高中物理 第十九章 原子核 7 核聚变 8 粒子和宇宙达标训练 新人教版选修3-5

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1、7核聚变8粒子和宇宙更上一层楼基础·巩固1.下列核反应方程式中，表示核聚变过程的是()A.→+B.+→+C.→+D.→+解析：因为轻核结合成质量较大的核叫聚变，此题关键在一个“聚”字，暗示变化之前应至少有两种核，四个选项中只有B选项符合要求.答案：B2.(经典回放)如下一系列核反应是在恒星内部发生的.p+→→+e++υp+→p+→→+e++υp+→+α其中p为质子，α为α粒子，e+为正电子，υ为一种微子，已知质子的质量为mp=1.672648×10-27kg,α粒子的质量为mα=6.644929×10-27

2、kg,正电子的质量为me=9.11×10-31kg,中微子的质量可忽略不计，真空中的光速c=3.00×108m/s，试计算该系列核反应完成后释放的能量.解析：为求出系列反应后释放的能量，将题中所给的诸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→α+2e++2ν答案：设反应后释放的能量为Q，根据质能关系和能量守恒得4mpc2=mαc2+2mec2+Q代入数值可得Q=3.95×10-12J.3.在某些恒星内，3个α粒子结合成一个核.的质量是12.0000u,的质量是4.0026u,这个

3、反应放出多少能量?解析：先求出反应前后的质量亏损，然后由质能方程求出反应中放出的能量.三个α粒子结合成一个核的质量亏损为Δm=3×mα-mC=3×4.0026u-12.0000u=0.0078u，则放出的能量为ΔE=0.0078×931.5MeV=7.2657MeV.4.两个氘核聚变产生一个中子和一个氦核(氦的同位素).已知氘核质量mD=2.0136u，氦核质量mHe=3.0150u，中子质量mn=1.0087u.(已知1u=1.660566×10-27kg)(1)写出聚变的核反应方程；(2)求该反应中的质

4、量亏损；(3)计算释放出的核能.解析：(1)+→+(2)Δm=2mD-mHe-mn=2×2.0136u-3.0150u-1.0087u=0.0035u(3)E=Δmc2=0.0035×931.5MeV=3.26MeV答案：(1)+→+(2)0.0035(3)3.26MeV综合·应用5.(经典回放)下面是一核反应方程：+→+X，用c表示光速，则()A.X是质子，核反应放出的能量等于质子质量乘以c2B.X是中子，核反应放出的能量等于中子质量乘以c2C.X是质子，核反应放出的能量等于氘核与氘核的质量和减去氦核与质

5、子的质量和，再乘以c2D.X是中子，核反应放出的能量等于氚核的质量和减去氦核与中子的质量和，再乘以c2解析：根据质量数与电荷数守恒，可知X是中子，又由质能方程可知核反应放出的能量：E=(m氘+m氚-m氦-mn)c2，故选D项.答案：D6.目前普遍认为，质子和中子都是由被称为u夸克和d夸克的两类夸克组成.u夸克带电量为e，d夸克带电量为-e，e为基元电荷.下列论断可能正确的是…()A.质子由1个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和2个d夸克组成B.质子由2个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和2个

6、d夸克组成C.质子由1个u夸克和2个d夸克组成，中子由2个u夸克和1个d夸克组成D.质子由2个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和1个d夸克组成解析：题目中给出的信息是u夸克与d夸克的电荷量，故应从质子带一个元电荷，中子不带电荷的角度考虑，分析可知选项B正确.答案：B7.(2005广东)下列说法不正确的是()A.+→+是聚变B.+→++2是裂变C.→+是α衰变D.→+是裂变解析：聚变是把轻核结合成质量较大的核并放出核能的过程；裂变是重核分裂成质量较小的核并放出核能的过程；衰变是原子核放出α、β粒子后，

7、转变为新的原子核的变化.放出α粒子叫做α衰变，放出β粒子叫做β衰变.比较以上四式可知，只有D项是不正确的.它应是β衰变，而不是裂变.答案：D8.新中国成立后，为了打破西方霸权主义的核威胁，巩固我们来之不易的独立主权，无数科技工作者以全世界独一无二的热情及艰苦奋斗的精神投入核武器的研制工作之中.终于在1964年、1967年成功爆炸我国第一颗原子弹和氢弹，下列核反应方程可表示两弹的爆炸原理的是()A.+→+B.+→++10C.→+D.+→+解析：原子弹利用核裂变而氢弹利用核聚变后而获得巨大核能，故B项对应原子弹

8、而D项对应氢弹的爆炸原理，即轻核聚变，A项为人工核转变，C项为核衰变反应，不合要求.答案：BD9.(2006四川理综)某核反应方程为+→+X.已知的质量为2.0136u.的质量为3.018u,的质量为4.0026u,X的质量为1.0087u.则下列说法中正确的是()A.X是质子，该反应释放能量B.X是中子，该反应释放能量C.X是质子，该反应吸收能量D.X是中子，该反应吸收能量解析：由质量数守恒有：X核的核子数：A