高中物理 第19章 第7、8节 核聚变 粒子和宇宙同步练习 新人教版选修35.doc

【成才之路】2016高中物理 第19章 第7、8节 核聚变 粒子和宇宙同步练习 新人教版选修3-5基础夯实一、选择题(14题为单选题，5、6题为多选题)1(青州市一中20142015学年高二下学期检测)质子、中子和氘核的质量分别为m1、m2和m3，当一个质子和一个中子结合成氘核时，释放的能量是(c表示真空中的光速)()a(m1m2m3)cb(m1m2m3)cc(m1m2m3)c2d(m1 m2 m3)c2答案：c解析：质量亏损m(m1m2m3)，由emc2可知c选项正确。2(福建师大附中20142015学年高二下学期检测)关于粒子，下列说法中不正确的是()a质子和中子是组成物质的不可再分的最基本的粒子b质子、中子本身也有复杂的结构c质子是带电的强子d夸克模型说明电子电荷不再是电荷的最小单位答案：a解析：质子和中子是由不同夸克组成的，它们不是最基本的粒子，故选项a错误，选项b对；不同的夸克组成强子，有的强子带电，有的强子不带电，质子是最早发现的带正电的强子，故选项c正确；夸克模型是研究强子的理论，不同夸克带的电荷不同，分别为元电荷的或，这说明电子电荷不再是电荷的最小单位，故选项d正确。32010年3月31日欧洲大型强子对撞机实现首次质子束对撞成功。科学家希望以接近光速飞行的质子在发生撞击之后，能模拟宇宙大爆炸的能量，并产生新的粒子，帮助人类理解暗物质、反物质、以及其他超对称现象，从根本上加深了解宇宙本质，揭示宇宙形成之谜。欧洲科研机构宣布他们已经制造出9个反氢原子。请推测反氢原子的结构是()a由1个带正电荷的质子和1个带负电荷的电子构成b由1个带负电荷的反质子和1个带正电荷的正电子构成c由1个带负电荷的反质子和1个带负电荷的电子构成d由1个不带电荷的中子和1个带正电荷的正电子构成答案：b解析：根据反粒子定义，“反粒子”与“正粒子”具有相同的质量，但带有等量的异性电荷。 因此“反氢原子”应该具有与氢原子相同的质量，相反的电荷符号且等量的电荷量。所以反氢原子是由h核和e构成的。42002年，美国科学杂志评出的2001年世界十大科技突破中，有一次是加拿大萨德伯里中微子观测站的结果，该站揭示了中微子失踪的部分中微子在运动过程中转化为一个子和一个子。在上述研究中有以下说法，正确的是()若发现子和中微子的运动方向一致，则子的运动方向与中微子的运动方向一定相反若发现子和中微子的运动方向一致，则子的运动方向与中微子的运动方向可能一致若发现子和中微子的运动方向相反，则子的运动方向与中微子的运动方向一定一致若发现子和中微子的运动方向相反，则子的运动方向与中微子的运动方向可能相反abc.d答案：b解析：中微子在转化为子和子的前后过程中满足动量守恒定律。5下列说法正确的是()a.nhche是衰变方程b.hhhe是核聚变反应方程c.uthhe是核裂变反应方程d.healpn是原子核的人工转变方程答案：bd解析：本题主要考查核反应方程问题，a中方程为人工转变方程，a错。b为核聚变方程，b正确。c为衰变方程，c错。d为原子核的人工转变方程，d正确，正确答案bd。6国家国防科技工业局首次发布“嫦娥三号”月面虹湾局部影像图，如图所示。科学家发现在月球上含有丰富的he(氦3)。它是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料，其参与的一种核聚变反应的方程式为hehe2hhe。关于he聚变下列表述正确的是()a聚变反应不会释放能量b聚变反应产生了新的原子核c聚变反应会有质量亏损d目前核电站都采用he聚变反应发电答案：bc解析：聚变反应是将质量较小的轻核聚变成质量较大的核，聚变过程会有质量亏损，要放出大量的能量。但目前核电站都采用铀核的裂变反应。综上所述，选项bc正确。二、非选择题7产生聚变的条件是_，我们往往采用_的方法来满足上述条件，这种反应叫做_，太阳每秒钟辐射出来的能量约为3.81026j，就是从_反应中产生的，太阳内部时刻进行着4个质子结合成一个氦核的反应，试写出核反应方程_。答案：使轻核之间的距离减小到1015m把它们的温度加热到很高热核反应热核4hhe2e8(湛江市20132014学年高二下学期期末)把氢核聚变反应简化为4个氢核(h)聚变成氦核(he)，同时放出2个正电子(e)和2个中微子(0)，已知质子质量mp1.0073u，氦核质量m4.0015u，电子质量me0.00055u，原子质量单位：1u1.6605661027kg，真空中光速c3.0108m/s。(1)写出该氢核聚变反应的方程；(2)计算一次核反应释放多少焦耳的能量。答案：(1)4hhe2e20(2)41012j解析：(1)聚变反应方程为：4hhe2e20质量亏损为：m4mpm2me释放的能量为emc241012j能力提升一、选择题(13题为单选题，46题为多选题)1如图所示，托卡马克(tokamak)是研究受控核聚变的一种装置，这个词是toroidal(环形的)、kamera(真空室)、magnet(磁)的头两个字母以及kotushka(线圈)的第一个字母组成的缩写词。根据以上信息，下列判断中错误的是()a这种装置的核反应原理是轻核的聚变，同时释放出大量的能量和太阳发光的原理类似b线圈的作用是通电产生磁场使带电粒子在磁场中旋转而不溢出c这种装置是科学家设想的其中一种方案d该装置是利用聚变物质的惯性进行约束答案：d解析：聚变反应原料在装置中发生聚变，放出能量，故a对；线圈通电时产生磁场，带电粒子在磁场中受洛伦兹力作用旋转而不溢出，故b对，该装置是科学家设想的其中一种方案是磁约束装置，另一种方案是利用聚变物质的惯性进行约束，故c对d错。2一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同时辐射一个光子。已知质子、中子、氘核的质量分别为m1、m2、m3，普朗克常量为h，真空中的光速为c。下列说法正确的是()a核反应方程是hnhb聚变反应中的质量亏损mm1m2m3c辐射出的光子的能量e(m3m1m2)c2d光子的波长答案：b解析：hnh，选项a错误；由题可知，该反应的质量亏损为mm1m2m3，选项b正确；根据爱因斯坦的质能方程emc2得，该反应辐射出的光子的能量为e(m1m2m3)c2，选项c错误；由ehh得，选项d错误。3.k介子衰变的方程为：k0，其中k介子介子带负的基本电荷，0介子不带电。一个k介子沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场中，其轨迹为圆弧ap，衰变后产生的介子的轨迹为圆弧pb，两轨迹在p点相切如图所示，它们的半径rk与r之比为 21，0介子的轨迹未画出，由此可知的动量大小与0的动量大小之比为()a11b12c13d16答案：c解析：由带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动规律知：轨道半径rp所以即ppk又由动量守恒定律pkp0p得p0pkppk所以4已知介子、介子都是由一个夸克(夸克u或夸克d)和一个反夸克(反夸克或反夸克)组成的，它们带电量如下表所示，表中e为元电荷。 ud带电量eeeeee下列说法正确的是()a由u和组成b由d和组成c由u和组成d由d和组成答案：ad解析：根据题目所给图表可以知道各种粒子的带电量，由电荷守恒定律可得a、d正确，b、c错误。5在某些恒星内，3个粒子结合成一个c，c原子的质量是12.000 0u，he原子的质量是4.002 6u，已知1u1.661027kg，则()a反应过程中的质量亏损是m0.007 8ub反应过程中的质量亏损是m1.291029kgc反应过程中放出的能量是7.266mevd反应过程中放出的能量是1.161019j答案：abc解析：其反应方程是3hec。其质量亏损为m(34.002612.0000)u0.0078u，a项对；m0.00781.661027kg1.291029kg，b项对；e0.0078931.5mev7.266mev，c项对；e7.2661061.61019j1.161012j，d项错。6据新华社报道，由我国自行设计、研制的世界第一套全超导核聚变实验装置(又称“人造太阳”)已完成了首次工程调试。下列关于“人造太阳”的说法正确的是()a“人造太阳”的核反应方程是hhhenb“人造太阳”的核反应方程是unbakr3nc“人造太阳”释放的能量大小的计算公式是emc2d“人造太阳”核能大小的计算公式是emc2答案：ac解析：“人造太阳”是全超导核聚变实验装置，核反应是轻核聚变而不是重核裂变，故选项a正确，选项b错误。核能大小的计算根据爱因斯坦的质能方程，故选项c正确，选项d错误。二、非选择题7.如下一系列核反应是在恒星内部发生的。pcnncepcnpnoonepnc其中p为质子，为粒子，e为正电子，为中微子，已知质子的质量为mp1.672 6481027kg，粒子的质量为m6.644 9291027kg, 正电子的质量为