2020-2021學(xué)年高二物理人教版選修3-5課后作業(yè)：第十九章 第7節(jié)、第8節(jié) 核聚變 粒子和宇宙 Word版含解析

1、a組：合格性水平訓(xùn)練1(核聚變)發(fā)生輕核聚變的方法是()a用中子轟擊b保持室溫環(huán)境，增大壓強c用光子照射d把參與反應(yīng)的物質(zhì)加熱到幾百萬攝氏度以上的高溫答案d解析用中子轟擊是核裂變反應(yīng)發(fā)生的條件，故a項錯誤。根據(jù)輕核聚變發(fā)生的條件可知，發(fā)生輕核聚變的方法是把參與反應(yīng)的物質(zhì)加熱到幾百萬攝氏度以上的高溫，故b、c兩項錯誤，d項正確。2(核聚變)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)在月球上含有豐富的he(氦3)，它是一種高效、清潔、安全的核聚變?nèi)剂希鋮⑴c的一種核聚變反應(yīng)的方程式為hehe2hhe。下列關(guān)于he聚變的表述正確的是()a聚變反應(yīng)不會釋放能量b聚變反應(yīng)產(chǎn)生了新的原子核c聚變反應(yīng)沒有質(zhì)量虧損d目前核電站都采用he聚變

2、反應(yīng)發(fā)電答案b解析聚變反應(yīng)是輕核變?yōu)檩^大質(zhì)量核的反應(yīng)，發(fā)生質(zhì)量虧損，釋放能量；目前核電站采用重核裂變反應(yīng)，d錯誤；選項b正確，a、c錯誤。3(受控?zé)岷朔磻?yīng))我國自行研制了可控?zé)岷朔磻?yīng)實驗裝置“超導(dǎo)托卡馬克”。設(shè)可控?zé)岷藢嶒灧磻?yīng)前氘核(h)的質(zhì)量為m1，氚核(h)的質(zhì)量為m2，反應(yīng)后氦核(he)的質(zhì)量為m3，中子(n)的質(zhì)量為m4。光速為c。下列說法中不正確的是()a這種裝置中發(fā)生的核反應(yīng)方程式是hhhenb由核反應(yīng)過程質(zhì)量守恒可知m1m2m3m4c核反應(yīng)放出的能量等于(m1m2m3m4)c2d這種裝置與我國大亞灣核電站所使用核裝置的核反應(yīng)原理不相同答案b解析可控?zé)岷朔磻?yīng)實驗裝置屬于輕核聚變，所

3、以d正確。核反應(yīng)方程為hhhen，a正確。在這個過程中滿足愛因斯坦質(zhì)能方程，即核反應(yīng)放出的能量等于(m1m2m3m4)c2，所以c正確。核反應(yīng)過程中，有質(zhì)量虧損，釋放能量質(zhì)量不守恒，b錯誤，所以不正確的選項為b。4(熱核反應(yīng))(多選)熱核反應(yīng)是一種理想能源的原因是()a平均每個核子，比重核裂變時釋放的能量多b對環(huán)境的放射性污染較裂變輕，且較容易處理c熱核反應(yīng)的原料在地球上儲量豐富d熱核反應(yīng)的速度容易控制答案abc解析熱核反應(yīng)速度不易控制，d錯誤。5(粒子)關(guān)于粒子，下列說法正確的是()a電子、質(zhì)子和中子是組成物質(zhì)的不可再分的最基本的粒子b強子都是帶電的粒子c夸克模型是探究三大類粒子結(jié)構(gòu)的理論d

4、夸克模型說明電子電荷不再是電荷的最小單位答案d解析由于質(zhì)子、中子是由不同夸克組成的，它們不是最基本的粒子，a錯誤；不同夸克構(gòu)成強子，有的強子帶電，有的強子不帶電，故b錯誤；夸克模型是研究強子結(jié)構(gòu)的理論，c錯誤；不同夸克帶電不同，分別為e和，說明電子電荷不再是電荷的最小單位，d正確。6(粒子)加拿大薩德伯里中微子觀測站揭示了失蹤的部分中微子在運動過程中轉(zhuǎn)化為一個子和一個子。在上述研究中有以下說法，正確的是()若發(fā)現(xiàn)子和中微子的運動方向一致，則子的運動方向與中微子的運動方向一定相反若發(fā)現(xiàn)子和中微子的運動方向一致，則子的運動方向與中微子的運動方向可能一致若發(fā)現(xiàn)子和中微子的運動方向相反，則子的運動方向

5、與中微子的運動方向一定一致若發(fā)現(xiàn)子和中微子的運動方向相反，則子的運動方向與中微子的運動方向可能相反a b c d答案b解析中微子在轉(zhuǎn)化為子和子的前后過程中滿足動量守恒定律。7(粒子)現(xiàn)在科學(xué)家正在設(shè)法尋找“反物質(zhì)”。所謂“反物質(zhì)”是由“反粒子”組成的，則反粒子的符號是()a.he b.he c.he d.he答案c解析反物質(zhì)是質(zhì)量相同，而電荷及其他一些物理性質(zhì)相反的粒子，粒子的符號為he，因而反粒子的質(zhì)量數(shù)為4，而電荷數(shù)為2，符號為he，a、b、d錯誤，c正確。8(綜合)(多選)下列方程及其表述都正確的是()a.hehheh是聚變反應(yīng)b.unbakr3n是裂變反應(yīng)c.hhhen是聚變反應(yīng)d.n

6、amge是裂變反應(yīng)答案abc解析選項a、b、c說法均正確；選項d為衰變方程，d錯誤。9(綜合)下列方程中屬于衰變的是()，屬于人工核反應(yīng)的是()，生成原來元素的同位素的是()，放出粒子的是()a.inib.uthhec.pbbied.behe6cn答案bcadac解析首先從方程左端去判斷哪種是衰變，哪種是人工轉(zhuǎn)變，當(dāng)方程左端只有一種元素的原子核時，只能是衰變，故b、c為衰變，a、d為人工轉(zhuǎn)變；而同位素產(chǎn)生，是根據(jù)原子序數(shù)相同而質(zhì)量數(shù)不同來判斷，所以a生成原來元素的同位素；判斷衰變，只需要看清方程右端產(chǎn)生的電子即可，應(yīng)選c。b組：等級性水平訓(xùn)練10(太陽內(nèi)部的核反應(yīng))太陽能的產(chǎn)生是由于太陽內(nèi)部所

7、發(fā)生的一系列核反應(yīng)形成的，其主要的核反應(yīng)過程可表示為()a4hhe2eb.7nhe8ohc.92unbakr3nd.92uthhe答案a解析太陽內(nèi)部發(fā)生的核反應(yīng)是輕核聚變，是輕核反應(yīng)生成較大核的過程，a正確；b是人工核反應(yīng)的方程，c是裂變反應(yīng)方程，d是衰變反應(yīng)方程，b、c、d錯誤。11(綜合)一個x核與一個氚核結(jié)合成一個氦核時放出一個粒子y，由于質(zhì)量虧損放出的能量為e，核反應(yīng)方程是xhhey；y可以通過釋放一個電子而轉(zhuǎn)化為質(zhì)子。下列說法中不正確的是()ay是中子b.u可以俘獲y發(fā)生裂變反應(yīng)cxhhey是原子核的人工轉(zhuǎn)變方程d核反應(yīng)xhhey中虧損的質(zhì)量為答案c解析由題意，由于y可以釋放一個電子

8、而轉(zhuǎn)化為質(zhì)子，即可判斷出y是一個中子，質(zhì)量數(shù)是1，電荷數(shù)是0，故a正確；由于y是核反應(yīng)的過程中釋放出的中子，所以u可以俘獲y發(fā)生裂變反應(yīng)，故b正確；x的質(zhì)量數(shù)：m4132；電荷數(shù)：n2011；所以x核是氘核；所以xhhey是輕核的聚變，故c錯誤；根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程可知，核反應(yīng)xhhey中虧損的質(zhì)量等于，故d正確。不正確的選項為c。12(綜合)(多選)有下列反應(yīng)：healpnhhhe9fh8oheunsrxe10n關(guān)于上面四個核反應(yīng)方程，下列說法正確的是()a是人工轉(zhuǎn)變的反應(yīng)方程式b是聚變的核反應(yīng)方程式c是衰變的反應(yīng)方程式d是裂變的核反應(yīng)方程式答案abd解析根據(jù)各種定義可知：是人工轉(zhuǎn)變的反應(yīng)方

9、程式，a正確；是聚變的核反應(yīng)方程式，b正確；并不是衰變，而是人工轉(zhuǎn)變，衰變是自發(fā)進行的，不需要外界因素的影響，c錯誤；是裂變的核反應(yīng)方程式，d正確。13(綜合)在衰變中常伴有一種稱為“中微子”的粒子放出。中微子的性質(zhì)十分特別，因此在實驗中很難探測。1953年，萊尼斯和柯文建造了一個由大水槽和探測器組成的實驗系統(tǒng)，利用中微子與水中h的核反應(yīng)，間接地證實了中微子的存在。(1)中微子與水中的h發(fā)生核反應(yīng)，產(chǎn)生中子(n)和正電子(e)，即：中微子hne可以判定，中微子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)分別是_。(填正確答案標(biāo)號)a0和0 b0和1 c1和0 d1和1(2)上述核反應(yīng)產(chǎn)生的正電子與水中的電子相遇，與電子形

10、成幾乎靜止的整體后，可以轉(zhuǎn)變?yōu)閮蓚€光子()，即e01e2。已知正電子和電子的質(zhì)量都為9.11031 kg，反應(yīng)中產(chǎn)生的每個光子的能量約為_ j。正電子與電子相遇不可能只轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€光子，原因是_。(3)試通過分析比較，具有相同動能的中子和電子的物質(zhì)波波長的大小。答案(1)a(2)8.21014動量不守恒(3)en解析(1)發(fā)生核反應(yīng)前后，質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，據(jù)此可知中微子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)都是0，a項正確。(2)產(chǎn)生的能量是由于質(zhì)量虧損。兩個電子轉(zhuǎn)變?yōu)閮蓚€光子之后，靜質(zhì)量變?yōu)榱?，則emc2，故一個光子的能量為8.21014 j。正電子與水中的電子相遇，與電子形成幾乎靜止的整體，故系統(tǒng)總動量為零，故

11、如果只產(chǎn)生一個光子是不可能的，因為此過程遵循動量守恒定律。(3)物質(zhì)波的波長為，因為動能相同，要比較波長需要將中子和電子的動量用動能表示出來，即p，因為mnme，所以pnpe，故en。14(綜合)2個質(zhì)子和1個中子結(jié)合可以生成氦3，核反應(yīng)方程為：2hnhe。已知每個質(zhì)子的質(zhì)量為1.007277 u，中子的質(zhì)量為1.008665 u，氦核的質(zhì)量為3.002315 u，試求氦3的結(jié)合能(1 u相當(dāng)于931.5 mev，e1.61019 c)。答案19.4721 mev(或3.11551012 j)解析粒子結(jié)合前后的質(zhì)量虧損為m2mhmnmhe0.020904 u由于1 u相當(dāng)于931.5 mev，

12、則結(jié)合能為e0.020904931.5 mev19.4721 mev3.11551012 j。15(綜合)已知氘核質(zhì)量為2.0136 u，中子質(zhì)量為1.0087 u，he核的質(zhì)量為3.0150 u。兩個速率相等的氘核對心碰撞聚變成 he并放出一個中子，釋放的核能也全部轉(zhuǎn)化為機械能。(質(zhì)量虧損為1 u時，釋放的能量為931.5 mev。除了計算質(zhì)量虧損外，he的質(zhì)量可以認(rèn)為是中子的3倍)(1)寫出該核反應(yīng)的反應(yīng)方程式；(2)該核反應(yīng)釋放的核能是多少？(3)若測得反應(yīng)后生成中子的動能是3.12 mev，則反應(yīng)前每個氘核的動能是多少 mev?答案(1)hhhen(2)3.26 mev(3)0.45 mev解析(1)核反應(yīng)方程為：hhhen。(2)質(zhì)量虧損為：m2.01362 u(3.0150 u1.0087 u)0.0035 u，