鲁科版选35 核聚变、核能的利用与环境保护　 第1课时 作业 (2).docx

4.3核聚变4.4核能的利用与环境保护1.氢弹爆炸的核反应是()a. b. c. d. 解析：氢弹爆炸的核反应是聚变反应，a选项正确。答案：a2太阳每秒辐射出来的能量约为3.81026 j，这些能量是() 重核的裂变反应中产生的轻核的聚变反应中产生的原子核的衰变反应中产生的热核反应中产生的abc d【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】d3(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 () a.nheohb.unsrxe10nc.uthhed.hhhen【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】bd4(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() a“人造太阳”的核反应方程是hhhenb“人造太阳”的核反应方程是unbakr3nc根据公式emc2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【解析】hhhen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】ad5(多选)以下说法正确的是()a聚变是裂变的逆反应b如果裂变释放能量，则聚变反应必定吸收能量c聚变须将反应物加热至数百万度以上高温，所以聚变反应又叫热核反应d裂变反应速度可以实现人工控制，但却不容易控制轻核聚变反应速度【解析】聚变是轻核聚合成次轻核，裂变是重核分裂成中等质量的核，二者无直接关系，故a错聚变和裂变在能量流向上也无直接关系，故b错核聚变反应是热核反应，需数百万度的高温，但聚变反应一旦开始所释放的能量就远大于所吸收的能量，因此聚变反应还是释放能量的，故c正确，现在已经能实现裂变反应速度的人工控制，但除氢弹外，还不能实现轻核聚变的人工控制，d正确【答案】cd6.关于轻核聚变释放核能,下列说法正确的是()a.一次聚变反应一定比一次裂变反应释放的能量多b.聚变反应一定比裂变反应每个核子释放的平均能量大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: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,b对;由于聚变反应中释放出巨大能量,则平均结合能一定增加,质量发生亏损,故c、d错。答案:b7.贫铀炸弹是一种杀伤力很强的武器。贫铀是提取铀235以后的废料,其主要成分为铀238。贫铀炸弹有很强的穿甲能力,而且铀238具有放射性,残留物可长期对环境起破坏作用而造成污染。人长期生活在该环境中会受到核辐射而易患上皮肤癌和白血病。下列结论正确的是()a.铀238的衰变方程式为92238u90234th+24heb.92235u和92238u互为同位素c.人患皮肤癌和白血病可能是因为核辐射导致了基因突变d.贫铀炸弹的穿甲能力很强,也是因为它的放射性解析:铀238具有放射性,放出一个粒子,变成钍234,选项a正确;铀238和铀235质子数相同,故互为同位素,选项b正确;核辐射能导致基因突变,是皮肤癌和白血病的诱因之一,选项c正确;贫铀炸弹的穿甲能力很强,是因为它的弹芯是由高密度、高强度、高韧性的铀合金组成,袭击目标时产生高温化学反应,所以其爆炸力、穿透力远远超过一般炸弹,选项d错。答案:abc8.利用氦3(23he)和氘进行的聚变是未来聚变反应的重要途径。月球上有大量的氦3,每个航天大国都将获取氦3作为开发月球的重要目标之一。已知两个氘核聚变生成一个氦3和一个中子的核反应方程是:212h23he+01n+3.26mev若有2g氘全部发生聚变,则释放的能量是(na为阿伏加德罗常数)()a.0.53.26mev b.3.26mevc.0.5 na3.26mevd.na3.26mev解析:2g氘含有的原子核个数为na,全部发生聚变时,共发生0.5 na次聚变,所以释放的能量为0.5 na3.26mev,故c正确。答案:c9核聚变能是一种具有经济性能优越、安全可靠、无环境污染等优势的新能源近几年来，受控核聚变的科学可行性已得到验证，目前正在突破关键技术，最终将建成商用核聚变电站一种常见的核聚变反应是由氢的同位素氘(又叫重氢)和氚(又叫超重氢)聚合成氦，并释放一个中子若已知氘原子的质量为2.014 1 u，氚原子的质量为3.016 0 u，氦原子的质量为4.002 6 u，中子的质量为1.008 7 u,1 u1.661027 kg.(1)写出氘和氚聚变的反应方程；(2)试计算这个核反应释放出来的能量；(3)若建一座功率为3.0105kw的核聚变电站，假设聚变所产生的能量有一半转化成了电能，求每年要消耗氘的质量？(一年按3.2107 s计算，光速c3.0108 m/s，结果取两位有效数字)【解析】(1)氘和氚聚变的反应方程为hhhen.(2)该反应过程的质量亏损m2.0141 u3.0160 u4.0026 u1.0087 u0.0188 u3.12081029 kg释放的核能emc23.12081029(3108)2 j2.81012 j.(3)设每年要消耗的氘的质量为m，氘原子的质量为md由能量守恒可得：ept可得：m kg23 kg.【答案】(1)hhhen(2)2.81012 j(3)23 kg10.一个氘核和一个氚核发生核聚变时,平均每个核子释放的能量为5.610-13j,该核聚变过程中的质量亏损kg。解析:根据爱因斯坦质能方程e=mc2,核聚变中有5个核子参加了反应,所以该核聚变中的质量亏损为m=ec2=55.610-13(3108)2 kg=3.110-29kg。答案:3.110-2911.核聚变能是一种具有经济性能优越、安全可靠、无环境污染等优势的新能源。近年来,受控核聚变的科学可行性已得到验证,目前正在突破关键技术,最终将建成商用核聚变电站。一种常见的核聚变反应是由氢的同位素氘(又叫重氢)和氚(又叫超重氢)聚合成氦,并释放一个中子。若已知氘原子的质量为2.0141u,氚原子的质量为3.016 0 u,氦原子的质量为4.0026u,中子的质量为1.0087u,1u=1.6610-27kg。(1)写出氘和氚聚合的反应方程。(2)试计算这个核反应释放出来的能量。(3)若建一座功率为3.0105kw的核聚变电站,假设聚变所产生的能量有一半变成了电能,每年要消耗多少氘的质量?(一年按3.2107s计算,光速c=3.00108m/s,结果取两位有效数字)点拨:核反应规律和质能方程是解题的关键。解析:(1)反应方程为12h+13h24he+01n。(2)由质能方程得e=mc2=(2.0141+3.0160-4.0026-1.0087)1.6610-27321016j=2.810-12j。(3)每年消耗氘的质量为m=2pte2.014 11.6610-27 kg=231083.21072.01411.6610-272.810-12kg=23kg。答案:(1)12h+13h24he+01n(2)2.810-12j(3)23kg12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hcnq1，hncxq2，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hhhecnn质量/u1.007 83.016 64.002 612.000 013.005 715.000 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，式的质量亏损为m11.007 8 u12.000 0 u13.005 7 u0.002 1 u式的质量亏损为m21.007 8 u15.000 1 u12.000 0 u4.002 6 u0.005 3 u，所以m2m1根据质能方程emc2可求解q2q1.【答案】he13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理论，在太阳内部4个氢核(h)转化成一个氦核(he)和两个正电子(e)并放出能量已知质子质量mp1.007 3 u，粒子的质量m4.0026 u，电子的质量me0.000 5 u1 u的质量对应