19.7_19.8核聚变粒子和宇宙课后巩固训练新人教版选修3_5.doc

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1、119.7-19.8 核聚变 粒子和宇宙基础达标练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用 光子照射D把参与反应的物质加热到几百万摄氏度以上的高温答案 D解析 用中子轰击是核裂变反应发生的条件，故 A项错误。根据轻核聚变发生的条件可知，发生轻核聚变的方法是把参与反应的物质加热到几百万摄氏度以上的高温，故 B、C两项错误，D 项正确。2我国自行研制了可控热核反应实验装置“超导托卡马克” 。设可控热核实验反应前氘核( H)的质量为 m1，氚核( H)的质量为 m2，反应后氦核( He)的质量为 m3，中子( n)的21 31 42 10质量为 m4。光速为 c。下列说法

2、中不正确的是( )A这种装置中发生的核反应方程式是H H He n21 31 42 10B由核反应过程质量守恒可知 m1 m2 m3 m4C核反应放出的能量等于( m1 m2 m3 m4)c2D这种装置与我国大亚湾核电站所使用核装置的核反应原理不相同答案 B解析 可控热核反应实验装置属于轻核聚变，所以 D正确。核反应方程为H H He n，A 正确。在这个过程中满足爱因斯坦质能方程，即核反应放出的能量等21 31 42 10于( m1 m2 m3 m4)c2，所以 C正确。核反应过程中，有质量亏损，释放能量质量不守恒，B错误，所以不正确的选项为 B。3科学家发现在月球上含有丰富的 He(氦 3

3、)，它是一种高效、清洁、安全的核聚变32燃料，其参与的一种核聚变反应的方程式为 He He2 H He。下列关于 He聚变的表32 32 1 42 32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聚变反应没有质量亏损D目前核电站都采用 He聚变反应发电32答案 B解析 聚变反应是轻核变为较大质量核的反应，发生质量亏损，释放能量；目前核电站采用重核裂变反应，D 错误；选项 B正确，A、C 错误。4(多选)热核反应是一种理想能源的原因是( )A平均每个核子，比重核裂变时释放的能量多B对环境的放射性污染较裂变轻，且较容易处理2C热核反应的原料在地球上储量丰富D热核反应的速度容易

4、控制答案 ABC解析 热核反应速度不易控制，D 错。5关于粒子，下列说法正确的是( )A电子、质子和中子是组成物质的不可再分的最基本的粒子B强子都是带电的粒子C夸克模型是探究三大类粒子结构的理论D夸克模型说明电子电荷不再是电荷的最小单位答案 D解析 由于质子、中子是由不同夸克组成的，它们不是最基本的粒子，A 错误；不同夸克构成强子，有的强子带电，有的强子不带电，故 B错误；夸克模型是研究强子结构的理论，C 错误；不同夸克带电不同，分别为 e和 ，说明电子电荷不再是电荷的最小单23 e3位，D 正确。6加拿大萨德伯里中微子观测站揭示了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

5、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A B C 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。7现在科学家正在设法寻找“反物质” 。所谓“反物质”是由“反粒子”组成的，则反 粒子的符号是( )A. He B. He C. He D. He42 42 4 2 4 2答案 C解析

6、反物质是质量相同，而电荷及其他一些物理性质相反的粒子， 粒子的符号为He，因而反 粒子的质量数为 4，而电荷数为2，符号为 He，A、B、D 错误，C 正确。42 4 28太阳能的产生是由于太阳内部所发生的一系列核反应形成的，其主要的核反应过程可表示为( )A4 H He2 e1 42 01B. N He O H147 42 178 13C. U n Ba Kr3 n23592 10 14456 8936 10D. U Th He23892 23490 42答案 A解析 太阳内部发生的核反应是轻核聚变，是轻核反应生成较大核的过程，A 正确；B是人工核反应的方程，C 是裂变反应方程，D 是衰变反

7、应方程，B、C、D 错误。题组通关练9(1)一个 X核与一个氚核结合成一个氦核时放出一个粒子 Y，由于质量亏损放出的能量为 E，核反应方程是 X H HeY；Y 可以通过释放一个电子而转化为质子。下列31 42说法中不正确的是( )AY 是中子B. U可以俘获 Y发生裂变反应23592CX H HeY 是原子核的人工转变方程31 42D核反应 X H HeY 中亏损的质量为31 42 Ec2(2)在 衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出。中微子的性质十分特别，因此在实验中很难探测。1953 年，莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统，利用中微子与水中 H的核反应，间接地证实了

8、中微子的存在。1中微子与水中的 H发生核反应，产生中子( n)和正电子( e)，即：中微子1 10 01 H n e1 10 01可以判定，中微子的质量数和电荷数分别是_。(填正确答案标号)A0 和 0 B0 和 1 C1 和 0 D1 和 1上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体后，可以转变为两个光子()，即 e e2。已知正电子和电子的质量都为 9.11031 kg，01 0 1反应中产生的每个光子的能量约为_J。正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子，原因是_。试通过分析比较，具有相同动能的中子和电子的物质波波长的大小。答案 (1)C (2)A 8.210 14

9、 动量不守恒 e n解析 (1)由题意，由于 Y可以释放一个电子而转化为质子，即可判断出 Y是一个中子，质量数是 1，电荷数是 0。故 A正确；由于 Y是核反应的过程中释放出的中子，所以 U23592可以俘获 Y发生裂变反应。故 B正确；X 的质量数： m4132；电荷数：n2011；所以 X核是氘核；所以 X H HeY 是轻核的聚变。故 C不正确。根据31 42爱因斯坦质能方程可知，核反应 X H HeY 中亏损的质量等于 。故 D正确。不正确31 42 Ec2的选项为 C。(2)发生核反应前后，质量数和电荷数守恒，据此可知中微子的质量数和电荷数都是0，A 项正确。产生的能量是由于质量亏损

10、。两个电子转变为两个光子之后，静质量变为零，则E mc2，故一个光子的能量为 8.210 14 J。正电子与水中的电子相遇，与电子形成E2几乎静止的整体，故系统总动量为零，故如果只产生一个光子是不可能的，因为此过程遵4循动量守恒定律。物质波的波长为 ，因为动能相同，要比较波长需要将中子和电子的动量用动hp能表示出来，即 p ，因为 mn me，所以 pn pe，故 e n。2mEk10(1)(多选)有下列反应： He Al P n42 2713 3015 10 H H He31 1 42 F H O He19 1 168 42 U n Sr Xe10 n23592 10 9038 13654

11、10关于上面四个核反应方程，下列说法正确的是( )A是人工转变的反应方程式B是聚变的核反应方程式C是 衰变的反应方程式D是裂变的核反应方程式(2)已知氘核质量为 2.0136 u，中子质量为 1.0087 u， He 核的质量为 3.0150 u。两32个速率相等的氘核对心碰撞聚变成 He并放出一个中子，释放的核能也全部转化为机械能。32(质量亏损为 1 u时，释放的能量为 931.5 MeV。除了计算质量亏损外， He的质量可以认32为是中子的 3倍)写出该核反应的反应方程式；该核反应释放的核能是多少？若测得反应后生成中子的动能是 3.12 MeV，则反应前每个氘核的动能是多少 MeV?答案

12、 (1)ABD (2) H H He n21 21 32 103.26 MeV 0.45 MeV解析 (1)根据各种定义可知：是人工转变的反应方程式，A 正确；是聚变的核反应方程式，B 正确；并不是 衰变，而是人工转变，衰变是自发进行的，不需要外界因素的影响，C 错误；是裂变的核反应方程式，D 正确。(2)核反应方程为： H H He n21 21 32 10质量亏损为： m2.01362 u(3.0150 u1.0087 u)0.0035 u，释放的核能为： E mc20.0035931.5 MeV3.26 MeV。设中子和 He核的质量分别为 m1、 m2，速度分别为 v1、 v2。反应前每个氘核的动能32是 E0，反应后中子和 He核动能分别为 E1、 E2，根据动量守恒定律，得 m1v1 m2v20，由32E 得 3， E2 1.04 MeV，p22m E1E2 m2m1 E13由能量的转化和守恒定律，得E1 E22 E0 E， E00.45 MeV。即反应前每个氘核的动能是 0.45 MeV。