物理5.3核武器核聚变专项测试同步训练293

高中物理5.3核武器核聚变专项测试同步训练293

高中物理5.3核武器核聚变专项测试同步训练

2020.03

1,水平弹簧振子做简谐运动，如图所示。若以水平向右为坐标的正方向，振子向左经过平衡位置O点时开始计时，则振子的加速度随时间变化的图象，以下各图中正确的是（ ）

2,在冬季，剩有半瓶热水的暖水瓶经过一个夜晚后，第二天拔瓶口的软木塞时感觉很紧，不易拔出来。这主要是因为

A.软木塞受潮膨胀 B.瓶口因温度降低而收缩变小

C.白天气温升高，大气压强变大 D.瓶内气体因温度降低而压强变小

3,调整如图所示电路的可变电阻R的阻值，使电压表V的示数增大，在这个过程中（ ）

A.通过R1的电流增加

B.R2两端的电压增大 C.通过R的电流增大

D.路端电压减小

4,如图所示，滑块在恒定外力作用下从水平轨道上的A点由静止出发到B点时撤去外力，又沿竖直面内的光滑半圆形轨道运动，且恰好通过轨道最高点C，滑块脱离半圆形轨道后又刚好落到原出发点A，试求滑块在AB段运动过程中的加速度.

答案

1, B

2, D

3, A

4, 设圆周的半径为R，则在C点：mg=mRvC2①

离开C点，滑块做平抛运动，

则2R＝gt2／2 ② vCt＝sAB ③

由B到C过程：mvC2/2+2mgR＝mvB2/2 ④

由A到B运动过程：vB2＝2asAB ⑤

由①②③④⑤式联立得到：a=5g／4