《2019-2020學(xué)年高中物理 課時分層作業(yè)17 核聚變 粒子和宇宙（含解析）新人教版選修3-5》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019-2020學(xué)年高中物理 課時分層作業(yè)17 核聚變 粒子和宇宙（含解析）新人教版選修3-5（3頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、課時分層作業(yè)(十七) (時間：15分鐘　分值：50分) 一、選擇題(本題共6小題，每小題6分) 1．關(guān)于核聚變，以下說法正確的是(　　) A．與裂變相比輕核聚變輻射極少，更為安全、清潔 B．世界上已經(jīng)有利用核聚變能來發(fā)電的核電站 C．要使輕核發(fā)生聚變，必須使它們的距離達到10－10 m以內(nèi)，核力才能起作用 D．核聚變比核裂變更易控制 [解析]　與裂變相比，核聚變有下面的幾個優(yōu)勢：(1)安全、清潔、輻射少；(2)核燃料儲量多；(3)核廢料易處理．但核聚變不易控制，其發(fā)電還沒有投入實際運行．所以正確的只有選項A. [答案]　A 2．關(guān)于輕核聚變釋放核能，下列說法正確的是(　　)

2、 A．一次聚變反應(yīng)一定比一次裂變反應(yīng)釋放的能量多 B．聚變反應(yīng)比裂變反應(yīng)每個核子釋放的平均能量一定大 C．聚變反應(yīng)中粒子的比結(jié)合能變小 D．聚變反應(yīng)中由于形成質(zhì)量較大的核，故反應(yīng)后質(zhì)量變大 [解析]　聚變反應(yīng)的比結(jié)合能大于裂變反應(yīng)的比結(jié)合能，但參與的核子數(shù)目裂變大于聚變，故聚變反應(yīng)釋放的總能量不一定多，故A、C錯，B對；由于聚變反應(yīng)釋放能量，發(fā)生質(zhì)量虧損，故聚變后核的質(zhì)量減少，故D錯． [答案]　B 3．(多選)我國最新一代核聚變裝置“EAST”在安徽合肥首次放電，顯示了“EAST”裝置具有良好的整體性能，使等離子體約束時間達1 000 s，溫度超過1億攝氏度，這標(biāo)志著我國磁約束

3、核聚變研究進入國際先進水平．合肥也成為世界上第一個建成此類全超導(dǎo)非圓截面核聚變實驗裝置并能實際運行的地方．核聚變的主要原料是氘，在海水中含量極其豐富．已知氘核的質(zhì)量為m1，中子的質(zhì)量為m2，He的質(zhì)量為m3，質(zhì)子的質(zhì)量為m4，則下列說法中正確的是(　　) A．兩個氘核聚變成一個He所產(chǎn)生的另一個粒子是質(zhì)子 B．兩個氘核聚變成一個He所產(chǎn)生的另一個粒子是中子 C．兩個氘核聚變成一個He所釋放的核能為(2m1－m3－m4)c2 D．兩個氘核聚變成一個He所釋放的核能為(2m1－m3－m2)c2 [解析]　由核反應(yīng)方程2H→He＋X知X應(yīng)為中子，釋放的核能應(yīng)為ΔE＝(2m1－m3－

4、m2)c2，故A、C錯誤，B、D正確． [答案]　BD 4．(多選)一個質(zhì)子和一個中子聚變結(jié)合成一個氘核，同時輻射一個γ光子．已知質(zhì)子、中子、氘核的質(zhì)量分別為m1、m2、m3，普朗克常量為h，真空中的光速為c，若產(chǎn)生的核能全部被γ光子帶走．下列說法正確的是(　　) A．核反應(yīng)方程是H＋n→H＋γ B．聚變反應(yīng)中的質(zhì)量虧損Δm＝m1＋m2－m3 C．輻射出γ光子的能量E＝(m3－m1－m2)c2 D．γ光子的波長λ＝ [解析]　該核反應(yīng)方程質(zhì)量數(shù)不守恒，故A錯誤；聚變反應(yīng)中的質(zhì)量虧損Δm＝m1＋m2－m3，故B正確；聚變反應(yīng)中虧損的質(zhì)量轉(zhuǎn)化為能量以光子的形式放出，故光子能量為E＝(

5、m1＋m2－m3)c2，故C錯誤；根據(jù)E＝＝(m1＋m2－m3)c2，得光子的波長為λ＝，故D正確． [答案]　BD 5．(多選)核聚變能是一種具有經(jīng)濟性能優(yōu)越、安全可靠、無環(huán)境污染等優(yōu)勢的新能源．近年來，受控核聚變的科學(xué)可行性已得到驗證，目前正在突破關(guān)鍵技術(shù)，最終將建成商用核聚變電站．一種常見的核聚變反應(yīng)是由氫的同位素氘(又叫重氫)和氚(又叫超重氫)聚合成氦，并釋放一個中子．若已知氘原子的質(zhì)量為2.014 1 u，氚原子的質(zhì)量為3.016 0 u，氦原子的質(zhì)量為4.002 6 u，中子的質(zhì)量為1.008 7 u,1 u＝1.66×10－27 kg.則這個核反應(yīng)釋放出來的能量為(光速c＝3

6、.00×108 m/s,1 u相當(dāng)于931.5 MeV)(　　) A．2.8×10－10 J　　 B．2.8×10－12 J C．1.75 MeV D．17.5 MeV [解析]　核反應(yīng)釋放出來的能量：ΔE＝Δmc2，Δm＝(m氘＋m氚)－(mHe＋mn)＝0.018 8 u，由計算得：ΔE＝2.8×10－12 J＝17.5 MeV，故B、D正確 [答案]　BD 6．(多選)在某些恒星內(nèi)，3個α粒子結(jié)合成一個C，C原子的質(zhì)量是12.000 0 u，He原子的質(zhì)量是4.002 6 u，已知1 u＝1.66×10－27 kg,1 u相當(dāng)于931.5 MeV，則(　　) A．反應(yīng)過程中的

7、質(zhì)量虧損是Δm＝0.007 8 u B．反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損是Δm＝1.294 8×10－29 kg C．反應(yīng)過程中放出的能量約為7.266 MeV D．反應(yīng)過程中放出的能量約為1.16×10－19 J [解析]　其反應(yīng)方程是3He→C.其質(zhì)量虧損為Δm＝(3×4.002 6－12.000 0)u＝0.007 8 u，A對；Δm＝0.007 8×1.66×10－27 kg＝1.294 8×10－29 kg，B對；ΔE＝0.007 8×931.5 MeV≈7.266 MeV，C對；ΔE≈7.266×106×1.6×10－19 J≈1.16×10－12 J，D錯． [答案]　ABC 二

8、、非選擇題(14分) 7．已知氘核質(zhì)量為2.013 6 u，中子質(zhì)量為1.008 7 u，He核的質(zhì)量為3.015 0 u．兩個速率相等的氘核對心碰撞聚變成He并放出一個中子，釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為機械能．(質(zhì)量虧損為1 u時，釋放的能量為931.5 MeV.除了計算質(zhì)量虧損外，He的質(zhì)量可以認(rèn)為是中子的3倍) (1)寫出該核反應(yīng)的反應(yīng)方程式． (2)該核反應(yīng)釋放的核能是多少？ (3)若測得反應(yīng)后生成中子的動能是3.12 MeV，則反應(yīng)前每個氘核的動能是多少MeV? [解析]　(1)核反應(yīng)方程為：H＋H→He＋n (2)質(zhì)量虧損為：Δm＝2.013 6×2 u－(3.015 0 u＋1.008 7 u)＝0.003 5 u，釋放的核能為： ΔE＝Δmc2＝0.003 5×931.5 MeV＝3.26 MeV (3)設(shè)中子和He核的質(zhì)量分別為m1、m2，速度分別為v1、v2.反應(yīng)前每個氘核的動能是E0，反應(yīng)后中子和He核動能分別為E1、E2，根據(jù)動量守恒定律，得m1v1－m2v2＝0，＝∶＝＝3，E2＝＝1.04 MeV 由能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律，得 E1＋E2＝2E0＋ΔE，E0＝0.45 MeV. [答案]　(1)H＋H→He＋n (2)3.26 MeV　(3)0.45 MeV - 3 -