题目内容

【题目】“氦-3”是地球上很难得到的清洁、安全和高效的核聚变发电燃料,被科学家们称为“完美能源”。普通水中含有质量约0.0150%的“重水”(普通水H2O的两个氢中的一个被氘核取代),使两个氘核通过反应发生聚变产生“氦-3”,已知氘核的质量是kg,氦-3的质量是kg,中子的质量是kg19g“重水”含有的氘核数目为个,若一天内“烧”掉1L普通水中的所有氘核,则(  )

A.发生聚变反应后比结合能减小

B.聚变反应前后质量守恒但能量不守恒

C.两个氘核聚变后释放的能量约为3.3MeV

D.所有氘核聚变后可获得约14.6kW的平均功率

【答案】CD

【解析】

A.裂变或者聚变都是放出能量,故产物的比结合能比原来的元素比结合能大,故A错误;

B.核反应前后质量不守恒,亏损的质量以能量的形式放出,自然界任何反应前后能量都是守恒的,故B错误;

C.由可得,反应前后放出的能量为

C正确;

D.烧掉1L普通水中所有氘核放出的能量为

故功率为

D正确;

故选CD

练习册系列答案
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【题目】如图甲是一种利用磁场偏转的粒子收集装置原理图。两块磁铁前后平行垂直水平面放置,收集板位于两块磁铁之间,平行于上下底面从高到低依次放置,所有收集板的右端在同一竖直面上,收集板长度从高到低依次变大,因而左端位置不同。已知两磁铁之间的长方体空间内存在水平方向的匀强磁场,磁感应强度为B=0.1T。一个粒子源被固定在其底面上,粒子源竖直向上发射出质量为kg、电荷量绝对值为C、动能不同的粒子,这些粒子进入磁场后,在磁场的作用下运动,并打到右侧的多片收集板上(如图乙中D1D2D3所示)。收集板D1刚好与粒子出射点在同一高度,已知收集板D1D2D3收集的最小粒子动能分别为eVeVeV。粒子击中收集板后有一定比例反射,反射前后粒子速度方向与收集板平面的夹角大小不变,反射速度最大值为撞击前速度的k=06倍。重力及粒子间的相互作用忽略不计。

1)试判断粒子的电性,并写出粒子在磁场中运动的半径r与动能Ek的关系式(用qmB表示);

2)计算D1板左端到粒子源的水平距离s1,并讨论要使得能量在ED1ED2之间的粒子最终全部被D1吸收,D1板至少多长(左端到右端的距离);

3)为了使粒子在撞击收集板反弹后不会碰到其他收集板,D2D3D1竖直距离的最小值分别为多少?并算出此时D2的左端到粒子源的水平距离s2

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