1、- 1 -课时跟踪检测（二十四）核聚变 粒子和宇宙1发生轻核聚变的方法是( )A用中子轰击B保持室温环境，增大压强C把物质加热到几百万开尔文以上的高温D用 光子照射解析：选 C 轻核聚变需要几百万开尔文以上的高温，使核子间的距离达到 1015 m，核力发生作用，发生聚变反应，C 项正确。220 世纪 30 年代以来，人们在对宇宙射线的研究中，陆续发现了一些新的粒子，K 介子和 介子就是科学家在 1947 年发现的。K 介子的衰变方程为 K 0 ，其中 K 介子和 介子带负电，电荷量等于元电荷的电荷量， 0 介子不带电。如图所示，一个 K 介子沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场中，其轨迹为图中的圆弧
2、虚线，K 介子衰变后， 0介子和 介子的轨迹可能是( )解析：选 A 0介子不带电，在磁场中不偏转， 介子带负电，在磁场中洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，再根据动量守恒判定知 A 正确。3多选关于轻核聚变，下列说法正确的是( )A两个轻核聚变为中等质量的原子核时要吸收能量B同样质量的物质发生聚变时放出的能量比同样质量的物质裂变时释放的能量大很多C聚变反应的条件是聚变物质的体积达到临界体积D发生聚变反应时的原子核必须有足够大的动能解析：选 BD 根据比结合能图线可知，聚变后比结合能增加，因此聚变反应中会释放能量，故 A 错误；聚变反应中平均每个核子放出的能量比裂变反应中每个核子放出的能量大34 倍
3、，故 B 正确；裂变反应的条件是裂变物质的体积达到临界体积，而聚变反应时，要使轻核之间的距离达到 1015 m 以内，这需要原子核有很大的动能才可以实现聚变反应，故 C错误，D 正确。4多选下列说法正确的是( )A. N H C He 是 衰变方程157 1 126 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 42- 2 -D. He Al P n 是原子核的人工转变方程42 2713 3015 10解析：选 BD 衰变是在没有粒子轰击的情况下，原子核自发地放出 粒子或 粒子的反应， N 在质子的轰击下发生的核反应属于人工
4、转变，A 错； H H He 是两个质157 1 21 32量较轻的核结合成了质量较重的核，是核聚变反应，B 对； U Th He 是 衰变，23892 23490 42裂变必须形成两个中等质量的核，C 错；用 粒子去轰击原子核，产生新原子核并放出一个粒子，这是原子核的人工转变，D 对。5雷蒙德戴维斯因研究来自太阳的电子中微子( e)而获得了 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 t 四氯乙烯(C 2Cl4)溶液的巨桶。电子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 e Cl Ar e。已知371 3718 0 1Cl 核的质量为 36.95
5、6 58 u， Ar 核的质量为 36.956 91 u， e 的质量为 0.000 55 371 3718 0 1u,1 u 质量对应的能量为 931.5 MeV。根据以上数据，可得参与上述反应的电子中微子的最小能量为( )A0.82 MeV B0.31 MeVC1.33 MeV D0.51 MeV解析：选 A 反应后不释放能量时对应电子中微子的能量最小，为 E(36.956 910.000 5536.956 58)931.5 MeV0.82 MeV，选项 A 正确。6以下说法正确的是( )A最早发现的轻子是电子，最早发现的强子是中子B质子、中子、介子和超子都属于强子C强子、轻子都有内部结构
6、D 子质量比核子质量大， 子不属于轻子解析：选 B 最早发现的强子是质子，最早发现的轻子是电子，故选项 A 错误；强子有内部结构，由夸克组成，轻子没有内部结构，所以 C 错误；质子、中子、介子、超子都属于强子， 子质量比核子质量大，但仍属于轻子，B 正确、D 不正确。7正电子是电子的反粒子，它跟普通电子的电量相等，而电性相反，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( )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
7、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：选 B 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- 3 -个带正电荷的电子构成。8一个氘核和一个氚核经过核反应后生成氦核和中子，同时放出一个 光子。已知氘核、氚核、中子、氦核的质量分别为 m1、 m2、 m3、 m4，普朗克常量为 h，真空中的光速为 c。下列说法正确的是( )A这个核反应是裂变反应B这个反应的核反应方程是 H H He2 n21 31 42 10C辐射出的 光子的能量 E( m3 m4 m1 m2)c2D辐射出的 光子
8、在真空中的波长 h m1 m2 m3 m4 c解析：选 D 一个氘核和一个氚核经过核反应后生成一个氦核和一个中子，这是核聚变反应，A、B 选项错误。核反应的质量亏损 m m1 m2 m3 m4，辐射出的 光子的能量E( m1 m2 m3 m4)c2，C 选项错误， 光子在真空中的频率 ，波长 Eh c chE ，D 选项正确。ch m1 m2 m3 m4 c2 h m1 m2 m3 m4 c9某一年，7 颗人造卫星同时接收到来自远方的中子星发射的 光子，经分析确认，1 个负电子和 1 个正电子发生湮灭时放出 2 个频率相同的 光子。已知负电子、正电子的静止质量 m09.110 31 kg，又已
9、知静止质量为 m0的粒子，其能量 E 和发生湮灭前的动量 p满足关系 E2 c2p2 m c4，式中 c 为光速。若负电子、正电子发生湮灭前的总动量为零。20(1)写出湮灭的核反应方程式；(2)用动量的有关知识说明上述核反应不可能只放出一个光子；(3)计算出 光子的频率。解析：(1)核反应方程式为 e e2。0 1 01(2)若只放出一个光子，说明反应后总动量不为零，而反应前总动量为零，违反动量守恒定律，所以只放出一个光子是不可能的。(3)由于正、负电子湮灭前的总动量为零，光子的能量满足 E h ，由能量守恒定律有 m0c2 m0c22 h ，即得光子的频率为 Hz1.2410 20 Hz。m0c2h 9.110 31 3108 26.6310 34答案：(1) e e2 (2)见解析 (3) 1.2410 20 Hz0 1 01- 4 -
