2025人教高中物理同步講義練習(xí)選擇性必修三5.4核裂變與核聚變（含答案）

2025人教高中物理同步講義練習(xí)選擇性必修三5.4核裂變與核聚變（含答案）5.4核裂變與核聚變知識(shí)點(diǎn)一、核裂變的發(fā)現(xiàn)1．核裂變：鈾核在被轟擊后分裂成兩塊質(zhì)量差不多的碎塊，這類核反應(yīng)定名為核裂變．2．鈾核裂變用中子轟擊鈾核時(shí)，鈾核發(fā)生裂變，其產(chǎn)物是多種多樣的，其中一種典型的反應(yīng)是eq\o\al(235,

92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,

56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋eq\o\al(1,0).3．鏈?zhǔn)椒磻?yīng)中子轟擊重核發(fā)生裂變后，裂變釋放的中子繼續(xù)與其他重核發(fā)生反應(yīng)，引起新的核裂變，使核裂變反應(yīng)一代接一代繼續(xù)下去，這樣的過(guò)程叫作核裂變的反應(yīng)．4．臨界體積和臨界質(zhì)量：核裂變物質(zhì)能夠發(fā)生反應(yīng)的體積叫作它的臨界體積，相應(yīng)的質(zhì)量叫作臨界質(zhì)量．知識(shí)點(diǎn)二、反應(yīng)堆與核電站1．核電站：利用核能發(fā)電，它的核心設(shè)施是，它主要由以下幾部分組成：(1)燃料：．(2)慢化劑：、和普通水(也叫輕水)．(3)控制棒：為了調(diào)節(jié)中子數(shù)目以控制反應(yīng)速度，還需要在鈾棒之間插進(jìn)一些鎘棒，它吸收的能力很強(qiáng)，當(dāng)反應(yīng)過(guò)于激烈時(shí)，將鎘棒插入一些，讓它多吸收一些，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度就會(huì)慢一些，這種鎘棒叫作．2．工作原理核燃料發(fā)生釋放的能量使反應(yīng)區(qū)溫度升高，水或液態(tài)的金屬鈉等流體在反應(yīng)堆內(nèi)外，把反應(yīng)堆內(nèi)的傳輸出去，用于，同時(shí)也使反應(yīng)堆冷卻．3．核污染的處理在反應(yīng)堆的外面需要修建很厚的，用來(lái)屏蔽裂變產(chǎn)物放出的各種射線．核廢料具有很強(qiáng)的，需要裝入特制的容器，．核電站的主要部件及作用組成部分材料作用裂變材料(核燃料)濃縮鈾提供核燃料減速劑(慢化劑)石墨、重水或普通水(也叫輕水)使裂變產(chǎn)生的快中子減速控制棒鎘棒吸收中子，控制反應(yīng)速度熱交換器水或液態(tài)的金屬鈉傳輸熱量防護(hù)層厚水泥層防止放射線泄露，對(duì)人體及其他生物體造成傷害知識(shí)點(diǎn)三、核聚變1．定義：兩個(gè)結(jié)合成質(zhì)量較大的核，這樣的核反應(yīng)叫作核聚變．2．核反應(yīng)方程：eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n＋17.6MeV.3．條件：使輕核的距離達(dá)到m以內(nèi)．方法：加熱到很高的．4．宇宙中的核聚變：太陽(yáng)能是太陽(yáng)內(nèi)部的氫核成氦核釋放的能．5．人工熱核反應(yīng)：彈．首先由化學(xué)炸藥引爆彈，再由彈爆炸產(chǎn)生的高溫高壓引發(fā)熱核爆炸．6．核聚變與核裂變的比較(1)優(yōu)點(diǎn)：①輕核聚變產(chǎn)能；②地球上核聚變?nèi)剂想碗暗膬?chǔ)量；③輕核聚變更為安全、清潔．(2)缺點(diǎn)：核聚變需要的溫度太，地球上沒(méi)有任何容器能夠經(jīng)受如此高的溫度．解決方案：約束和約束．重核裂變與輕核聚變的區(qū)別重核裂變輕核聚變放能原理重核分裂成兩個(gè)或多個(gè)中等質(zhì)量的原子核，放出核能兩個(gè)輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的原子核，放出核能放能多少聚變反應(yīng)比裂變反應(yīng)平均每個(gè)核子放出的能量要大3～4倍關(guān)于鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，下列說(shuō)法正確的是（）A．只要有中子打入鈾塊，一定能發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng) B．只要是純鈾235，一定能發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng) C．只要時(shí)間足夠長(zhǎng)，就可以發(fā)生鏈?zhǔn)桨l(fā)應(yīng) D．鈾塊體積超過(guò)臨界體積時(shí)，一旦中子進(jìn)入就可以引發(fā)鈾核的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)原子核反應(yīng)有廣泛的應(yīng)用，如用于核電站等，在下列反應(yīng)中，屬于核裂變反應(yīng)的是（）A．510B+01n→B．92238U→90234C．714N+24He→D．92235U+01n→關(guān)于核電站的核反應(yīng)堆，下列說(shuō)法正確的是（）A．利用熱中子是因?yàn)闊嶂凶拥乃俣瓤?，增加反?yīng)速度 B．在鈾棒的周圍放重水或普通水的目的是冷卻反應(yīng)堆 C．控制棒通過(guò)減速中子達(dá)到控制反應(yīng)速度的目的 D．若核反應(yīng)劇烈，可將控制棒插入深一些，減慢反應(yīng)速度如圖所示的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)中，重核裂變時(shí)放出的可以使裂變不斷進(jìn)行下去的粒子是（）A．中子 B．質(zhì)子 C．α粒子 D．β粒子（2023春?河南期末）核電站就是利用一座或若干座動(dòng)力反應(yīng)堆所產(chǎn)生的熱能來(lái)發(fā)電或發(fā)電兼供熱的動(dòng)力設(shè)施。反應(yīng)堆是核電站的關(guān)鍵設(shè)備，鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)就在其中進(jìn)行。以下反應(yīng)屬于核裂變的是（）A．15B．92C．92D．大科學(xué)工程“人造太陽(yáng)”主要是將氘核聚變反應(yīng)釋放的能量用來(lái)發(fā)電，氘核聚變反應(yīng)方程是：12H+12H→23He+A．3.7MeV B．3.3MeV C．2.7MeV D．0.93MeV我國(guó)自主研發(fā)的世界首座具有第四代核電特征的核電站——華能石島灣高溫氣冷堆核電站，位于山東省威海市榮成石島灣．第四代核電站強(qiáng)化了防止核擴(kuò)散等方面的要求，目前處在原型堆技術(shù)研發(fā)階段．核電站使用的核燃料有一種典型的鈾核裂變方程是92235U+01n→56144Ba+x1Kr+301n，已知92235U質(zhì)量為mA．反應(yīng)方程中x＝36，y＝87 B．該鈾核裂變方程可簡(jiǎn)化為92235U→56144Ba+C．一次該核反應(yīng)釋放的能量為（m1﹣2m2﹣m3﹣m4）c2 D．只有當(dāng)鈾塊的體積足夠小時(shí)才能發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（多選）關(guān)于重核的裂變，以下說(shuō)法正確的是（）A．核裂變釋放的能量等于它俘獲中子時(shí)得到的能量 B．中子從鈾塊中通過(guò)時(shí)，一定發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng) C．重核裂變釋放出大量能量，產(chǎn)生明顯的質(zhì)量虧損，但核子數(shù)不變 D．重核裂變?yōu)橹械荣|(zhì)量的核時(shí)有質(zhì)量虧損，放出核能（多選）用中子轟擊92235U原子核，發(fā)生一種可能的裂變反應(yīng)，其裂變方程為92235U+A．X原子核中含有84個(gè)中子 B．反應(yīng)生成物的總結(jié)合能比92235C．X原子核中核子的平均質(zhì)量比92235D．X原子核中核子的比結(jié)合能比92核聚變能是一種具有經(jīng)濟(jì)性能好、安全可靠、無(wú)環(huán)境污染等優(yōu)勢(shì)的新能源．近年來(lái)，受控核聚變的科學(xué)可行性已得到驗(yàn)證，目前正在突破關(guān)鍵技術(shù)，最終將建成商用核聚變電站．一種常見(jiàn)的核聚變反應(yīng)是由氫的同位素氘（又叫重氫）和氚（又叫超重氫）聚合成氦，并釋放一個(gè)中子．若已知氘原子的質(zhì)量為2.0141u，氚原子的質(zhì)量為3.0160u，氦原子的質(zhì)量為4.0026u，中子的質(zhì)量為1.0087u，1u＝1.66×10﹣27kg．（1）寫出氘和氚聚合的反應(yīng)方程．（2）試計(jì)算這個(gè)核反應(yīng)釋放出來(lái)的能量．（3）若有1kg的氘核全部聚變，則釋放出多少M(fèi)eV的能量？以下說(shuō)法正確的是（）A．聚變是裂變的逆反應(yīng) B．如果裂變釋放能量，則聚變反應(yīng)必定吸收能量 C．聚變必須將反應(yīng)物加熱至數(shù)百萬(wàn)開爾文以上的高溫，顯然是吸收能量 D．裂變與聚變均可釋放巨大的能量（2022?武功縣一模）一個(gè)92235U原子核在中子的轟擊下發(fā)生一種可能的裂變反應(yīng)，其裂變方程為92235U+A．X原子核中含有86個(gè)中子 B．X原子核中含有141個(gè)核子 C．因?yàn)榱炎儠r(shí)釋放能量，根據(jù)E＝mc2，所以裂變后的總質(zhì)量數(shù)增加 D．因?yàn)榱炎儠r(shí)釋放能量，出現(xiàn)質(zhì)量虧損，所以生成物的總質(zhì)量數(shù)減少（2023春?和平區(qū)期末）在下列描述核反應(yīng)的方程中，屬于α衰變的是；屬于裂變的是（填寫序號(hào)）。①12H+13H②24He+714N③92238U→90④01n+92235U→34（多選）鈾核裂變時(shí)，對(duì)于產(chǎn)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的重要因素，下列說(shuō)法中正確的是（）A．鈾塊的質(zhì)量是重要因素，與體積無(wú)關(guān) B．裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是直接利用裂變時(shí)產(chǎn)生的中子 C．若鈾235的體積超過(guò)它的臨界體積，裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)就能夠發(fā)生 D．以上說(shuō)法都不對(duì)（多選）關(guān)于核反應(yīng)堆，下列說(shuō)法正確的是（）A．鈾棒是核燃料，裂變時(shí)釋放核能 B．鎘棒的作用是控制反應(yīng)堆的功率 C．鈾棒的作用是控制反應(yīng)堆的功率 D．石墨的作用是吸收中子 E．冷卻劑的作用是控制反應(yīng)堆的溫度和輸出內(nèi)能（多選）（2023?浙江模擬）核能的利用可以減少碳排放，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展和氣候變化目標(biāo)。近日，美國(guó)能源部稱，其核聚變“國(guó)家點(diǎn)燃實(shí)驗(yàn)設(shè)施”向目標(biāo)輸入了2.05兆焦的能量，產(chǎn)生了3.15兆焦的聚變能量輸出。下列說(shuō)法正確的是（）A．該核反應(yīng)的方程可能是92235U+01n→56144B．該核反應(yīng)需要極高的溫度 C．我國(guó)的大亞灣核電站利用了核聚變產(chǎn)生的能量 D．產(chǎn)生3.15兆焦的能量需要3.5×10﹣11kg的質(zhì)量虧損（2023?福州模擬）2022年，中國(guó)新一代“人造太陽(yáng)”科學(xué)研究取得突破性進(jìn)展，HL﹣2M等離子體電流突破100萬(wàn)安培，創(chuàng)造了我國(guó)可控核聚變裝置運(yùn)行新紀(jì)錄。其中，氫核聚變的核反應(yīng)方程為12H+13H→24He+X，則X為，已知：12H質(zhì)量為m1，13H質(zhì)量為m2，24He質(zhì)量為m3，X的質(zhì)量為m4現(xiàn)在的核電站比較廣泛采用的核反應(yīng)之一是：92235U+01n→60（1）核反應(yīng)方程中的v是反中微子，它不帶電，質(zhì)量數(shù)為零，試確定生成物鋯（Zr）的電荷數(shù)與質(zhì)量數(shù)。（2）已知鈾（U）核的質(zhì)量為235.0439u，中子質(zhì)量為1.0087u，釹（Nd）核質(zhì)量為142.9098u，鋯核質(zhì)量為89.9047u；又知1u＝1.6606×10﹣27kg．試計(jì)算1kg鈾235大約能產(chǎn)生的能量是多少？一個(gè)中子轟擊鈾核（92235U）可裂變生成鋇（56141Ba）和氪（3692Kr）．已知（1）寫出鈾裂變反應(yīng)方程；（2）算出該核反應(yīng)過(guò)程中釋放的核能；（3）計(jì)算235g的235U裂變時(shí)放出的能量．（NA＝6.02×1023mol﹣1）5.4核裂變與核聚變知識(shí)點(diǎn)一、核裂變的發(fā)現(xiàn)1．核裂變：鈾核在被中子轟擊后分裂成兩塊質(zhì)量差不多的碎塊，這類核反應(yīng)定名為核裂變．2．鈾核裂變用中子轟擊鈾核時(shí)，鈾核發(fā)生裂變，其產(chǎn)物是多種多樣的，其中一種典型的反應(yīng)是eq\o\al(235,

92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,

56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)n.3．鏈?zhǔn)椒磻?yīng)中子轟擊重核發(fā)生裂變后，裂變釋放的中子繼續(xù)與其他重核發(fā)生反應(yīng)，引起新的核裂變，使核裂變反應(yīng)一代接一代繼續(xù)下去，這樣的過(guò)程叫作核裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)．4．臨界體積和臨界質(zhì)量：核裂變物質(zhì)能夠發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的最小體積叫作它的臨界體積，相應(yīng)的質(zhì)量叫作臨界質(zhì)量．知識(shí)點(diǎn)二、反應(yīng)堆與核電站1．核電站：利用核能發(fā)電，它的核心設(shè)施是反應(yīng)堆，它主要由以下幾部分組成：(1)燃料：鈾棒．(2)慢化劑：石墨、重水和普通水(也叫輕水)．(3)控制棒：為了調(diào)節(jié)中子數(shù)目以控制反應(yīng)速度，還需要在鈾棒之間插進(jìn)一些鎘棒，它吸收中子的能力很強(qiáng)，當(dāng)反應(yīng)過(guò)于激烈時(shí)，將鎘棒插入深一些，讓它多吸收一些中子，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度就會(huì)慢一些，這種鎘棒叫作控制棒．2．工作原理核燃料發(fā)生核裂變釋放的能量使反應(yīng)區(qū)溫度升高，水或液態(tài)的金屬鈉等流體在反應(yīng)堆內(nèi)外循環(huán)流動(dòng)，把反應(yīng)堆內(nèi)的熱量傳輸出去，用于發(fā)電，同時(shí)也使反應(yīng)堆冷卻．3．核污染的處理在反應(yīng)堆的外面需要修建很厚的水泥層，用來(lái)屏蔽裂變產(chǎn)物放出的各種射線．核廢料具有很強(qiáng)的放射性，需要裝入特制的容器，深埋地下．核電站的主要部件及作用組成部分材料作用裂變材料(核燃料)濃縮鈾提供核燃料減速劑(慢化劑)石墨、重水或普通水(也叫輕水)使裂變產(chǎn)生的快中子減速控制棒鎘棒吸收中子，控制反應(yīng)速度熱交換器水或液態(tài)的金屬鈉傳輸熱量防護(hù)層厚水泥層防止放射線泄露，對(duì)人體及其他生物體造成傷害知識(shí)點(diǎn)三、核聚變1．定義：兩個(gè)輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，這樣的核反應(yīng)叫作核聚變．2．核反應(yīng)方程：eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n＋17.6MeV.3．條件：使輕核的距離達(dá)到10－15m以內(nèi)．方法：加熱到很高的溫度．4．宇宙中的核聚變：太陽(yáng)能是太陽(yáng)內(nèi)部的氫核聚變成氦核釋放的核能．5．人工熱核反應(yīng)：氫彈．首先由化學(xué)炸藥引爆原子彈，再由原子彈爆炸產(chǎn)生的高溫高壓引發(fā)熱核爆炸．6．核聚變與核裂變的比較(1)優(yōu)點(diǎn)：①輕核聚變產(chǎn)能效率高；②地球上核聚變?nèi)剂想碗暗膬?chǔ)量豐富；③輕核聚變更為安全、清潔．(2)缺點(diǎn)：核聚變需要的溫度太高，地球上沒(méi)有任何容器能夠經(jīng)受如此高的溫度．解決方案：磁約束和慣性約束．重核裂變與輕核聚變的區(qū)別重核裂變輕核聚變放能原理重核分裂成兩個(gè)或多個(gè)中等質(zhì)量的原子核，放出核能兩個(gè)輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的原子核，放出核能放能多少聚變反應(yīng)比裂變反應(yīng)平均每個(gè)核子放出的能量要大3～4倍關(guān)于鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，下列說(shuō)法正確的是（）A．只要有中子打入鈾塊，一定能發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng) B．只要是純鈾235，一定能發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng) C．只要時(shí)間足夠長(zhǎng)，就可以發(fā)生鏈?zhǔn)桨l(fā)應(yīng) D．鈾塊體積超過(guò)臨界體積時(shí)，一旦中子進(jìn)入就可以引發(fā)鈾核的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)【解答】解：發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的條件：（1）發(fā)生裂變時(shí)物質(zhì)的體積大于等于臨界體積，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的發(fā)生條件需滿足鈾塊的大小足夠大，只有當(dāng)鈾塊足夠大時(shí)，裂變產(chǎn)生的中子才有足夠的概率打中某個(gè)鈾核，使鏈?zhǔn)椒磻?yīng)進(jìn)行下去，即需使鈾塊體積超過(guò)臨界體積，才能發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，（2）有足夠濃度的鈾235，（3）有足夠數(shù)量的慢中子，故D正確，ABC錯(cuò)誤。故選：D。原子核反應(yīng)有廣泛的應(yīng)用，如用于核電站等，在下列反應(yīng)中，屬于核裂變反應(yīng)的是（）A．510B+01n→B．92238U→90234C．714N+24He→D．92235U+01n→【解答】解：A、510B+01B、92238U→90234ThC、714N+24D、92235U+01n→故選：D。關(guān)于核電站的核反應(yīng)堆，下列說(shuō)法正確的是（）A．利用熱中子是因?yàn)闊嶂凶拥乃俣瓤?，增加反?yīng)速度 B．在鈾棒的周圍放重水或普通水的目的是冷卻反應(yīng)堆 C．控制棒通過(guò)減速中子達(dá)到控制反應(yīng)速度的目的 D．若核反應(yīng)劇烈，可將控制棒插入深一些，減慢反應(yīng)速度【解答】解：ABC、因?yàn)楹肆炎儺a(chǎn)生的是速度很大的快中子，中子速度不能太快，否則會(huì)和鈾核擦肩而過(guò)，鈾核不能“捉”住它，不能發(fā)生核裂變，所以必須控制好中子的速度，為了使快中子減速，在鈾棒的周圍放重水或者普通水，目的就是起到使中子冷卻達(dá)到減速的目的，故ABC錯(cuò)誤；D、根據(jù)核反應(yīng)堆，控制棒的作用可知，控制棒插入深一些，讓它吸收多中子，中子數(shù)減少，反應(yīng)速率會(huì)慢一些，故D正確；故選：D。如圖所示的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)中，重核裂變時(shí)放出的可以使裂變不斷進(jìn)行下去的粒子是（）A．中子 B．質(zhì)子 C．α粒子 D．β粒子【解答】解：鏈?zhǔn)椒磻?yīng)中，重核裂變時(shí)放出的可以使裂變不斷進(jìn)行下去的粒子是中子，并且一次裂變可以放出多個(gè)中子，從而發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，故A正確，BCD錯(cuò)誤。故選：A。（2023春?河南期末）核電站就是利用一座或若干座動(dòng)力反應(yīng)堆所產(chǎn)生的熱能來(lái)發(fā)電或發(fā)電兼供熱的動(dòng)力設(shè)施。反應(yīng)堆是核電站的關(guān)鍵設(shè)備，鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)就在其中進(jìn)行。以下反應(yīng)屬于核裂變的是（）A．15B．92C．92D．【解答】解：A、β衰變是指一個(gè)原子核釋放出一個(gè)電子0-1e，此反應(yīng)釋放出電子，所以是B、α衰變是指一個(gè)原子核釋放出一個(gè)α粒子，即42He核，此反應(yīng)釋放出α粒子，所以是C、核裂變是由重的原子核，主要是指鈾核或钚核，分裂成兩個(gè)或多個(gè)質(zhì)量較小的原子核的一種核反應(yīng)形式，此反應(yīng)是核裂變，故C正確；D、此反應(yīng)是α粒子轟擊鋁核生成同位素磷，是原子核的人工轉(zhuǎn)變，故D錯(cuò)誤。故選：C。大科學(xué)工程“人造太陽(yáng)”主要是將氘核聚變反應(yīng)釋放的能量用來(lái)發(fā)電，氘核聚變反應(yīng)方程是：12H+12H→23He+A．3.7MeV B．3.3MeV C．2.7MeV D．0.93MeV【解答】解：因氘核聚變的核反應(yīng)方程為：12H+12核反應(yīng)過(guò)程中的質(zhì)量虧損為Δm＝2mH﹣（mHe+mn）＝0.0035u釋放的核能為ΔE＝Δmc2＝0.0035uc2＝3.3MeV，故B正確，ACD錯(cuò)誤；故選：B。我國(guó)自主研發(fā)的世界首座具有第四代核電特征的核電站——華能石島灣高溫氣冷堆核電站，位于山東省威海市榮成石島灣．第四代核電站強(qiáng)化了防止核擴(kuò)散等方面的要求，目前處在原型堆技術(shù)研發(fā)階段．核電站使用的核燃料有一種典型的鈾核裂變方程是92235U+01n→56144Ba+x1Kr+301n，已知92235U質(zhì)量為mA．反應(yīng)方程中x＝36，y＝87 B．該鈾核裂變方程可簡(jiǎn)化為92235U→56144Ba+C．一次該核反應(yīng)釋放的能量為（m1﹣2m2﹣m3﹣m4）c2 D．只有當(dāng)鈾塊的體積足夠小時(shí)才能發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)【解答】解：A、根據(jù)核反應(yīng)遵循的質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可得x＝（92+0﹣56）＝36，y＝235+1﹣144﹣1×3＝89，故A錯(cuò)誤；B、該鈾核裂變反應(yīng)需要中子與鈾核發(fā)生反應(yīng)才能進(jìn)行，故裂變方程中的中子不能抵消，故B錯(cuò)誤；C、發(fā)生一次該核反應(yīng)虧損的質(zhì)量為Δm＝m1﹣2m2﹣m3﹣m4，釋放的能量為ΔE＝Δmc2＝（m1﹣2m2﹣m3﹣m4）c2，故C正確；D、鈾核裂變，只有當(dāng)鈾塊的體積大于等于其臨界體積時(shí)，才能發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，故D錯(cuò)誤．故選：C。（多選）關(guān)于重核的裂變，以下說(shuō)法正確的是（）A．核裂變釋放的能量等于它俘獲中子時(shí)得到的能量 B．中子從鈾塊中通過(guò)時(shí)，一定發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng) C．重核裂變釋放出大量能量，產(chǎn)生明顯的質(zhì)量虧損，但核子數(shù)不變 D．重核裂變?yōu)橹械荣|(zhì)量的核時(shí)有質(zhì)量虧損，放出核能【解答】解：A、由于裂變的過(guò)程中有質(zhì)量虧損，會(huì)釋放能量，所以裂變時(shí)釋放的能量大于俘獲中子時(shí)得到的能量，故A錯(cuò)誤；B、根據(jù)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的條件可知，鈾塊體積必須達(dá)到臨界體積，有慢中子通過(guò)時(shí)才能發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，故B錯(cuò)誤；C、重核裂變釋放出大量的能量，產(chǎn)生明顯的質(zhì)量虧損，但核子數(shù)不變，故C正確；D、根據(jù)對(duì)原子核的分析可知，重核的比結(jié)合能小于中等質(zhì)量核的比結(jié)合能，所以重核裂變成中等質(zhì)量核時(shí)，要放出核能，有質(zhì)量虧損，故D正確。故選：CD。（多選）用中子轟擊92235U原子核，發(fā)生一種可能的裂變反應(yīng)，其裂變方程為92235U+A．X原子核中含有84個(gè)中子 B．反應(yīng)生成物的總結(jié)合能比92235C．X原子核中核子的平均質(zhì)量比92235D．X原子核中核子的比結(jié)合能比92【解答】解：A、由核反應(yīng)方程的質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知：X原子核中含有92﹣38＝54個(gè)質(zhì)子，235+1﹣94﹣2﹣54＝86個(gè)中子，故A錯(cuò)誤；B、裂變反應(yīng)中，質(zhì)量虧損，釋放核能，說(shuō)明生成的原子核更加穩(wěn)定，即往比結(jié)合能大的方向反應(yīng)，所以反應(yīng)生成物的總結(jié)合能比92C、裂變反應(yīng)中，質(zhì)量虧損，釋放核能，說(shuō)明生成的原子核更加穩(wěn)定，即X原子核中核子的平均質(zhì)量比23592D、23592U裂變的過(guò)程中釋放能量，則23592故選：CD。核聚變能是一種具有經(jīng)濟(jì)性能好、安全可靠、無(wú)環(huán)境污染等優(yōu)勢(shì)的新能源．近年來(lái)，受控核聚變的科學(xué)可行性已得到驗(yàn)證，目前正在突破關(guān)鍵技術(shù)，最終將建成商用核聚變電站．一種常見(jiàn)的核聚變反應(yīng)是由氫的同位素氘（又叫重氫）和氚（又叫超重氫）聚合成氦，并釋放一個(gè)中子．若已知氘原子的質(zhì)量為2.0141u，氚原子的質(zhì)量為3.0160u，氦原子的質(zhì)量為4.0026u，中子的質(zhì)量為1.0087u，1u＝1.66×10﹣27kg．（1）寫出氘和氚聚合的反應(yīng)方程．（2）試計(jì)算這個(gè)核反應(yīng)釋放出來(lái)的能量．（3）若有1kg的氘核全部聚變，則釋放出多少M(fèi)eV的能量？【解答】解：（1）核反應(yīng)過(guò)程質(zhì)量數(shù)與核電荷數(shù)守恒，核反應(yīng)方程式為：12H+13（2）核反應(yīng)過(guò)程的質(zhì)量虧損：Δm＝[（2.0141u+3.0160u）﹣（4.0026u+1.0087u）]＝0.0188u＝3.12×10﹣29kg，核反應(yīng)產(chǎn)生的核能：ΔE＝Δmc2＝2.8×10﹣12J；（3）1kg氘核有原子核數(shù)：N＝1000/2×6.02×1023＝3.01×1026個(gè)全部聚變釋放出能量：E＝N×ΔE＝5.27×1026MeV；以下說(shuō)法正確的是（）A．聚變是裂變的逆反應(yīng) B．如果裂變釋放能量，則聚變反應(yīng)必定吸收能量 C．聚變必須將反應(yīng)物加熱至數(shù)百萬(wàn)開爾文以上的高溫，顯然是吸收能量 D．裂變與聚變均可釋放巨大的能量【解答】解：A、聚變和裂變的反應(yīng)物和生成物完全不同，兩者無(wú)直接關(guān)系，并非互為逆反應(yīng)，故A錯(cuò)誤；BCD、實(shí)現(xiàn)聚變反應(yīng)必須使參加反應(yīng)的輕核充分接近，需要數(shù)百萬(wàn)開爾文的高溫，但聚變反應(yīng)一旦實(shí)現(xiàn)，所釋放的能量遠(yuǎn)大于所吸收的能量，所以聚變反應(yīng)還是釋放能量，裂變與聚變均可釋放巨大的能量，故BC錯(cuò)誤，D正確；故選：D。（2022?武功縣一模）一個(gè)92235U原子核在中子的轟擊下發(fā)生一種可能的裂變反應(yīng)，其裂變方程為92235U+A．X原子核中含有86個(gè)中子 B．X原子核中含有141個(gè)核子 C．因?yàn)榱炎儠r(shí)釋放能量，根據(jù)E＝mc2，所以裂變后的總質(zhì)量數(shù)增加 D．因?yàn)榱炎儠r(shí)釋放能量，出現(xiàn)質(zhì)量虧損，所以生成物的總質(zhì)量數(shù)減少【解答】解：AB、根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒知，X的質(zhì)量數(shù)為140，電荷數(shù)為54，則中子數(shù)為86，核子數(shù)為140，故A正確，B錯(cuò)誤。CD、在裂變的過(guò)程中，有能量釋放，根據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程知，裂變后的總質(zhì)量小于反應(yīng)前的質(zhì)量，但是質(zhì)量數(shù)守恒，故C、D錯(cuò)誤。故選：A。（2023春?和平區(qū)期末）在下列描述核反應(yīng)的方程中，屬于α衰變的是③；屬于裂變的是④（填寫序號(hào)）。①12H+13H②24He+714N③92238U→90④01n+92235U→34【解答】解：α衰變是指原子核釋放出一個(gè)α粒子，即氦核42He，所以屬于α裂變是由較重的原子核，主要是鈾核或钚核，分裂成較輕的原子核的一種核反應(yīng)，所以屬于裂變的是④答：③；④。（多選）鈾核裂變時(shí)，對(duì)于產(chǎn)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的重要因素，下列說(shuō)法中正確的是（）A．鈾塊的質(zhì)量是重要因素，與體積無(wú)關(guān) B．裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是直接利用裂變時(shí)產(chǎn)生的中子 C．若鈾235的體積超過(guò)它的臨界體積，裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)就能夠發(fā)生 D．以上說(shuō)法都不對(duì)【解答】解：鈾235發(fā)生裂變的條件是有中子轟擊，重核裂變時(shí)用中子轟擊重核，產(chǎn)生多個(gè)中子，中子又會(huì)撞擊重核，產(chǎn)生更多的中子，即鈾235發(fā)生裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是直接用裂變時(shí)產(chǎn)生的快中子，產(chǎn)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的條件是中子再生率大于1，因此超過(guò)它的臨界體積，裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)就能夠發(fā)生，故AD錯(cuò)誤，BC正確。故選：BC。（多選）關(guān)于核反應(yīng)堆，下列說(shuō)法正確的是（）A．鈾棒是核燃料，裂變時(shí)釋放核能 B．鎘棒的作用是控制反應(yīng)堆的功率 C．鈾棒的作用是控制反應(yīng)堆的功率 D．石墨的作用是吸收中子 E．冷卻劑的作用是控制反應(yīng)堆的溫度和輸出內(nèi)能【解答】解：A、在核反應(yīng)堆中，鈾棒是核燃料，裂變時(shí)放出能量，故A正確；BC、鎘棒吸收中子的能力很強(qiáng)，作用是調(diào)節(jié)中子數(shù)目以控制反應(yīng)速度，即控制反應(yīng)堆的功率，故B正確，C錯(cuò)誤；D、慢中子最容易引發(fā)鈾核裂變，所以在快中子碰到鈾棒前要進(jìn)行減速，石墨的作用是使中子減速，故D錯(cuò)誤；E、水或液態(tài)金屬鈉等流體在反應(yīng)堆內(nèi)外循環(huán)流動(dòng)，把反應(yīng)堆內(nèi)的熱量傳輸出去，用于發(fā)電，同時(shí)也使反應(yīng)堆冷卻，控制溫度，故E正確。故選：ABE。（多選）（2023?浙江模擬）核能的利用可以減少碳排放，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展和氣候變化目標(biāo)。近日，美國(guó)能源部稱，其核聚變“國(guó)家點(diǎn)燃實(shí)驗(yàn)設(shè)施”向目標(biāo)輸入了2.05兆焦的能量，產(chǎn)生了3.15兆焦的聚變能量輸出。下列說(shuō)法正確的是（）A．該核反應(yīng)的方程可能是92235U+01n→56144B．該核反應(yīng)需要極高的溫度 C．我國(guó)的大亞灣核電站利用了核聚變產(chǎn)生的能量 D．產(chǎn)生3.15兆焦的能量需要3.5×10﹣11kg的質(zhì)量虧損【解答】解：A．92B．核聚變需要極高的溫度，才能使原子核接近到核力作用的范圍，故B正確；C．我國(guó)的大亞灣核電站利用了核裂變產(chǎn)生的能量而非核聚變產(chǎn)生的能量，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)質(zhì)能方程ΔE＝Δmc2可得Δm=ΔE故D正確。故選：BD。（2023?福州模擬）2022年，中國(guó)新一代“人造太陽(yáng)”科學(xué)研究取得突破性進(jìn)展，HL﹣2M等離子體電流突破100萬(wàn)安培，創(chuàng)造了我國(guó)可控核聚變裝置運(yùn)行新紀(jì)錄。其中，氫核聚變的核反應(yīng)方程為12H+13H→24He+X，則X為中子，已知：12H質(zhì)量為m1，13H質(zhì)量為m2，24He質(zhì)量為m3，X的質(zhì)量為m4，光速c，則該核反應(yīng)釋放的核能大小為（m1+m2?m3?m【解答】解：粒子X(jué)的質(zhì)量數(shù)：m＝2+3﹣4＝1核電荷數(shù)：z＝1+1﹣2＝0，所以X是中子根據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程可得核反應(yīng)所釋放核能的表達(dá)式為：（m1+m2?m3?m4）c2故答案為：中子；（m1+m2?m3?m4）c2?，F(xiàn)在的核電站比較廣泛采用的核反應(yīng)之一是：92235U+01n→60（1）核反應(yīng)方程中的v是反中微子，它不帶電，質(zhì)量數(shù)為零，試確定生成物鋯（Zr）的電荷數(shù)與質(zhì)量數(shù)。（2）已知鈾（U）核的質(zhì)量為235.0439u，中子質(zhì)量為1.0087u，釹（Nd）核質(zhì)量為142.9098u，鋯核質(zhì)量為89.9047u；又知1u＝1.6606×10﹣27kg．試計(jì)算1kg鈾235大約能產(chǎn)生的能量是多少？【解答】解：（1）核反應(yīng)過(guò)程中質(zhì)量數(shù)和電荷守恒，則可知鋯的電荷數(shù)Z＝92﹣60+8＝40，質(zhì)量數(shù)A＝236﹣（143+3）＝90，核反應(yīng)方程中應(yīng)用符號(hào)40（2）1kg鈾235的核數(shù)為n=1000235.0439×6.02×1不考慮核反應(yīng)中生成的電子質(zhì)量，一個(gè)鈾核反應(yīng)發(fā)生的質(zhì)量虧損為Δm＝0.212u1kg鈾235完全裂變放出的能量約為E＝nΔmc2＝2.56×1024×0.212×1.6606×10﹣27×（3.0×108）2＝8.12×1013J。一個(gè)中子轟擊鈾核（92235U）可裂變生成鋇（56141Ba）和氪（3692Kr）．已知（1）寫出鈾裂變反應(yīng)方程；（2）算出該核反應(yīng)過(guò)程中釋放的核能；（3）計(jì)算235g的235U裂變時(shí)放出的能量．（NA＝6.02×1023mol﹣1）【解答】解：（1）核反應(yīng)方程為：92235U+（2）根據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程ΔE＝Δmc2可以求出釋放能量為：ΔE＝Δmc2＝0.2153×930MeV＝2×102MeV；（3）235g鈾235的摩爾數(shù)為：n=235235g鈾235個(gè)數(shù)為N＝nNA＝1×6.02×1023個(gè)＝6.02×1023個(gè)；因此235g鈾235完全裂變時(shí)釋放的能量E＝6.02×1023×2.153×102MeV≈1.3×1026MeV。5.5“基本”粒子知識(shí)點(diǎn)一、“基本”粒子1．人們認(rèn)為光子、電子、和中子是組成物質(zhì)的不可再分的最基本的粒子，把它們叫作“基本粒子”．2．隨著科學(xué)的發(fā)展，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)很多新粒子不能看作由質(zhì)子、、電子組成，并發(fā)現(xiàn)、中子等本身也有自己的復(fù)雜的結(jié)構(gòu)．3、發(fā)現(xiàn)新粒子1932年發(fā)現(xiàn)了，1937年發(fā)現(xiàn)了μ子,1947年發(fā)現(xiàn)了K介子和π介子，后來(lái)發(fā)現(xiàn)了超子等．知識(shí)點(diǎn)二、粒子的分類1．強(qiáng)子：是(填“參與”或“不參與”)強(qiáng)相互作用的粒子．和都是強(qiáng)子．2．輕子：(填“參與”或“不參與”)強(qiáng)相互作用．、電子中微子、μ子、μ子中微子以及τ子和τ子中微子都是已發(fā)現(xiàn)的輕子．3．規(guī)范玻色子：是各種相互作用的粒子，如，中間玻色子(W和Z玻色子)、膠子．4．希格斯玻色子：是希格斯場(chǎng)的量子激發(fā)．知識(shí)點(diǎn)三、夸克與粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型1．夸克、夸克模型：1964年，美國(guó)科學(xué)家蓋爾曼等人提出了夸克模型，認(rèn)為強(qiáng)子由更基本的成分組成，這種成分叫作．2．粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型是一整套關(guān)于的理論．其中，、、和是組成物質(zhì)的幾類最基本的粒子．新粒子的發(fā)現(xiàn)及分類1．新粒子的發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)時(shí)間1932年1937年1947年20世紀(jì)60年代后新粒子反粒子μ子K介子與π介子超子基本特點(diǎn)質(zhì)量、壽命、自旋等物理性質(zhì)與對(duì)應(yīng)粒子相同，而電荷等其他性質(zhì)相反比質(zhì)子的質(zhì)量小質(zhì)量介于電子與質(zhì)子之間質(zhì)量比質(zhì)子大2.粒子的分類分類參與的相互作用發(fā)現(xiàn)的粒子備注強(qiáng)子參與強(qiáng)相互作用質(zhì)子、中子等強(qiáng)子有內(nèi)部結(jié)構(gòu)，由“夸克”構(gòu)成輕子不參與強(qiáng)相互作用電子、電子中微子、μ子、μ子中微子、τ子、τ子中微子未發(fā)現(xiàn)內(nèi)部結(jié)構(gòu)規(guī)范玻色子傳遞各種相互作用光子、中間玻色子、膠子等光子傳遞電磁相互作用，中間玻色子傳遞弱相互作用，膠子傳遞強(qiáng)相互作用希格斯玻色子是希格斯場(chǎng)的量子激發(fā)（2023?嘉定區(qū)二模）現(xiàn)在科學(xué)家們正在設(shè)法探尋“反物質(zhì)”，所謂“反物質(zhì)”是由“反粒子”構(gòu)成的，“反粒子”與其對(duì)應(yīng)的正粒子有相同的質(zhì)量和相同的電荷量，但電荷符號(hào)相反。據(jù)此，若有反α粒子，它的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)分別為（）A．﹣4，﹣2 B．4，﹣2 C．﹣4，2 D．4，2太陽(yáng)放出的大量中微子向地球飛來(lái)，但實(shí)驗(yàn)測(cè)定的數(shù)目只有理論的三分之一，后來(lái)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)中微子在向地球傳播的過(guò)程中衰變成一個(gè)μ子和一個(gè)ξ子。若在衰變過(guò)程中μ子的速度方向與中微子的速度方向一致，則ξ子的運(yùn)動(dòng)方向（）A．一定與μ子的方向相同 B．一定與μ子的方向相反 C．一定與μ子在同一直線上 D．不一定與μ子在同一直線上1953年萊尼斯和柯文建造了一個(gè)由大水槽和探測(cè)器組成的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，利用在β衰變中產(chǎn)生的中微子與水中11H的核反應(yīng)，間接證實(shí)了幾乎沒(méi)有質(zhì)量且不帶電的中微子的存在。中微子與水中的11H發(fā)生核反應(yīng)的方程式為：中微子A．-10e B．01n C．1目前普遍認(rèn)為，原子核中的質(zhì)子和中子都是由被稱為u夸克和d夸克的兩類夸克組成的，u夸克帶電荷量為+23eA．質(zhì)子由1個(gè)u夸克和1個(gè)d夸克組成，中子由1個(gè)u夸克和2個(gè)d夸克組成 B．質(zhì)子由2個(gè)u夸克和1個(gè)d夸克組成，中子由1個(gè)u夸克和2個(gè)d夸克組成 C．質(zhì)子由1個(gè)u夸克和2個(gè)d夸克組成，中子由2個(gè)u夸克和1個(gè)d夸克組成 D．質(zhì)子由2個(gè)u夸克和1個(gè)d夸克組成，中子由1個(gè)u夸克和1個(gè)d夸克組成氚核發(fā)生β衰變除了產(chǎn)生β粒子和新核外，還會(huì)產(chǎn)生質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)都是0的反中微子Ve．若氚核在云室中發(fā)生β衰變后，產(chǎn)生的反中微子和β粒子的運(yùn)動(dòng)方向在同一條直線上，設(shè)反中微子的動(dòng)量為P1，β粒子動(dòng)量為P2，則。（）A．上述核反應(yīng)方程為13H+01n→B．β粒子在云室中穿過(guò)會(huì)留下清晰的路徑，此體現(xiàn)了粒子的波動(dòng)性 C．氚核內(nèi)部某個(gè)中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子時(shí)，會(huì)向外發(fā)射β粒子 D．新核的動(dòng)量為P1﹣P2（2022?天津模擬）按照夸克模型，質(zhì)子、中子都是由上夸克和下夸克這兩種夸克組成，上夸克帶電荷量為+23e，下夸克帶電荷量為-1如圖所示，中子內(nèi)有一個(gè)電荷量為+23eA．ker2 B．ke3r2 （多選）按照現(xiàn)代的粒子理論，可以將粒子分為三大類：媒介子、輕子和強(qiáng)子，質(zhì)子和中子屬于強(qiáng)子。強(qiáng)子是由更基本的粒子﹣﹣夸克組成。根據(jù)夸克理論，夸克有6種，它們是上夸克、下夸克、奇夸克、璨夸克、底夸克和頂夸克．它們的帶電量分別為±13e或±2A．上夸克的電荷量為+23e B．下夸克的電荷量為-C．上夸克的電荷量為-23e D．下夸克的電荷量為質(zhì)子和中子是由更基本的粒子即所謂“夸克”組成的．兩個(gè)強(qiáng)作用電荷相反（類似于正負(fù)電荷）的夸克在距離很近時(shí)幾乎沒(méi)有相互作用（稱為“漸近自由”）；在距離較遠(yuǎn)時(shí)，它們之間就會(huì)出現(xiàn)很強(qiáng)的引力（導(dǎo)致所謂“夸克禁閉”）．作為一個(gè)簡(jiǎn)單的模型，設(shè)這樣的兩夸克之間的相互作用力F與它們之間的距離r的關(guān)系為：F=0，0＜r＜r1-F0，r1≤r≤rA．B． C．D．放射性物質(zhì)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，對(duì)放射性的應(yīng)用，下列說(shuō)法不正確的是（）A．放射線能殺傷癌細(xì)胞或阻止癌細(xì)胞分裂，所以人體可以經(jīng)常照射 B．對(duì)放射性的廢料，要裝入特制的容器并埋入深地層進(jìn)行處理 C．射線探傷儀中的放射源必須存放在特制容器里，而不能隨意放置 D．對(duì)可能產(chǎn)生放射性污染的場(chǎng)所或物品進(jìn)行檢測(cè)是很有必要的一個(gè)質(zhì)子由兩個(gè)u夸克和一個(gè)d夸克組成。一個(gè)夸克的質(zhì)量是7.1×10﹣30kg，求兩個(gè)夸克相距1.0×10﹣16m時(shí)的萬(wàn)有引力約為（）已知萬(wàn)有引力常量G＝6.67×10﹣11N?m2/kg2A．3.4×10﹣39N B．3.4×10﹣37N C．3.5×10﹣39N D．3.5×10﹣37N一個(gè)質(zhì)子由兩個(gè)u夸克和一個(gè)d夸克組成。一個(gè)夸克的質(zhì)量是7.1×10﹣30kg，則兩個(gè)夸克相距1.0×10﹣16m時(shí)的萬(wàn)有引力約為（引力常量G＝6.67×10﹣11N．m2/kg2）（）A．3.4×10﹣9N B．1.7×10﹣35N C．3.4×10﹣37N D．4.9×10﹣39N已經(jīng)證實(shí)質(zhì)子、中子都是由上夸克和下夸克的兩種夸克組成的，上夸克帶電為23e，下夸克帶電為-13e，e為電子所帶電荷量的大小，即質(zhì)子所帶電荷量。如果質(zhì)子是由三個(gè)夸克組成的，且各個(gè)夸克之間的距離都為L(zhǎng)，三個(gè)夸克組成等邊三角形。L＝1.5×10﹣15m，靜電力常量K＝9.0×109Nm2/c2①畫出質(zhì)子的三個(gè)夸克的組成圖形，夸克用小圓圈表示，并在每個(gè)夸克旁標(biāo)出該夸克所帶電量；②計(jì)算質(zhì)子內(nèi)每相鄰兩個(gè)夸克之間的靜電力。5.5“基本”粒子知識(shí)點(diǎn)一、“基本”粒子1．人們認(rèn)為光子、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，把它們叫作“基本粒子”．2．隨著科學(xué)的發(fā)展，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)很多新粒子不能看作由質(zhì)子、中子、電子組成，并發(fā)現(xiàn)質(zhì)子、中子等本身也有自己的復(fù)雜的結(jié)構(gòu)．3、發(fā)現(xiàn)新粒子1932年發(fā)現(xiàn)了正電子，1937年發(fā)現(xiàn)了μ子,1947年發(fā)現(xiàn)了K介子和π介子，后來(lái)發(fā)現(xiàn)了超子等．知識(shí)點(diǎn)二、粒子的分類1．強(qiáng)子：是參與(填“參與”或“不參與”)強(qiáng)相互作用的粒子．質(zhì)子和中子都是強(qiáng)子．2．輕子：不參與(填“參與”或“不參與”)強(qiáng)相互作用．電子、電子中微子、μ子、μ子中微子以及τ子和τ子中微子都是已發(fā)現(xiàn)的輕子．3．規(guī)范玻色子：是傳遞各種相互作用的粒子，如光子，中間玻色子(W和Z玻色子)、膠子．4．希格斯玻色子：是希格斯場(chǎng)的量子激發(fā)．知識(shí)點(diǎn)三、夸克與粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型1．夸克、夸克模型：1964年，美國(guó)科學(xué)家蓋爾曼等人提出了夸克模型，認(rèn)為強(qiáng)子由更基本的成分組成，這種成分叫作夸克．2．粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型是一整套關(guān)于粒子的理論．其中，夸克、輕子、規(guī)范玻色子和希格斯玻色子是組成物質(zhì)的幾類最基本的粒子．新粒子的發(fā)現(xiàn)及分類1．新粒子的發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)時(shí)間1932年1937年1947年20世紀(jì)60年代后新粒子反粒子μ子K介子與π介子超子基本特點(diǎn)質(zhì)量、壽命、自旋等物理性質(zhì)與對(duì)應(yīng)粒子相同，而電荷等其他性質(zhì)相反比質(zhì)子的質(zhì)量小質(zhì)量介于電子與質(zhì)子之間質(zhì)量比質(zhì)子大2.粒子的分類分類參與的相互作用發(fā)現(xiàn)的粒子備注強(qiáng)子參與強(qiáng)相互作用質(zhì)子、中子等強(qiáng)子有內(nèi)部結(jié)構(gòu)，由“夸克”構(gòu)成輕子不參與強(qiáng)相互作用電子、電子中微子、μ子、μ子中微子、τ子、τ子中微子未發(fā)現(xiàn)內(nèi)部結(jié)構(gòu)規(guī)范玻色子傳遞各種相互作用光子、中間玻色子、膠子等光子傳遞電磁相互作用，中間玻色子傳遞弱相互作用，膠子傳遞強(qiáng)相互作用希格斯玻色子是希格斯場(chǎng)的量子激發(fā)（2023?嘉定區(qū)二模）現(xiàn)在科學(xué)家們正在設(shè)法探尋“反物質(zhì)”，所謂“反物質(zhì)”是由“反粒子”構(gòu)成的，“反粒子”與其對(duì)應(yīng)的正粒子有相同的質(zhì)量和相同的電荷量，但電荷符號(hào)相反。據(jù)此，若有反α粒子，它的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)分別為（）A．﹣4，﹣2 B．4，﹣2 C．﹣4，2 D．4，2【解答】解：α粒子是質(zhì)量數(shù)為4，帶2個(gè)單位正電荷，所以反α粒子，它的質(zhì)量數(shù)為4，電荷為﹣2，故B正確，ACD錯(cuò)誤。故選：B。太陽(yáng)放出的大量中微子向地球飛來(lái)，但實(shí)驗(yàn)測(cè)定的數(shù)目只有理論的三分之一，后來(lái)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)中微子在向地球傳播的過(guò)程中衰變成一個(gè)μ子和一個(gè)ξ子。若在衰變過(guò)程中μ子的速度方向與中微子的速度方向一致，則ξ子的運(yùn)動(dòng)方向（）A．一定與μ子的方向相同 B．一定與μ子的方向相反 C．一定與μ子在同一直線上 D．不一定與μ子在同一直線上【解答】解：中微子轉(zhuǎn)化為一個(gè)μ子和一個(gè)ξ子過(guò)程中動(dòng)量守恒，已知μ子的運(yùn)動(dòng)方向與中微子原來(lái)的方向一致，由于不知中微子和μ子的動(dòng)量大小，所以只能得出ξ子的運(yùn)動(dòng)方向與中微子方向在同一直線上，可能與中微子同向也可能反向，故C正確、ABD錯(cuò)誤。故選：C。1953年萊尼斯和柯文建造了一個(gè)由大水槽和探測(cè)器組成的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，利用在β衰變中產(chǎn)生的中微子與水中11H的核反應(yīng)，間接證實(shí)了幾乎沒(méi)有質(zhì)量且不帶電的中微子的存在。中微子與水中的11H發(fā)生核反應(yīng)的方程式為：中微子A．-10e B．01n C．1【解答】解：根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒，可知中微子的質(zhì)量數(shù)為：1+0＝1，電荷數(shù)為1+（﹣1）＝0，故10故選：B。目前普遍認(rèn)為，原子核中的質(zhì)子和中子都是由被稱為u夸克和d夸克的兩類夸克組成的，u夸克帶電荷量為+23eA．質(zhì)子由1個(gè)u夸克和1個(gè)d夸克組成，中子由1個(gè)u夸克和2個(gè)d夸克組成 B．質(zhì)子由2個(gè)u夸克和1個(gè)d夸克組成，中子由1個(gè)u夸克和2個(gè)d夸克組成 C．質(zhì)子由1個(gè)u夸克和2個(gè)d夸克組成，中子由2個(gè)u夸克和1個(gè)d夸克組成 D．質(zhì)子由2個(gè)u夸克和1個(gè)d夸克組成，中子由1個(gè)u夸克和1個(gè)d夸克組成【解答】解：由質(zhì)子帶一個(gè)單位正電荷，中子不帶電，設(shè)質(zhì)子中u夸克、d夸克個(gè)數(shù)分別是x、y，x、y取正整數(shù)，則x×23e+解得x＝2、y＝1；設(shè)中子中u夸克d夸克個(gè)數(shù)分別是m、n，m、n取正整數(shù)。m×（23e）+n×（解得m＝1、n＝2，故選：B。氚核發(fā)生β衰變除了產(chǎn)生β粒子和新核外，還會(huì)產(chǎn)生質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)都是0的反中微子Ve．若氚核在云室中發(fā)生β衰變后，產(chǎn)生的反中微子和β粒子的運(yùn)動(dòng)方向在同一條直線上，設(shè)反中微子的動(dòng)量為P1，β粒子動(dòng)量為P2，則。（）A．上述核反應(yīng)方程為13H+01n→B．β粒子在云室中穿過(guò)會(huì)留下清晰的路徑，此體現(xiàn)了粒子的波動(dòng)性 C．氚核內(nèi)部某個(gè)中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子時(shí)，會(huì)向外發(fā)射β粒子 D．新核的動(dòng)量為P1﹣P2【解答】解：A、根據(jù)質(zhì)量數(shù)與質(zhì)子數(shù)守恒，則氚發(fā)生β衰變的衰變方程：13H→B、β粒子在云室中穿過(guò)會(huì)留下清晰的徑跡，體現(xiàn)出實(shí)物粒子的粒子性，故B錯(cuò)誤；C、β衰變中生成的電子是一個(gè)中子轉(zhuǎn)化為一個(gè)質(zhì)子同時(shí)生成一個(gè)電子，這種轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的電子發(fā)射到核外，就是β粒子，故C正確；D、衰變過(guò)程中動(dòng)量守恒，0＝P1+P2+P；所以新核的動(dòng)量大小為P＝﹣P1﹣P2，故D錯(cuò)誤；故選：C。（2022?天津模擬）按照夸克模型，質(zhì)子、中子都是由上夸克和下夸克這兩種夸克組成，上夸克帶電荷量為+23e，下夸克帶電荷量為-1【解答】解：根據(jù)質(zhì)子帶電量為+e，且有三個(gè)夸克組成，所以一個(gè)質(zhì)子內(nèi)部包含兩個(gè)上夸克，一個(gè)下夸克。相鄰兩個(gè)上夸克之間的靜電力為F1＝k(23e)相鄰上夸克和下夸克之間的靜電力F2＝k23e×13答：相鄰兩個(gè)上夸克之間的靜電力為46N；相鄰上夸克和下夸克之間的靜電力為23N。如圖所示，中子內(nèi)有一個(gè)電荷量為+23eA．ker2 B．ke3r2 【解答】解：由點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)決定式可知，B、C處兩個(gè)下夸克在O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小均為E=kQr2，方向夾角120°，合場(chǎng)強(qiáng)沿AO方向，大小為E=kQr2，A處的上夸克在O點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度同樣沿AO方向，大小為13故選：A。（多選）按照