核聚變同步練習(xí)全面版

1、核聚變同步練習(xí)1. 下列核反應(yīng)方程式中表示聚變反應(yīng)的是()A. 92238 U 92234 Th + 24 HeB.92235 U + 10 n 3893 Sr +14054Xe +3 10 nC. 12 H +13 H 24 He + 10 nD.147 N + 24 He 817 O + 11 H解析： 由輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核叫核聚變.故C項(xiàng)正確.答案： C2. 太陽輻射能量主要來自太陽內(nèi)部的()A. 化學(xué)反應(yīng)B.放射性衰變C.裂變反應(yīng)D.熱核反應(yīng)解析： 太陽內(nèi)部主要進(jìn)行激烈的熱核反應(yīng)，故D項(xiàng)正確 .答案： D3. 關(guān)于聚變，以下說法正確的是 ( )A. 兩個(gè)輕原子核聚變成一個(gè)質(zhì)量較大的

2、原子核，比一個(gè)重核分裂成兩個(gè)中等質(zhì)量的原子核放出的能量大很多倍B. 聚變發(fā)生的條件是聚變物質(zhì)的體積要大于臨界體積C.發(fā)生聚變反應(yīng)時(shí)，原子核必須有足夠大的動能D.一定質(zhì)量的聚變物質(zhì)聚變時(shí)放出的能量比相同質(zhì)量的裂變物質(zhì)裂變時(shí)釋放的能量大解析： 就平均每個(gè)核子放出的核能而言，聚變大于裂變， 聚變時(shí)平均每個(gè)核子放出的能量約為裂變時(shí)每個(gè)核子放出能量的3 4 倍，而不是很多倍， 故 A錯(cuò) . 發(fā)生聚變反應(yīng)， 須使核與核的距離達(dá)到 10-15 10-14m，故原子核必須有足夠大的動能.故 C、D正確.答案： CD4. 下面是一核反應(yīng)方程12 H + 13 H 24 He +X，用 c 表示光速，則 ( )是

3、質(zhì)子，核反應(yīng)放出的能量等于質(zhì)子質(zhì)量乘c2是中子，核反應(yīng)放出的能量等于中子質(zhì)量乘c2是質(zhì)子，核反應(yīng)放出的能量等于氘核與氚核的質(zhì)量和減去氦核與質(zhì)子的能量和，再乘c2是中子，核反應(yīng)放出的能量等于氘核與氚核的質(zhì)量和減去氦核與中子的質(zhì)量和，再乘2c解析：由質(zhì)量數(shù)守恒及核電荷數(shù)守恒定律可得X 為 10 n ( 中子 ) ，再根據(jù)質(zhì)能方程可得核反應(yīng)放出的能量為反應(yīng)前后質(zhì)量虧損與c2 的乘積，故 D項(xiàng)正確 .答案： D5. 一個(gè)氘核 ( 12 H ) 與一個(gè)氚核 ( 13 H ) 發(fā)生聚變， 產(chǎn)生一個(gè)中子和一個(gè)新核， 并出現(xiàn)質(zhì)量虧損 .聚變過程中 ( )A. 吸收能量，生成的新核是24 HeB.放出能量，生成

4、的新核是24HeC.吸收能量，生成的新核是32 HeD.放出能量，生成的新核是23He解析：其反應(yīng)方程應(yīng)是12 H +31 H 10 n + 42 He . 由于出現(xiàn)質(zhì)量虧損， 故放出能量， 故 B 項(xiàng)正確 .答案： B6.據(jù)新華社報(bào)道， 由我國自行設(shè)計(jì)、 研制的世界上第一套全超導(dǎo)核聚變實(shí)驗(yàn)裝置( 又稱“人造太陽” ) 已完成了首次工程調(diào)試. 下列關(guān)于“人造太陽”的說法正確的是()A. “人造太陽”的核反應(yīng)方程是12 H +13 H 24 He + 10 nB. “人造太陽”的核反應(yīng)方程是92235 U +10 n 14156 Ba + 3692 Kr+310 nC.“人造太陽”釋放的能量大小

5、的計(jì)算公式是E= mc2D.“人造太陽”核能大小的計(jì)算公式是E= 1 mc22解析： “人造太陽”是全超導(dǎo)核聚變實(shí)驗(yàn)裝置，核反應(yīng)是輕核聚變而不是重核裂變，故A對， B 錯(cuò) . 核能大小的計(jì)算根據(jù)愛因斯坦的質(zhì)能方程，故C項(xiàng)正確， D 項(xiàng)錯(cuò)誤 .答案： AC7. 在某些恒星內(nèi)， 3 個(gè) 粒子結(jié)合成一個(gè)126 C ， 126C 原子的質(zhì)量是0 u ， 24 He 原子的質(zhì)量是 6 u ，已知 1 u= 10 -27 kg ，則 ( )A. 反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損是m= 8 uB. 反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損是m=10 -29 kgC.反應(yīng)過程中放出的能量是MeVD.反應(yīng)過程中放出的能量是 10 -19 J解

6、析： 其反應(yīng)： 3 24 He 126C 其虧損質(zhì)量m=3 60 u= 8對.m= 8 10 -27kg=10 -29kg， B 對.E= 8 MeV= MeV， C 對.E=10 6 10-19 J=10 -12 J ，D 錯(cuò) .答案：ABC8 溫度是分子熱運(yùn)動劇烈程度的反映，根據(jù)熱運(yùn)動平均動能等于3kT，可估算出聚變溫度2_.在這樣的高溫下，原子已完全電離， 形成了物質(zhì)第四態(tài)_.等離子體的密度及維持時(shí)間達(dá)到一定值時(shí)，才能實(shí)現(xiàn)聚變.答案： 約 108 K等離子態(tài)9. 要使高溫等離子體維持一定時(shí)間是一件非常困難的事，目前靠三種方法對等離子體進(jìn)行約束，一是 _，二是 _，三是 _.答案： 靠引力

7、用磁場靠慣性10. 磁壓縮裝置種類很多，其中最有發(fā)展前途的是環(huán)流器，它有兩個(gè)重要功能：一是_，二是 _答案： 給等離子體加熱產(chǎn)生一個(gè)圍繞電流的磁場11. 太陽內(nèi)部進(jìn)行著劇烈的氫核聚變反應(yīng)，氦核是由4 個(gè)質(zhì)子生成，同時(shí)有正電子放出，正電子又會和負(fù)電子湮沒成為一對光子，在這一核反應(yīng)過程中放出10-12 J 能量，已知現(xiàn)在太26陽每秒輻射 10 J 能量 .(1) 寫出上述兩個(gè)核反應(yīng)方程 .(2) 計(jì)算出太陽每秒產(chǎn)生的氦核數(shù)目.解析： (1)4 11 H 42 He10 e + 01 e2.(2) 10 -12 n=10 26 n=10 38( 個(gè) ).答案： (1)4 11 H 42 He10 e

8、 +01 e2(2) 10 38 個(gè)12. 天文學(xué)家測得銀河系中氦的含量約為 25%.有關(guān)研究表明，宇宙中氦生成的途徑有兩條：一是在宇宙誕生后 3 分鐘左右生成的； 二是在宇宙演化到恒星誕生后， 由恒星內(nèi)部的氫核聚變反應(yīng)生成的 .(1) 把氫核聚變反應(yīng)簡化為4 個(gè)氫核 ( 11H )聚變成氦核 ( 24He ) ，同時(shí)放出 2 個(gè)正電子 ( 10 e )和 2 個(gè)中微子 ( ) ，請寫出該氫核聚變反應(yīng)的方程，并計(jì)算一次反應(yīng)釋放的能量.e(2) 研究表明，銀河系的年齡約為1737t =10 s，每秒鐘銀河系產(chǎn)生的能量約為110 J( 即P=110 37 J/s).現(xiàn)假定該能量全部來自上述氫核聚變反應(yīng)，試估算銀河系中氦的含量( 最后結(jié)果保留一位有效數(shù)字).(3) 根據(jù)你的估算結(jié)果，對銀河系中氦的主要生成途徑作出判斷.( 可能用到的數(shù)據(jù)：銀河系質(zhì)量約為M=310 41 kg ，原子質(zhì)量單位 1 u= 10 -27 kg ， 1 u 相當(dāng)于 10 -10 J的能量，電子質(zhì)量 me= 5 u ，氦核質(zhì)量 m = 6 u ，氫核質(zhì)量 mP= 8 u ，中微子 e質(zhì)量為零 )解析： (1)4 11 H 24 He +2 10 e +2 epeE=2-12J.m=4m-m -2mmc =10(2)m= Pt m =1