精品 教育 试卷 习题 文档 19.7-19.8 核聚变 粒子和宇宙
课后提升作业
【基础达标练】
1.(多选)聚变与裂变相比,下列说法正确的是 ( ) A.聚变比裂变产能效率高
B.在目前情况下,使原子核聚变要比裂变容易 C.原子弹的燃料是235U
D.氢弹的原理是核的聚变,需由原子弹来引爆
【解析】选A、C、D。聚变比裂变的平均结合能大,故A正确;在目前的条件下,核裂变要比核聚变容易很多,故B错;原子弹利用的核裂变燃料为引爆,故C、D正确。
2.根据宇宙大爆炸的理论,在宇宙形成之初是“粒子家族”尽显风采的时期,那么在大爆炸之后最早产生的粒子是 ( )
A.夸克、轻子、胶子等粒子 B.质子和中子等强子 C.光子、中微子和电子等轻子
D.氢核、氘核、氦核等轻核
235
U,氢弹利用的核聚变需原子弹
【解析】选A。宇宙形成之初产生了夸克、轻子和胶子等粒子,之后又经历了质子和中子等强子时代,再之后是自由的光子、中微子、电子大量存在的轻子时代,再之后是中子和质子结合成氘核,并形成氦核的核时代,之后电子和质子复合成氢原子,最后形成恒星和星系,因此A正确,B、C、D的产生都在A之后,故B、C、D错。
3.(多选)目前我国已经建成秦山和大亚湾核电站并投入使用,请根据所学物理知识,判断下列说法中正确的是 ( )
A.核能发电对环境的污染比火力发电要小 B.核能发电对环境的污染比火力发电要大 C.都只利用重核裂变释放大量的原子能
D.既有重核裂变,又有轻核聚变释放大量的原子能
【解析】选A、C。目前核电站都用核裂变,其原料是铀,且核裂变在核反应堆中应用是比较清洁的能源,故A、C正确,B、D错。
1
精品 教育 试卷 习题 文档 4.为了探究宇宙起源,“阿尔法磁谱仪”(AMS)将在太空中寻找“反物质”。所谓“反物质”是由“反粒子”构成的。“反粒子”与其对应的正粒子具有相同的质量和相同的电荷量,但电荷的符号相反。由此可知反氢原子是 ( ) A.由1个带正电荷的质子和1个带负电荷的电子构成 B.由1个带负电荷的反质子和1个带正电荷的正电子构成 C.由1个带负电荷的反质子和1个带负电荷的电子构成 D.由1个不带电的中子和1个带正电荷的正电子构成
【解析】选B。氢原子由一个电子和一个质子组成,根据“反物质”和“反粒子”的概念,可知反氢原子由一个带负电荷的反质子和一个带正电荷的正电子组成,故选项B正确,其他选项错误。
5.太阳能的产生是由于太阳内部高温高压条件下的热核聚变反应形成的,其核反应方程是 ( ) A.C
HU
He+n
e BXe
Sr+1
n
N
DHe
U
O
H Th
He
【解析】选A。热核聚变反应是指轻核结合为质量较重的核的反应,故A正确;B项中为实现原子核人工转变的反应。C项中为裂变,D项中为衰变,均不属聚变反应,故B、C、D不正确。
6.(多选)在某些恒星内,3个α粒子结合成一个
C
C原子的质量是
12.000 0 uHe原子的质量是4.002 6 u,已知1 u=1.66×10-27kg,则 ( ) A.反应过程中的质量亏损是Δm=0.007 8 u B.反应过程中的质量亏损是Δm=1.29×10-29kg C.反应过程中放出的能量是7.266 MeV D.反应过程中放出的能量是1.16×10-19J 【解析】选A、B、C。其反应方程是
He
C。其质量亏损为Δm=(3×
4.002 6-12.000 0)u=0.007 8u,A项对;Δm=0.007 8×1.66×10-27kg=1.29×10-29kg,B项对;ΔE=0.007 8×931.5 MeV=7.266 MeV,C项对;ΔE=7.266×106×1.6×10-19J=1.16×10-12J,D项错误。
2
精品 教育 试卷 习题 文档 7.热核反应中所用的燃料——氘,在地球上储量非常丰富,1 L海水中大约有
0.3 g氘,如果用来进行热核反应,放出的能量约与燃烧300 L汽油相当。若氘核的质量为m1,氦核的质量为m2,光速为c,阿伏伽德罗常数为NA,氘的摩尔质量为m0。 (1)写出两个氘核聚变成一个氦核的核反应方程。
(2)质量为M的氘参与上述聚变反应可释放出的能量为多少? 【解析】(1)核反应方程为H
H
He。
(2)核反应的质量亏损为Δm=2m1-m2, ΔE=Δmc2=(2m1-m2)c2,
据题意得,质量为M的氘中的氘核数为n=质量为M的氘核参与聚变放出的能量为
NA
E==。
答案:(1H【补偿训练】
HHe (2)
一个质子和两个中子聚变为一个氚核,已知质子质量mH=1.007 3u,中子质量mn=1.008 7 u,氚核质量m=3.018 0 u。 (1)写出聚变方程。 (2)释放出的核能多大?
(3)平均每个核子释放的能量是多大? 【解析】(1)聚变方程H+
n
H
(2)质量亏损Δm=mH+2mn-m=(1.007 3+2×1.008 7-3.018 0)u=0.006 7u, 释放的核能
ΔE=Δmc2=0.006 7×931.5 MeV≈6.24 MeV。
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精品 教育 试卷 习题 文档 (3)平均每个核子放出的能量为答案:(1H+
n
MeV=2.08 MeV。
H (2)6.24 MeV (3)2.08 MeV
【能力提升练】 1.下面是一核反应方程H
H
He+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以c2 B.X是中子,核反应放出的能量等于中子质量乘以c2
C.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质量和,再乘以c2
D.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质量和,再乘以c2 【解析】选D。由质量数守恒及核电荷数守恒定律可得X为n(中子),再据质能方程可得核反应放出的能量为反应前后质量亏损与c2的乘积,故D项正确。
2.(多选)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HB.“人造太阳”的核反应方程是
UHnHe
n Ba
Kr+
n
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=mc2
【解析】选A、C。“人造太阳”是全超导核聚变实验装置,核反应是轻核聚变而不是重核裂变,故选项A正确,选项B错误。核能大小的计算根据爱因斯坦的质能方程,故选项C正确,选项D错误。
3.一个质子和一个中子聚变组合成一个氘核,同时辐射出一个γ光子。已知质子、中子、氘核的质量分别为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H
n
H+γ
B.聚变反应的质量亏损Δm=m1+m2-m3
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