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
解析：选B 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，则平均结合能一定变大，质量发生亏损，故C、D错误。
3．重核裂变和轻核聚变是人们获得核能的两个主要途径，下列说法正确的是( ) A．裂变和聚变的过程中都有质量亏损 B．裂变过程有质量亏损，聚变过程质量不变 C．裂变过程质量不变，聚变过程有质量亏损 D．裂变和聚变过程中质量都增加
解析：选A 裂变和聚变都是释放核能的反应，因此都有质量亏损，A正确。 4．(全国高考)氘核和氚核可发生热核聚变而释放出巨大的能量，该反应方程为：1H＋1
H→2He＋x，式中x是某种粒子。已知：1H、1H、2He和粒子x的质量分别为2.014 1 u、3.016 1 u、4.002 6 u和1.008 7 u；1 u＝931.5 MeV/c，c是真空中的光速。由上述反应方程和数据可知，粒子x是________，该反应释放出的能量为________ MeV(结果保留3位有效数字)。
解析：根据电荷数守恒和质量数守恒可知，x的质量数为1，电荷数为零，故x为中子。质量亏损Δm＝2.0141 u＋3.016 1 u－(4.002 6 u＋1.008 7 u)＝0.018 9 u，E＝Δmc＝0.018 9×931.5 MeV≈17.6 MeV。
答案：0n(或中子) 17.6
- - - - - - - - - - - - - -[课堂小结]- - - - - - - - - - - - - - -
1
2
2
4
2
3
4
2
3
[课时跟踪检测十八]
一、单项选择题
1．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．把物质加热到几百万开尔文以上的高温 D．用γ光子照射
解析：选C 轻核聚变需要几百万开尔文以上的高温，使核子间的距离达到10内，核力可以发生作用，选项C正确。
2．太阳内部持续不断地发生着4个质子(1H)聚变为1个氦核(2He)的热核反应。核反应方程是41H―→2He＋2X，这个核反应释放出大量核能。已知质子、氦核、X的质量分别为m1、
1
4
1
4
－15
m以
m2、m3，真空中的光速为c。下列说法中正确的是( )
A．方程中的X表示中子(0n) B．方程中的X表示电子(－1e)
C．这个核反应中质量亏损Δm＝4m1－m2
D．这个核反应中释放的核能ΔE＝(4m1－m2－2m3)c
解析：选D 由质量数守恒和电荷数守恒知：X为 ＋1e，A、B错误；该反应中质量亏损Δm＝4m1－m2－2m3，C错误；ΔE＝Δmc＝(4m1－m2－2m3)c，D正确。
3．我国自行研制了可控热核反应实验装置“超导托卡马克”(俗称“人造太阳”)。设可控热核实验反应前氘核(1H)的质量为m1，氚核(1H)的质量为m2，反应后氦核(2He)的质量为
2
3
4
2
2 02
01
m3，中子(10n)的质量为m4，光速为c，下列有关说法正确的是( )
A．这种装置中发生的核反应方程式是1H＋1H→2He＋0n B．由核反应过程质量守恒可知m1＋m2＝m3＋m4 C．核反应放出的能量等于(m1－m2－m3－m4)c
D．这种装置与我国大亚湾核电站所使用装置的核反应原理相同
解析：选A 核反应方程为1H＋1H→2He＋0n，选项A正确；反应过程中向外释放能量，故质量有亏损，且释放的能量ΔE＝Δmc＝(m1＋m2－m3－m4)c，选项B、C错误；可控热核反应原理为核聚变，大亚湾核电站所用核装置反应原理为核裂变，选项D错误。
4．根据宇宙大爆炸的理论，在宇宙形成之初是“粒子家族”尽显风采的时期，那么在大爆炸之后最早产生的粒子是( )
A．夸克、轻子、胶子等粒子 B．质子和中子等强子 C．光子、中微子和电子等轻子 D．氢核、氘核、氦核等轻核
解析：选A 宇宙形成之初产生了夸克、轻子和胶子等粒子，之后又经历了质子和中子等强子时代，再之后是自由光子、中微子、电子大量存在的轻子时代，再之后是中子和质子组合成氘核，并形成氦核的核时代，之后电子和质子复合成氢原子，最后形成恒星和星系，B、C、D的产生都在A之后，因此A正确。
5．为了探究宇宙起源，“阿尔法磁谱仪(AMS)”将在太空中寻找“反物质”，所谓“反
2
2
2
3
4
1
2
2
3
4
1
物质”是由“反粒子”构成的。“反粒子”与其对应的正粒子具有相同的质量和相同的电荷量，但电荷的符号相反，则反氢原子是( )
A．由1个带正电荷的质子和1个带负荷的电子构成 B．由1个带负电荷的反质子和1个带正电荷的正电子构成 C．由1个带负电荷的反质子和1个带负电荷的电子构成 D．由1个不带电荷的中子和1个带正电荷的正电子构成
解析：选B 反氢原子由1个带负电荷的反质子和1个带正电荷的正电子构成，故B正确。
二、多项选择题
6．下列关于聚变的说法中，正确的是( ) A．要使聚变产生，必须克服库仑斥力做功
B．轻核聚变需要几百万开尔文的高温，因此聚变又叫热核反应
C．原子弹爆炸能产生几百万开尔文的高温，所以氢弹利用原子弹引发热核反应 D．太阳和许多恒星内部都在激烈地进行着热核反应 解析：选ABCD 聚变时，要使轻核之间的距离达到10
－15
m，必须克服库仑斥力做功，
选项A正确；原子核必须有足够的动能，才能使它们接近核力能发生作用的范围。实验证明，原子核必须处在几百万开尔文以上的高温才有这样的能量，氢弹是利用原子弹爆炸获得高温引发热核反应的，选项B、C正确；在太阳和许多恒星内部存在着热核反应，选项D正确。
7．科学家发现月球上含有丰富的2He(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2He＋2He→21H＋2He。关于2He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2He聚变反应发电
解析：选BC 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。目前核电站都采用铀核的裂变反应发电。综上所述，选项B、C正确。
8．能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之一。下列释放核能的反应方程，表述正确的有( )
A.1H＋1H→2He＋0n是核聚变反应 B.1H＋1H→2He＋0n是β衰变
C. 92U＋0n→ 56Ba＋36Kr＋30n是核裂变反应 D. 92U＋0n→ 54Xe＋38Sr＋20n是α衰变
235
1
140
94
1
235
1
144
89
1
3
2
4
1
3
2
4
1
3
3
3
1
4
3
3
解析：选AC 1H＋1H→2He＋0n是核聚变反应，A对，B错；C、D选项中都是核裂变反应，C对，D错。
三、非选择题
9．海水中含有丰富的氘，完全可充当未来的主要能源。两个氘核的核反应为：―→21H＋1H He＋0n，其中氘核的质量为2.013 6 u，氦核的质量为3.015 0 u，中子的质量为1.008 7 u。(1 u＝931.5 MeV/c)求：
(1)核反应中释放的核能；
(2)在两个氘核以相等的动能0.35 MeV进行对心碰撞，并且核能全部转化为机械能的情况下，求反应中产生的中子和氦核的动能。
解析：(1)核反应中的质量亏损Δm＝2mH－mHe－mn。 由ΔE＝Δmc可知释放的核能 ΔE＝(2mH－mHe－mn)c ≈3.26 MeV。
(2)把两个氘核作为一个系统，碰撞过程中系统的动量守恒，由于碰撞前两氘核的动能相等，其动量等大、反向，反应前后系统的总动量为零，即
2
22
1
2
2
3
2341
mHevHe－mnvn＝0
反应前后系统的总能量守恒，即 112mHev2He＋mnvn＝ΔE＋ΔEkH 22又因为mHe∶mn＝3∶1，所以
vHe∶vn＝1∶3
由以上各式代入已知数据解得
Ekn＝2.97 MeV，EkHe＝0.99 MeV。
答案：(1)3.26 MeV (2)2.97 MeV 0.99 MeV
高中物理 第十九章 原子核 第7、8节 核聚变 粒子和宇宙学案 新人教版选修3-5.doc
