学业分层测评(十三)
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学业达标]
1．太阳每秒辐射出来的能量约为3.8×1026 J，这些能量是( )
【导学号：64772109】
①重核的裂变反应中产生的 ②轻核的聚变反应中产生的 ③原子核的衰变反应中产生的 ④热核反应中产生的 A．①② C．③④
B．②③ D．②④
【解析】 由于太阳的主要成分是氢，它释放出的巨大能量来源于氢核的聚变反应．这一反应又叫热核反应，故D正确．
【答案】 D
2．关于核电站，以下说法正确的是( ) A．核电站中的核反应是无法控制的
B．目前核电站主要原料是铀，能量主要来源于核聚变 C．采用增殖反应堆可以使核原料充分利用
D．核电站使用过的核燃料还可以在火力发电厂中二次利用
【解析】 目前核电站主要原料是铀，能量主要来源于核裂变，其反应是可以通过控制棒控制反应速度的快慢，A、B均错．采用增殖反应堆可以充分利用铀235之外的原料从而放出更多能量，C对．核废料具有放射性，不能再通过燃烧的方式二次发电，D错．
【答案】 C
3．(多选)我国自行研制了可控热核反应实验装置“超导托卡马克”(英名称：EAST，俗称“人造
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太阳”)．设可控热核实验反应前氘核(21H)的质量为m1，氚核(1H)的质量为m2，反应后氦核(2He)的质
量为m3，中子(10n)的质量为m4，光速为c，正确说法正确的是( )
【导学号：64772055】
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A．这种装置中发生的核反应方程式是1H＋3→2He＋0n 1H―
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)c2
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
341【解析】 核反应方程为2→2He＋0n，选项A正确；反应过程中向外释放能量，故质量1H＋1H―
有亏损，且释放的能量ΔE＝Δmc2＝(m1＋m2－m3－m4)c2，选项B错误，C正确；可控热核反应为核聚变，大亚湾核电站所用核装置反应原理为核裂变，可控热核反应目前还不能用于核电站实现发电，故D错误．
【答案】 AC
4．(多选)我国在极其困难的情况下，完成了“两弹一星”，长了中国人的志气，打破了西方的讹诈，下列核反应方程中，属于研究两弹的基本核反应方程的是 ( )
【导学号：64772110】
41A.14→17 7N＋2He― 8O＋1H 11361B.235→90 92U＋0n―38Sr＋ 54Xe＋100n 4C.238→234 92U― 90Th＋2He 241D.1H＋3→2He＋0n 1H―
【解析】 “两弹”指原子弹和氢弹，原子弹的核反应方程是铀核裂变，B选项正确，氢弹的核反应方程是轻核聚变，D选项正确．
【答案】 BD
5．(多选)2006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1 000 s，温度超过1亿度，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．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m2，32He的质量为m3，质子的质量为m4，则下列说法中正确的是( )
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A．两个氘核聚变成一个2He所产生的另一个粒子是质子
B．两个氘核聚变成一个32He所产生的另一个粒子是中子
2C．两个氘核聚变成一个32He所释放的核能为(2m1－m3－m4)c
D．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
31【解析】 由核反应方程22X应为中子，释放的核能应为ΔE＝(2m1－m3－m2)c2，1H→2He＋0X知，
聚变反应的污染非常小，而现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】 BD
19013616．(多选)我国科学家研制“两弹”所涉及的基本核反应方程有：(1)235 92U＋0n→38Sr＋ 54Xe＋k0n；341(2)21H＋1H→2He＋d0n；关于这两个方程，下列说法正确的是( )
A．方程(1)属于α衰变 B．方程(1)属于重核裂变 C．方程(2)属于轻核聚变
D．方程(1)中k＝10，方程(2)中d＝1
【解析】 方程(1)属于重核裂变，方程(2)属于轻核聚变，故A错，B、C对．据核反应中的质量数守恒和电荷数守恒，可求出k＝10，d＝1，故D对．
【答案】 BCD
7．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
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→131H＋ 6C― 7N＋Q1
①，
②，
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→121H＋ 7N― 6C＋X＋Q2
方程中Q1、Q2表示释放的能量，相关的原子核质量如表：
原子核 质量/u 11H 31H 42He 12 6C 13 7N 15 7N 1.007 8 3.016 6 4.002 6 12.000 0 13.005 7 15.000 1 则可以推断X是________，方程中Q1和Q2的大小关系是Q1________Q2. 4
【解析】 由质量数守恒和电荷数守恒，可判断X为2He，①式的质量亏损为Δm1＝1.007 8 u＋
12.000 0 u－13.005 7 u＝0.002 1 u．②式的质量亏损为Δm2＝1.007 8 u＋15.000 1 u－12.000 0 u－4.002 6 u＝0.005 3 u，所以Δm2>Δm1根据质能方程ΔE＝Δmc2可求解Q2>Q1.
【答案】 42He <
8．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
14理论，在太阳内部4个氢核(1H)转化成一个氦核(2He)和两个正电子(01e)并放出能量．已知质子质量mp
＝1.007 3 u，α粒子的质量mα＝4.0026 u，电子的质量me＝0.000 5 u．1 u的质量对应931.5 MeV的能量．
(1)写出该热核反应方程；
(2)一次这样的热核反应释放出多少兆电子伏的能量？(结果保留四位有效数字)
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【解析】 (1)热核反应方程为411H→2He＋21e.
(2)质量亏损为Δm＝4mp－mα－2me＝(4×1.007 3－4.002 6－2×0.000 5) u＝0.025 6 u ΔE＝0.025 6×931.5 MeV＝23.85 MeV.
40【答案】 (1)411H→2He＋21e (2)23.85 MeV
能力提升]
9．(多选)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．下列关于“人造太阳”的说法正确的是( )
【导学号：64772056】
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A．“人造太阳”的核反应方程是1H＋31H→2He＋0n
1141921B．“人造太阳”的核反应方程是235 92U＋0n→ 56Ba＋36Kr＋30n
C．根据公式E＝mc2可知，核燃料的质量相同时，聚变反应释放的能量与裂变反应相同 D．核燃烧的质量相同时，聚变反应过程的质量亏损比裂变反应过程的质量亏损大得多
341【解析】 21H＋1H→2He＋0n是氢核聚变方程，故A项正确；根据氢核聚变特点，相同质量的核
燃料，氢核聚变释放的能量比裂变反应大得多，氢核聚变反应过程的质量亏损比裂变反应过程的质量亏损大得多，D正确．
【答案】 AD
10．(多选)如图4-3-1所示，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kotushka(线圈)的第一个字母组成的缩写词．根据以上信息，下列判断中可能正确的是( )
图4-3-1
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．这种装置是科学家设想的其中一种方案
【解析】 聚变反应原料在装置中发生聚变，放出能量，故A对；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溢出，故B对；核电站的原理是裂变，托卡马克的原理是聚变，故C错；该装置是科学家设想的其中一种方案，故D对．
【答案】 ABD
2024-2024学年高二物理鲁科版选修3-5练习：学业分层测评13 Word版含解析
