2016-2017学年高中物理第十九章原子核7-8粒子和宇宙练习新人教版选修

1、第十九章 原子核7 核聚变8 粒子和宇宙1(多选)关于人们发现的新粒子，下列说法正确的是()A许多粒子都有自己的反粒子B把粒子分为强子、轻子、媒介子的根据是粒子与各种相互作用的关系C质子属于强子D光子属于轻子解析：根据粒子的分类、粒子与反粒子的描述知A、B、C项正确；光子属于媒介子，故D项错误答案：ABC2(多选)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)、magnit(磁)的头两个字母以及katushka(线圈)的第一个字母组成的缩写词根据以上信息，下述判断中可能正确的是()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这种装置同我国秦山、大亚湾核电站所使用核装置的核反应原理相同D这种装置可以控制热核反应速度，使聚变能缓慢而稳定地进行解析：聚变反应原料在装置中发生聚变，放出能量，故A项正确；线圈通电时产生磁场，带电粒子在磁场中受洛伦兹力作用不飞出，故B项正确；核电站的原理是裂变，托尔马克的原理是聚变，故C项错误；该装

2、置使人们可以在实验室控制反应速度，平稳释放核能，故D项正确答案：ABD3一个氘核(H)与一个氚核(H)发生聚变，产生一个中子和一个新核，并出现质量亏损聚变过程中()A吸收能量，生成的新核是HeB放出能量，生成的新核是HeC吸收能量，生成的新核是HeD放出能量，生成的新核是He解析：聚变反应出现质量亏损，一定放出能量，由质量数守恒和电荷数守恒可知，生成的新核是He，选项B正确答案：B4氘核和氚核可发生热核聚变而释放出巨大的能量，该反应方程为：HHHeX，式中X是某种粒子已知：H、H、He和粒子X的质量分别为2.014 1 u、3.016 1 u、4.002 6 u和1.008 7 u；1 u MeV，c是真空中的光速由上述反应方程和数据可知，粒子X是_，该反应释放出的能量为_MeV(结果保留3位有效数字)解析：根据质量数和电荷数守恒可得X是n(中子)核反应中的质量亏损为m2.014 1 u3.016 1 u4.002 6 u1.008 7 u0.018 9 u所以该反应释放出的能量为Emc217.6 MeV.答案：n(或中子)17.61(多选)雷蒙德戴维斯因研究来自太阳的中微子(e)而获

3、得了2002年度诺贝尔物理学奖他探测中微子所用的探测器的主体是一个贮满615吨四氯乙烯(C2Cl4)溶液的巨桶，中微子可以将一个氯核转变为一个氩核，其核反应方程式为eClAre.已知Cl核的质量为36.956 58 u，Ar核的质量为36.956 91 u，e的质量为0.000 55 u，1 u质量对应的能量为931.5 MeV.根据以上信息，可以判断()A中微子不带电B中微子就是中子C.Cl和Ar是同位素D参与上述反应的中微子的最小能量约为0.82 MeV解析：在核反应中，电荷数守恒，质量数守恒，可以判断中微子所带电荷数是零，质量数是零，故A项正确；而中子的质量数是1，故B项错误；同位素是电荷数相等，质量数不等的同种元素，而Cl和Ar是两种不同的元素，故C项错误；由爱因斯坦质能方程得中微子的质量m(0.000 5536.956 9136.956 58)u0.000 88 u，而1 u质量对应的能量为931.5 MeV，所以中微子的最小能量是E931.50.000 88 MeV0.82 MeV，故D项正确答案：AD2(多选)下列说法正确的是()A.7NH6CHe是衰变方程B.HHHe是

4、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解析：核反应类型分四种，核反应方程的特点各有不同，衰变方程的左边只有一个原子核，右边出现或粒子聚变方程的左边是两个轻核反应，右边是中等质量的原子核裂变方程的左边是重核与中子反应，右边是中等质量的原子核人工核转变方程的左边是氦核与常见元素的原子核反应，右边也是常见元素的原子核由此可知B、D两选项正确答案：BD3下面是一核反应方程：HHHeX.用c表示光速，则()AX是质子，核反应放出的能量等于质子质量乘以c2BX是中子，核反应放出的能量等于中子质量乘以c2CX是质子，核反应放出的能量等于氘核与氚核的质量和减去氦核与质子的质量和，再乘以c2DX是中子，核反应放出的能量等于氘核与氚核的质量和减去氦核与中子质量和，再乘以c2解析：由质量数守恒及核电荷数守恒定律可得X为n(中子)，再据质能方程可得核反应放出的能量为反应前后质量亏损与c2的乘积，故D项正确答案：D4关于核聚变，以下说法不正确的是()A与裂变相比轻核聚变辐射极少，更为安全、清洁B世界上已经有利用核聚变能来发电的核电站C要使轻核发生聚变，必须使它们的距离

5、达到1015 m以内，核力才能起作用D地球聚变燃料的储量十分丰富，从海水中可以提炼出大量核聚变所需的氘核解析：与裂变相比，核聚变有下面的几个优势：(1)安全、清洁、辐射少；(2)核燃料储量多；(3)核废料易处理但核聚变发电还没有投入实际运行所以B项是不正确的答案：B5(多选)2006年9月28日，我国最新一代核聚变装置“EAST”在安徽合肥首次发电，显示了“EAST”装置具有良好的整体性能，使等离子体约束时间达1 000 s，温度超过1亿度，标志着我国磁约束核聚变研究进入国际先进水平合肥也成为世界上第一个建成此类全超导非圆截面核聚实验装置并能实际运行的地方核聚变的主要原料是氘，在海水中含量极其丰富，已知氘核的质量为m1，中子质量为m2，He的质量为m3，质子的质量为m4，则下列说法中正确的是()A两个氘核聚变成一个He所产生的另一个粒子是质子B两个氘核聚变成一个He所产生的另一个粒子是中子C两个氘核聚变成一个He所释放的核能为(2m1m3m4)c2D与受控核聚变比较，现行的核反应堆产生的废物具有放射性解析：由核反应方程知2HHeX，X应为中子，释放的核能应为E(2m1m3m2)c2，聚

6、变反应的污染非常小而现实运行的裂变反应的废料具有很强的放射性，故A、C错误，B、D正确答案：BD6太阳因核聚变释放出巨大的能量，同时其质量不断减少太阳每秒钟辐射出的能量约为41026J，根据爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟减少的质量最接近()A1036 kgB1018 kgC1013 kg D109 kg解析：根据爱因斯坦的质能方程得：m kg4.4109kg，D正确答案：D7历史上第一次利用加速器实现的核反应，是用加速后动能为0.5 MeV的质子H轰击静止的X，生成两个动能均为8.9 MeV的He(1 MeV1.61013 J)(1)上述核反应方程为_(2)质量亏损为_kg.解析：(1)HXHeHe或HLiHeHe.(2)mc2E末E初，所以m kg3.11029 kg.答案：(1)HXHeHe或HLiHeHe(2)3.110298假设两个氘核在一直线上相碰发生聚变反应生成氦的同位素和中子，已知氘核的质量是2.013 6 u，中子的质量是1.008 7 u，氦核同位素的质量是3.015 0 u.(1)聚变的核反应方程式是_，在聚变核反应中释放出的能量为_MeV(保留两位有效数字)；(2)若氚核和氦核发生聚变生成锂核，反应方程式为HHeLi，已知各核子比结合能分别为EH1.112 MeV、EHe7.075 MeV、ELi5.603 MeV，试求此核反应过程中释放的核能解析：(1)根据题中条件，可知核反应方程式为：HHHen.核反应过程中的质量亏损：m2mH(mHemn)22.013 6 u(3.015 01.008 7)u3.5103 u.由于1 u的质量与931.5 MeV的能量相对应，所以氘核聚变时放出的能量：E3.5103931.5 MeV3.3 MeV.(2)H和He分解成7个核子所需的能量为：E131.11247.075 MeV31.636 MeV，7个核子结合成Li，释放的能量为：E275.603 MeV39.221 MeV，所以此核反应过程中释放的核能为：EE2E139.221 MeV31.636 MeV7.585 MeV.答案：(1)HHHen3.3(2)7.585 MeV

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