2018年高中物理 学业分层测评13 第4章 核能 第3节 核聚变 第4节 核能的利用与环境保护 鲁科版选修3-5.docVIP

第3节 核聚变 第4节 核能的利用与环境保护 (建议用时：45分钟) [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 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　　　　　　　 B．②③ C．③④ 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“人造太阳”)．设可控热核实验反应前氘核(H)的质量为m1，氚核(H)的质量为m2，反应后氦核(He)的质量为m3，中子(n)的质量为m4，光速为c，正确说法正确的是(　　) 【导学号 A．这种装置中发生的核反应方程式是H＋H―→He＋n 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 【解析】　核反应方程为H＋H―→He＋n，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＝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 A.N＋He―→O＋H B.U＋n―→Sr＋Xe＋10n C.U―→Th＋He D.H＋H―→He＋n 【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，我国必威体育精装版一代核聚变装置“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，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)c2 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 【解析】　由核反应方程2H→He＋X知，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 6．(多选)我国科学家研制“两弹”所涉及的基本核反应方程有：(1)U＋n→Sr＋Xe＋kn；(2)H＋H→He＋dn；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 H＋C―→N＋Q1　①， H＋N―→C＋X＋Q2　②， 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 H H He C N N质量/u 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. 【解析】　由质量数守恒和电荷数守恒，可判断X为He，①式的质量亏损为Δm1