高中物理選修35同步練習試題解析197

1、高中物理選修3-5同步練習試題解析核聚變1目前核電站利用的核反應是()A裂變，核燃料為鈾B聚變，核燃料為鈾C裂變，核燃料為氘 D聚變，核燃料為氘答案：A2下列核反應方程式中，表示核聚變過程的是()A.PSie B.HHHenC.CNe D.UThHe解析：因為輕核結合成質(zhì)量較大的核叫聚變，此題關鍵在一個“聚”字，暗示變化之前應至少有兩種核，四個選項中只有B符合要求。答案：B3太陽不斷地向外輻射能量，仍保持1千萬度以上的高溫，其主要原因是太陽內(nèi)部進行著激烈地()A衰變反應 B人工核反應C裂變反應 D熱核反應解析：太陽內(nèi)部時刻都在進行著輕核聚變反應，即熱核反應，并伴隨著釋放出巨大的能量。答案：D4

2、下列關于聚變的說法中，正確的是()A要使聚變產(chǎn)生，必須克服庫侖斥力做功B輕核聚變需要幾百萬攝氏度的高溫，因此聚變又叫做熱核反應C原子彈爆炸能產(chǎn)生幾百萬攝氏度的高溫，所以氫彈可以利用原子彈引發(fā)熱核反應D太陽和許多恒星內(nèi)部都在激烈地進行著熱核反應解析：要使輕核發(fā)生聚變，必須使它們的距離達到1015 m以內(nèi)，核力才能起作用。由于原子核帶正電，要使它們接近到這種程度，必須克服巨大的庫侖斥力。答案：A、C、D5重核的裂變和輕核的聚變是人類利用核能的兩種主要方式，但只有重核的裂變被人類和平利用，其原因是輕核聚變()A產(chǎn)能效率不高B核燃料儲量不夠豐富C核廢料的處理比較困難D反應速度的控制比較困難解析：裂變和

3、聚變都釋放核能，聚變產(chǎn)能效率高，核燃料儲量豐富，且核廢料容易處理，缺點是核反應速度難以控制，D正確。答案：D6重核裂變和輕核聚變是人類獲得核能的兩種主要途徑，下面關于它們的說法中正確的是()A裂變和聚變過程中都有質(zhì)量虧損B裂變過程中有質(zhì)量虧損，聚變過程中質(zhì)量有所增加C裂變過程中質(zhì)量有所增加，聚變過程中有質(zhì)量虧損D裂變和聚變過程中質(zhì)量都有增加解析：在重核裂變和輕核聚變過程中都會釋放出大量的熱量，由愛因斯坦質(zhì)能方程知，無論是裂變還是聚變，質(zhì)量都會減少，而質(zhì)量變化叫做質(zhì)量虧損，所以僅A選項正確。答案：A7現(xiàn)有三個核反應方程：NaMgeUnBaKr3nHHHen下列說法正確的是()A是裂變，是衰變，是

4、聚變B是聚變，是裂變，是衰變C是衰變，是裂變，是聚變D是衰變，是聚變，是裂變解析：裂變是重核變?yōu)橹械荣|(zhì)量的核，是；衰變有衰變和衰變，衰變的結果是釋放氦核，衰變的結果是從原子中釋放電子，是；聚變是質(zhì)量較小的核結合成質(zhì)量較大的核，是。綜上所述C正確。答案：C8據(jù)新華社報道，由我國自行設計、研制的世界第一套全超導核聚變實驗裝置(又稱“人造太陽”)已完成了首次工程調(diào)試。下列關于“人造太陽”的說法正確的是()A“人造太陽”的核反應方程是HHHenB“人造太陽”的核反應方程是UnBaKr3nC“人造太陽”釋放的能量大小的計算公式是Emc2D“人造太陽”核能大小的計算公式是Emc2解析：“人造太陽”發(fā)生的是

5、氫核聚變，所以核反應方程式為HHHen，而B選項中的核反應是核裂變，故錯誤；“人造太陽”釋放的能量大小的計算公式是Emc2，而核能大小的計算公式為Emc2，故選項A、C正確。答案：A、C9雷蒙德·戴維斯因研究來自太陽的電子中微子(e)而獲得了2002年度諾貝爾物理學獎。他探測中微子所用的探測器的主體是一個貯滿615 t四氯乙烯(C2Cl4)溶液的巨桶。電子中微子可以將一個氯核變?yōu)橐粋€氬核，其核反應方程式為eClAre。已知Cl核的質(zhì)量為36.956 58 u，Ar核的質(zhì)量為36.956 91 u，e的質(zhì)量為0.000 55 u,1 u質(zhì)量對應的能量為931.5 MeV。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，

6、可以判斷參與上述反應的電子中微子的最小能量為()A0.82 MeV B0.31 MeVC1.33 MeV D0.51 MeV解析：核反應過程中，反應前的能量應大于或等于反應后的能量。質(zhì)量關系為memClmArme，得me0.000 88 u。則電子中微子的最小能量應為0000 88 u×931.5 MeV/u0.82 MeV，故A正確。答案：A10已知核反應方程HHHeX。若用c表示光速，則()AX是質(zhì)子，核反應放出的能量等于質(zhì)子質(zhì)量乘c2BX是中子，核反應放出的能量等于中子質(zhì)量乘c2CX是質(zhì)子，核反應放出的能量等于氘核與氚核的質(zhì)量和減去氦核與質(zhì)子的質(zhì)量和，再乘c2DX是中子，核反應

7、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c2解析：由質(zhì)量數(shù)守恒及電荷數(shù)守恒可知X為n(中子)，再根據(jù)質(zhì)能方程可得核反應放出的能量為反應前后質(zhì)量虧損與c2的乘積，故D正確。答案：D11完成下列核反應方程，并說明其反應類型：UnXeSr_，屬_反應；RnPo_，屬_反應；HH_n，屬_反應。解析：在核反應中應遵循質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒的原則。答案：2n裂變He衰變He聚變12試求在氫彈中，當合成1 kg的氦時所釋放出的能量。(氘核H的質(zhì)量為2.013 6 u，氚核H的質(zhì)量為3.016 6 u，氦核He的質(zhì)量為4.002 6 u，中子的質(zhì)量為1.008 7 u)解析：設彈殼內(nèi)裝的

8、是氘和氚輕元素，它們在高溫下聚變生成氦，核聚變方程為HHHn。當一個氘核H與一個氚核H發(fā)生反應時放出的能量為Emc2(2.013 63.016 64.002 61.008 7)×931.5 MeV17.6 MeV。1 kg氦(He)中所含的原子核數(shù)目為NnNA×6.02×10231.5×1026個。這樣合成1 kg氦核He時所放出的總能量為ENE1.5×1026×17.6 MeV2.64×1027 MeV。答案：2.64×1027 MeV13太陽內(nèi)部持續(xù)不斷地發(fā)生著四個質(zhì)子聚變?yōu)橐粋€氦核的熱核反應，這個核反應釋放出

9、的大量能量就是太陽的能源。(1)寫出這個核反應方程；(2)這一核反應能釋放多少能量？(3)已知太陽每秒釋放的能量為3.8×1026 J，則太陽每秒減少的質(zhì)量為多少千克？(mp1.007 3 u，m4.001 5 u，me0.000 55 u)解析：(1)核反應方程是4HHe2e(2)這一核反應的質(zhì)量虧損是m4mpm2me0.026 6 u，Emc20.026 6×931.5 MeV24.78 MeV(3)由Emc2得每秒太陽質(zhì)量減少m kg4.2×109 kg。答案：(1)4HHe2e(2)24.78 MeV(3)4.2×109 kg14如下一系列核反應

10、是在恒星內(nèi)部發(fā)生的。其中p為質(zhì)子，為粒子，e為正電子，為一種中微子。已知質(zhì)子的質(zhì)量為mp1.672 648×1027 kg，粒子的質(zhì)量為m6.644 929×1027 kg，正電子的質(zhì)量為me9.11×1031 kg，中微子的質(zhì)量可忽略不計。真空中的光速c3.0×108 m/s。試計算該系列反應完成后釋放的能量。解析：為求出系列反應后釋放的能量，將題中所給的各個核反應方程左右兩側分別相加，消去兩側相同的項，系列反應最終等效為4p2e2設反應后釋放的能量為Q，根據(jù)質(zhì)能關系和能量守恒得4mpc2mc22mec2Q。代入數(shù)值可得Q3.95×1012 J。答案：3.95×1012 J15我國自行設計并研制的“人造太陽”托卡馬克實驗裝置運行獲得重大進展，這標志著我國已經(jīng)邁入可控熱核反應領域先進國家行列。該反應所進行的聚變方程是HHHen，反應原料氘(H)富存于海水中，而氚(H)是放射性元素，自然界中不存在，但可以通過中子轟擊鋰核(Li)的人工核轉變得到。(1)請把下列用中子轟擊鋰核(Li)產(chǎn)生一個氚核(H)和一個新核的人工核轉變方程填寫完整：Li_H。(2)在(1)