《山东省专用2019_2020学年高中物理第十九章原子核课时跟踪检测二十四核聚变粒子和宇宙含解析新人教版选修3_5.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《山东省专用2019_2020学年高中物理第十九章原子核课时跟踪检测二十四核聚变粒子和宇宙含解析新人教版选修3_5.pdf（3页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、课时跟踪检测（二十四）核聚变 粒子和宇宙课时跟踪检测（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 K0，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
2、的方向射入匀强磁场中， 其轨迹为图中的圆弧虚线， 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 ；
3、 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， 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 15 71 112 64 2 B. H H He 是核聚变反应方程 1 12 13 2 C.UTh He 是核裂变反应方程 23892234904 2 D. He Al P n 是原子核的人工转变方程 4 2271330151 0 解析：选 BD 衰变是在没
4、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转变，A 错； H H He 是两个质量 15 71 12 13 2 较轻的核结合成了质量较重的核，是核聚变反应，B 对；UTh He 是 衰变，裂变必 23892234904 2 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(C2Cl4)溶液的巨桶。 电子中 微子可以将一个
5、氯核转变为一个氩核，其核反应方程式为e Cl Are。已知Cl 核 37173718013717 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 371801 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 MeV C1.33 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(
6、) 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 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
7、 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
8、反应 B这个反应的核反应方程是 H H He2 n 2 13 14 21 0 C辐射出的 光子的能量E(m3m4m1m2)c2 D辐射出的 光子在真空中的波长 h m1m2m3m4c 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mm1m2m3m4， 辐射出的光子的能量E(m1m2 m3m4)c2， C 选 项 错 误 ， 光 子 在 真 空 中 的 频 率 ， 波 长 E h c ch E ，D 选项正确。 ch m1m2m3m4c2 h m1m2m3m4c 9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
9、 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m09.11031 kg，又已知静止质量为m0的粒子，其能量E和发生湮灭前的动量p满足 关系E2c2p2m 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。 2 0 (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。 010 1 (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Eh， 由能量守恒定律有m0c2m0c22h， 即得光子的频率为 Hz1.241020 Hz。 m0c2 h 9.1 1031 3 1082 6.63 1034 答案：(1)e e2 (2)见解析 (3)1.241020 Hz 010 1