1、物理选修 35(粤教版)第五节 裂变和聚变来源:Z_xx_k.Com基 础 达 标来源:学&科& 网 Z&X&X&K1重核裂变和轻核聚变是人们获得核能的两个途径，下列说法中正确的是( )A裂变过程质量增加，聚变过程质量亏损B裂变过程质量亏损，聚变过程质量增加C裂变过程和聚变过程都有质量增加D裂变过程和聚变过程都有质量亏损解析：裂变和聚变中都有核能的释放，由爱因斯坦质能方程E mc2可知均有质量亏损，故 D 对答案：D2(双选 )关于聚变，以下说法中正确的是( )A两个轻核聚变为中等质量的原子核时放出能量B同样质量的物质发生聚变时放出的能量比同样质量的物质裂变时释放的能量大好多倍C聚变反应的条件
2、是聚变物质的体积达到临界体积D发生聚变反应时的原子核必须有足够大的动能解析：两个轻核聚合为较大质量的原子核就可释放能量但不一定是中等质量的核，故 A 项错误聚变反应放出的能量比同样质量的物质裂变时释放的能量大得多，这点由聚变反应的特点我们就可以知道，故 B 项正确裂变反应的条件是裂变物质的体积达到临界体积，而聚变反应的条件是原子核间距达到 1015 m，故要求有足够大的动能才能克服原子核间的斥力做功，故 C 错，D 正确答案：BD3氢弹和原子弹各是根据什么原理制造的( )A都是根据重核裂 变原理B都是根据轻核聚变原理C原子弹是根据轻核聚变原理，氢弹是根据重核裂变原理D原子弹是根据重核裂变原理，
3、氢弹是根据轻核聚变原理解析：氢弹是根据轻核聚变，原子弹是根据重核裂变，故选项D 对答案：D4科学家发现在月球上含有丰富的 (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.关于 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目前核电站都采用聚变反应发电解析：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答案：B5对于下列三个核反应，说法正确的是( )A是裂变，是 衰变 ，是聚变B 是聚变，是裂变，是 衰变C是 衰变，是裂变，是聚变D是 衰
4、变，是聚变，是裂变解析：当原子核自发地放出某种粒子成为新的原子核，叫做衰变，为衰变；原子序数较大的重核分裂成原子序数较小的原子核，叫重核裂变，为裂变；原子序数较小的原子核聚合成原子序数较大的原子核叫轻核聚变，为聚变，所以 C 正确答案：C6北京奥组委接受专家建议，为成功举办一届“绿色奥运” ，场馆周围 80%90%的路灯将利用太阳能发电技术，奥运会 90%的洗浴热水将采用全玻 璃真空太阳能集热技术太阳能是由太阳内部热核聚变反应形成的，其核反应主要是( )解析：太阳内部核聚变是氢原子核的聚变，故 A 正确；B 项中为实现原子核人工转变的反应C 项中为裂变，D 项中为衰变，均不属聚变反应故 B、C
5、、D 不正确答案：A能 力 提 升7一个 原子核在中子的轰击下发生一种可能的裂变反应，其裂变方程为 ，则下列叙述正 确的是( )AX 原子核中含有 86 个中子B X 原子核中含有 141 个核子C因为裂变时释放能量，根据 Emc 2，所以裂变后的总质量数增加D因为裂变时释放能量，出现质量亏损，所以生成物的总质量数减少解析：由质量数守恒和电荷数守恒知2351a9421,92b38 解得 a140，b54，其中 a为X 的质量数，b 为 X 的核电荷数，X 核中的中子数为ab1405486，由此可知 A 正确，B 错误；裂变释放能量，由质能关系可知，其总质量减少，但质量数守恒，故 C、D 均错误
6、答案：A8(双选 )我国科学家研制“两弹”所涉及的基本核反应有：关于这两个方程的下列说法，正确的是( )A方程(1)属于 衰变B方程(2)属于轻核聚变C方程(1)中 k10，方程 (2)中 d1D方程(1)中 k6，方程 (2)中 d1解析：方程(1)应属于重核裂变而不是 衰变，选项 A 错误；方程(2)为轻核聚变，选项 B 正确；核反应前后质量数守恒、核电荷数守恒，方程(1)中：235190136k1，解得 k10，方程(2)中：234d1，解得 d1，选项 C 正确、D 错误来源: 学+ 科+网答案：BC9下列核反应方程，属于裂变反应的有( )9解析：A 选项是 衰变，B 选项是裂变，C
7、选项是放射性元素的衰变，D 选项是查德威克发现中子的人工转变方程，故 B 正确，A、C 、D 错答案：B10一个质子和两个中子聚变为一个氚核，已知质子质量mH 1.007 3 u，中子质量 mn1.008 7 u，氚核质量 m3.018 0 u求：来源: 学科网 ZXXK(1)写出聚变方程；(2)释放出的核能多大？(3)平均每个核子释放的能量是多大？来源:学科网 ZXXK解析：(1) 聚变方程(2)质量亏损mm H2m nm(1.007 321.008 73.018 0) u0.006 7 u 释放的核能E mc20.006 7 931.5 MeV6.24 MeV.(3)平均每个核子放出的能量
8、为MeV 2.08 MeV.6.243答案：(1) H 2 n H (2)6.24 MeV1 10 31(3)2.08 MeV人造太阳能源危机的终结者前不久，美国研究人员用激光点燃一个人造太阳，它就是“美国国家点火装置” ，俗称“美国人造小太阳” 石油、天然气、煤炭等不可再生的矿物能源，不仅造成温室效应，而且还有枯竭之忧从长远来看，核聚变能将是人类未来能源的主导形式，被科学家称为“能源危机的终结者” 地球最大的能量来源是太阳太阳是我们已知的最有效率的一种能量机器，它的内部有大量氢的同位 素重氢和超重氢，正发生着核聚变反应，生成一些大原子，同时发出光和热为了应对可能出现的能源危机，世界上不少国家
9、都在开展人造太阳的核聚变研究参与美国人造小太阳研究的科学家表示，现有的核电厂和核武器都是采用核裂变的方式来获得能量，这种能量获取方式会产生放射性物质，对人类和周边环境构成危害因此，核裂变发电厂将渐渐退出能源舞台，而被核聚变发电厂所代替核聚变反应所需要的燃料地球上到处都是，人们不必担心原料会像石油那样逐渐枯竭重氢可以从海水中提取，生产超重氢所需要的锂元素可以从一般的石头中提取这两种原材料，也就是水和石头，地球上可以说是无穷无尽的而且，核聚变反应释放的能量大得超出人们的想象形象地说，就是三瓶矿泉水就可以为一个四口之家提供一年的电力由于太阳引力巨大，可以让其中的燃料处于高度压缩状态，氢及其同位素原子
10、的距离变得很小，核聚变可以自然地发生，但在地球上的自然条件下却无法实现自发的持续核聚变在氢弹中，爆发是在瞬间发生并完成的，可以用一个原子弹提供高温和高压，引发核聚变，但在反应堆里，不宜采用这种方式，否则反应会难以控制要想让氘原子和氚原子在特殊的位置发生碰撞并且发生聚变，需要 1 亿摄氏度以上的极高温环境因此，人造小太阳的核心技术是点火曾经有不少科学家认为可控核聚变反应是不可能实现的近年来，科学家找到了一些点燃核聚变反应的方法，美国研究人员找到的方法是利用高能激光虽然科学家们也尝试了其他种核聚变发生技术，但从已完成的实验效果看，激光技术是目前最有效的手段除激光外，利用超高温微波加热法，也可达到点
11、燃核聚变的温度美国人造小太阳耗资 12 亿美元，是世界上最大的激 光点火装置，整个激光装置的大厅有 215 米长，120 米宽，每次激光脉冲持续时间大约为十亿分之一秒，最大输出能量为 1 800 千焦，其瞬间最大输出功率为 54 000 亿千瓦，是美国所有电厂输出功率的 500 倍如此大功率的激光装置完全能点燃人造小太阳在激光点火装置内，一束红外线激光经过许多面透镜和凹面镜的折射和反射之后，将变成一束功率巨大的激光束然后，研究人员再将该激光束转变为 192 束单独的紫外线激光束，照向目标反应室的聚变舱中心 当激光束照射到聚变舱内部时，瞬间产生高能 X射线，压缩燃料球芯块直至其外壳发生爆裂燃料球
12、芯块外壳爆裂会产生一种同样大小的反向作用力，向内压缩燃料，直到引起燃料内部的核聚变，从而产生巨大能量参与此次科研工作的主要是美国加利福尼亚州劳伦斯利弗莫尔国家实验室的科学家科学家们实验的目的就是利用一粒不超过针头大小的核燃料来产生 1 亿摄氏度的高温和超过地球气压数十亿倍的高压如果实验能够成功，将标志着具有实际意义的核聚变发电站建设已经迈出了第一步据专家估计，商业化的核聚变发电厂最早也要到 2050 年才会开始运行这一天还非 常遥远，科学家们还必须通过许多考验如果核聚变发电能够研究成功，将对人类的能源供应产生最为深远的影响，它将成为人类有效利用 核聚变能的重要一步，人类将真正拥有取之不尽用之不竭的清洁新能源
