2018—2019学年高中物理沪科版选修3-55.3聚变与受控热核反应（学案 同步练习 共2份）

聚变与受控热核反应练习 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． B． C． D． 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 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 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＋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． B． C． D． 6．科学家发现在月球上含有丰富的（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。关于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，核的质量为3.015 0 u。 （1）写出两个氘核结合成的核反应方程。 （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，故D错。 4．答案：B 解析：根据核反应过程中质量数守恒、电荷数守恒知解得，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）　（2）1.8×104 kg 解析：（1）核反应方程为。 （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＝×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＝kg≈1.8×104 kg。 8．答案：　（2）3.26 MeV　（3）0.99 MeV　2.97 MeV 解析：（1）核反应方程为。 （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. ... ...