1、高考资源网（ ） 您身 边的高考专家 版权所 有 高考资源网 - 1 - 核 聚变 一、单 项选 择题 1下 列关 于原 子核 聚变 的 说法不 正确 的是( A ) A 任何 两个 原子 核都 可 以发生 聚变 B 原子 核必 须在 超高 温下 才能发 生聚 变 C 大量 的氢 原子 核聚 变时 释放出 惊人 的能 量 D 目前 人类 还不 能有 效 控制原 子核 聚变 2下 列说 法不 正确 的是( D ) A. 2 1 H 3 1 H 4 2 He 1 0 n 是 聚变 B. 23592 U 1 0 n 14054 Xe 94 38 Sr 2 1 0 n 是裂 变 C. 23892 U
2、 23490 Tn 4 2 He 是 衰变 D. 24 11 Na 24 12 Mg 0 1 e 是裂 变 解析： 裂变 是重 核分 裂成 质量较 小的 核的 过程 3 正 电子 是电 子的 反粒 子 ，它 跟普 通电 子的 电量 相 等， 而电 性相 反， 科学 家 设想在 宇宙 的某些 部分 可能 存在 完全 由反粒 子构 成的 物质 反物质.1997 年 初和 年底 ， 欧洲和 美国 的 科 学研究 机构 先后 宣布 ：他 们分别 制造 出 9 个和 7 个 反氢原 子， 这是 人类 探索 反物质 的一 大 进 步你 推测 反氢 原子 的结 构是( B ) A 由一 个带 正电 荷的 质
3、 子与一 个带 负电 荷的 电子 构成 B 由一 个带 负电 荷 的 质子 与一个 带正 电荷 的电 子构 成 C 由一 个不 带电 的中 子与 一个带 负电 荷的 电子 构成 D 由一 个带 负电 荷的 质 子与一 个带 负电 荷的 电子 构成 解析：反氢 原 子的 结 构应该 是 反 质子 与 反电 子 组成， 即 一 个带 负 电荷 的 质子与 一 个 带正 电荷的 电子 构成 4 根 据宇 宙大 爆炸 的理 论 ，在 宇宙 形成 之初 是 “ 粒 子家庭 ”尽 显风 采的 时期 ，那 么在 大 爆炸之 后最 早产 生的 粒子 是( A ) A 夸克 、轻 子、 胶子 等 粒子 B 质子
4、 和中 子等 强子 C 光子 、中 微子 和电 子等 轻子 D 氢核 、氘 核、 氦核 等 轻核 解析：宇宙 形 成之 初 产生了 夸 克 、轻 子 和胶 子 等粒子 ， 之 后经 历 了质 子 和中子 等 强 子时 代 ， 再之 后 是自 由 光子 、中 微 子、 电 子大 量 存在 的轻 子 时代 ， 再之 后 是中 子和 质 子结 合 成氘 核，并 形成 氦核 的核 时代 ，之后 电子 和质 子复 合成 氢原子 ，最 后形 成恒 星和 星系， 因 此 A 正 确，B 、C 、D 的产 生都 在 A 之 后， 故 B 、C 、D 错 二、双 项选 择题 5下 列说 法正 确的 是( BD
5、) A 太阳 辐射 的能 量主 要 来自太 阳内 部的 裂变 反应 B 卢瑟 福的 粒子 散射 实 验可以 估算 原子 核的 大小 C 玻尔 理论 是依 据 粒 子 散射实 验分 析得 出的 D 氢 原子 核外 电子 从半 径 较小的 轨道 跃迁 到半 径较 大的轨 道时 ， 电 子的 动能 减小， 电势 能增大 ，总 能量 增 大 解析： 太阳 辐射 的能 源主 要来自 聚变 反应 ， A 错 ； 玻 尔理论 是在 普朗 克的 量子 论和爱 因 斯高考资源网（ ） 您身 边的高考专家 版权所 有 高考资源网 - 2 - 坦关于 光子 的概 念下 提出 的，C 错 6 据报 道， 我 国自
6、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( AC ) A “人 造太 阳 ” 的核 反 应方程 是 2 1 H 3 1 H 4 2 He 1 0 n B “ 人 造太 阳” 的核 反应 方程是 23592 U 1 0 n 14156 Ba 92 36 Kr 3 1 0 n C 根据 公式 E mc 2 可 知，核 燃料 的质 量相 同时 ，聚变 反应 释放 的能 量 比 裂 变 反 应 大 得多 D 根据 公 式 E mc 2 可 知， 核燃 料的 质量 相同
7、 时 ， 聚 变反 应释 放的 能量 与 裂变反 应释 放的能 量相 同 解析 ： 聚 变反 应比 裂变 反 应平均 每个 核子 放出 的能 量大 3 4 倍， 质量 相同 时 ，核 子数 更 多 7下 列说 法中 正确 的是( AB ) A 聚变 反应 中有 质量 亏 损，所 以必 向外 界放 出能 量 B 使核 发生 聚变 反应 必须 使核之 间的 距离 接近 到 1.5 10 15m ，也 就是 接近 到 核力能 够 发生作 用的 范围 内 C 要使 核发 生聚 变反 应， 无须克 服核 力做 功 D 热核 反应 只有 在人 工 控制下 才能 发生 解析： 由质 能方 程可 知 A 正确
8、； 轻核 结合 成质 量较 大核， 必须 使轻 核间 的距 离达到 能 产 生核力 的范 围 ， 才 能使 它 们紧密 地结 合起 来 ，B 正 确、C 错误 ； 热核 反应 必 须在很 高的 温度 下 才能发 生， 不一 定要 人工 控制，D 错误 8 下 列说 法正 确的 是( BD ) A. 157 N 1 1 H 12 6 C 4 2 He 是 衰变 过 程 B. 1 1 H 2 1 H 3 2 He 是 核聚 变反 应方程 C. 23892 U 23490 Th 4 2 He 是 核裂 变反 应 方程 D. 4 2 He 27 13 Al 30 15 P 1 0 n 是原 子核 的
9、人工转 变方 程 解析：A 、D 中核 反应 方程 为人工 核转 变，B 中 核反 应方程 为聚 变，C 中 核反 应方程 为 衰 变方程 9 下 列所 述正 确的 是( CD ) A 原子 是组 成物 质的 不 可再分 的最 小微 粒 B 原子 是最 大的 微粒 C 原子 由原 子核 和核 外电 子构成 ，质 子和 中子 组成 了原子 核 D 质子 、中 子本 身也 是 复合粒 子， 它们 也有 着自 己的复 杂结 构 解析： 原子 是由 原子 核和 核外电 子组 成的 ， 故 A 错 ； 分子 是比 原子 还大 的微 粒， 故 B 错 三、非 选择 题 10 在 某些 恒星 内， 三 个
10、粒子 结合 成一 个 126 C 核 从 元素周 期表 中查 出 126 C 的 质 量和 4 2 He 的质量 ，计 算这 个反 应中 放出的 能量 解： 从 元素 周期 表中 查得 126 C 的 质量 为 12.000 0 u ， 4 2 He 的质 量为 4.002 6 u 根 据 质能方 程 可以求 出这 个反 应中 放出 的能量 三个 粒子 结合 成一 个 126 C 核的质 量亏 损 m 3 4.002 6 u 12.000 0 u 0.007 8 u 高考资源网（ ） 您身 边的高考专家 版权所 有 高考资源网 - 3 - 放出的 能 量 E 0.007 8 931 MeV
11、7.261 8 MeV . 11 如下 一系 列核 反应 是 在恒星 内部 发生 的： p 126 C 137 N ， 137 N 136 C e ， p 136 C 147 N ，p 147 N 158 O ， 158 O 157 N e ，p 157 N 126 C ， 其中 p 为质 子， 为 粒 子，e 为正 电子 ， 为一 种中微 子 已知质 子的 质量 为m p 1.672 648 10 27kg ， 粒子 的质量 为m 6.644 929 10 27kg ， 正电子 的质 量 为m e 9.11 10 31kg ， 中微 子的 质量 可忽略 不计 真 空中 的光 速c 3.00
12、10 8m/s. 试计算该系 列核 反 应 完 成后释 放的 能量 解：为 求出 系 列反 应 后释放 的 能 量， 将 题中 所 给的核 反 应 方程 左 右两 侧 分别相 加 ， 消去 两侧相 同的 项， 系列 反应 最终等 效 为 4p 2e 2 设反应 后释 放的 能量 为 Q ，根据 质能 关系 和能 量守 恒得 4m p c 2 m c 2 2m e c 2 Q 代入数 值可 得：Q 3.95 10 12J. 12 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.
13、008 7 u ，1 u 1.66 10 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 解：(1) 2 1 H 3 1 H 4 2 He 1 0 n (2) 核反应 释放 出来 的能 量 为 E mc 2 (2.014 1 3.016 0 4.002 6 1.008 7) 1.66 10 27 3 2 10 16J 2.8 10 12J. 13 太 阳放 出 的大 量 中微子 向 地 球飞 来 ，但 实 验测定 的 数 目只 有 理论 的 三分之 一 ， 后来 科学家 发现 中微 子在 向地 球传播 过程 中衰 变成 一 个 子和
14、 一个 子 若在 衰变 过程 中 子 的速 度方向 与中 微子 原来 的方 向一致 ， 则 子 的运 动方 向( C ) A 一定 与 子同 方向 B 一定 与 子 反方 向 C 一定 与 子 在同 一直 线上 D 不一 定与 子 在同 一 直线上 解析 ： 中 微子 衰变 子和 子， 满足 动量 守恒 ， 子的 速度方 向与 中微 子原 来的 方向一 致， 子必定 也在 这条 直线 上 14 两 个氘 核聚 变产 生一 个中子 和氦 核( 氦 的同 位素) 已知 氘核 的质 量m D 2.013 60 u ， 氦核的 质 量m He 3.015 0 u ，中子 的质 量m n 1.008 7
15、 u. (1) 写出聚 变方 程并 计算 释 放的核 能； (2) 若反应 前两 个氘 核的 动 能为 0.35 MeV . 它 们正 面对 撞发生 聚变 ， 且反 应后 释 放的核 能全 部转化 为动 能， 则产 生的 氦核和 中子 的动 能各 为多 大？ 解：(1) 聚 变的 核反 应方 程 ：2 2 1 H 3 2 He 1 0 n 核反 应过 程中的 质量 亏损 为 m 2m D (m He m n ) 0.003 5 u 释放的 核能 为 E 0.003 5 931 MeV 3.26 MeV 高考资源网（ ） 您身 边的高考专家 版权所 有 高考资源网 - 4 - (2) 对撞 过程动 量守恒， 由于 反应前两 氘核动 能相同， 其动量等 值反向 ，因此反 应前后 系 统的动 量 为 0. 即 0m He v He m n v n ，反应前 后总 能量 守恒， 得 1 2 m He v 2 He 1 2 m n v 2 n E 2E k0 ， 解得 3 2 He 核动 能为E kHe 0.99 MeV ， 中子 的动能 为 E kn 2.97 MeV.
