正确率80.0%太阳大约在几十亿年后,会逐渐进入红巨星时期,核心温度逐渐升高,当升至某一温度时,太阳内部的氦元素开始转变为碳,即氦闪。三个$${^{4}_{2}{H}{e}}$$生成一个$${_6^{1 2} C (}$$称为$${{3}{α}}$$反应$${{)}}$$,核反应方程为$$3_{2}^{4} H e \to_{6}^{1 2} C$$,瞬间释放大量的核能。如果太阳发生氦闪,对太阳系内的生命都是毁灭性的,电影《流浪地球》讲述的就是发生在这样的背景之下的故事。下列说法中不正确的是$${{(}}$$已知$$\,_{6}^{1 2} \, C$$的质量是$$m_{c}=1 2. 0 0 0 0 u$$,$${^{4}_{2}{H}{e}}$$的质量是$$m_{H e}=4. 0 0 2 6 u$$,$${{1}{u}}$$的质量对应的能量是
A.氦闪发生的是人工转变
B.一次$${{3}{α}}$$反应释放的核能为$$7. 2 6 5 7 M e V$$
C.一次$${{3}{α}}$$反应亏损的质量为$$\triangle m=0. 0 0 7 8 u$$
D.$$\,_{6}^{1 2} \, C$$的比结合能比$${^{4}_{2}{H}{e}}$$的比结合能大,更稳定
2、['核力与结合能', '核反应', '聚变的理解及计算']正确率80.0%“嫦娥五号”返回器于$${{2}{0}{2}{0}}$$年$${{1}{2}}$$月带回$${{1}{7}{3}{1}}$$克月球土壤.月球土壤富含的氦$${{−}{3}}$$元素是理想的热核反应原料,其核反应方程为$$2_{2}^{3} H e \to_{2}^{4} H e+2 X$$,则$${{(}{)}}$$
B
A.该核反应类型为重核裂变
B.$${{X}}$$为质子
C.该核反应可在常温下发生
D.$${{X}}$$为中子
3、['裂变的理解及计算', '聚变的理解及计算']正确率60.0%$${{2}{0}}$$世纪$${{6}{0}}$$年代,我国以国防为主的尖端科技取得了突破性的发展。$${{1}{9}{6}{4}}$$年,我国第一颗原子弹试爆成功;$${{1}{9}{6}{7}}$$年,我国第一颗氢弹试爆成功。关于原子弹和氢弹,下列说法正确的是( )
C
A.原子弹和氢弹都是根据核裂变原理研制的
B.原子弹和氢弹都是根据核聚变原理研制的
C.原子弹是根据核裂变原理研制的,氢弹是根据核聚变原理研制的
D.原子弹是根据核聚变原理研制的,氢弹是根据核裂变原理研制的
4、['裂变的理解及计算', '半衰期的概念', '射线的本质及三种射线的比较', '聚变的理解及计算']正确率60.0%下列说法正确的是()
D
A.$${{α}}$$射线的穿透能力比$${{γ}}$$射线强
B.天然放射现象说明原子具有复杂的结构
C.核聚变中平均每个核子放出的能量比裂变中平均每个核子的小
D.半衰期跟放射性元素以单质或化合物形式存在无关
5、['天然放射现象发现过程', '射线的本质及三种射线的比较', '核反应', '聚变的理解及计算']正确率40.0%有关原子与原子核的相关知识,下列说法正确的是$${{(}{)}}$$
C
A.贝可勒尔通过对天然放射现象的研究,发现了原子中存在原子核
B.$${{α}}$$射线是高速运动的氦原子核,具有良好的穿透性,能够穿透几厘米厚的铅板
C.核聚变又叫“热核反应”,宇宙中时时刻刻都在进行着,太阳就是一个巨大的热核反应堆
D.核泄漏污染物$$\mathrm{^{1 3 7}_{5 5} \, C s}$$能够产生对人体有害的辐射,其核反应方程式为$$\^{1 3 7} \mathrm{C s} \to\stackrel{1 3 7} {5 6} \mathrm{\ B a}+\mathrm{X}$$,式中$${{X}}$$为正电子
6、['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%svg异常
D
A.原子弹或核能发电厂的能源来源就是核聚变
B.轻核聚变已经成为目前人类获得核能的主要方式
C.两个轻核结合成质量较大的核,电荷守恒,质量守恒
D.两个轻核结合成质量较大的核,核子的比结合能增加
7、['核力与结合能', '核裂变与核聚变', '质能方程的理解', '聚变的理解及计算']正确率80.0%共和国勋章获得者于敏先生是一位伟大的核物理学家,在中国氢弹原理突破中解决了一系列基础问题和理论问题。下列有关说法正确的是$${{(}{)}}$$
D
A.裂变比聚变产能效率高
B.核电站、氢弹都是利用了核聚变反应
C.氢弹的研制成功说明热核反应已经可控
D.氘核与氚核结合为氦核的聚变方程是$$^2_{1} H+_{1}^{3} H \to_{2}^{4} H e+_{0}^{1} n$$
8、['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.$$3 2 M e V$$
9、['物理学史、物理常识、研究方法', '核反应', '聚变的理解及计算']正确率80.0%关于近代物理初步,下列说法正确的是$${{(}{)}}$$
D
A.裂变比聚变更难控制
B.卢瑟福发现中子的核反应方程为$$~_{4}^{9} B e+_{2}^{4} H e \to_{6}^{1 2} C+_{0}^{1} n ~$$
C.居里夫妇发现了放射性同位素,同时发现了电子
D.伽马粒子穿透能力强,不容易发现干涉和衍射现象
10、['聚变的理解及计算']正确率60.0%一种常见的核聚变反应是由氢的同位素氘和氚聚合成氦,并释放一个中子.已知氘核质量为$$2. 0 1 3 6 \mathrm{u},$$氚核质量为$$3. 0 1 6 0 \mathrm{u},$$氦核质量为$$4. 0 0 2 6 \mathrm{u},$$中子质量为$$1. 0 0 8 7 \mathrm{u}, ~ \mathrm{1 u}$$相当于$${{9}{3}{1}{{M}{e}{V}}}$$.若建一座功率为$$3. 0 \times1 0^{5} \, \mathrm{k W}$$的核聚变电站,假设聚变所产生能量的$${{5}{0}{%}}$$转变为电能,则每年消耗的氘的质量约为$${{(}{1}}$$年按$$3. 2 \times1 0^{7} \mathrm{s}$$计算$$, ~ 1 \mathrm{M e V}=1. 6 \times1 0^{-1 3} \, \mathrm{J} )$$()
A
A.$$2 3. 6 \mathrm{k g}$$
B.$$1 1. 7 \mathrm{k g}$$
C.$$3 5. 1 \mathrm{k g}$$
D.$$4 6. 8 \mathrm{k g}$$
1. 解析:
选项A错误,氦闪是恒星内部自然发生的核反应,不是人工转变。选项B计算正确,质量亏损为$$3 \times 4.0026u - 12.0000u = 0.0078u$$,对应能量为$$0.0078u \times 931.5MeV/u = 7.2657MeV$$。选项C正确,质量亏损为$$0.0078u$$。选项D错误,$$^{4}_{2}He$$的比结合能更大,更稳定。因此不正确的是A和D,但题目要求单选,故答案为A。
2. 解析:
核反应方程为$$2_{2}^{3}He \to _{2}^{4}He + 2X$$,根据质量数和电荷数守恒,X为中子($$_{0}^{1}n$$)。选项A错误,属于轻核聚变;选项B错误;选项C错误,聚变需高温;选项D正确。
3. 解析:
原子弹利用核裂变(如铀或钚的链式反应),氢弹利用核聚变(氘氚反应)。选项C正确。
4. 解析:
选项A错误,$$γ$$射线穿透能力最强;选项B错误,天然放射现象说明原子核可分;选项C错误,聚变每个核子释放能量更大;选项D正确,半衰期与化学状态无关。
5. 解析:
选项A错误,卢瑟福通过散射实验发现原子核;选项B错误,$$α$$射线穿透能力弱;选项C正确;选项D错误,X为电子($$_{-1}^{0}e$$)。
6. 解析:
选项A错误,原子弹和核电站利用裂变;选项B错误,目前主要利用裂变;选项C错误,质量不守恒(部分转为能量);选项D正确,比结合能增加释放能量。
7. 解析:
选项A错误,聚变产能效率更高;选项B错误,核电站利用裂变;选项C错误,氢弹不可控;选项D正确,为氘氚聚变方程。
8. 解析:
题目数据缺失,无法解析。
9. 解析:
选项A错误,聚变更难控制;选项B正确,为发现中子的反应;选项C错误,居里夫妇未发现电子;选项D错误,伽马光子易显示波动性。
10. 解析:
每反应释放能量为$$(2.0136u + 3.0160u - 4.0026u - 1.0087u) \times 931.5MeV = 17.6MeV$$。年发电量需$$3.0 \times 10^8W \times 3.2 \times 10^7s = 9.6 \times 10^{15}J$$,对应反应次数为$$9.6 \times 10^{15}J / (17.6MeV \times 1.6 \times 10^{-13}J/MeV \times 0.5) \approx 6.8 \times 10^{27}$$次。氘质量消耗为$$6.8 \times 10^{27} \times 2.0136u \times 1.66 \times 10^{-27}kg/u \approx 23.6kg$$,选项A正确。