题目内容
(2009?上海模拟)使两个氘核发生聚变,必须使它们之间的距离接近到r0,接近到核力能够发生作用的范围.温度很高时,由氘原子构成的物质将变为等离子体,已知等离子体热运动的平均动能为Ek=
k1T,式中k1为波尔兹曼常量,T为热力学温度,两个氘核之间的电势能为Ep=k
,k为静电力常量,r为核之间的距离,则使氘核发生聚变的温度至少应为( )
3 |
2 |
e2 |
r |
分析:轻核聚变是把轻核结合成质量较大的核,释放出核能的反应称聚变反应,又称为热核反应.它需要极大的压强和极高的温度.原因是自持的核聚变反应必须在极高的压力和温度下进行.
能够使氘核接近到r0,也就是能让氘核从无穷远(普通的气体分子间距极大,基本无库仑作用,可认为是无穷远,此时电势能为0)移至r0,这一阶段电场力做负功,由动能定理求解.
能够使氘核接近到r0,也就是能让氘核从无穷远(普通的气体分子间距极大,基本无库仑作用,可认为是无穷远,此时电势能为0)移至r0,这一阶段电场力做负功,由动能定理求解.
解答:解:能够使氘核接近到r0,也就是能让氘核从无穷远(普通的气体分子间距极大,基本无库伦作用,可认为是无穷远,此时电势能为0)移至r0,这一阶段电场力做负功,
由动能定理△Ek=W电=△Ep,
△Ep=
-0=
而最小最小当氘核接近r0时动能为0,而这里的两个氘核都有动能因此
2Ek-0=△Ek=△Ep=
2×
k1T=
则T=
.故B正确,A、C、D错误.
故选B.
由动能定理△Ek=W电=△Ep,
△Ep=
ke2 |
r0 |
ke2 |
r0 |
而最小最小当氘核接近r0时动能为0,而这里的两个氘核都有动能因此
2Ek-0=△Ek=△Ep=
ke2 |
r0 |
2×
3 |
2 |
ke2 |
r0 |
则T=
ke2 |
3k1r0 |
故选B.
点评:本题考查学生对题目条件和核聚变内容的理解情况,难度较大.只要对近代原子物理有所了解即可,需要深入理解的东西不是太多.所以要多读教材,适量做些中低档题目即可.
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