高中物理 第十九章 原子核 第七节 核聚变自我小测 新人教版选修3-5(2021年最新整理)

高中物理第十九章原子核第七节核聚变自我小测新人教版选修3-5 编辑整理：
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核聚变
1关于聚变，以下说法正确的是（）
A．两个轻核聚变为中等质量的原子核时释放出能量
B．同样质量的物质发生聚变时放出的能量比同样质量的物质裂变时释放的能量大好多倍C．聚变反应的条件是聚变物质的体积达到临界体积
D．发生聚变反应时的原子核必须有足够大的动能
2(安徽理综，14）原子核聚变可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
6 错误!H―→k 错误!He＋d 错误!H＋2 错误!n＋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
3下列核反应方程及其表述都正确的是（）
A.错误!H＋错误!He→错误!He＋错误!H是聚变反应
B.错误!U＋错误!n→错误!Ba＋错误!Kr＋3错误!n是裂变反应
C.21H＋31H→错误!He＋错误!n是聚变反应
D。

错误!Na→错误!Mg＋错误!e是裂变反应
4据新华社报道，由我国自行设计、研制的世界上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”的核反应方程是错误!H＋错误!He→错误!He＋错误!H
B．“人造太阳"的核反应方程是错误!U＋错误!n→错误!Ba＋错误!Kr＋3错误!n
C．“人造太阳”的核反应方程是错误!7N＋错误!He→错误!8O＋错误!H
D．“人造太阳”的核能计算公式是ΔE＝Δmc2
5(2008北京高考）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．核反应方程是错误!H＋错误!n→错误!H＋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＝错误!
6一个质子和两个中子聚变为一个氚核，已知质子质量为mH＝1。

007 3 u，中子质量为mn ＝1.008 7 u，氚核质量为m＝3.018 0 u。

（1）写出聚变方程；
(2）释放出的核能是多大？
(3)平均每个核子释放的能量是多大?
74个氢核聚变成一个氦核，同时放出两个正电子，释放出2.8×106 eV的能量,写出核反应方程,并计算1 g氢核完成这个反应后释放出多少焦耳的能量。

8在一次研究原子核内部的实验中，让一个速度为7.7×104m/s 的中子沿着与磁场垂直的方向射入匀强磁场，击中1个原来静止的锂核(错误!Li)后产生1个氦核和另一个新核，测得氦核的速度是 2.0×104 m/s,方向与反应前中子的运动方向相同，设中子的质量与质子的质量相等。

(1）写出核反应方程；
(2)求出氦核和新核的轨道半径之比.
参考答案
1解析：两个轻核聚合为较大质量的原子核就可释放能量,但不一定是中等质量的核,故A 错误。

聚变反应放出的能量比同样质量的物质裂变时放出的能量大得多,这点我们由聚变反应的特点就可以知道，故B正确.裂变反应的条件是裂变物质的体积达到临界体积，而聚变反应的条件是原子核间距达到10－15 m，故要求有足够大的动能才能克服原子间的斥力做功，故C 错,D正确。

答案：BD
2解析：根据核反应过程中质量数守恒、电荷数守恒知错误!解得错误!，B对.
答案：B
3解析：核反应中把重核分裂成质量较小的核并释放出核能的反应称为裂变，把轻核结合成质量较大的核并释放出核能的反应称为聚变。

根据以上裂变和聚变的定义可判断出A、B、C 是正确的。

答案:ABC
4答案:AD
5答案:B
6解析：(1）聚变方程为：错误!H＋2错误!n→错误!H。

(2)质量亏损为：Δm＝mH＋2mn－m＝（1.007 3＋2×1。

008 7－3.018 0)u＝0。

006 7 u,释放出的核能：ΔE＝Δmc2＝0.006 7×931.5 MeV＝6。

24 MeV.
(3）平均每个核子放出的能量为
E＝错误! MeV＝2.08 MeV。

答案：(1)错误!H＋2错误!n→错误!H
(2）6.24 MeV (3)2。

08 MeV
7解析：该反应的核反应方程为：411H→4，2He＋2错误!e。

由此可知，平均每个氢核反应释放出的能量为E0＝错误! eV＝7×105 eV。

1 g氢核（即1 mol)所包含的氢核的个数为6.0×1023个，应释放出的总能量为：
E＝7×105×6.0×1023 eV＝4。

2×1029 eV＝6.72×1010 J。

答案:4错误!H→错误!He＋2错误!e 6。

72×1010 J
8解析：（1)核反应方程为错误!n＋错误!Li→错误!He＋错误!H.
(2）设中子质量为m0、速度为v0，设氦核的质量为4m0、速度为v1，新核质量为3m0、速度为v2，由动量守恒定律得
m0v0＝4m0v1＋3m0v2
v2＝v0－4v1
3
＝－0.1×104 m/s。

(负号表示新核的速度方向与中子的速度方向相反）由Bqv＝错误!，有r＝错误!
则氦核轨道半径r1＝错误!
新核轨道半径r2＝错误!
所以错误!＝错误!＝错误!＝错误!。

答案：（1）10n＋错误!Li→错误!He＋错误!H (2)40∶3。