高中物理人教版选修3-5第十九章第7节核聚变同步练习_试卷库

高中物理人教版选修3-5第十九章第7节核聚变同步练习

年级：学科：物理类型：同步测试来源：91题库

一、选择题（共6小题）

1、发生轻核聚变的条件是（）

A . 用中子轰击 B . 保持室温环境，增大压强 C . 把物质加热到几百万摄氏度以上的高温 D . 用γ光子照射

2、关于轻核聚变释放核能，下列说法正确的是（）

A . 一次聚变反应一定比一次裂变反应释放的能量多 B . 聚变反应比裂变反应每个核子释放的平均能量一定大 C . 聚变反应中粒子的比结合能小 D . 聚变反应中由于形成质量较大的核，故反应后质量增加

3、中子n、质子p、氘核D的质量分别为m_n、m_p、m_D ．现用光子能量为E的γ射线照射静止氘核使之分解，反应方程为γ＋D→p＋n．若分解后的中子、质子的动能可视为相等，则中子的动能是（）

A . $\text{[math]}$ [（m_D－m_p－m_n）c²－E] B . $\text{[math]}$ [（m_p＋m_n－m_D）c²＋E] C . $\text{[math]}$ [（m_D－m_p－m_n）c²＋E] D . $\text{[math]}$ [（m_p＋m_n－m_D）c²－E]

4、氘和氚发生聚变反应的方程式是 $\text{[math]}$ ＋ $\text{[math]}$ → $\text{[math]}$ ＋ $\text{[math]}$ ＋17.6 MeV，若有2 g氘和3 g氚全部发生聚变，N_A为阿伏加德罗常数，则释放的能量是（）

A . N_A×17.6 MeV B . 5N_A×17.6 MeV C . 2N_A×17.6 MeV D . 3N_A×17.6 MeV

5、一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同时辐射一个γ光子。已知质子、中子、氘核的质量分别为m₁、m₂、m₃ ，普朗克常量为h，真空中的光速为c。下列说法正确的是（）

A . 核反应方程是 $\text{[math]}$ ＋ $\text{[math]}$ → $\text{[math]}$ ＋γ B . 聚变反应中的质量亏损Δm＝m₁＋m₂－m₃ C . 辐射出的γ光子的能量E＝（m₃－m₁－m₂）c D . γ光子的波长λ＝ $\text{[math]}$

6、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 $\text{[math]}$ ＋ $\text{[math]}$ → $\text{[math]}$ ＋Q₁ $\text{[math]}$ ＋ $\text{[math]}$ → $\text{[math]}$ ＋X＋Q₂ ．方程式中Q₁、Q₂表示释放的能量，相关的原子核质量见下表：

原子核	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
质量/u	1.0078	3.0160	4.0026	12.0000	13.0057	15.0001

以下推断正确的是（）

A . X是 $\text{[math]}$ ，Q₂>Q₁ B . X是 $\text{[math]}$ ，Q₂>Q₁ C . X是 $\text{[math]}$ ，Q₂<Q₁ D . X是 $\text{[math]}$ ，Q₂<Q₁

二、多项选择题（共2小题）

1、在某些恒星内，3个α粒子结合成一个 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 原子的质量是12.000 0u， $\text{[math]}$ 原子的质量是4.002 6u，已知1u＝1.66×10^－27kg，则（）

A . 反应过程中的质量亏损是Δm＝0.007 8u 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7.266MeV D . 反应过程中放出的能量是1.16×10^－19J

2、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 $\text{[math]}$ ＋ $\text{[math]}$ ―→ $\text{[math]}$ ＋ $\text{[math]}$ B . “人造太阳”的核反应方程是 $\text{[math]}$ ＋ $\text{[math]}$ → $\text{[math]}$ ＋ $\text{[math]}$ ＋3 $\text{[math]}$ 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＝ $\text{[math]}$ mc²

三、填空题（共2小题）

1、产生聚变的条件是，我们往往采用的方法来满足上述条件，这种反应叫做，太阳每秒钟辐射出来的能量约为3.8×10²⁶J，就是从反应中产生的，太阳内部时刻进行着4个质子结合成一个氦核的反应，试写出核反应方程。

2、氘核和氚核可发生热核聚变而释放巨大的能量，该反应方程为：

$\text{[math]}$ ＋ $\text{[math]}$ → $\text{[math]}$ ＋X，式中X是某种粒子。已知： $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 和粒子X的质量分别为m₁＝2.0141u、m₂＝3.0161u、m₃＝4.0026u和m₄＝1.0087u；1u相当于931.5MeV的能量。由上述反应方程和数据可知，粒子X是；该反应的质量亏损为（用m₁、m₂、m₃、m₄表示）；该反应释放出的能量为 MeV（结果保留3位有效数字）。

四、计算题（共2小题）

1、一个原来静止的锂核（ $\text{[math]}$ ）俘获一个速度为7.7×10⁴ m/s的中子后，生成一个氚核和一个氦核，已知氚核的速度大小为1.0×10³ m/s，方向与中子的运动方向相反．

(1)试写出核反应方程；

(2)求出氦核的速度大小；

(3)若让一个氘核和一个氚核发生聚变时可产生一个氦核，同时放出一个中子，求这个核反应释放出的能量．（已知氘核质量为m_D＝2.014 102 u，氚核质量为m_T＝3.016 050 u，氦核质量m_He＝4.002 603 u，中子质量m_n＝1.008 665 u，1 u＝1.660 6×10^－27 kg）

2、太阳内部的核聚变反应可以释放出大量的能量，这些能量以电磁波辐射的形式向四面八方辐射出去，其总功率达P＝3.8×10²⁶ W．

(1)估算太阳每秒钟的质量亏损．

(2)设太阳上的核反应都是4 $\text{[math]}$ → $\text{[math]}$ ＋2 $\text{[math]}$ ＋2ν＋28 MeV这种形式的反应（ν是中微子，其质量远小于电子质量，是穿透力极强的中性粒子），地日距离L＝1.5×10¹¹ m，试估算每秒钟太阳垂直照射地面上每平方米有多少中微子到达．

(3)假设原始太阳全部由质子和电子组成，并且只有10%的质子可供“燃烧”，试估算太阳的寿命（太阳的质量为2.0×10³⁰ kg，质子的质量为1.67×10^－27 kg）．