【新步步高】20152016學(xué)年高中物理19.6、7、8核裂變核聚變粒子和宇宙學(xué)案新人教版選修35

1、16 6核裂變核裂變7 7核聚變核聚變8 8粒子和宇宙粒子和宇宙目標(biāo)定位1.知道重核的裂變產(chǎn)物和鏈?zhǔn)椒磻?yīng)發(fā)生的條件.2.掌握核聚變的定義及發(fā)生條件.3.會(huì)判斷和書寫核裂變、核聚變方程，能計(jì)算核反應(yīng)釋放的能量一、核裂變1核裂變：重核被中子轟擊后分裂成兩個(gè)質(zhì)量差不多的新原子核，并放出核能的過程2鈾核裂變：用中子轟擊鈾核時(shí)，鈾核發(fā)生裂變，其產(chǎn)物是多種多樣的，其中一種典型的反應(yīng)是23592U10n 14456Ba8936Kr310n3鏈?zhǔn)椒磻?yīng)：當(dāng)一個(gè)中子引起一個(gè)鈾核裂變后，裂變釋放的中子再引起其他鈾核裂變，且能不斷繼續(xù)下去，這種反應(yīng)叫核裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)4鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的條件：(1)發(fā)生裂變物質(zhì)的體積大于等于臨

2、界體積；(2)有足夠濃度的鈾 235；(3)有足夠數(shù)量的慢中子二、核電站1核電站：是利用核能發(fā)電，它的核心設(shè)施是核反應(yīng)堆它主要由以下幾部分組成：(1)燃料：鈾棒(2)減速劑：鈾 235 容易捕獲慢中子發(fā)生反應(yīng)，可采用石墨、重水、普通水作減速劑(3)控制棒：為控制能量釋放的速度，需控制中子的數(shù)目，采用鎘棒作為控制棒來控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度2工作原理：核燃料裂變釋放的能量，使反應(yīng)區(qū)溫度升高3能量輸出：利用水或液態(tài)的金屬鈉等流體在反應(yīng)堆內(nèi)外循環(huán)流動(dòng)，把反應(yīng)堆內(nèi)的熱量傳輸出去，用于發(fā)電24核污染的處理：在反應(yīng)堆的外面需要修建很厚的水泥層，用來屏蔽裂變反應(yīng)放出的各種射線，核廢料具有很強(qiáng)的放射性，需要裝入特制

3、的容器，深埋地下或海底三、核聚變1定義：兩個(gè)輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，并釋放出能量的核反應(yīng)2舉例：21H31H 42He10n17.6 MeV3條件：(1)輕核的距離要達(dá)到 1015_m 以內(nèi)(2)需要加熱到很高的溫度，因此又叫熱核反應(yīng)4氫彈原理：首先由普通炸藥引爆原子彈，再由原子彈爆炸產(chǎn)生的高溫高壓引發(fā)熱核爆炸5熱核反應(yīng)在宇宙中時(shí)時(shí)刻刻地進(jìn)行著，太陽就是一個(gè)巨大的熱核反應(yīng)堆四、粒子和宇宙1 “基本粒子”不基本直到 19 世紀(jì)末，人們稱光子、電子、質(zhì)子和中子是基本粒子2發(fā)現(xiàn)新粒子1932 年發(fā)現(xiàn)了正電子，1937 年發(fā)現(xiàn)了子，1947 年發(fā)現(xiàn)了 K 介子和介子及以后的超子等3夸克模型上夸克、下夸

4、克、奇異夸克、粲夸克、底夸克、頂夸克；它們帶的電荷量分別為元電荷的23或13，每種夸克都有對(duì)應(yīng)的反夸克一、核裂變和鏈?zhǔn)椒磻?yīng)1核子受激發(fā)：當(dāng)中子進(jìn)入鈾 235 后，便形成了處于激發(fā)狀態(tài)的復(fù)核，復(fù)核中由于核子的激烈運(yùn)動(dòng)，使核變成不規(guī)則的形狀2核子分裂：核子間的距離增大，因而核力迅速減弱，使得原子核由于質(zhì)子間的斥力作用而分裂成幾塊，同時(shí)放出 23 個(gè)中子，這些中子又引起其他鈾核裂變，這樣，裂變就會(huì)不斷地進(jìn)行下去，形成鏈?zhǔn)椒磻?yīng)3能量：鈾核裂變?yōu)橹械荣|(zhì)量的原子核，發(fā)生質(zhì)量虧損，所以放出能量一般來說，平均每個(gè)核子3放出的能量約為 1 MeV，1 kg 鈾 235 全部裂變放出的能量相當(dāng)于 2 800 t

5、優(yōu)質(zhì)煤燃燒時(shí)釋放的能量，裂變時(shí)能產(chǎn)生幾萬度的高溫4用中子轟擊鈾核時(shí)，鈾核裂變的產(chǎn)物是多種多樣的，其中兩種典型的反應(yīng)是：23592U10n 14456Ba8936Kr310n；23592U10n 13654Xe9038Sr1010n例 1關(guān)于重核的裂變，下列說法正確的是()A核裂變時(shí)釋放的能量等于它俘獲中子時(shí)得到的能量B重核裂變時(shí)釋放出大量的能量，產(chǎn)生明顯的質(zhì)量虧損，所以核子數(shù)減少C鈾核自發(fā)放出粒子、粒子時(shí)要釋放能量，核電站利用的就是這一能量D重核的比結(jié)合能小于中等質(zhì)量核的比結(jié)合能，所以重核裂變成中等質(zhì)量核時(shí)，要放出核能，有質(zhì)量虧損答案D解析核電站利用的是裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)所放出的核能原子核的衰變以及

6、人工核反應(yīng)也要釋放核能，但天然衰變進(jìn)行得非常緩慢，放出的能量也很小，人工無法控制，實(shí)用價(jià)值不大，原子核的人工轉(zhuǎn)變也放出能量，但作為“炮彈”的粒子擊中原子核的機(jī)會(huì)太少，這種做法得不償失所以核能的獲取主要是通過裂變或聚變的途徑比結(jié)合能是核子結(jié)合成原子核時(shí)每個(gè)核子平均放出的能量，或原子核拆解成核子時(shí)每個(gè)核子平均吸收的能量重核的比結(jié)合能小于中等質(zhì)量核的比結(jié)合能，即將重核分成核子時(shí)比中等質(zhì)量核分成核子時(shí)每個(gè)核子平均吸收的能量小些，可見由重核裂變成兩個(gè)中等質(zhì)量的核要放出能量，選項(xiàng) D 正確；鈾核裂變放出的能量是原子核的核能，而不是中子具有的動(dòng)能，選項(xiàng) A 錯(cuò)誤；裂變過程遵守質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒規(guī)律，B 錯(cuò)誤

7、；衰變是自發(fā)的現(xiàn)象，鈾核衰變后的新核仍是重核，而核電站利用的是裂變核能，選項(xiàng) C 錯(cuò)誤借題發(fā)揮重核裂變的實(shí)質(zhì)(1)重核裂變是中子轟擊質(zhì)量數(shù)較大的原子核， 使之分裂成中等質(zhì)量的原子核， 同時(shí)釋放大量的能量，放出更多的中子的過程(2)重核的裂變是放能核反應(yīng)，原因是核反應(yīng)前后質(zhì)量有虧損，根本原因是重核的比結(jié)合能相比中等質(zhì)量的核的比結(jié)合能要小所以在重核分解為兩個(gè)中等質(zhì)量核的過程中要釋放能量，而且釋放的能量遠(yuǎn)大于它俘獲中子時(shí)得到的能量例 2用中子轟擊鈾核(23592U)， 其中的一個(gè)可能反應(yīng)是分裂成鋇(14156Ba)和氪(9236Kr)兩部分， 放出 3 個(gè)中子各個(gè)核和中子的質(zhì)量如下：mU390.31

8、3 91027kg，mn1.674 91027kg；4mBa234.001 61027kg，mKr152.604 71027kg.試寫出核反應(yīng)方程，求出反應(yīng)中釋放的核能答案10n23592U 14156Ba9236Kr310n3.220 21011J解析根據(jù)反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒和反應(yīng)中的能量守恒，就可以寫出核反應(yīng)方程根據(jù)核反應(yīng)前后的質(zhì)量虧損，用愛因斯坦質(zhì)能方程就可求出釋放的核能鈾核裂變方程為10n23592U 14156Ba9236Kr310n，則核反應(yīng)前后的質(zhì)量虧損為mmUmnmBamKr3mn0.357 81027kg.由愛因斯坦質(zhì)能方程可得釋放的核能為Emc20.357 810

9、27(3108)2J3.220 21011J.二、核聚變及核能的計(jì)算1聚變發(fā)生的條件：要使輕核聚變，必須使輕核接近核力發(fā)生作用的距離 1015m，這要克服電荷間強(qiáng)大的斥力作用，要求使輕核具有足夠大的動(dòng)能要使原子核具有足夠大的動(dòng)能，就要給它們加熱，使物質(zhì)達(dá)到幾百萬開爾文的高溫2輕核聚變是放能反應(yīng)：從比結(jié)合能的圖線看，輕核聚變后比結(jié)合能增加，因此聚變反應(yīng)是一個(gè)放能反應(yīng)3聚變方程：21H31H 42He10n.4重核裂變與輕核聚變的區(qū)別重核裂變輕核聚變放能原理重核分裂成兩個(gè)或多個(gè)中等質(zhì)量的原子核，放出核能兩個(gè)輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的原子核， 放出核能放能多少聚變反應(yīng)比裂變反應(yīng)平均每個(gè)核子放出的能量大約要

10、大 34 倍核廢料處理難度聚變反應(yīng)的核廢料處理要比裂變反應(yīng)容易得多例 3以下說法正確的是()A聚變是裂變的逆反應(yīng)B如果裂變釋放能量，則聚變反應(yīng)必定吸收能量C聚變須將反應(yīng)物加熱至數(shù)百萬開爾文以上的高溫，顯然是吸收能量5D裂變與聚變均可釋放巨大的能量答案D解析A 選項(xiàng)從形式上看，裂變與聚變似乎是互為逆反應(yīng)，但其實(shí)不然，因?yàn)槎叩姆磻?yīng)物和生成物完全不同裂變是重核分裂成中等核，而聚變則是輕核聚合成為次輕核，無直接關(guān)聯(lián)，并非互為逆反應(yīng)；B 選項(xiàng)既然裂變與聚變不是互為逆反應(yīng)，則在能量流向上也不必相反；C 選項(xiàng)要實(shí)現(xiàn)聚變反應(yīng)，必須使參加反應(yīng)的輕核充分接近，需要數(shù)百萬開爾文的高溫提供能量但聚變反應(yīng)一旦實(shí)現(xiàn)，所

11、釋放的能量遠(yuǎn)大于所吸收的能量因此，總的來說，聚變反應(yīng)還是釋放能量例 4下列說法不正確的是()A.21H31H 42He10n 是聚變B.23592U10n 14054Xe9438Sr210n 是裂變C.22688Ra 22286Rn42He 是衰變D.2411Na 2412Mg01e 是裂變答案D解析A 選項(xiàng)中是兩個(gè)質(zhì)量較輕的核結(jié)合成了一個(gè)質(zhì)量較重的核，是聚變反應(yīng)，故 A 選項(xiàng)正確；B 選項(xiàng)的核反應(yīng)中是鈾核捕獲中子裂變?yōu)閮蓚€(gè)(或更多)中等質(zhì)量的核，并放出幾個(gè)中子，是裂變反應(yīng)，故 B 選項(xiàng)正確；在 C 選項(xiàng)的核反應(yīng)中沒有中子的轟擊自發(fā)地放出了粒子，是衰變，C 選項(xiàng)是正確的；而 D 應(yīng)是衰變，不正

12、確；故答案為 D.借題發(fā)揮主要核反應(yīng)類型有：(1)衰變：衰變是原子核自發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N核并輻射出或粒子(2)人工轉(zhuǎn)變：人工轉(zhuǎn)變常用粒子(也可用中子等)轟擊原子核，該核捕獲粒子后產(chǎn)生新原子核，并放出一個(gè)或幾個(gè)粒子(3)核裂變：核裂變時(shí)鈾核捕獲中子裂變?yōu)閮蓚€(gè)(或更多)中等質(zhì)量的核，并放出幾個(gè)中子(4)核聚變：輕核聚變時(shí)也會(huì)放出中子例 5一個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子聚變?yōu)橐粋€(gè)氚核，已知質(zhì)子質(zhì)量mH1.007 3 u，中子質(zhì)量mn1.008 7u，氚核質(zhì)量mT3.018 0 u求：(1)寫出聚變方程；(2)釋放出的核能多大？(3)平均每個(gè)核子釋放的能量是多大？答案(1)11H210n31H(2)6.24 MeV(

13、3)2.08 MeV6解析(1)聚變方程11H210n 31H.(2)質(zhì)量虧損mmH2mnmT(1.007 321.008 73.018 0) u0.006 7 u，釋放的核能Emc20.006 7931.5 MeV6.24 MeV.(3)平均每個(gè)核子放出的能量為6.243MeV2.08 MeV.三、新粒子的發(fā)現(xiàn)和夸克模型1新粒子的發(fā)現(xiàn)(1)1932 年發(fā)現(xiàn)正電子，1937 年發(fā)現(xiàn)子，1947 年發(fā)現(xiàn) K 介子和介子；以后又發(fā)現(xiàn)了質(zhì)量比質(zhì)子大的粒子叫做超子(2)粒子的分類：按照粒子與各種相互作用的不同關(guān)系，可將粒子分為三大類：強(qiáng)子、輕子和媒介子2夸克模型強(qiáng)子由更基本的成分組成，這種成分叫做夸克

14、，夸克有 6 種，它們是上夸克、下夸克、奇異夸克、粲夸克、底夸克、頂夸克，它們帶的電荷分別為元電荷的23或13，每種夸克都有對(duì)應(yīng)的反夸克例 6目前普遍認(rèn)為，質(zhì)子和中子都是由被稱為 u 夸克和 d 夸克的兩類夸克組成的u 夸克帶電荷量為23e，d 夸克的帶電荷量為13e，e為元電荷，下列論斷中可能正確的是()A質(zhì)子由 1 個(gè) u 夸克和 2 個(gè) d 夸克組成，中子由 1 個(gè) u 夸克和 2 個(gè) d 夸克組成B質(zhì)子由 2 個(gè) u 夸克和 1 個(gè) d 夸克組成，中子由 1 個(gè) u 夸克和 2 個(gè) d 夸克組成C質(zhì)子由 1 個(gè) u 夸克和 2 個(gè) d 夸克組成，中子由 2 個(gè) u 夸克和 1 個(gè) d

15、夸克組成D質(zhì)子由 2 個(gè) u 夸克和 1 個(gè) d 夸克組成，中子由 2 個(gè) u 夸克和 1 個(gè) d 夸克組成答案B解析質(zhì)子11H 帶電荷量為 223e13ee，中子10n 帶電荷量為23e213e0.可見 B 正確對(duì)核裂變的理解1(2013廣東，17)鈾核裂變是核電站核能的重要來源，其一種裂變反應(yīng)23592U10n 14456Ba8936Kr7310n，下列說法正確的有()A上述裂變反應(yīng)中伴隨著中子放出B鈾塊體積對(duì)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的發(fā)生無影響C鈾核的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)可人工控制D鈾核的半衰期會(huì)受到環(huán)境溫度的影響答案AC解析從裂變反應(yīng)方程式可以看出裂變反應(yīng)中伴隨著中子放出，A 對(duì)；鈾塊體積對(duì)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的發(fā)生有影響，

16、B 錯(cuò)；鈾核的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)可人工控制，C 對(duì)；鈾核的半衰期不會(huì)受到環(huán)境溫度的影響，D 錯(cuò)對(duì)核聚變的理解2科學(xué)家發(fā)現(xiàn)在月球上含有豐富的32He(氦 3)，它是一種高效、清潔、安全的核聚變?nèi)剂?，其參與的一種核聚變反應(yīng)的方程式為32He32He 211H42He，關(guān)于32He 聚變下列表述正確的是()A聚變反應(yīng)不會(huì)釋放能量B聚變反應(yīng)產(chǎn)生了新的原子核C聚變反應(yīng)沒有質(zhì)量虧損D目前核電站都采用32He 聚變反應(yīng)發(fā)電答案B解析核聚變反應(yīng)中產(chǎn)生新的原子核，同時(shí)由于發(fā)生了質(zhì)量虧損，會(huì)有核能的釋放，這是人類利用核能的途徑之一目前核電站大多采用重核裂變的方法來釋放與利用核能發(fā)電3太陽不斷地向外輻射能量，仍保持 1 千萬

17、度以上的高溫，其主要原因是太陽內(nèi)部進(jìn)行著劇烈的()A衰變反應(yīng)B人工核反應(yīng)C裂變反應(yīng)D熱核反應(yīng)答案D核聚變釋放的核能的計(jì)算4氘核(21H)和氚核(31H)結(jié)合成氦核(42He)的核反應(yīng)方程如下：21H31H 42He10n17.6 MeV(1)這個(gè)核反應(yīng)稱為_(2)要發(fā)生這樣的核反應(yīng)，需要將反應(yīng)物質(zhì)的溫度加熱到幾百萬開爾文式中 17.6 MeV 是核反應(yīng)中_(填“放出”或“吸收”)的能量，核反應(yīng)后生成物的總質(zhì)量比核反應(yīng)前物質(zhì)的總質(zhì)量_(填“增加”或“減少”)了_kg(保留一位有效數(shù)字)答案(1)聚變(2)放出減少310298解析在輕核聚變反應(yīng)中，由于質(zhì)量虧損，放出核能，由Emc2，可以求得mEc

18、231029kg.(時(shí)間：60 分鐘)題組一對(duì)核裂變的理解1一個(gè)23592U 核在中子的轟擊下發(fā)生一種可能的裂變反應(yīng)，其裂變方程為23592U10n X9438Sr210n，則下列敘述正確的是()AX 原子核中含有 86 個(gè)中子BX 原子核中含有 141 個(gè)核子C因?yàn)榱炎儠r(shí)釋放能量，根據(jù)Emc2，所以裂變后的總質(zhì)量數(shù)增加D因?yàn)榱炎儠r(shí)釋放能量，出現(xiàn)質(zhì)量虧損，所以生成物的總質(zhì)量數(shù)減少答案A解析X 原子核中的核子數(shù)為(2351)(942)140，B 錯(cuò)誤；中子數(shù)為 140(9238)86，故A 正確；裂變時(shí)釋放能量，出現(xiàn)質(zhì)量虧損，但是其總質(zhì)量數(shù)是不變的，故 C、D 錯(cuò)誤2關(guān)于核反應(yīng)堆，下列說法正確的

19、是()A鈾棒是核燃料，裂變時(shí)釋放核能B鎘棒的作用是控制反應(yīng)堆的功率C石墨的作用是吸收中子D冷卻劑的作用是控制反應(yīng)堆的溫度和輸出熱能答案ABD解析鈾棒是核燃料，裂變時(shí)可放出能量，故 A 正確；鎘棒吸收中子的能力很強(qiáng)，作用是調(diào)節(jié)中子數(shù)目以控制反應(yīng)速度，即控制反應(yīng)堆功率，故 B 正確；慢中子最容易引發(fā)核裂變，所以在快中子碰到鈾棒前要進(jìn)行減速，石墨的作用是使中子減速，故 C 錯(cuò)誤；水或液態(tài)金屬鈉等流體在反應(yīng)堆內(nèi)外循環(huán)流動(dòng)，把反應(yīng)堆內(nèi)的熱量傳輸出去，用于發(fā)電，同時(shí)也使反應(yīng)堆冷卻，控制溫度，故 D 正確3為應(yīng)對(duì)能源危機(jī)和優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，提高清潔能源的比重，我國制定了優(yōu)先選擇核能，其次加快發(fā)9展風(fēng)電和再生能源

20、的政策， 在 核電中長期發(fā)展規(guī)劃 中要求 2020 年核電運(yùn)行裝機(jī)總?cè)萘窟_(dá)到 4 000萬千瓦的水平，請(qǐng)根據(jù)所學(xué)物理知識(shí)，判斷下列說法中正確的是()A核能發(fā)電對(duì)環(huán)境的污染比火力發(fā)電要小B核能發(fā)電對(duì)環(huán)境的污染比火力發(fā)電要大C目前所有核電站都只利用重核裂變釋放大量的原子能D目前既有重核裂變，又有輕核聚變釋放大量的原子能答案AC解析目前核電站都用核裂變，其原料是鈾，且核裂變在核反應(yīng)堆中應(yīng)用的是比較清潔的能源，故A、C 正確，B、D 錯(cuò)4秦山核電站第三期工程的兩個(gè) 6105kW 發(fā)電機(jī)組已實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電. 發(fā)電站的核能來源于23592U的裂變，下列說法正確的是()A反應(yīng)堆中核反應(yīng)速度通常是采用調(diào)節(jié)235

21、92U 的體積來控制的B.23592U 的一種可能的裂變是23592U10n13954Xe9538Sr210nC.23592U 是天然放射性元素，升高溫度后它的半衰期會(huì)縮短D一個(gè)23592U 裂變能放出 200 MeV 的能量，合 3.21011J答案BD解析反應(yīng)堆中核反應(yīng)速度由控制棒(鎘棒)吸收中子的多少來控制， A 錯(cuò)；23592U 裂變有多種可能性，這是其中常見的一種，B 對(duì)；放射性元素的半衰期由原子核本身決定，與溫度壓強(qiáng)等外界條件無關(guān)，C 錯(cuò)；通過計(jì)算知，D 正確題組二對(duì)核聚變的理解5關(guān)于核聚變，以下說法不正確的是()A與裂變相比輕核聚變輻射極少，更為安全、清潔B世界上已經(jīng)有利用核聚變

22、能來發(fā)電的核電站C要使輕核發(fā)生聚變，必須使它們的距離達(dá)到 1015m 以內(nèi)，核力才能起作用D地球聚變?nèi)剂系膬?chǔ)量十分豐富，從海水中可以提煉出大量核聚變所需的氘核答案B解析與裂變相比，核聚變有下面的幾個(gè)優(yōu)勢：(1)安全、清潔、輻射少；(2)核燃料儲(chǔ)量多；(3)核廢料易處理但核聚變發(fā)電還沒有投入實(shí)際運(yùn)行所以 B 項(xiàng)是不正確的6重核裂變和輕核聚變是人們獲得核能的兩個(gè)途徑，下列說法中正確的是()A裂變過程質(zhì)量增加，聚變過程質(zhì)量虧損10B裂變過程質(zhì)量虧損，聚變過程質(zhì)量增加C裂變過程和聚變過程都有質(zhì)量增加D裂變過程和聚變過程都有質(zhì)量虧損答案D解析重核裂變和輕核聚變都能釋放巨大的能量，由愛因斯坦質(zhì)能方程知兩過

23、程均會(huì)有質(zhì)量虧損7下列說法正確的是()A.157N11H 126C42He 是衰變方程B.11H21H 32He是核聚變反應(yīng)方程C.23892U 23490Th42He 是核裂變反應(yīng)方程D.42He2713Al 3015P10n 是原子核的人工轉(zhuǎn)變方程答案BD解析本題考查了核反應(yīng)的相關(guān)知識(shí)，意在考查考生對(duì)天然放射現(xiàn)象、重核裂變、輕核聚變、原子核的人工轉(zhuǎn)變等相關(guān)知識(shí)的記憶及分析判斷能力，選項(xiàng) A、D 為原子核的人工轉(zhuǎn)變，選項(xiàng) B 為輕核聚變，選項(xiàng) C 為原子核的衰變，故選項(xiàng) B、D 正確8某科學(xué)家提出年輕熱星體中核聚變的一種理論，其中的兩個(gè)核反應(yīng)方程為11H126C 137NQ1，11H157N

24、 126CXQ2方程中Q1、Q2表示釋放的能量，相關(guān)的原子核質(zhì)量見下表：原子核11H32He42He126C137N157N質(zhì)量/u1.007 83.016 04.002 612.000 013.005 715.000 1以下推斷正確的是()AX 是32He，Q2Q1BX 是42He，Q2Q1CX 是32He，Q2Q1DX 是42He，Q2Q1答案B解析根據(jù)核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)守恒容易求得新核 X 的質(zhì)量數(shù)為 4、電荷數(shù)為 2，即 X 是42He；根據(jù)表中提供的數(shù)據(jù)，可以求得第 2 個(gè)核反應(yīng)的質(zhì)量虧損大，根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程必然有Q1Q2.9據(jù)新華社報(bào)道，由我國自行設(shè)計(jì)、研制的世界第一套全超

25、導(dǎo)核聚變實(shí)驗(yàn)裝置(又稱“人造太陽”)已完成了首次工程調(diào)試下列關(guān)于“人造太陽”的說法正確的是()A “人造太陽”的核反應(yīng)方程是21H31H42He10nB “人造太陽”的核反應(yīng)方程是23592U10n14156Ba9236Kr310n11C根據(jù)公式Emc2可知，核燃料的質(zhì)量相同時(shí)，聚變反應(yīng)釋放的能量比裂變反應(yīng)大得多D根據(jù)公式Emc2可知，核燃料的質(zhì)量相同時(shí)，聚變反應(yīng)釋放的能量與裂變反應(yīng)相同答案AC解析21H31H42He10n 是氫核聚變方程，故 A 項(xiàng)正確；根據(jù)氫核聚變特點(diǎn)，相同質(zhì)量的核燃料，氫核聚變釋放的能量比裂變反應(yīng)大得多，故 C 項(xiàng)正確題組三綜合應(yīng)用10在所有能源中核能具有能量密度大、區(qū)

26、域適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)勢，在核電站中，核反應(yīng)堆釋放的核能被轉(zhuǎn)化為電能核反應(yīng)堆的工作原理是利用中子轟擊重核發(fā)生裂變反應(yīng)，釋放出大量核能(1)核反應(yīng)方程式23592U10n 14156Ba9236KraX 是反應(yīng)堆中發(fā)生的許多核反應(yīng)中的一種，10n 為中子，X為待求粒子，a為 X 的個(gè)數(shù)，則 X 為_，a_以mU、mBa、mKr分別表示23592U、14156Ba、9236Kr的質(zhì)量，mn、mp分別表示中子、質(zhì)子的質(zhì)量，c為光在真空中傳播的速度，則在上述核反應(yīng)過程中放出的核能E_(2)有一座發(fā)電能力為P1.00106kW 的核電站，核能轉(zhuǎn)化為電能的效率40 %.假定反應(yīng)堆中發(fā)生的裂變反應(yīng)全是本題(1)中的

27、核反應(yīng)，已知每次核反應(yīng)過程中放出的核能E2.781011J，鈾核的質(zhì)量mU3901027kg，求每年(1 年3.15107s)消耗的23592U 的質(zhì)量答案(1)10n3(mUmBamKr2mn)c2(2)1 104 kg解析(1)由反應(yīng)方程可知：X 為10n，a為 3，釋放的能量為E(mUmBamKr2mn)c2.(2)因核電站發(fā)電效率為 40 %，故核電站消耗23592U 的功率為PP40 %1.0010640 %kW2.5106kW.核電站每年消耗23592U 的能量為WPt2.51093.15107J7.8751016J產(chǎn)生這些能量消耗的鈾核的數(shù)目：nWE7.87510162.7810112.831027(個(gè))每年消