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1、2022年高中物理第19章原子核课时跟踪检测三十六核聚变粒子和宇宙新人教版选修一、单项选择题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以内，核力可以发生作用，选项C正确。2太阳内部持续不断地发生着4个质子(H)聚变为1个氦核(He)的热核反应。核反应方程是4HHe2X，这个核反应释放出大量核能。已知质子、氦核、X的质量分别为m1、m2、m3，真空中的光速为c。下列说法中正确的是()A方程中的X表示中子(n)B方程中的X表示电子(e)C这个核反应中质量亏
2、损m4m1m2D这个核反应中释放的核能E(4m1m22m3)c2解析：选D由质量数守恒和电荷数守恒知：X为 e，A、B错误；该反应中质量亏损m4m1m22m3，C错误；Emc2(4m1m22m3)c2，D正确。3我国自行研制了可控热核反应实验装置“超导托卡马克”(俗称“人造太阳”)。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)的质量为m4，光速为c，下列有关说法正确的是()A这种装置中发生的核反应方程式是HHHenB由核反应过程质量守恒可知m1m2m3m4C核反应放出的能量等于(m1m2m3m4)c2D这种装置与我国大亚湾核电站
3、所使用装置的核反应原理相同解析：选A核反应方程为HHHen，选项A正确；反应过程中向外释放能量，故质量有亏损，且释放的能量Emc2(m1m2m3m4)c2，选项B、C错误；可控热核反应原理为核聚变，大亚湾核电站所用核装置反应原理为核裂变，选项D错误。4根据宇宙大爆炸的理论，在宇宙形成之初是“粒子家族”尽显风采的时期，那么在大爆炸之后最早产生的粒子是()A夸克、轻子、胶子等粒子B质子和中子等强子C光子、中微子和电子等轻子D氢核、氘核、氦核等轻核解析：选A宇宙形成之初产生了夸克、轻子和胶子等粒子，之后又经历了质子和中子等强子时代，再之后是自由光子、中微子、电子大量存在的轻子时代，再之后是中子和质子
4、组合成氘核，并形成氦核的核时代，之后电子和质子复合成氢原子，最后形成恒星和星系，B、C、D的产生都在A之后，因此A正确。5为了探究宇宙起源，“阿尔法磁谱仪(AMS)”将在太空中寻找“反物质”，所谓“反物质”是由“反粒子”构成的。“反粒子”与其对应的正粒子具有相同的质量和相同的电荷量，但电荷的符号相反，则反氢原子是()A由1个带正电荷的质子和1个带负荷的电子构成B由1个带负电荷的反质子和1个带正电荷的正电子构成C由1个带负电荷的反质子和1个带负电荷的电子构成D由1个不带电荷的中子和1个带正电荷的正电子构成解析：选B反氢原子由1个带负电荷的反质子和1个带正电荷的正电子构成，故B正确。二、多项选择题
5、6下列关于聚变的说法中，正确的是()A要使聚变产生，必须克服库仑斥力做功B轻核聚变需要几百万开尔文的高温，因此聚变又叫热核反应C原子弹爆炸能产生几百万开尔文的高温，所以氢弹利用原子弹引发热核反应D太阳和许多恒星内部都在激烈地进行着热核反应解析：选ABCD聚变时，要使轻核之间的距离达到1015 m，必须克服库仑斥力做功，选项A正确；原子核必须有足够的动能，才能使它们接近核力能发生作用的范围。实验证明，原子核必须处在几百万开尔文以上的高温才有这样的能量，氢弹是利用原子弹爆炸获得高温引发热核反应的，选项B、C正确；在太阳和许多恒星内部存在着热核反应，选项D正确。7科学家发现月球上含有丰富的He(氦3
6、)。它是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料，其参与的一种核聚变反应的方程式为HeHe2HHe。关于He聚变，下列表述正确的是()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聚变反应会有质量亏损D目前核电站都采用He聚变反应发电解析：选BC聚变反应是将质量较小的轻核聚变成质量较大的核，聚变过程会有质量亏损，要放出大量的能量。目前核电站都采用铀核的裂变反应发电。综上所述，选项B、C正确。8能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之一。下列释放核能的反应方程，表述正确的有()A.HHHen是核聚变反应B.HHHen是衰变C.UnBaKr3n是核裂变反应D.UnXeSr2n是衰变解析：选
7、ACHHHen是核聚变反应，A对，B错；C、D选项中都是核裂变反应，C对，D错。三、非选择题9海水中含有丰富的氘，完全可充当未来的主要能源。两个氘核的核反应为：HH Hen，其中氘核的质量为2.013 6 u，氦核的质量为3.015 0 u，中子的质量为1.008 7 u。(1 u931.5 MeV/c2)求：(1)核反应中释放的核能；(2)在两个氘核以相等的动能0.35 MeV进行对心碰撞，并且核能全部转化为机械能的情况下，求反应中产生的中子和氦核的动能。解析：(1)核反应中的质量亏损m2mHmHemn。由Emc2可知释放的核能E(2mHmHemn)c23.26 MeV。(2)把两个氘核作为一个系统，碰撞过程中系统的动量守恒，由于碰撞前两氘核的动能相等，其动量等大、反向，反应前后系统的总动量为零，即mHevHemnvn0反应前后系统的总能量守恒，即mHevmnvEEkH又因为mHemn31，所以vHevn13由以上各式代入已知数据解得Ekn2.97 MeV，EkHe0.99 MeV。答案：(1)3.26 MeV(2)2.97 MeV0.99 MeV
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