新教材2024-2025学年高中物理第5章原子核与核能第4节核裂变和核聚变第5节核能的利用与环境保护分层作业鲁科版选择性必修第三册

第4节核裂变和核聚变第5节核能的利用与环境爱护A级必备学问基础练1.(多选)在某次核反应中,1个氘核和1个氚核结合生成1个氦核,则下列说法正确的是()A.这是一个聚变反应B.核反应方程式为

12H+1C.目前核电站都采纳上述核反应发电D.该核反应没有质量亏损2.如图所示,托卡马克(tokamak)是探讨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kotushka(线圈)的第一个字母组成的缩写词。依据以上信息,下列推断错误的是()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.线圈的作用是通电时产生磁场使带电粒子在磁场中旋转而不飞出C.这种装置是科学家设想的其中一种方案D.该装置是利用聚变物质的惯性进行约束3.2024年12月31日,国家重大科技基础设施EAST人造太阳核聚变试验装置取得重大突破,实现了1056秒的长脉冲高参数等离子体运行,创建托卡马克试验装置高温等离子运行新的世界纪录。“人造太阳”核反应的方程为

12H+13A.核反应方程中的X为质子B.该反应须要汲取能量C.24He的比结合能大于D.

24He的平均核子质量大于4.现在太阳向外辐射的能量是由于太阳内部氢核聚变产生的,大约在40亿年以后太阳内部将会启动另一种核反应,其核反应方程为

24He+

24He+24HeC,到那时太阳向外辐射的能量是由上述两种核反应共同产生的。已知

24He的质量为mA.3m1>m2 B.3m1<m2C.3m1=m2 D.m1=3m25.科学家发觉在月球上含有丰富的

23He(氦3)。它是一种高效、清洁、平安的核聚变燃料,其参加的一种核聚变反应的方程式为

23He+23He2A.聚变反应不会释放能量B.聚变反应产生了新的原子核C.聚变反应没有质量亏损D.目前核电站都采纳

26.

92235U汲取一个慢中子后分裂成

3692Kr和7.一个质子和两个中子聚变为一个氚核,已知质子质量mH=1.0073u,中子质量mn=1.0087u,氚核质量m=3.0180u,1u相当于931.5MeV的能量。(1)写出聚变方程。(2)求释放出的核能是多大。(结果保留三位有效数字)(3)求平均每个核子释放的能量是多大。B级关键实力提升练8.(多选)氘核、氚核、中子、氦核的质量分别是m1、m2、m3和m4,假如氘核和氚核结合生成氦核,则下列说法正确的是()A.核反应方程为

12H+1B.这是一个裂变反应C.核反应过程中的质量亏损Δm=m1+m2-m3D.核反应过程中释放的核能ΔE=(m1+m2-m3-m4)c29.(多选)恒星内部发生着各种热核反应,其中“氦燃烧”的核反应方程为

24He+Be+γ,其中X表示某种粒子,48Be是不稳定的粒子,其半衰期为A.X粒子是

2B.4C.经过3个T,剩下的

48D.“氦燃烧”的核反应是裂变反应10.用中子轰击铀核(92235U),其中的一个可能反应是分裂成钡(56mU=390.3139×10-27kg,mn=1.6749×10-27kg;mBa=234.0016×10-27kg,mKr=152.6047×10-27kg。试写出核反应方程,求出反应中释放的核能。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量来源。(mp=1.0073u,mHe=4.0026u,me=0.00055u,1u的质量对应的能量为931.5MeV)(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,则太阳每秒削减的质量为多少?

第4节核裂变和核聚变第5节核能的利用与环境爱护1.AB1个氘核和1个氚核结合生成1个氦核,反应方程为

12H+12.D聚变反应原料在装置中发生聚变,放出能量,故A正确;线圈通电时产生磁场,带电粒子在磁场中受洛伦兹力作用旋转而不飞出,故B正确;该装置是科学家设想的其中一种方案:磁约束装置,另一种方案是利用聚变物质的惯性进行约束,故C正确,D错误。3.C依据核反应方程电荷数守恒和质量数守恒可知X的电荷数为0,质量数为1,即X为中子,故A错误;核聚变放出能量,24He的比结合能大于

12H的比结合能,故B错误,C正确;由爱因斯坦的质能方程可知,该核反应有质量亏损,所以4.A由于发生上述核聚变时释放核能,依据爱因斯坦质能方程可知,该反应存在质量亏损,所以3m1>m2,故A正确。5.B聚变反应时将质量较小的轻核聚变成质量较大的新核,聚变过程会有质量亏损,要放出大量的能量,但目前核电站都采纳铀核的裂变反应,可控的轻核聚变尚在试验阶段。故A、C、D错误,B正确。6.答案3解析依据质量数守恒、电荷数守恒可得还放出3个中子。7.答案(1)11H+20(2)6.24MeV(3)2.08MeV解析(1)聚变方程为

11H+20(2)质量亏损Δm=mH+2mn-m=(1.0073+2×1.0087-3.0180)u=0.0067u释放的核能ΔE=0.0067×931.5MeV=6.24MeV。(3)平均每个核子释放的能量为6.243MeV=8.AD核反应过程中质量数和电荷数守恒,由此可知A正确;该核反应为聚变反应,故B错误;该反应中的质量亏损为Δm=m1+m2-m3-m4,故C错误;依据质能方程得ΔE=Δmc2=(m1+m2-m3-m4)c2,故D正确。9.AC依据质量数与质子数守恒,24He+XBe+γ,则X粒子是

24He,故A正确;衰变是自发的,不须要外部作用激发也能发生,故B错误;经过1个半衰期,有半数发生衰变,即剩下起先时的一半,那么经过3个T,剩下的

48Be占起先时的110.答案

01n+92235UBa+3692Kr+301n解析依据反应前后质量数守恒和电荷数守恒,可以写出核反应方程。依据核反应前后的质量亏损,用爱因斯坦质能方程可求出释放的核能。铀核裂变方程为

01n+92235U则核反应前后的质量亏损为Δm=mU+mn-mBa-mKr-3mn=3.578×10-28kg由爱因斯坦质能方程可得释放的核能为ΔE=Δmc2=3.578×10-28×(3×108)2J=3.2202×10-11J。11.答案(1)411HHe+210e(2)23.75MeV(3)4.2×解析(1)核反应方程是411HHe+20X,而

20X只能是2个正电子,因此核反应方程是41(2)反应前的总质量为m1=4mp=4×1.0073u=4.0292u反应后的