2023版新教材高中物理第五章原子核微点14轻核聚变反应的理解课时作业新人教版选择性必修第三册

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微点14　轻核聚变反应的理解　1．(多选)下列关于聚变的说法正确的是(　　)A．要使聚变发生，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，因此聚变又叫作热核反应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．所有恒星中只有太阳内部在激烈地进行着热核反应2．下列核反应方程中，属于轻核聚变的是(　　)A． eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(1)) H＋ eq \o\al(\s\up1(3),\s\do1(1)) H―→ eq \o\al(\s\up1(4),\s\do1(2)) He＋ eq \o\al(\s\up1(1),\s\do1(0)) nB．U―→Ba＋ eq \o\al(\s\up1(92),\s\do1(36)) Kr＋2 eq \o\al(\s\up1(1),\s\do1(0)) nC． eq \o\al(\s\up1(4),\s\do1(2)) He＋N―→O＋ eq \o\al(\s\up1(1),\s\do1(1)) HD． eq \o\al(\s\up1(1),\s\do1(1)) H＋N―→C＋ eq \o\al(\s\up1(4),\s\do1(2)) He3．科学家发现在月球上含有丰富的 eq \o\al(\s\up1(3),\s\do1(2)) He(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 eq \o\al(\s\up1(3),\s\do1(2)) He＋ eq \o\al(\s\up1(3),\s\do1(2)) He―→2 eq \o\al(\s\up1(1),\s\do1(1)) H＋ eq \o\al(\s\up1(4),\s\do1(2)) He.关于 eq \o\al(\s\up1(3),\s\do1(2)) He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．聚变反应没有质量亏损D．目前核电站都采用 eq \o\al(\s\up1(3),\s\do1(2)) He聚变反应发电4．[2023·天津卷]关于太阳上进行的核聚变，下列说法正确的是(　　)A．核聚变需要在高温下进行B．核聚变中电荷不守恒C．太阳质量不变D．太阳核反应方程式：U＋ eq \o\al(\s\up1(1),\s\do1(0)) n―→Ba＋ eq \o\al(\s\up1(92),\s\do1(36)) Kr＋3 eq \o\al(\s\up1(1),\s\do1(0)) n5．中国的“人造太阳”，又称东方超环，全称是全超导托卡马克核聚变实验装置，是中国新一代先进磁约束核聚变实验研究装置.2021年5月28日，中国的“人造太阳”实现了可重复的1.2亿度101秒等离子体运行，刷新了世界纪录．所谓“人造太阳”，就是在地球上模拟太阳内部发生的核聚变反应，为人类提供源源不断的清洁能源．其内部发生的一种核聚变反应方程为 eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(1)) H＋ eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(1)) H―→X＋ eq \o\al(\s\up1(1),\s\do1(0)) n，下列说法正确的是(　　)A．反应产物X为 eq \o\al(\s\up1(4),\s\do1(2)) HeB．核聚变后的产物X比结合能小于 eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(1)) H的比结合能C．可控的人工轻核聚变与核裂变相比更为安全、清洁D．要实现核聚变，需要将轻核加热到很高的温度，使它们具有足够的动能克服核力作用而碰撞结合在一起6．中国的“人造太阳”在1.2亿摄氏度下，成功“燃烧”101秒，标志着我国核聚变研究又获得重大突破，也为人类获得可控核聚变能源奠定了商用的物理和工程基础．下列关于核聚变的说法正确的是(　　)A．核聚变反应前后满足电荷与质量守恒B．太阳释放的巨大能量是核聚变产生的C．N＋ eq \o\al(\s\up1(4),\s\do1(2)) He―→O＋ eq \o\al(\s\up1(1),\s\do1(1)) H是聚变反应D．原子弹释放的能量是核聚变产生的7．2020年12月4日，新一代“人造太阳”中国环流二号M装置(HL－2M)正式建成并实现首次放电，放电温度达太阳芯部温度近10倍．“人造太阳”实验中的可控热核反应的方程是eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))H＋ eq \o\al(\s\up1(3),\s\do1(1)) H―→ eq \o\al(\s\up1(4),\s\do1(2)) He＋ eq \o\al(\s\up1(1),\s\do1(0)) n，海水中富含反应原料氘( eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(1)) H)，氚核( eq \o\al(\s\up1(3),\s\do1(1)) H)可以用中子轰击锂核( eq \o\al(\s\up1(6),\s\do1(3)) Li)得到．下列说法正确的是(　　)A．上述核反应前后核子数相等，生成物的质量等于反应物的质量B．中子轰击锂核( eq \o\al(\s\up1(6),\s\do1(3)) Li)反应方程为 eq \o\al(\s\up1(1),\s\do1(0)) n＋ eq \o\al(\s\up1(6),\s\do1(3)) Li―→ eq \o\al(\s\up1(3),\s\do1(1)) H＋ eq \o\al(\s\up1(4),\s\do1(2)) HeC．中子轰击锂核( eq \o\al(\s\up1(6),\s\do1(3)) Li)发生了α衰变D．氘核( eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(1)) H)和氚核( eq \o\al(\s\up1(3),\s\do1(1)) H)的比结合能均比氦核( eq \o\al(\s\up1(4),\s\do1(2)) He)的比结合能大微点14　轻核聚变反应的理解1．答案：ABC解析：轻核聚变时，要使轻核之间的距离达到10－15m以内，所以必须克服库仑斥力做功，选项A正确；在轻核聚变中，原子核必须有足够的动能，才能克服巨大的库仑斥力，原子核处在几百万开尔文的高温下可以具有这样的能量，这样高的温度通常利用原子弹爆炸获得，选项B、C正确；除了太阳，其他恒星内部也进行着热核反应，选项D错误．2．答案：A解析： eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(1)) H＋ eq \o\al(\s\up1(3),\s\do1(1)) H eq \o\al(\s\up1(4),\s\do1(2)) He＋ eq \o\al(\s\up1(1),\s\do1(0)) n为轻核聚变，A正确；铀核需要俘获一个慢中子才能发生裂变，其中的一种核反应方程为 eq \o\al(\s\up1(235),\s\do1(92)) U eq \o\al(\s\up1(141),\s\do1(56)) Ba＋ eq \o\al(\s\up1(92),\s\do1(36)) Kr＋2 eq \o\al(\s\up1(1),\s\do1(0)) n，B错误； eq \o\al(\s\up1(4),\s\do1(2)) He＋ eq \o\al(\s\up1(14),\s\do1(7)) N eq \o\al(\s\up1(17),\s\do1(8)) O＋ eq \o\al(\s\up1(1),\s\do1(1)) H是人工转变，C错误； eq \o\al(\s\up1(1),\s\do1(1)) H＋ eq \o\al(\s\up1(15),\s\do1(7)) N eq \o\al(\s\up1(12),\s\do1(6)) C＋ eq \o\al(\s\up1(4),\s\do1(2)) He是人工转变，D错误．故选A.3．答案：B解析：聚变反应时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．但目前核电站都采用铀核的裂变反应，可控的轻核聚变尚在实验阶段，A、C、D错误，B正确．4．答案：A解析：因为高温时才能使得粒子的热运动剧烈，才有可能克服他们自身相互间的排斥力，使得它们间的距离缩短，才能发生聚变，故A正确；核聚变中电荷是守恒的，故B错误；因为太阳一直在发生核聚变，需要放出大量能量，根据质能方程可知是要消耗一定的质量的，故C错误；核聚变的方程为 eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(1)) H＋ eq \o\al(\s\up1(3),\s\do1(1)) H eq \o\al(\s\up1(3),\s\do1(2)) He＋ eq \o\al(\s\up1(1),\s\do1(0)) n，题中为核裂变方程，故D错误．5．答案：C解析：根据核聚变反应方程满足质子数和质量数守恒，可知反应物X为 eq \o\al(\s\up1(3),\s\do1(2)) He，选项A错误；比结合能越大，物质越稳定，所以核聚变后的产物X比结合能应大于 eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(1)) H的比结合能，选项B错误；可控的人工轻核聚变产物为氦核，没有辐射和污染，所以与核裂变相比更为安全、清洁，选项C正确；核聚变反应，又称热核反应，需要超高温度，选项D错误．故选C.6．答案：B解析：核聚变反应属于热核反应，会出现质量亏损．电荷守恒，质量不守恒，A错误；太阳释放的巨大能量是核聚变产生的，B正确； eq \o\al(\s\up1(14),\s\do1(7)) N＋ eq \o\al(\s\up1(4),\s\do1(2)) He eq \o\al(\s\up1(14),\s\do1(8)) O＋ eq \o\al(\s\up1(1),\s\do1(1)) H是人工转变，C错误；原子弹释放的能量是核裂变产生的，D错误．7．答案：B解析：上述核反应前后核子数相等，反应过程释放能量，有质量亏损，所以生成物的质量小于反应物的质量，故A错误；由质量数和电荷数守恒可得中子轰击锂核( eq \o\al(\s\up1(6),\s\do1(3)) Li)反应方程为 eq \o\al(\s\up1(1),\s\do1(0)) n＋ eq \o\al(\s\up1(6),\s\do1(3)) Li eq \o\al(\s\up1(3),\s\do1(1)) H＋ eq \o\al(\s\up1(4),\s\do1(2)) He，故B正确；α衰变是自然状态下发生的，中子轰击锂核( eq \o\al(\s\up1(6),\s\do1(3)) Li)为原子核的人工转变，故C错误；核反应方程式eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))H＋ eq \o\al(\s\up1(3),\s\do1(1)) H eq \o\al(\s\up1(4),\s\do1(2)) He＋ eq \o\al(\s\up1(1),\s\do1(0)) n中生成物氦核( eq \o\al(\s\up1(4),\s\do1(2)) He)的比结合能比反应物氘核( eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(1)) H)和氚核( eq \o\al(\s\up1(3),\s\do1(1)) H)的比结合能都大，故D错误．故选B.