格物学 近代物理原子核

聚变的理解及计算-原子核知识点回顾基础自测题解析-吉林省等高中物理,平均正确率64.0%

2025-08-04
聚变的理解及计算-原子核知识点回顾基础自测题解析-吉林省等高中物理,平均正确率64.0%
1、['结合能与比结合能', '聚变的理解及计算']

正确率80.0%$${{2}{0}{2}{0}}$$年$${{1}{2}}$$月$${{1}{7}}$$日,“嫦娥五号”携在月球采集约$${{2}{k}{g}}$$月壤返回地球。从月球带来“土”特产中有地球上含量极少且被誉为“月壤宝藏”的氦$${{−}{3}}$$,它是既环保又安全的核反应原料,可将氦$${{−}{3}}$$原子核与氘原子核结合时释放的能量用来发电,其核反应方程是:$$\frac3 2 H e+_{1}^{2} H \to_{Z}^{A} Y+_{1}^{1} H$$,则下列说法正确的是$${{(}{)}}$$

A.该反应为原子核的人工转变

B.$${^{3}_{2}{H}{e}}$$与$${^{A}_{Z}{Y}}$$相比,$${^{A}_{Z}{Y}}$$的结合能较小

C.由核反应方程可知,$${{A}}$$为$${{4}}$$,$${{Z}}$$为$${{2}}$$

D.氦$${{−}{3}}$$不是$${{Y}}$$的同位素

2、['结合能与比结合能', '核力与结合能', '质能方程的理解', '聚变的理解及计算']

正确率80.0%$${{2}{0}{2}{1}}$$年$${{5}}$$月我国的“人造太阳”工程成功创造了新的世界纪录,实现了可重复的$${{1}{.}{2}}$$亿摄氏度$${{1}{0}{1}}$$秒和$${{1}{.}{6}}$$亿摄氏度$${{2}{0}}$$秒等离子运行。“人造太阳”其实是一种全超导托卡马克核聚变实验装置,以上纪录的创造标志着我国核聚变能源开发技术水平进入世界先进行列。下列关于核聚变的说法正确的是$${{(}{)}}$$

A.我国的大亚湾核电站采用的是核聚变技术进行发电的

B.任何两个原子核都可以发生聚变

C.两个轻核结合成质量较大的原子核,核子的比结合能一定增大

D.两个轻核结合成质量较大的原子核,大核的质量与两轻核的质量之和相等

3、['聚变反应', '聚变的理解及计算', '质能方程的计算']

正确率19.999999999999996%$${{“}}$$嫦娥一号$${{”}}$$月球探测卫星于$${{2}{0}{0}{7}}$$年$${{1}{0}}$$月$${{2}{4}}$$日在西昌卫星发射中心由$${{“}}$$长征三号甲$${{”}}$$运载火箭发射升空.该卫星用太阳能电池板作为携带科研仪器的电源,它有多项科研任务,其中一项是探测月球上氦$${{3}}$$的含量.氦$${{3}}$$是一种清洁$${、}$$安全和高效的核融合发电燃料,可以采用在高温高压下用氘和氦$${{3}}$$进行核聚变反应发电.若已知氘核的质量为$$2. 0 1 3 2 u$$,氦$${{3}}$$的质量为$$3. 0 1 1 0 u$$,氦核的质量为$$4. 0 0 1 1 1 u$$,质子质量为$$1. 0 0 7 8 3 u$$,中子质量为$$1. 0 0 8 2 2 1 u, ~ 1 u$$相当于$$9 3 1. 1 M e V$$.则下列说法正确的是(

B

A.氘和氦$${{3}}$$的核聚变反应方程式:$$^2_{1} H+_{2}^{3} H e \to_{2}^{4} H e+X$$,其中$${{X}}$$是中子

B.氘和氦$${{3}}$$的核聚变反应释放的核能约为$$1 7. 9 M e V$$

C.一束太阳光相继通过两个偏振片,若以光束为轴旋转其中一个偏振片,则透射光的强度不发生变化

D.卢瑟福$${{α}}$$粒子散射实验说明原子核内部具有复杂的结构

4、['结合能与比结合能', '聚变反应', '聚变的理解及计算']

正确率80.0%氘核$${、}$$氚核$${、}$$中子$${、}$$氦核的质量分别是$$m_{1}, m_{2}, m_{3}, m_{4}$$,氘核与氚核结合成一个氦核并释放一个中子:$$\mathrm{_1^2 H+\Pi_{1}^{3} H \to_{2}^{4} \ H_{e}+\frac{1} {0} n}$$,对于这个反应,以下看法正确的是$${{(}{)}}$$

C

A.氘核和氚核的比结合能比氦核大,所以该反应会释放核能

B.氘核和氚核的核子的平均质量比氦核大,所以该反应会吸收一定的能量

C.该反应是轻核的聚变,对应的质量亏损是$$\Delta m=m_{1}+m_{2}-( m_{3}+m_{4} )$$

D.该反应是轻核的聚变,反应中释放的核能为$$\left( m_{3}+m_{4}-m_{1}-m_{2} \right) c^{2}$$

5、['聚变的理解及计算', '质能方程的计算']

正确率60.0%某核反应方程为$$^2_{1} H+_{1}^{3} H=_{2}^{4} H e+X$$.已知$$( \ 1 u=9 3 1 M e v ) ~, ~_{1}^{2} H$$的质量为$$2. 0 1 3 6 u, ~_{1}^{3} H$$的质量为$$3. 0 1 8 0 u, ~ \frac{4} {2} H e$$的质量为$$4. 0 0 2 6 u, \, \, X$$的质量为$$1. 0 0 8 7 u$$,则下列说法中正确的是(

B

A.$${{X}}$$是中子,该反应释放能量,放出$$1 8. 2 7 \times1 0^{1 6} \, J$$能量

B.$${{X}}$$是中子,该反应释放能量,放出$$1 8. 9 0 M e v$$能量

C.$${{X}}$$是质子,该反应吸收能量,吸收$$1 8. 9 0 M e v$$能量

D.$${{X}}$$是中子,该反应吸收能量,吸收$$1 8. 2 7 \times1 0^{1 6} \, J$$能量

6、['质量亏损', '聚变的理解及计算', '质能方程的计算']

正确率60.0%大科学工程$${{“}}$$人造太阳$${{”}}$$主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电,氘核聚变反应方程是:$$\mathrm{_1^2 H+_1^2 H \to_2^3 H e+_0^1 n}$$,已知$${^{2}_{1}{H}}$$的质量为$$2. 0 1 3 6 u, ~ \mathrm{\AA~}_{2}^{3} \mathrm{H} e$$的质量为$$3. 0 1 5 0 u, \mathrm{\Lambda~}_{0}^{1} \mathrm{n}$$的质量为$$1. 0 0 8 7 u, 1 u=9 3 1 M e V / c^{2}$$氘核聚变反应中释放的核能约为

B

A.$$3. 7 M e V$$

B.$$3. 3 M e V$$

C.$$2. 7 M e V$$

D.$$0. 9 3 M e V$$

7、['质量亏损', '聚变反应', '聚变的理解及计算', '质能方程的计算']

正确率60.0%svg异常

B

A.svg异常

B.svg异常

C.svg异常

D.svg异常

8、['核裂变与核聚变', '质量亏损', '聚变的理解及计算']

正确率40.0%太阳内部核反应的主要模式之一是质子$${{−}}$$质子循环,循环的结果可表示为$$4_{1}^{1} \mathrm{H} \to\mathrm{^4_{2} H e}+2_{1}^{0} \mathrm{e}+2 \nu$$;已知$${^{1}_{1}{H}}$$和$${^{4}_{2}{{H}{e}}}$$的质量分别为$$m_{p}=1. 0 0 7 8 \; u$$和$$m_{\alpha}=4. 0 0 2 6 \, u$$,$$1 \; u=9 3 1 \; M e V / c^{2}$$,$${{c}}$$为光速。在$${{4}}$$个$${^{1}_{1}{H}}$$转变成$${{1}}$$个$${^{4}_{2}{{H}{e}}}$$的过程中,释放的能量约为$${{(}{)}}$$

C

A.$${{8}{M}{e}{V}}$$

B.$$1 6 \, M e V$$

C.$$2 6 ~ M e V$$

D.$$5 2 \, M e V$$

9、['玻尔理论对氢光谱的解释', '光电效应方程的基本计算', '射线的本质及三种射线的比较', '聚变的理解及计算']

正确率80.0%关于近代物理,下列说法正确的是$${{(}{)}}$$

D

A.$${{α}}$$射线是高速运动的氦原子

B.核聚变反应方程$$^2_{1} H+{}_{1}^{3} H \to{}_{2}^{4} H \, e+{}_{0}^{1} n$$中,$${{}^{1}_{0}{n}}$$表示质子

C.从金属表面逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率成正比

D.玻尔将量子观念引入原子领域,其理论能够解释氢原子光谱的特征

10、['结合能与比结合能', '质能方程的理解', '聚变的理解及计算']

正确率80.0%svg异常

C

A.$${{5}{M}{e}{V}}$$

B.$${{6}{M}{e}{V}}$$

C.$$2 4 M e V$$

D.$$3 2 M e V$$

1. 解析:

核反应方程为:$$^3_2 He + ^2_1 H \to ^A_Z Y + ^1_1 H$$。

根据质量数守恒:$$3 + 2 = A + 1 \Rightarrow A = 4$$。

根据电荷数守恒:$$2 + 1 = Z + 1 \Rightarrow Z = 2$$。

因此,$$^A_Z Y$$ 是 $$^4_2 He$$(氦-4)。

A. 该反应是轻核聚变,不是人工转变,故错误。

B. $$^4_2 He$$ 比 $$^3_2 He$$ 更稳定,结合能更大,故错误。

C. 由计算可知 $$A = 4$$,$$Z = 2$$,故正确。

D. 氦-3 和氦-4 是同位素,故错误。

答案:C

2. 解析:

A. 大亚湾核电站采用核裂变技术,故错误。

B. 只有轻核(如氢、氦等)才能发生聚变,故错误。

C. 轻核聚变后,生成的核更稳定,比结合能增大,故正确。

D. 聚变过程存在质量亏损,大核质量小于两轻核质量之和,故错误。

答案:C

3. 解析:

A. 核反应方程为:$$^2_1 H + ^3_2 He \to ^4_2 He + ^1_1 H$$,$$X$$ 是质子,故错误。

B. 质量亏损:$$\Delta m = (2.0132 + 3.0110) - (4.0011 + 1.0078) = 0.0153 \, u$$。

释放能量:$$E = 0.0153 \times 931.1 \approx 17.9 \, MeV$$,故正确。

C. 旋转偏振片会改变透射光强度,故错误。

D. 卢瑟福实验说明原子有核式结构,不能说明核内复杂结构,故错误。

答案:B

4. 解析:

A. 氦核比氘核和氚核更稳定,比结合能更大,故错误。

B. 氦核的核子平均质量更小,反应释放能量,故错误。

C. 质量亏损为 $$\Delta m = m_1 + m_2 - (m_3 + m_4)$$,故正确。

D. 释放的核能应为 $$(m_1 + m_2 - m_3 - m_4) c^2$$,故错误。

答案:C

5. 解析:

核反应方程为:$$^2_1 H + ^3_1 H \to ^4_2 He + ^1_0 n$$,$$X$$ 是中子。

质量亏损:$$\Delta m = (2.0136 + 3.0180) - (4.0026 + 1.0087) = 0.0203 \, u$$。

释放能量:$$E = 0.0203 \times 931 \approx 18.90 \, MeV$$。

答案:B

6. 解析:

核反应方程为:$$^2_1 H + ^2_1 H \to ^3_2 He + ^1_0 n$$。

质量亏损:$$\Delta m = 2 \times 2.0136 - (3.0150 + 1.0087) = 0.0035 \, u$$。

释放能量:$$E = 0.0035 \times 931 \approx 3.3 \, MeV$$。

答案:B

7. 解析:

题目异常,无法解析。

8. 解析:

核反应方程为:$$4 ^1_1 H \to ^4_2 He + 2 ^0_1 e + 2 \nu$$。

质量亏损:$$\Delta m = 4 \times 1.0078 - 4.0026 = 0.0286 \, u$$。

释放能量:$$E = 0.0286 \times 931 \approx 26 \, MeV$$。

答案:C

9. 解析:

A. $$α$$ 射线是氦核,不是原子,故错误。

B. $$^1_0 n$$ 是中子,故错误。

C. 光电子的最大初动能与入射光频率成线性关系,非正比,故错误。

D. 玻尔理论成功解释了氢原子光谱,故正确。

答案:D

10. 解析:

题目异常,无法解析。

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