高中物理 4-3.4 核聚变 核能的利用与环境保护规范训练 鲁科版选修3-5VIP免费

第4节核能的利用与环境保护(时间：60分钟)考查知识点及角度难度及题号基础中档稍难对核聚变的理解1、2、3、4计算核聚变的核能5、6、78、9综合提升10、11知识点一对核聚变的理解1．关于核聚变，以下说法不正确的是()．A．与裂变相比轻核聚变辐射极少，更为安全、清洁B．世界上已经有利用核聚变能来发电的核电站C．要使轻核发生聚变，必须使它们的距离达到10－15m以内，核力才能起作用D．地球聚变燃料的储量十分丰富，从海水中可以提炼出大量核聚变所需的氘核解析与裂变相比，核聚变有下面的几个优势：(1)安全、清洁、辐射少；(2)核燃料储量多；(3)核废料易处理．但核聚变发电还没有投入实际运行．所以B项是不正确的．答案B2．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，故反应后质量增加解析在一次聚变反应中释放的能量不一定比裂变反应多，但平均每个核子释放的能量一定大，故A错误、B正确；由于聚变反应中释放出巨大能量，则比结合能一定增加，质量发生亏损，故C、D错误．答案B3．太阳不断地向外辐射能量，仍保持1千万度以上的高温，其主要原因是太阳内部进行着剧烈地()．A．衰变反应B．人工核反应C．裂变反应D．热核反应解析太阳的内部时刻都在进行着轻核的聚变，即热核反应．答案D4．重核裂变和轻核聚变是人们获得核能的两个途径，下列说法中正确的是()．A．裂变过程质量增加，聚变过程质量亏损B．裂变过程质量亏损，聚变过程质量增加C．裂变过程和聚变过程都有质量增加D．裂变过程和聚变过程都有质量亏损解析重核裂变和轻核聚变都能释放巨大的能量，由爱因斯坦质能方程知两过程均会有质量亏损．答案D知识点二计算核聚变的核能5．当两个中子和两个质子结合成一个α粒子时，放出28.30MeV的能量，当三个α粒子结合成一个碳(C)核时，放出7.26MeV的能量，则当6个中子和6个质子结合成一个碳核时，释放的能量约为()．A．21.04MeVB．35.56MeVC．77.64MeVD．92.16MeV解析6个中子和6个质子可结合成3个α粒子，放出能量3×28.30MeV＝84.9MeV，3个α粒子再结合成一个碳核，放出7.26MeV能量，故6个中子和6个质子结合成一个碳核时，释放能量为84.9MeV＋7.26MeV＝92.16MeV.答案D6．氘和氚发生聚变反应的方程式是H＋H→He＋n＋17.6MeV，若有2g氘和3g氚全部发生聚变，NA为阿伏加德罗常数，则释放的能量是()．A．NA×17.6MeVB．5NA×17.6MeVC．2NA×17.6MeVD．3NA×17.6MeV解析由核反应方程可知1个氘核和1个氚核聚变成氦核时放出17.6MeV能量和1个中子，则1mol的氘和1mol氚全部聚变成1mol氦核时释放的能量为ΔE＝NA×17.6MeV.答案A7．年9月28日，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1000s，温度超过1亿度，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．核聚变的主要原料是氘，在海水中含量极其丰富．已知氘核的质量为m1，中子的质量为m2，He的质量为m3，质子的质量为m4，则下列说法中正确的是()．A．两个氘核聚变成一个He所产生的另一个粒子是质子B．两个氘核聚变成一个He所产生的另一个粒子是中子C．两个氘核聚变成一个He所释放的核能为(2m1－m3－m4)c2D．与受控核聚变比较，现行的核反应堆产生的废物具有放射性解析由核反应方程知2H→He＋X，X应为中子，释放的核能应为ΔE＝(2m1－m3－m2)c2，聚变反应的污染非常小．而现实运行的裂变反应的废料具有很强的放射性，故A、C错误，B、D正确．答案BD8．4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1g氢核完成这个反应后释放出多少焦耳的能量？解析该反应的核反应方程为：4H―→He＋2e，由此可知，平均每个氢核反应释放出的能量为E0＝eV＝7×105eV1g氢核(即1mol)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＝7×105×6.0×1023eV＝4.2×1029eV＝6.72×...