高中物理-核聚变课后练习

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高中物理第十九章原子核核聚变课后训练新人教选修

7 核聚变课后训练基础巩固1.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平均每个核子释放的能量一定大C ．聚变反应中粒子的比结合能变小D ．聚变反应中由于形成质量较大的核，故反应后质量增加 2．关于核能的利用，下列说法正确的是( ) A ．现在的核电站既有裂变反应堆也有聚变反应堆 B ．在地球上，人类还无法实现聚变反应C ．当人类实现了受控核聚变，稳定输出核能时，世界就会克服“能源危机”D ．世界现有核电站能够进行聚变反应而输出核能 3．托卡马克(Tokamak)是研究受控核聚变的一种装置，这个词是toroidal(环形的)、kamera(真空室)、magnit(磁)的头两个字母以及katushka(线圈)的第一个字母组成的缩写词。

根据以上信息，下述判断中可能正确的是( )A ．这种装置的核反应原理是轻核的聚变，同时释放出大量的能量，和太阳发光的原理类似B ．线圈的作用是通电产生磁场使带电粒子在磁场中旋转而不溢出C ．这种装置同我国秦山、大亚湾核电站所使用核装置的核反应原理相同D ．这种装置可以控制热核反应速度，使聚变能缓慢而稳定地进行 4．有下列核反应：①427213He+Al →301150P+n ②3111H+H →42He ＋γ ③19 9F ＋11H →16 8O ＋42He④235 92U ＋10n →9038Sr ＋136 54Xe ＋1010n ＋γ下列说法正确的是( )A ．①是原子核的人工转变的反应方程式B ．②是聚变的核反应方程式C ．③是α衰变的反应方程式D ．④是裂变的核反应方程式5．关于聚变，以下说法中正确的是( )A ．两个轻核只有聚变为中等质量的原子核时才能放出能量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几倍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6．我国最新一代核聚变装置“EAST”在安徽合肥首次放电，显示了EAST 装置具有良好的整体性能，使等离子体约束时间达1 000 s ，温度超过1亿摄氏度，这标志着我国磁约束核聚变研究进入国际先进水平。

人教版高中物理核裂变与核聚变课后习题答案及解析

人教版高中物理核裂变与核聚变课后习题答案及解析练习与应用1．什么是核裂变？什么是链式反应？解析：重核分裂成中等质量原子核的核反应叫做重核的裂变。

由重核裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程，叫做核裂变的链式反应。

2．在核反应堆中，用什么方法控制核裂变的速度？解析：核反应堆是人工控制链式反应的装置，控制速度的原理：在铀棒之间插些镉棒，因为镉吸收中子的能力很强，当反应过于激烈时，使镉棒插深些，让它多吸收一些中子，链式反应的速度就减慢了；反之，则把镉棒插浅一些，让它吸收中子少一些，链式反应的速度就可以增大，一般来说这些操作是用电子仪器来完成；所以在原子核反应堆中，可用能吸收中子的镉棒来控制核裂变反应的速度。

3．什么是核聚变？核聚变过程中的能量转化有什么特点？解析：两个轻核结合成质量较大的核，这样的核反应叫做聚变．聚变发生时需要提供巨大的能量，但反应中放出的能量比提供的能量要大得多。

4．请分析：在地球上实现受控热核反应的必要性、可能性和困难是什么？解析：必要性:由于地球上石化燃料和裂变材料的贮量有限,开发聚变能非常重要,并且是一项十分紧迫的任务。

各国科学家都在加紧研究,以期尽快在地球上制造出人类自己的太阳,缓解甚至消除能源危机的困扰。

可能性:地球上聚变材料的储量丰富,每升水中含有0.03g的氘,地球上的河流、湖泊、海洋等有138.6亿立方米的水,大约有40亿吨氘。

聚变反应中所用的氘可以利用锂来提取,地球上锂的储量有2000亿吨,用来制取氘足以满足聚变的需要。

困难:地球上没有任何容器能够经受住热核反应所需要的高温。

5．在一个反应堆中用石墨做慢化剂使快中子减速。

碳核的质量是中子的12倍，假设中子与碳核的每次碰撞都是弹性正碰，而且认为碰撞前碳核都是静止的。

（1）设碰撞前中子的动能是E0，经过一次碰撞，中子失去的动能是多少？解析：设中子的质量为m，速度为v0，碳核的质量为M，碰撞后中子、碳核的速度分别为v1、v，以v0方向为正方向，根据动量守恒定律得：mv0=mv1+Mv根据机械能守恒定律得：12m v02=12m v12+12M v2由以上两式解得v1= - 1113v0碰撞一次，中子损失的动能为：△E K=12m v02-12m v12=48169E0（2）至少经过多少次碰撞，中子的动能才能小于10-6E0？根据以上计算结果每一次后的末速度都是原来的11，所以经过n13）n v0,根据动能公式可得：次后其末速度为原来的（1113）2n=10-6这个关系式，展开的2n（lg11-lg13）=-6 （1113解得n=41.2 所以至少要经过42次碰撞才可以小于10-6E06．秦山核电站第一期工程装机容量为3×108W。

高中物理选修三5.4核裂变和聚变练习2(含答案)

鲁科版（2019）高中物理（选择）必修第三册 5.4核裂变和聚变同步练习一、多选题1．下列说法中正确的是（）A．原子核内的所有质子间都存在核力和库仑力B．自由核子结合成原子核时，一定遵循质量数和电荷数守恒C．比结合能越大，原子核中的核子结合的越牢，原子核越稳定D．放射线能杀伤癌细胞或阻止癌细胞分裂，对人体的正常细胞不会有伤害作用E．放射性元素在高温高压下形成化合物后，其半衰期不会发生改变二、单选题2．静止在匀强磁场中的原子核X发生α衰变后变成新原子核Y。

已知核X的质量数为A，电荷数为Z，核X、核Y和α粒子的质量分别为m X、m Y和mα，α粒子在磁场中运动的半径为R。

则下列表述错误的是()A．衰变方程可表示为AZ X→A-4Z-2Y＋42HeB．衰变过程中释放的能量为(m X－m Y－mα)c2C．核Y在磁场中运动的半径为22 R Z-D．核Y的动能为E kY＝()2 Y X YY am m m m cm mα--+3．已知氘核的平均结合能为1.1 MeV，氦核的平均结合能为7.1 MeV，则两个氘核结合成一个氦核时（）A．释放出4.9 MeV的能量B．吸收4.9 MeV的能量C．吸收24.0 MeV的能量D．释放出24.0 MeV的能量4．下列说法正确的是（）A．光电效应说明光具有波动性B．原子核结合能越大，原子核越稳定C．原子核衰变时电荷数和质量数都守恒D．根据玻尔原子理论，氢原子在辐射光子的同时，电子的轨道半径连续地减小5．下列说法不正确的是（）A．太阳辐射的能量主要来自于太阳内部的热核反应B．波尔根据氢原子光谱分立的特性提出电子轨道和原子能量是量子化的C．核力是强相互作用的一种表现，在原子核内核力比库仑大得多D ．光电效应和α粒子散射实验都证明了原子核式结构模型6．下列说法正确的是（）A ．所有的核反应都释放核能B ．在光电效应现象中，入射光的光强变大，光电子的最大初动能将变大C ．放射性元素发生衰变时放出的γ射线是由核外电子受激发后产生的D ．明线光谱可用于对物质成分进行分析7．我国自主研发制造的国际热核聚变核心部件在国际上率先通过权威机构认证，这是我国对国际热核聚变项目的重大贡献．下列核反应方程中属于聚变反应的是A ．23411120H H He n +→+B ．1441717281N He O H +→+C ．427301213150He Al P n +→+D ．235114489192056360U n Ba Kr 3n +→++8．2020年12月4日，新一代“人造太阳”装置——中国环流器二号M 装置（HL2M ）在成都建成并实现首次放电，该装置是中国目前规模最大、参数最高的先进托卡马克装置，是中国新一代先进磁约束核聚变实验研究装置。

高中物理第十九章原子核1核聚变同步训练(含解析)

19.7核聚变一、选择题1、原子核Z A X与氘核12H反应生成一个α粒子和一个质子．由此可知（)A、A=2，Z=1B、A=2，Z=2C、A=3，Z=3D、A=3，Z=22、太阳辐射能量主要来自太阳内部的（)A、化学反应B、放射性衰变C、裂变反应D、热核反应3、秦山核电站是我国第一座自主研究、设计和建造的核电站,它为中国核电事业的发展奠定了基础．秦山核电站的能量来自于（）A、天然放射性元素衰变放出的能量B、人工放射性同位素衰变放出的能量C、重核裂变放出的能量D、轻核聚变放出的能量4、关于原子物理的相关知识，下列说法正确的是（）A、太阳辐射能量主要来自太阳内部的核聚变反应B、一束单色光照射到某种金属表面不能发生光电效应，是因为该光的波长太短C、发生光电效应时，入射光的频率越高,逸出的光电子的最大初动能就越小D、大量的氢原子从n=3能级向低能级跃迁时，只能辐射两种不同频率的光5、太阳辐射能量主要来自太阳内部的（）A、裂变反应B、热核反应C、化学反应D、放射性衰变6、下列说法不正确的是（）A、太阳辐射的能量主要来自于太阳内部的热核反应B、波尔根据氢原子光谱分立的特性提出电子轨道和原子能量是量子化的C、核力是强相互作用的一种表现，在原子核内核力比库仑大得多D、光电效应和α粒子散射实验都证明了原子核式结构模型7、原子能资源的综合利用已成为世界各国的发展方向，我国在综合利用原子能方面进展较快，目前我国核电站已建成9座、正在建设的3座、即将开建的有4座．届时将较好地改变我国能源结构．对有关原子核的下列说法中正确的是(）A、太阳辐射的能量主要来源于重核裂变B、β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子时所产生的C、X射线是处于激发态的原子核辐射出来的D、核力是强相互作用的一种表现，在原子核内核力与库仑力差不多大8、以下物理过程中原子核发生变化而产生新核的有()A、光电效应现象B、卢瑟福的α粒子散射实验C、X射线的产生过程D、太阳内部发生的剧烈反应9、核反应堆是人工控制链式反应速度、并获得核能的装置．它是由以下几个主要部件构成：(1）铀棒；（2）控制棒；（3）减速剂;（4)冷却剂．关于控制棒的主要作用，下面说法正确的是（）A、使快中子减速，维持链式反应的进行B、吸收中子，控制链式反应的速度C、冷却降温，控制核反应堆的温度不要持续升高D、控制铀的体积不要超过临界体积10、链式反应中，重核聚变时放出的可使裂变不断进行下去的粒子是(）A、质子B、中子C、β粒子D、α粒子11、下列说法正确的是（）A、原子核发生α衰变时，新核与α粒子的总质量等于原来的原子核的质量B、在原子核中，比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固C、按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，电势能增大,原子的总能量不变D、太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应．12、以下是有关近代物理内容的若干叙述，其中正确的有（）A、每个核子跟所有的核子发生核力作用B、太阳内部发生的核反应是热核反应C、紫外线照射到金属锌板表面时能产生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时,从锌板表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大D、卢瑟福提出的原子核式结构模型，可以解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征13、发生轻核聚变的方法是（)A、用中子轰击B、保持室温环境，增大压强C、用γ光子照射D、把参与反应的物质加热到几百万度以上的高温14、下列说法不正确的是（)A、太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应B、天然放射现象的发现揭示了原子核有复杂的结构C、一束单色光照射到某种金属表面不能发生光电效应，是因为该束光的波长太短D、发生光电效应时,入射光的光强一定，频率越高，逸出的光电子的最大初动能就越大15、下列说法正确的是（）A、汤姆生发现电子,表明原子具有核式结构B、接收无线电波时需要对电磁波进行调制C、核聚变又称热核反应，可见核聚变时要吸收能量D、真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的二、填空题16、核能是一种高效的能源：①在核电站中，为了防止放射性物质泄漏，核反应堆有三道防护屏障：燃料包壳，压力壳和安全壳（见图甲）．结合图乙可知，安全壳应当选用的材料是________．②图丙是用来监测工作人员受到辐射情况的胸章，通过照相底片被射线感光的区域，可以判断工作人员受到何种辐射．当胸章上1mm 铝片和3mm铝片下的照相底片被感光，而铅片下的照相底片未被感光时,分析工作人员受到了________射线的辐射；当所有照相底片被感光时,工作人员受到了________射线的辐射．17、核电站是人类和平利用核能的一个实例．目前核电站是利用________释放的核能来发电的．（选填“核裂变”或“核聚变”）18、太阳内部不停地进行着热核反应（氢聚变为氦），同时释放出巨大的能量．太阳能的特点之一是不________环境,太阳能电池是根据在半导体中发生的________效应制成的．19、人类利用的大部分能量都是直接或间接来自于太阳能．在太阳内部，氢原子核在超高温下发生________，释放出巨大的________．今天我们开采化石燃料来获取能量，实际上是在开采上亿年前地球所接收的________．20、2006年11月21日,中国、欧盟、美国、日本、韩国、俄罗斯和印度七方在法国总统府正式签署一个能源方面的联合实施协定及相关文件,该协定中的能源是指________能源．三、解答题21、一个氘核和一个氚核发生聚变，放出一个中子和17.6MeV的能量．计算2克氘和3克氚聚变放出的能量，并写出核反应方程．22、核聚变能是一种具有经济性能优越、安全可靠、无环境污染等优势的新能源．近年来,受控核聚变的科学可行性已得到验证，目前正在突破关键技术,最终将建成商用核聚变电站．一种常见的核聚变反应是由氢的同位素氘（又叫重氢）和氚(又叫超重氢）聚合成氦,并释放一个中子．若已知氘原子的质量为m1，氚原子的质量为m2，氦原子的质量为m3，中子的质量为m4，真空中光速为C(1）写出氘和氚聚变的核反应方程；（2）试计算这个核反应释放出来的能量．23、科学家初步估计月球土壤中至少有100万吨“氦3"（即23He），它是热核聚变的重要原料如果月球开发成功,将为地球带来取之不尽的能源．已知氨3核与氘核发生聚变反应有质子流产生（1）写出核反应方程，（2）若该反应中质量亏损为9.0×l0﹣30kg,且释放的能量全部转化为生成物的总动能．试计算生成物的总动能(聚变前粒子的动能可忽略不计）．24、物理学家们普遍相信太阳发光是由于其内部不断发生从氢核到氦核的核聚变反应．根据这一理论，在太阳内部4个氢核(11H）转化成一个氦核（24He）相两个正电子10e)并放出能量．已知质子质量m P=1。

《4. 核裂变与核聚变》(同步训练)高中物理选择性必修第三册_人教版_2024-2025学年

《4. 核裂变与核聚变》同步训练(答案在后面)一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）1、下列关于核裂变的描述，正确的是：A、核裂变是重核吸收一个中子后分裂成两个质量相近的轻核的过程。

B、核裂变过程中会释放出大量的能量，这种能量主要用于发电。

C、核裂变只发生在铀-235等重核上，而铀-238等其他重核不会发生裂变。

D、核裂变是通过中子轰击重核实现的，不需要其他粒子参与。

2、关于核聚变，以下说法不正确的是：A、核聚变是指两个轻核结合成一个更重的核的过程。

B、核聚变过程中会释放出比核裂变更多的能量。

C、太阳内部发生的是核聚变，这是太阳能量的来源。

D、核聚变反应需要极高的温度和压力才能进行。

3、核聚变反应相比核裂变反应，最显著的特点是（）A、释放的能量更大B、反应更加稳定C、利用的燃料更易获取D、可以在较低温度下发生4、关于核裂变过程中的链式反应，以下描述正确的是（）A、链式反应只能在人为控制的情况下发生B、核裂变产生的中子不会发生任何反应C、链式反应过程中，释放出的中子会被不断吸收，最终反应停止D、通过控制中子的数量可以控制链式反应的速度5、科学家发现铀235原子核在吸收一个中子后分裂成两个中等大小的原子核，同时释放出大量的能量。

这种核反应被称为：A. 核裂变B. 核聚变C. 辐射D. 粒子碰撞6、下列关于核能利用的描述中，错误的是：A. 核裂变反应在核电站中的发电机部分发生。

B. 核聚变反应已经在地球上实现可控的条件。

C. 核能的利用可以减少对化石能源的依赖，降低温室气体排放。

D. 核能发电站几乎不产生二氧化碳等温室气体排放。

7、下列关于核裂变和核聚变的说法中，正确的是（）A、核裂变是指一个重核分裂成两个或更多的轻核，并释放出大量能量的过程。

B、核聚变是指两个轻核结合成一个重核，同时释放出大量能量的过程。

C、核裂变和核聚变都可以在地球表面自然发生。

D、核裂变和核聚变都需要在极高的温度和压力下才能发生。

4.3核聚变同步练习(含答案解析)全面版

4.3 核聚变同步练习 1.下列核反应方程式中表示聚变反应的是 ( )
A.
U 238
92
→
234 92
Th
+
4 2
He
B.
U 235
92
+
1 0
n
→
93 38
Sr
+
140 54
Xe
+3
1 0
n
C.
1 2
H
+
3 1
H
→
4 2
He
+
1 0
n
D.
14 7
N
+
4 2
He →
17 8
O
+
1 1
H
解析：由轻核结合成质量较大的核叫核聚变 .故 C 项正确 .
寄人篱下而苟且，没志气没骨气没底气。而示弱则不同，很多时候，示弱者不显山不露水，不惹事不生非，给人的感觉不具挑战性和威胁性，既可以说是变通之计，也可以说是韬光养晦、养
精蓄锐的一种策略。如果说不低头不屈服是有个性的话，那么示弱而不软弱，无疑是聪明的选择人可以示好不可讨好人与人交往，若有矛盾和裂痕一直僵着，绷紧的关系不仅不能改善，还可
真正的强者从不逞强，有一种说法，示强是力量的表露，逞强是自不量力的表演。在我看来，示强而不逞强，威而不怒，屈人而不以战，且懂得适可而止，才是最好的示强人可示弱不可软弱
虽然人的本能是不轻易向人示弱，但适度地示弱，既是一种需要，也是一种气度。现实告诉人们，人可以示弱，决不可软弱。因为，人若软弱，就会扛不住事担不起责，就会习惯性仰人鼻息、
解析：由质量数守恒及核电荷数守恒定律可得
X
为

人教版高中物理选修2-3 《核聚变和受控热核反应》训练及答案

裂变、聚变练习1班级：___________姓名：___________一、选择题（每小题4分，共20分）1.下列核反应方程式中，表示核聚变过程的是A.3015P→3014Si+0+1eB. 21H+31H→42He+10nC.146C→147N+0-1eD.23892U→23490Th+42He2.下列说法中正确的是A.“原子由电子和带正电的物质组成”是通过卢瑟福α粒子散射实验判定的B.天然放射现象的发现揭示了原子核由质子和中子组成C.中子与质子结合成氘核时吸收能量D.重核裂变和轻核聚变是人类获得核能的两种主要途径3.目前，我国已经建成秦山和大亚湾核电站并投入使用，核电站的核心设施是核反应堆，在核反应堆中，它是利用核反应的A.α衰变释放出核能B.β衰变释放出核能C.重核的裂变释放出核能D.轻核的聚变释放出核能4.1999年9月18日，中共中央、国务院、中央军委在人民大会堂隆重表彰为研制“两弹一星”做出突出贡献的科技专家，下列核反应方程中，属研究两弹的基本核反应方程是①147N+42He→178O+11H②23592U+10n→9038Sr+13654Xe+1010n③23892U→23490Th+42He④21H+31H→42He+10nA.①②B.①③C.②③D.②④5.下列说法中正确的是A.重核裂变时放出能量，轻核聚变时吸收能量B.聚变反应时平均每个核子放出的能量比裂变时平均每个核子放出的能量多C.裂变时产生放射性物质处理起来比热核反应时产生放射性物质简单得多D.太阳辐射出的能量是由太阳内部的裂变反应产生的二、非选择题（共30分）6.（9分）一个锂核（73Li)受到一个质子的轰击，变成两个α粒子，这一过程的核反应方程是怎样的？已知一个氢原子的质量是1.6736×10-27 kg，一个锂原子的质量是11.6505×10-27 kg，一个氦原子的质量是6.646×10-27 kg.求上述核反应所释放的能量为多少？7.（9分）维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应，核反应方程是2e+411H→42He,核反应释放的核能最后转化为辐射能.设电子质量为m1，42He质量为m2，质子质量为m3，光速为c.每秒钟有N个质子发生了核聚变反应，求太阳每秒辐射的能量为多少？8.(12分）在其他能源中，核能具有能量密度大，地区适应性强的优势.在核电站中，核反应堆释放的核能被转化为电能.核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量核能.(1)核反应方程式：23592U+n→14156Ba+9236Kr+a X是反应堆中发生的许多核反应中的一种，n为中子，X为待求粒子，a为X的个数，则X为___________，a=___________，以m U、m Ba、m kr分别表示23592U、14156Ba、9236Kr核的质量，m n、m p分别表示中子、质子的质量，c 为光在真空中传播的速度，则在上述核反应过程中放出的核能ΔE=___________.(2)有一座发电能力为P=1.00×106kW的核电站，核能转化为电能的效率为η=40%.假定反应堆中发生的裂变反应全是本题（1）中的核反应，已知每次核反应过程中放出的核能ΔE=2.78×10-11 J，23592U核的质量m U=390×10-27 kg.求每年（1年3.15×107 s）消耗的23592U 的质量.六、裂变七、轻核的裂变1.B2.D3.C4.D5.B6.73Li+11H→242He,2.78×10-12 J7.4)42(2231Ncmmm⋅-+8.(1)中子，2;ΔE=(m U-m Ba-m kr-m n)·c2 (2)1.10×103 kg。

高中物理第三章6核聚变练习(含解析)教科版选修35

高中物理第三章6核聚变练习（含解析）教科版选修356 核聚变1.(多选)国家国防科技工业局首次发布“嫦娥”三号月面虹湾局部影像图,如图所示.科学家发现在月球上含有丰富的He(氦3).它是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料,其参与的一种核聚变反应的方程式为He He→He.关于He聚变,下列表述正确的是()A.聚变反应不会释放能量B.聚变反应产生了新的原子核C.聚变反应会有质量亏损D.目前核电站都采用He聚变反应发电解析:聚变反应是将质量较小的轻核聚变成质量较大的核,聚变过程会有质量亏损,要放出大量的能量.但目前核电站都采用铀核的裂变反应.综上所述,选项B、C正确.答案:BC2.我国自行研制了可控热核反应实验装置“超导托卡马克”(英文名称:EAST,称“人造太阳”).设可控热核实验反应前氘核H)的质量为m1,氚核H)的质量为m2,反应后氦核He)的质量为m3,中子n)的质量为m4,已知光速为c.下列说法正确的是 ()A.核反应放出的能量等于(m1+m2-m3-m4)c2B.由核反应过程质量守恒可知m1+m2=m3+m4C.这种热核实验反应是α衰变D.这种装置与我国大亚湾核电站所使用核装置的核反应原理相同解析:核反应过程中的质量亏损Δm=m1+m2-m3-m4,释放的核能ΔE=Δmc2=(m1+m2-m3-m4)c2,故A正确;核反应过程中质量数守恒,但质量不守恒,核反应过程中存在质量亏损,因此m1+m2≠m3+m4,故B错误;这种装置的核反应是核聚变,我国大亚湾核电站所使用的核装置是核裂变,它们的核反应原理不相同,故C、D错误.答案:A3.(多选)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.同样质量的物体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10-15m,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:BD4.(多选)我国科技工作者分别在1964年、1967年成功爆炸了我国第一颗原子弹和氢弹.下列核反应方程中可表示两弹的爆炸原理的是()A.He HB Sr Xe+nC Th HeD He n解析:原子弹是利用核裂变反应,而氢弹是利用核聚变反应,故B项对应原子弹的爆炸原理,D项对应氢弹的爆炸原理;A项为人工核转变,C项为核衰变反应,不符合要求,故本题应选B、D.答案:BD5.热核反应是一种理想能源的原因包括下列哪几条 ()①就每一个核子平均来说,比重核裂变时释放的能量多②对环境的放射性污染较裂变轻,且容易处理③热核反应的原料在地球上储量丰富④热核反应的速度容易控制A.①②③④B.①②③C.①②④D.②③④解析:热核反应温度高,反应速度难以控制.答案:B6.(多选)有下列核反应:①He+Al→P+n②H+H→He+γ③F+H→O+He④U+n→Sr+Xe+10n+γ下列说法正确的是()A.①是原子核的人工转变的反应方程式B.②是聚变的核反应方程式C.③是α衰变的反应方程式D.④是裂变的核反应方程式解析:我们要对人工转变、聚变、裂变、衰变的定义作深入认识,根据各种定义可知:①是人工转变的反应方程式;②是聚变的核反应方程式;③并不是α衰变,而是人工转变,衰变是自发进行的,不需要外界因素的影响;④是裂变的核反应方程式.故答案为A、B、D.答案:ABD7.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N+Q1C+X+Q2方程中Q1,Q2表示释放的能量,相关的原子核质量见下表:原子核H He He C N N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He,Q2>Q1B.X是He,Q2>Q1C.X是He,Q2<Q1D.X是He,Q2<Q1解析:由核反应前后质量数守恒、核电荷数守恒可确定X是α粒子,两个核反应中的质量亏损分别为:Δm1=(1.0078+12.0000-13.0057)u=0.0021u,Δm2=(1.0078+15.0001-12.0000-4.0026)u=0.0053u,结合爱因斯坦质能方程Q=Δm·c2知Q1<Q2.故正确选项为B.答案:B8.要使氘核发生聚变反应,必须使它们之间的距离接近到r0,也就是接近到核力能够发生作用的范围,物质温度很高时,氘原子将变为等离子体,等离子体的分子平均动能为E k=,K1叫玻耳兹曼常数,T为热力学温度,两个氘核之间的电势能为E p=,r0为电荷之间的距离,则氘核聚变的温度至少为()A.B.C.D.解析:由能量守恒知要使氘核能够发生聚变,需2E k≥E p,即2×,所以T≥,C正确.答案:C9.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 H→k He+d H+2 n+43.15 MeV由平衡条件可知( )A.k=1,d=4B.k=2,d=2C.k=1,d=6D.k=2,d=3解析:根据核反应过程中质量数守恒、电荷数守恒知,解得,B对.答案:B10.天文学家测得银河系中氦的含量约为25%.有关研究表明,宇宙中氦生成的途径有两种:一是在宇宙诞生后3分钟左右形成;二是在宇宙演化到恒星诞生后形成的.(1)把轻核聚变简化成为4个氢核H)聚变成氦核He),同时释放出两个正电子e)和两个中微子(νe),请写出氢核聚变反应的方程,并计算一次反应释放的能量.(2)研究表明,银河系的年龄约为t=3.8×1017s,每秒钟银河系产生的能量约为1×1037J,现假定该能量全部来自上述轻核聚变反应,试估算银河系中氦的含量(最后结果保留一位有效数字).(3)根据你的计算结果,对银河系中氦的主要生成途径作出判断.(可能用到的数据:银河系的质量M=3×1041 kg,原子质量单位1 u=1.66×10-27 kg,1 u相当于1.5×10-10 J的能量,电子质量m e=0.000 5 u,氦核的质量m He=4.002 6 u,氢核质量m p=1.007 8 u,中微子质量为零)解析:(1)He+e+2νe,核反应过程中的质量亏损:Δm=4m p-m He-2m e=0.0276u,核反应过程中放出的能量为ΔE=Δm×1.5×10-10J=0.0276×1.5×10-10J=4.14×10-12J.(2)通过核聚变生成的氦的质量:m=m He=6.1×1039kg,氦的含量为k=≈2%.(3)由于2%远远小于25%,所以银河系中的氦主要是宇宙诞生后不久生成的.答案:(1)He+e+2νeΔE=4.14×10-12J(2)2%(3)氦主要是宇宙诞生后不久生成的。

高中物理-有答案-人教版选修3-5第十九章第7节核聚变同步练习

高中物理人教版选修3-5第十九章第7节核聚变同步练习一、选择题（共6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.聚变反应中粒子的平均结合能变小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射线照射静止的氘核使之分解，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.1 2[m D+m p−m n)c2−E]B.12[(m D+m n−m p)c2+E]C.1 2[(m D−m n−m p)c2−E]D.12[(m D−m n−m p)c2+E]4. 氘和氚发生聚变反应的方程式是12H+13H→24He+01n+17．6MeV，若有2g氘和3g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×17．6MeVB.5N A×17．6MeVC.2N A×17．6MeVD.3N A×17．6MeV5. 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.核反应方程为11H+01n→13H+γB.聚变反应中的质量亏损Δm=m1+m2−m3C.辐射出的γ光子的能量E＝(m3−m1−m2)cD.γ光子的波长λ=ℎ(m1+m2−m3)c26.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11H+612C →713N +Q 1，11H+715N →612C +X +Q 2，方程中Q 1，Q 2表示释放的能量，相关的原子核质量见下表，下列判断正确的是（）221221C.X 是23He ，Q 2<Q 1D.X 是24He ，Q 2<Q 1二、多项选择题（共2题；）在某些恒星内，3个α粒子结合成一个612C ，612C 原子的质量是12．0000u ，24He 原子的质量是4．0026u ，已知1u ＝1．66×10−27kg ，则（）A.反应过程中的质量亏损是Δm ＝0．0078uB.反应过程中的质量亏损是Δm ＝1．29×10−29kgC.反应过程中放出的能量是7．266MeVD.反应过程中放出的能量是1．16×10−19J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。

高中物理第十九章原子核第7节、第8节核聚变粒子和宇宙课后作业(含解析)新人教版选修3-5-

第7节、第8节核聚变粒子和宇宙A 组：合格性水平训练1．(核聚变)发生轻核聚变的方法是() A ．用中子轰击B ．保持室温环境，增大压强C ．用γ光子照射D ．把参与反响的物质加热到几百万摄氏度以上的高温答案 D解析用中子轰击是核裂变反响发生的条件，故A 项错误。

根据轻核聚变发生的条件可知，发生轻核聚变的方法是把参与反响的物质加热到几百万摄氏度以上的高温，故B 、C 两项错误，D 项正确。

2．(核聚变)科学家发现在月球上含有丰富的32He(氦3)，它是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料，其参与的一种核聚变反响的方程式为32He ＋32He →211H ＋42He 。

如下关于32He 聚变的表述正确的答案是()A ．聚变反响不会释放能量B ．聚变反响产生了新的原子核C ．聚变反响没有质量亏损D ．目前核电站都采用32He 聚变反响发电答案 B解析聚变反响是轻核变为较大质量核的反响，发生质量亏损，释放能量；目前核电站采用重核裂变反响，D 错误；选项B 正确，A 、C 错误。

3．(受控热核反响)我国自行研制了可控热核反响实验装置“超导托卡马克〞。

设可控热核实验反响前氘核(21H)的质量为m 1，氚核(31H)的质量为m 2，反响后氦核(42He)的质量为m 3，中子(10n)的质量为m 4。

光速为c 。

如下说法中不正确的答案是()A ．这种装置中发生的核反响方程式是21H ＋31H →42He ＋10nB ．由核反响过程质量守恒可知m 1＋m 2＝m 3＋m 4C ．核反响放出的能量等于(m 1＋m 2－m 3－m 4)c 2D ．这种装置与我国大亚湾核电站所使用核装置的核反响原理不一样答案 B解析可控热核反响实验装置属于轻核聚变，所以D 正确。

核反响方程为21H ＋31H →42He ＋10n ，A 正确。

在这个过程中满足爱因斯坦质能方程，即核反响放出的能量等于(m 1＋m 2－m 3－m 4)c 2，所以C 正确。

《第4节核裂变和核聚变》(同步训练)高中物理选择性必修第三册_鲁科版_2024-2025学年

《第4节核裂变和核聚变》同步训练(答案在后面)一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）1、下列关于核裂变的描述，正确的是：A、核裂变是一个中子轰击一个重核，使该重核裂变成两个较轻的核并释放出能量。

B、核裂变是两个轻核结合成一个较重的核并释放出能量。

C、核裂变的过程会减少原子核中的中子数。

D、核裂变是自然发生的现象，不需要外界因素的影响。

2、关于核聚变的描述，不正确的是：A、核聚变是两个轻核结合成一个较重的核并释放出大量能量。

B、核聚变过程中的温度通常需要达到数百万到数千万摄氏度。

C、核聚变是目前人类获取能量的主要方式。

D、核聚变反应产生的废物比核裂变反应产生的废物要少。

3、中国首“华龙一号”核电机组于2020年11月份并网发电，其核反应堆中的反应方程为235U + 1n → 144Ba + 89Kr + 31n，下列说法正确的是（）A. 反应是衰变反应B. 反应过程中铀的半衰期减小C. 反应过程中放出能量D. 反应是人工核转变4、关于核反应的类型及粒子的判断，下列说法正确的是（）A. 238U → 234Th + X，式中X为电子，属于β衰变B. 2H + 3H → 4He + Y，式中Y为中子，属于核裂变C. 14N + 4He → 17O + K，式中K为质子，属于人工核转变D. 235U + 1n → 143Xe + 90Sr + Z，式中Z为5个氮核，属于α衰变5、在核裂变过程中，重核吸收一个中子后分裂成两个较轻的原子核，同时释放出更多的中子。

关于这一过程，下列说法正确的是：A. 裂变反应释放的能量来源于原子核的质量亏损。

B. 所有重核都能发生自发裂变。

C. 在核裂变中，裂变产物的总质量大于反应前的总质量。

D. 核裂变产生的中子不能引发新的裂变反应。

6、关于核聚变与核裂变的区别，以下哪个描述是正确的？A. 核聚变通常发生在重元素中，而核裂变则发生在轻元素中。

B. 核聚变反应需要极高的温度和压力条件，而核裂变则相对容易实现。

高中物理选择性必修第三册课后习题第五章 4.核裂变与核聚变

4.核裂变与核聚变A 级必备知识基础练1.(北京密云一模)重核裂变和轻核聚变是人类获得核能的两种主要途径,关于裂变和聚变,下列说法正确的是( )A.裂变释放能量,聚变吸收能量B.裂变过程有质量亏损,聚变过程无质量亏损C.裂变和聚变都可以释放出巨大的能量2.如图所示为原子核裂变并发生链式反应的示意图,铀核裂变的产物是多样的,一种典型的铀核裂变对应的核反应方程是 92235U+01na 140X+ 38b Y+201n,其中 01n 为中子,对于产物X 的原子序数a 和产物Y 的质量数b,以下判断正确的是( )A.a=53,b=93B.a=54,b=94C.a=53,b=94D.a=54,b=933.(北京通州一模)嫦娥五号返回器将月球土壤成功带回地球。

经研究发现月球土壤里富含的氦-3(23He)是理想的热核反应原料,即利用一个氘核(12H)和一个氦-3发生核反应产生一个质子和一个新核X,并释放能量。

关于氦-3与氘核的反应,下列说法正确的是( )A.新核X是24HeB.是核裂变反应C.生成物的总质量不变D.生成物的总质量数减少4.关于核反应和核能,下列说法正确的是( )A.原子弹和氢弹都能瞬间放出巨大的能量,但原理不同。

前者是利用了核聚变,后者是利用核裂变B.核动力航空母舰的动力装置是核反应堆,常用核反应堆是用镉棒来控制核裂变的反应速度C.目前核电站是采用核裂变的链式反应,当铀块的体积小于临界体积时就会发生链式反应放出巨大能量D.原子核在超高温下才能发生聚变,说明核聚变过程需要吸收能量5.(多选)(云南昆明高二期末)如图所示是核电站工作流程图,关于核能,下列说法正确的是( )A.核反应堆可以把核能直接转化为电能B.核反应堆利用的是原子核衰变过程产生的能量C.核反应生成物的比结合能大于反应物的比结合能D.水泥防护层的作用是屏蔽裂变产物放出的各种射线6.(山东聊城二模)5月,中国的“人造太阳”在1.2亿摄氏度下,成功“燃烧”101秒。

高中物理第十九章原子核核聚变课后集训新人教选修

7 核聚变课后集训基础达标1.核反应方程如下：①n C He Be 101264294+→+ ②He H H 421131→++能量 ③n x Xe Sr n U 1013854138381023592++→+④He O y F 42168199+→+ 对于以上反应方程，下面说法中正确的是…( )A.①是原子核的人工转变核反应方程B.②是链式反应方程C.③是核裂变方程，其中x=10D.④是α衰变方程，其中y 是质子解析：用α粒子轰击铍核是查德威克发现中子的实验，属于人工转变，根据核反应前后电荷数守恒和质量数守恒知C 是错的.②式是聚变反应方程；④式是原子核的人工转变，不是α衰变方程. 答案：A2.下列说法不正确的是( )Ａ.n He H H 10423121+→+是聚变 B.n Sr Xe n U 1094381405410235922++→+是裂变Ｃ.He Rn Ra 422228622688+→是α衰变 D.e Mg Na 0124122411-+→是裂变解析：由轻原子核聚合成较重原子核的反应称聚变反应，使重核分裂成中等质量的原子核的核反应，称为裂变，放出α粒子的衰变叫做α衰变，选项A 、B 、C 正确.放出β粒子的衰变叫做β衰变，不正确的选项是D. 答案：D3.一个氘核(H 21)与一个氚核(H 31)发生聚变，产生一个中子和一个新核，并出现质量亏损.聚变过程中( )A.吸收能量，生成的新核是He 42B.放出能量，生成的新核是He 42 C.吸收能量，生成的新核是He 32 D.放出能量，生成的新核是He 32解析：聚变出现质量亏损，一定放出能量，由质量数守恒和电荷数守恒可知，生成的新核是He 42，选项B 正确. 答案：B4.1999年9月18日，中共中央、国务院、中央军委在人民大会堂隆重表彰研制“两弹一星”作出突出贡献的科学家.下列核反应方程中属研究两弹的基本核反应方程式的是( )A.H O He N 1117842147+→+B.e Pa Th 012349123490-+→C.He Th U 422349023892+→ D.n He H H 10423121+→+解析：氢弹是核聚变反应，选项D 正确. 答案：D5.下列关于核能的说法正确的是( )A.物质是由原子组成的，原子中有原子核，所以利用任何物质都能得到核能B.到目前为止，人类获得核能有两种途径，即原子核的裂变和聚变C.原子弹和氢弹都是利用原子核裂变的原理制成的D.自然界的原子核只有在人为的条件下才会发生聚变解析：核能是人们在近几十年里才发现和开始利用的新能源.虽然各种物质的原子里都有原子核，但在通常情况下并不能释放能量.只有当原子核发生裂变和聚变时才能放出巨大的能量.原子弹是利用裂变的链式反应中能在极短的时间内释放出巨大能量的原理制成的，而氢弹则是利用轻核的聚变制成的.自然界除了人为的聚变反应外，太阳和许多恒星内部都进行着大规模的聚变反应，并以光和热的形式将核能辐射出来.故应选B. 答案：B6.氘和氚发生聚变的核反应方程是：n He H H 10423121+→++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，则释放出的能量( )A.N A ×17.6 MeVB.5N A ×17.6 MeVC.2N A ×17.6 MeVD.3N A ×17.6 MeV解析：2 g 氘和3 g 氚均为1 mol.原子核个数为N A 个，每个氘核与氚核聚变释放17.6 MeV 能量，则1 mol 释放的能量为N A ×17.6 MeV，故选项A 正确. 答案：A7.质子、中子和氘核的质量分别为m 1、m 2和m 3，一个质子和一个中子结合成氘核时，若放出的能量全部转变为一个γ光子的能量，已知普朗克常量为h ，真空中的光速为c.则放出的γ光子的频率为( )A.h c m m m 2321)(++B.hc m m m 2321)(-+C.hc m 23 D.(m 1+m 2-m 3)c 2h解析：核反应中的质量亏损为：Δm=m 1+m 2-m 3，释放的能量为：ΔE=Δmc 2=(m 1+m 2-m 3)c 2，光子的能量与频率的关系为：E=hν，所以光子的频率ν=hc m m m 2321)(-+.答案：B8.1994年3月，中国科技大学研制成功了比较先进的HT-7型超导托卡马克，托卡马克(Tokamak)是研究受控核聚变的一种装置，这个词是toroidal(环形的)，kamera(真空室)，magnet(磁)的头两个字母以及katushka(线圈)的第一个字母组成的缩写词.根据以上信息，下列说法正确的是( )①这种装置的核反应原理是轻核的聚变，同时释放出大量的能量，与太阳发光的原理类似 ②这种装置同我国秦山核电站、大亚湾核电站所使用的核装置反应原理相同 ③这种装置可以控制热核反应速度，使聚变能缓慢而稳定地释放 ④这种装置产生的核聚变对环境的污染比核裂变要轻得多A.①③④B.②③④C.①②④D.①②③ 解析：太阳发光的原理是轻核的聚变. 答案：A 综合运用9.一个质子和一个中子结合成一个氘核，并释放E 的能量. (1)写出该核反应方程；(2)若质子质量为m 1 kg ，中子质量为m 2 kg ，求氘核的质量为多少. 解析：(1)核反应方程为H n H 211011→+.(2)由于这个核反应是单个核子结合成原子核，会释放出能量，这一反应的质量亏损为：Δm=m 1+m 2-m ，而E=Δmc 2，故氘核的质量m=m 1+m 2-Δm=m 1+m 2-2c E . 答案：(1)H n H 211011→+ (2)m 1+m 2-2cE10.在某次核聚变实验中，氘核被加热至高温，引起动能各为0.3 MeV 的两个氘核正碰放出一个快中子和一个新核，释放出3.27 MeV 的能量，氘核的质量为2.013 553 u ，中子的质量为1.008 665 u ，新核的质量为3.015 u ，已知1 u 的质量相当于931.5 MeV 的能量.计算快中子的动能. 解析：设聚变后新核速度为v ，中子速度为v n ，质量为m ，则由能量守恒定律得： 2×0.3+Δmc 2=3.27+21mv n 2+21×3mv 2由动量守恒定律得：0=3mv+mv nm=2×2.013 53 u -3.015 u-1.008 665 u 由以上各式可求得快中子动能： E k =21mv n 2=0.405 MeV. 答案：0.405 MeV11.太阳现正处于主序星演化阶段.它主要是由电子和H 11、He 42等原子核组成.维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应，核反应方程是He H e 421142→++释放的核能，这些核能最后转化为辐射能.根据目前关于恒星演化的理论，若由于聚变反应而使太阳中的H 11核数目从现有数减少10％，太阳将离开主序星阶段而转入红巨星的演化阶段.为了简化，假定目前太阳全部由电子和H 11核组成.已知质子质量m p =1.672 6×10-27kg ，He 42质量m α=6.645 8×10-27kg ，电子质量 m e =0.9×10-30kg ，光速c=3×108m/s.求每发生一次题中所述的核聚变反应所释放的核能.解析：核反应每发生一次的质量亏损：Δm=4m p +2m e -m α，释放的核能为：ΔE=(4m p +2m e -m α)c 2代入数值，得：ΔE=4.2×10-12J.答案：4.2×10-12J 拓展探究12.有一种聚变反应是：四个氢核聚变成一个氦核，同时放出两个正电子.求： (1)该聚变反应释放多少能量？(2)若1 g 氢完全聚变，能释放多少能量？(3)1 g 氢完全聚变，释放的能量相当于多少煤完全燃烧放出的热能？(已知煤的燃烧值q=3.36×107J/kg ，氢核质量为1.008 142 u ，氦核质量为4.001 509 u)解析：(1)核反应方程为：e He H 01421124+→，所以Δm=4×1.008 142 u -4.001 509 u=0.030 959 u ΔE=Δmc 2=0.030 959 uc 2=0.030 959×931.5 MeV=0.030 959×931.5×106×1.6×10-19J=4.625×10-12J. (2)1 g 氢聚变释放的能量为：E=411⨯×6×1023×4.625×10-12 J=6.96×1011J. (3)相当于煤完全燃烧的质量m 为：m=7111036.31096.6⨯⨯ kg=2.08×104kg. 答案：(1)4.625×10-12J (2)6.96×1011J (3)2.08×104kg高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

高中物理：核聚变练习

高中物理：核聚变练习夯基达标1.下列核反应：①n P Al He 103015271342+→+②γ+→+He H H 411131③He O H F 4216811199+→+④γ+++→+n 10Xe Sr n U 101365490381023592 下列说法中正确的是（）A.①是原子核的人工转变的反应方程式B.②是聚变的核反应方程式C.③是α衰变的反应方程式D.④是裂变的核反应方程式思路解析：我们要对人工转变、聚变、裂变、衰变的定义作深入认识，根据各种定义可知：①是人工转变的反应方程式；②是聚变的核反应方程式；③并不是α衰变，而是人工转变，④是裂变的核反应方程式.故答案为A 、B 、D.答案：ABD2.关于聚变，以下说法中正确的是( )A.两个轻核聚变为中等质量的原子核时放出能量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思路解析：两个轻核聚合为较大质量的原子核就可释放能量，但其生成物不是中等质量的核，故A 错误.聚变反应放出的能量比同样质量的物质裂变时释放的能量大得多，这点由聚变反应的特点我们就可以知道，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核间的斥力做功，故C 错,D 正确.答案：BD3.氘核（H 21）和氚核（H 31）的核反应方程如下：n He H H 10423121+→+，该氘核的质量为m 1，氚核的质量为m 2，氦核的质量为m 3，中子的质量为m 4,则反应过程中释放的能量为 ( )A.（m 1+m 2-m 3）c 2B.(m 1+m 2-m 4)c 2C.(m 1+m 2-m 3-m 4)c 2 `D.(m 3+m 4-m 1-m 2)c 2思路解析：此变化过程中释放能量，说明聚变之后，新核的质量之和小于聚变之前原来核的质量之和，质量亏损应为（m 1+m 2）-(m 3+m 4),释放的能量ΔE =Δm c 2=(m 1+m 2-m 3-m 4)c 2.答案：C4.下列核反应方程及其表述都正确的是( )A. H He H H 11422132+→+是聚变反应B. n 3Kr Ba n U 109236141561023592++→++是裂变反应C. n He H H 10423121+→+是聚变反应D.e Mg Na 0124122411-+→是裂变反应思路解析：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 正确.答案：ABC5.关于我国已建成的秦山和大亚湾核电站，下列说法中正确的是( )A.它们都是利用核聚变释放原子能的B.它们都是利用核裂变释放原子能的C.两者的核燃料都是纯铀235D.一座是利用核裂变释放原子能，一座是利用核聚变释放原子能思路解析：现在我们和平利用的核能只能通过核裂变产生，故答案为B.答案：B6.产生聚变的条件是________，我们往往采用________的方法来满足上述条件，这种反应又叫做________.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________.思路解析：“聚变”就是要使原先相距“较远”的核能克服库仑斥力而结合为一个“稳定”的新核，因此事先须让两核获得较大的初动能，常采用加热的方法.答案：使轻核之间的距离减小到10-15m 把它们的温度加热到很高热核反应热核e He H 01241124+→ 7.质子、中子和氘核的质量分别为m 1、m 2和m 3,质子和中子结合成氘核时，发出γ射线，已知普朗克常量为h ，真空中的光速为c,则γ射线的频率为________.思路解析：根据题意，可知反应中释放的能量以射线的形式出现，则射线的能量可由反应前后的质量亏损计算，而射线的能量又与射线的频率有关，容易求解.反应前后的质量亏损为m 1+m 2-m 3，释放的能量为E =（m 1+m 2-m 3）c 2，射线的能量为h ν=(m 1+m 2-m 3)c 2，所以射线的频率就是ν=(m 1+m 2-m 3)c 2/h .答案：（m 1+m 2-m 3）c 2/h8.4个氢核聚变成一个氦核，同时放出两个正电子，释放出2.8×106eV 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.思路解析：该反应的核反应方程为：e He H 01421124+→,由此可知，平均每个氢核反应释放出的能量为4108.260⨯=E eV =7×105 eV,1 g 氢核（即1 m ol ）所包含的氢核的粒子个数为6.0×1023个，应释放出的总能量E 为：E =7×105×6.0×1023 eV =4.2×1029 eV =6.72×1010 J.答案：e He H 01421124+→ 6.72×1010 J 9.已知氘核质量为2.013 6 u ，中子质量为1.008 7 u, He 32核的质量为3.015 0 u.(1)写出两个氘核聚变成He 32的核反应方程;(2)计算上述核反应中释放的核能;(3)若两个氘核以相等的动能0.35 MeV 做对心碰撞即可发生上述核反应，且释放的核能全部转化为机械能，则反应中生成He 32核和中子的动能各是多少？思路解析：（1）n He H H 10322121+→+.(2)核反应中质量亏损Δm =2.013 6 u ×2-(3.015 0 u+1.008 7 u)=0.003 5 u,释放的核能：ΔE =Δm c 2=0.003 5×931.5 M eV=3.26 MeV.（3）设32HE 核和中子的质量分别为m 1、m 2，速度分别为v 1、v 2，则由动量守恒定律及能量守恒定律得：m 1v 1-m 2v 2=0,E k1+E k2=2E k0+ΔE 解方程组可得：E k1=41（2E k0+ΔE ）=41×(2×0.35+3.26) M eV=0.99 MeV; E k2=43 (2E k0+ΔE )=43×(2×0.35+3.26) M eV=2.97 MeV. 答案：(1) n He H H 10322121+→+ (2)3.26 MeV (3)0.99 MeV 2.97 MeV10.一个质子和两个中子聚变为一个氚核，已知质子质量m H =1.007 3u,中子质量m n =1.008 7 u,氚核质量m =3.018 0 u.（1）写出聚变方程;(2)释放出的核能是多大？（3）平均每个核子释放的能量是多大？思路解析：(1)聚变方程为：H n 2H 311011→+.(2)质量亏损为：Δm =m H +2m n -m =(1.007 3+2×1.008 7-3.018 0)u =0.006 7u,释放的核能：ΔE =Δm c 2=0.006 7×931.5 M eV=6.24 MeV.(3)平均每个核子放出的能量为324.6fMeV=2.08MeV . 答案：(1) H n 2H 311011→+ （2） 6.24MeV（3）2.08MeV 11.太阳内部持续不断地发生着四个质子聚变为一个氦核的热核反应，这个核反应释放出的大量能量就是太阳的能源.（1）写出这个核反应方程.（2）这一核反应能释放多少能量？（3）已知太阳每秒释放的能量为3.8×1026J ，则太阳每秒减少的质量为多少千克？（m p =1.0073u,m α=4.001 5u,m e =0.000 55u ）思路解析：根据爱因斯坦的质能方程求解.（1）核反应方程是e He H 01241124+→.（2）这一核反应的质量亏损是Δm =4m p -m α-2m E =0.026 6u,ΔE =Δm c 2=0.026 6×931.5 M eV=24.78 MeV.（3）由ΔE =Δm c 2得每秒太阳质量减少 28262)103(108.3⨯⨯=∆=∆c E m kg =4.2×109 kg. 答案：（1）e He H 01241124+→（2）24.78 MeV (3)4.2×109 kg。

《4. 核裂变核聚变》(同步训练)高中物理选择性必修第三册_教科版_2024-2025学年

《4. 核裂变核聚变》同步训练(答案在后面)一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）1、下列关于核裂变和核聚变的描述，正确的是（）。

A. 核裂变是轻核结合成重核的过程，而核聚变是重核裂变成轻核的过程。

B. 核裂变产生的核子数目少于核聚变产生的核子数目。

C. 核裂变主要发生于轻元素如氢和氦，核聚变主要发生于重元素如铀和钚。

D. 核裂变和核聚变都是释放大量能量的过程。

2、在以下反应中，哪个过程属于核裂变反应（）。

A.(2H+3He→4He+n)B.(235U+n→90Sr+135Te+10n)C.(14N+a→17O+n)3、题干：下列关于核裂变的说法正确的是：A、核裂变是一种可控的核反应过程，广泛应用于核电站。

B、核裂变过程中，原子核会吸收中子，质量增加。

C、核裂变过程中，释放出的能量是由于原子核的结合能增加。

D、核裂变反应的速率可以通过增加中子数量来控制。

4、题干：关于核聚变的特点，以下说法正确的是：A、核聚变是在极高温度和压力下，两个轻核结合成较重的核。

B、核聚变反应过程中，反应物的质量转化为能量。

C、核聚变反应的速率可以通过降低温度来控制。

D、核聚变反应目前主要应用于核电站发电。

5、题干：在核裂变过程中，以下哪个说法是正确的？A. 裂变产生的中子都是自由中子B. 裂变的初始中子必须来自� glogi核C. 裂变反应后，裂变核的质量小于裂变前核的质量D. 裂变反应释放的能量全部以热能形式释放6、题干：关于核聚变，以下哪种说法是错误的？A. 核聚变是轻核结合成较重的核的过程B. 核聚变产生的能量比核裂变大得多C. 核聚变反应只能在极高的温度和压力下进行D. 核聚变产生的核废料比核裂变少7、在核裂变过程中，下列说法正确的是（）A、裂变核释放的能量来自于核子结合能的减小B、裂变后产生的中子会导致链式反应，但中子不参与能量的释放C、核裂变过程中，质量亏损全部转化为能量D、核裂变过程中，裂变产物的质量总是大于原来的重核质量二、多项选择题（本大题有3小题，每小题6分，共18分）1、下列关于核裂变的说法中，正确的是：A. 核裂变是一种重核吸收一个中子后分裂成两个或几个较轻原子核的过程。

高中物理选择性必修第三册课后习题第五章原子核 4.核裂变与核聚变

4.核裂变与核聚变课后篇素养形成必备知识基础练1.(多选)关于铀核裂变,下列说法正确的是( )A.铀核裂变的产物是多种多样的,但只能裂变成两种不同的核B.铀核裂变时还能同时释放2~3个中子C.为了使裂变的链式反应容易进行,最好用铀235而不用铀238D.铀块的体积对产生链式反应无影响,会引起裂变,放出2~3个中子,裂变的产物是各种各样的,具有极大的偶然性,只是裂变成两块的情况多,也有的裂变成多块,A 错误,B 正确;铀235受慢中子的轰击时,裂变的概率大,而铀238只能俘获能量在1MeV 以上的中子才能引起裂变,且裂变的概率小,C 正确;要引起链式反应,需使铀块体积大于或等于临界体积,D 错误。

2.(吉林长春模拟)图为原子核裂变并发生链式反应的示意图,铀核裂变的产物是多样的,一种典型的铀核裂变对应的核反应方程是92235U+n →a 140X+ 38b Y+2n,其中n 为中子,对于产物X 的原子序数a 和产物Y的质量数b,以下判断正确的是( )A.a=53,b=93B.a=54,b=94C.a=53,b=94D.a=54,b=93:92=a+38;核反应质量数守恒:235+1=140+b+2;联立得a=54,b=94。

故B正确,A、C、D错误。

3.(湖北武汉模拟)聚变与裂变相比有很多优点,下列说法不正确的是( )A.地球上聚变燃料的储量丰富,足以满足聚变的需要B.轻核聚变更为安全、清洁C.相同质量的核燃料,轻核聚变反应中产生的能量更多D.环流器是利用聚变物质的惯性进行约束,即用激光从各个方向照射反应的物质,使它们“挤”在一起发生反应0.03g的氘,氚可以利用锂制取,聚变燃料丰富,故A正确;轻核聚变需要高温,一旦出现故障,高温不能维持,反应自动停止,且反应产生的氦没有放射性,聚变时高速中子、质子与其他物质反应而生成的放射性物质,比裂变反应堆生成的废物数量少,放射废料少,容易处理,故B正确;相同质量的核燃料,轻核聚变反应中产生的能量更多,产能效率高,故C正确;环流器是利用磁约束,而不是聚变物质的惯性进行约束,故D不正确。

人教版高中物理选择性必修第三册课后习题第5章原子核 4 核裂变与核聚变

4 核裂变与核聚变课后·训练提升基础巩固一、选择题Ⅰ(每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的)1.目前核电站利用的核反应是( )A.裂变,核燃料为铀B.聚变,核燃料为铀C.裂变,核燃料为氘D.聚变,核燃料为氘答案:A解析:目前的核电站利用的核反应为铀235的核裂变反应,故选项A正确。

2.核电站利用核反应堆工作时释放出的热能使水汽化以推动汽轮发电机发电。

反应堆中的核反应方程为92235U+Sr+54A U,中子的质量m n,锶(Sr)核的质量m Sr,氙(Xe,光在真空中的传播速度为c。

则( )A.Z=38,A=136B.Z=48,A=146C.一个92235U裂变时的质量亏损Δm=m U-m Sr-m U-m Sr-m Xe-10m n)c2答案:A解析:由质量数与电荷数守恒得235+1=90+A+10,92=Z+54,解得Z=38,A=136,故选项A正确,B错误;一个92235U裂变时的质量亏损Δm=m U-m Sr-m Xe-9m n,根据爱因斯坦质能方程可知,一个92235U裂变时释放的能量为ΔE=(m U-m Sr-m Xe-9m n)c2,故选项C、D错误。

3.在某恒星内发生着剧烈的核反应,其中一个核反应是三个α粒子(24He)结合成一个碳核(612C),参照比结合能—质量数图像,下列说法正确的是( )A.该反应是原子弹爆炸的基本原理12C)的B.按照质量守恒定律,三个氦核(24He)的质量之和等于一个碳核(6质量C.三个氦核(24He)的结合能之和大于一个碳核(612C)的结合能D.碳核(612C)比氦核(24He)更稳定答案:D解析:原子弹爆炸是裂变反应,选项A错误;结合题图可知氦核(24He)的比结合能比碳核(612C)的小,所以三个氦核(24He)的结合能之和小于一个碳核(612C)的结合能,在该反应过程中存在质量亏损,放出能量,选项B、C错误;比结合能越大的原子核越稳定,所以碳核(612C)比氦核(24He)更稳定,选项D 正确。

高中物理第十九章原子核核聚变课后训练

7 核聚变课后训练基础巩固1.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平均每个核子释放的能量一定大C ．聚变反应中粒子的比结合能变小D ．聚变反应中由于形成质量较大的核，故反应后质量增加 2．关于核能的利用，下列说法正确的是( )A ．现在的核电站既有裂变反应堆也有聚变反应堆B ．在地球上，人类还无法实现聚变反应C ．当人类实现了受控核聚变，稳定输出核能时，世界就会克服“能源危机"D ．世界现有核电站能够进行聚变反应而输出核能3．托卡马克(Tokamak)是研究受控核聚变的一种装置，这个词是toroidal(环形的）、kamera(真空室）、magnit(磁）的头两个字母以及katushka （线圈）的第一个字母组成的缩写词。

根据以上信息,下述判断中可能正确的是( ）A ．这种装置的核反应原理是轻核的聚变,同时释放出大量的能量，和太阳发光的原理类似B ．线圈的作用是通电产生磁场使带电粒子在磁场中旋转而不溢出C ．这种装置同我国秦山、大亚湾核电站所使用核装置的核反应原理相同D ．这种装置可以控制热核反应速度，使聚变能缓慢而稳定地进行4．有下列核反应: ①427213He+Al →30115P+n ②3111H+H →42He ＋γ③19 9F ＋11H →16 8O ＋42He④235 92U＋10n→9038Sr＋136 54Xe＋1010n＋γ下列说法正确的是(）A．①是原子核的人工转变的反应方程式B．②是聚变的核反应方程式C．③是α衰变的反应方程式D．④是裂变的核反应方程式5．关于聚变,以下说法中正确的是(）A．两个轻核只有聚变为中等质量的原子核时才能放出能量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几倍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6．我国最新一代核聚变装置“EAST"在安徽合肥首次放电,显示了EAST装置具有良好的整体性能，使等离子体约束时间达1 000 s，温度超过1亿摄氏度,这标志着我国磁约束核聚变研究进入国际先进水平.合肥也成为世界上第一个建成此类全超导非圆截面核聚变实验装置并能实际运行的地方。