1、优质文档优质文档7 核聚变 8 粒子和宇宙一、单项选择题1下列关于原子核聚变的说法不正确的是( A )A任何两个原子核都可以发生聚变B原子核必须在超高温下才能发生聚变C大量的氢原子核聚变时释放出惊人的能量D目前人类还不能有效控制原子核聚变2下列说法不正确的是( D )A. H H He n 是聚变21 3142 10B. U n Xe Sr2 n 是裂变23592 10 1405 9438 10C. U Tn He 是 衰变23892 23490 42D. Na Mg e 是裂变2411 2412 0 1解析：裂变是重核分裂成质量较小的核的过程3正电子是电子的反粒子，它跟普通电子的电量相等，而
2、电性相反，科学家设想在宇宙的某些部分可能存在完全由反粒子构成的物质反物质.1997 年初和年底，欧洲和美国的科学研究机构先后宣布：他们分别制造出 9 个和 7 个反氢原子，这是人类探索反物质的一大进步你推测反氢原子的结构是( B )A由一个带正电荷的质子与一个带负电荷的电子构成B由一个带负电荷的质子与一个带正电荷的电子构成C由一个不带电的中子与一个带负电荷的电子构成D由一个带负电荷的质子与一个带负电荷的电子构成解析：反氢原子的结构应该是反质子与反电子组成，即一个带负电荷的质子与一个带正电荷的电子构成4根据宇宙大爆炸的理论，在宇宙形成之初是“粒子家庭”尽显风采的时期，那么在大爆炸之后最早产生的粒
3、子是( A )A夸克、轻子、胶子等粒子B质子和中子等强子C光子、中微子和电子等轻子D氢核、氘核、氦核等轻核解析：宇宙形成之初产生了夸克、轻子和胶子等粒子，之后经历了质子和中子等强子时代，再之后是自由光子、中微子、电子大量存在的轻子时代，再之后是中子和质子结合成氘核，并形成氦核的核时代，之后电子和质子复合成氢原子，最后形成恒星和星系，因此 A 正确，B、C、D 的产生都在 A 之后，故 B、C、D 错二、双项选择题5下列说法正确的是( BD )A太阳辐射的能量主要来自太阳内部的裂变反应B卢瑟福的 粒子散射实验可以估算原子核的大小C玻尔理论是依据 粒子散射实验分析得出的D氢原子核外电子从半径较小的
4、轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，电势能增大，总能量增大解析：太阳辐射的能源主要来自聚变反应，A 错；玻尔理论是在普朗克的量子论和爱优质文档优质文档因斯坦关于光子的概念下提出的，C 错6(2011 年湛江二模)据报道，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( AC )A “人造太阳”的核反应方程是 H H He n21 3142 10B “人造太阳”的核反应方程是 U n Ba Kr3 n23592 10 14156 9236 10C根据公式 E mc2可知，核燃料的质量相同时，聚变反应释放的能量比
5、裂变反应大得多D根据公式 E mc2可知，核燃料的质量相同时，聚变反应释放的能量与裂变反应释放的能量相同解析：聚变反应比裂变反应平均每个核子放出的能量大 34 倍，质量相同时，核子数更多7下列说法中正确的是( AB )A聚变反应中有质量亏损，所以必向外界放出能量B使核发生聚变反应必须使核之间的距离接近到 1.51015 m，也就是接近到核力能够发生作用的范围内C要使核发生聚变反应，无须克服核力做功D热核反应只有在人工控制下才能发生解析：由质能方程可知 A 正确；轻核结合成质量较大核，必须使轻核间的距离达到能产生核力的范围，才能使它们紧密地结合起来，B 正确、C 错误；热核反应必须在很高的温度下
6、才能发生，不一定要人工控制，D 错误8下列说法正确的是( BD )A. N H C He 是 衰变过程157 1126 42B. H H He 是核聚变反应方程1 21 32C. U Th He 是核裂变反应方程23892 23490 42D. He Al P n 是原子核的人工转变方程42 2713 3015 10解析：A、D 中核反应方程为人工核转变，B 中核反应方程为聚变，C 中核反应方程为衰变方程9下列所述正确的是( CD )A原子是组成物质的不可再分的最小微粒B原子是最大的微粒C原子由原子核和核外电子构成，质子和中子组成了原子核D质子、中子本身也是复合粒子，它们也有着自己的复杂结构解
7、析：原子是由原子核和核外电子组成的，故 A 错；分子是比原子还大的微粒，故 B错三、非选择题10在某些恒星内，三个 粒子结合成一个 C 核从元素周期表中查出 C 的质量126 126和 He 的质量，计算这个反应中放出的能量42解：从元素周期表中查得 C 的质量为 12.000 0 u， He 的质量为 4.002 6 u根据126 42质能方程可以求出这个反应中放出的能量三个 粒子结合成一个 C 核的质量亏损126 m34.002 6 u12.000 0 u0.007 8 u放出的能量 E0.007 8931 MeV7.261 8 MeV.11如下一系列核反应是在恒星内部发生的：p C N，
8、 N Ce ，126 137 137 136p C N，p N O，136 147 147 158O Ne ，p N C，其中 p 为质子， 为 粒子，e 为正电子，158 157 157 126 为一种中微子已知质子的质量为 mp1.672 6481027 kg， 粒子的质量为 m 6.644 9291027 kg，正电子的质量为 me9.1110 31 kg，中微子的质量可忽略不计真空中的光速 c3.0010 8 m/s.试计算该系列核反应完成后释放的能量优质文档优质文档解：为求出系列反应后释放的能量，将题中所给的核反应方程左右两侧分别相加，消去两侧相同的项，系列反应最终等效为 4p 2e
9、 2 设反应后释放的能量为 Q，根据质能关系和能量守恒得4mpc2 m c22 mec2 Q代入数值可得： Q3.9510 12 J.12若已知氘原子的质量为 2.014 1 u，氚原子的质量为 3.016 0 u，氦原子的质量为4.002 6 u，中子的质量为 1.008 7 u，1 u1.6610 27 kg.(1)写出氘和氚聚合的反应方程；(2)试计算这个核反应释放出来的能量解：(1) H H He n21 31 42 10(2)核反应释放出来的能量为 E mc2(2.014 13.016 04.002 61.008 7)1.661027 321016 J2.810 12 J.13太阳放
10、出的大量中微子向地球飞来，但实验测定的数目只有理论的三分之一，后来科学家发现中微子在向地球传播过程中衰变成一个 子和一个 子若在衰变过程中 子的速度方向与中微子原来的方向一致，则 子的运动方向( C )A一定与 子同方向B一定与 子反方向C一定与 子在同一直线上D不一定与 子在同一直线上解析：中微子衰变 子和 子，满足动量守恒， 子的速度方向与中微子原来的方向一致， 子必定也在这条直线上14两个氘核聚变产生一个中子和氦核(氦的同位素)已知氘核的质量 mD2.013 60 u，氦核的质量 mHe3.015 0 u，中子的质量 mn1.008 7 u.(1)写出聚变方程并计算释放的核能；(2)若反
11、应前两个氘核的动能为 0.35 MeV.它们正面对撞发生聚变，且反应后释放的核能全部转化为动能，则产生的氦核和中子的动能各为多大？解：(1)聚变的核反应方程：2 H He n 核反应过程中的质量亏损为21 32 10 m2 mD( mHe mn)0.003 5 u释放的核能为 E0.003 5931 MeV3.26 MeV(2)对撞过程动量守恒，由于反应前两氘核动能相同，其动量等值反向，因此反应前后系统的动量为 0.即 0 mHevHe mnvn，反应前后总能量守恒，得mHev mnv E2 Ek0，12 2He 12 2n解得 He 核动能为 EkHe0.99 MeV，中子的动能为32Ekn2.97 MeV.
