2020高中物理第十九章原子核第七節(jié)核聚變第八節(jié)核裂變學(xué)案新人教版選修3-5

1、2019 年第七節(jié)核聚變第八節(jié)粒子和宇宙學(xué)習(xí)目標(biāo)知道聚變反應(yīng)的特點能寫出聚變方程笄計算聚變能量了解可控?zé)岷朔磻?yīng)知道粒子的分類及其作用了解宇宙起源的大爆炸說及恒星的演化知識導(dǎo)圖保W加可絲心:教材梳理有基固本落實新知jm知識點i核聚變1 .定義輕核結(jié)合成 質(zhì)量較大 的原子核的反應(yīng)叫聚變。例如 iH+ iH zHe+ 0n2 .聚變發(fā)生的條件要使輕核發(fā)生聚變，必須使它們的距離達到 10 15 m以內(nèi),核力才能起作用。由于原子核都帶正電，要使它們接近到這種程度， 必須克服巨大的 庫侖斥力 ,這就要求原子核 具有足夠的動能，有一種方法就是把它們加熱到很高的溫度，溫度高達幾百萬 開爾文，因此聚變又叫 熱核

2、反應(yīng)。3 .應(yīng)用目前，熱核反應(yīng)主要用在核武器上，那就是 氫彈,需要用 原子彈爆炸產(chǎn)生的高溫高壓引發(fā)核爆炸。4 .太陽能太陽的主要成分是氫，太陽中心溫度可達 1.5X107K,在此高溫下，氫核聚變成氨核的反應(yīng)不停地進行著，太陽能就來自于太陽內(nèi)部聚變 釋放的核能。知識點2受控?zé)岷朔磻?yīng)1 .聚變與裂變相比有很多優(yōu)點(1)輕核聚變產(chǎn)能效率高_；(2)地球上聚變?nèi)剂系膬α控S富(3)輕核聚變更為安全、清潔_。2 .聚變的難點地球上沒有任何容器能夠經(jīng)受熱核反應(yīng)的高溫。3 .控制方法4 1)磁約束：利用磁場約束參加反應(yīng)的物質(zhì)，目前最好的一種磁約束裝置是 環(huán)流器_。5 2)慣性約束：聚變物質(zhì)因自身的慣性，在極短

3、時間內(nèi)來不及擴散就完成了核反應(yīng)，在 慣性約束下，用激光 從各個方向照射反應(yīng)物，使它們“擠”在一起發(fā)生反應(yīng)。知識點3 “基本粒子”不基本1 . “基本”粒子19世紀(jì)末，許多人認為光子、電子、質(zhì)子 和一中子 是組成物質(zhì)的不可再分的最基本粒子。2 .發(fā)現(xiàn)新粒子(1)從20世紀(jì)起科學(xué)家陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了 400多種同種類的新粒子， 它們不是由_M子_、_ 中子、 電子 組成。(2)科學(xué)家進一步發(fā)現(xiàn)質(zhì)子、中子等本身也是復(fù)合粒子，且還有著復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。3 .探測工具粒子加速器和粒子探測器是研究粒子物理的主要工具。知識點4發(fā)現(xiàn)新粒子1 .新粒子1932年發(fā)現(xiàn)了正電子 ，1937年發(fā)現(xiàn)了.子，1947年發(fā)現(xiàn)了 K介子和

4、 兀介子及以后的超子等。2 .粒子的分類按照粒子與各種相互作用的關(guān)系，可將粒子分為三大類:強子、 輕子 和 媒介子 O知識點5夸克模型組成強子的粒子有六種夸克，分為上夸克和下夸克、奇夸克、粲夸克、底夸克、頂夸克，一，2,1 所帶電荷分別為兀電荷的士；或 土彳，每種夸克都有對應(yīng)的反夸克，夸克不能以自由33的狀態(tài)單個出現(xiàn)。知識點6宇宙與恒量的演化1 .宇宙的演化經(jīng)歷了 強子 時代 輕子 時代 核合成 時代 10萬年之后，隨著 溫度降低逐步組成 恒星和星系。2 .恒星的演化m 恒星？ m 1.42 m中子星m2m3黑洞預(yù)習(xí)反饋判一判(1)核聚變時吸收能量。(x)(2)核聚變平均每個核子放出的能量，比

5、裂變反應(yīng)中平均每個核子放出的能量大。(，)(3)實現(xiàn)核聚變的難點是地球上沒有任何容器能夠經(jīng)受如此高的溫度。(，)(4)質(zhì)子、中子不能再分。(X )(5)夸克的帶電量是電子電荷的整數(shù)倍。(X )(6)太陽目前正處于氫通過熱核反應(yīng)成為氨，以電磁波的形式向外輻射核能。(，)選一選(多選)我國科學(xué)家研制“兩彈”所涉及的基本核反應(yīng)有：(1 ) 2352U+ 0n-98Sr + 13lXe+k0n 234.1(2) 1H+ 1HR 2He+ don關(guān)于這兩個方程，下列說法正確的是(BC )A.方程(1)屬于a衰變8 .方程(2)屬于輕核聚變C.方程(1)中k= 10,方程(2)中d=1D.方程(1)中k=

6、 6,方程(2)中d= 1解析：方程(1)屬于重核裂變，方程(2)屬于輕核聚變，選項 A錯誤而B正確；由質(zhì)量數(shù) 和電荷數(shù)守恒得，k= 10, d=1,選項C正確而D錯誤。想一想萬物生長靠太陽(如圖)，太陽在我們?nèi)粘Ｉ钪惺遣豢商娲模峁┙o地球足夠的能源，如果說太陽一旦沒有了，那么地球上的一切生物都將隨之消失。你知道太陽的能量來源嗎？答：來源于太陽內(nèi)部的核聚變反應(yīng)叵內(nèi)探究三心細研深究 被疑解難 裝取精華回探究一輕核的聚變思考討論之.S ,j1i kao tao lun如圖為氫彈原理示意圖。彈殼(1)核聚變需要滿足什么條件？(2)為什么要用原子彈才能引爆氫彈？提示：(1)要使輕核聚變，必須使輕

7、核接近核力發(fā)生作用的距離10 15m(2)它利用彈體內(nèi)的原子彈爆炸產(chǎn)生的高溫高壓引發(fā)熱核聚變爆炸。c 歸納總結(jié) ,Gui na zong jie9 .輕核聚變是放能反應(yīng)從比結(jié)合能的圖線看，輕核聚變后比結(jié)合能增加，因此聚變反應(yīng)是一個放能反應(yīng)。10 聚變發(fā)生的條件要使輕核聚變，就必須使輕核接近核力發(fā)生作用的距離10 15mi但是原子核是帶正電的,要使它們接近10 15m就必須克服很大的庫侖斥力作用，這就要求原子核應(yīng)具有足夠的動能。方法是給原子核加熱，使其達到幾百萬度的高溫。11 核聚變的特點(1)在消耗相同質(zhì)量的核燃料時，輕核聚變比重核裂變釋放更多的能量。(2)熱核反應(yīng)一旦發(fā)生，就不再需要外界給它

8、能量，靠自身產(chǎn)生的熱就可以使反應(yīng)進行 下去。(3)普遍性：熱核反應(yīng)在宇宙中時時刻刻地進行著，太陽就是一個巨大的熱核反應(yīng)堆。12 核聚變的應(yīng)用(1)核武器一一氫彈：一種不需要人工控制的輕核聚變反應(yīng)裝置。它利用彈體內(nèi)的原子 彈爆炸產(chǎn)生的高溫高壓引發(fā)熱核聚變爆炸。(2)可控?zé)岷朔磻?yīng)：目前處于探索階段。C 典例剖析立D丫ian li pou xi典仞1太陽現(xiàn)在正處于主序星演化階段，它主要是由電子和質(zhì)子、氨核等組成，維持太陽輻射的是它內(nèi)部的核聚變反應(yīng)，核反應(yīng)為兩個電子與四個質(zhì)子聚變?yōu)榘薄Ｒ阎柕馁|(zhì)量為2X 1030kg,太陽向周圍空間輻射能量的總功率為3.8 X 10 26W(1)寫出上述聚變反應(yīng)的方

9、程(2)已知質(zhì)子質(zhì)量 mp= 1.67 X 10 27kg,氨核質(zhì)量 = 6.6458 x 10 27kg ,電子質(zhì)量 me =9.0 X10 31kg,光速c=3.0 X108m/s,求每發(fā)生一次上述核反應(yīng)所釋放的能量。(3)根據(jù)題目中數(shù)據(jù)計算太陽1秒鐘減少的質(zhì)量。太陽還能用多少年？解題指導(dǎo)：(1)聚變的核反應(yīng)方程遵循質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒。(2)核能計算的關(guān)鍵是求出核反應(yīng)中的質(zhì)量虧損，然后根據(jù)受因斯坦質(zhì)能方程求解。(3)由mi= t A m求時間。解析：(1)根據(jù)聚變反應(yīng)滿足質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒得核反應(yīng)方程為2 0e + 41HF4He(2)反應(yīng)中的質(zhì)量虧損A m= 2me+ 4m m =(

10、2 X 9.0 x 10 31+4X 1.67 x 10 27-6.6458 x 10 27)kg =3.6 x 1029 .kg由愛因斯坦質(zhì)能方程可知核反應(yīng)釋放的能量A E= A mC=3.6 x 10 29x (3.0 x 10 8) 2J =30 24 X 10 12J(3)太陽每秒釋放的能量為3.8 X 1026J,則太陽每秒減少的質(zhì)量A m=A E 3.8X10-=8c 3X 1026Tkg = 4.2 x 10 9kg太陽還能用 t = -m=J*9s = 4.76 X 10 20s = 1.5 X 1013年 m 4.2 A |0答案:(1)2 0e+41H 4He (2)3.2

11、4 X10 12J(3)4.2 X 10 9kg1.5X1013 年,對點訓(xùn)練1(河南省深河市高二 20172018學(xué)年下學(xué)期期末)近幾年日本、印度等許多國家積極發(fā)展“月球探測計劃”，該計劃中的科研任務(wù)之一是探測月球上氨3的含量。氨3是一種清潔、安全和高效的核發(fā)電燃料，可以采用在高溫高壓下用笊和氨3進行核聚變反應(yīng)發(fā)電。若已知笊核的質(zhì)量為2.0136U ,氨3的質(zhì)量為 3.0150U ,氨核的質(zhì)量為4.00151u ,質(zhì)子質(zhì)量為1.00783U ,中子質(zhì)量為1.008665u, 1u 相當(dāng)于931.5MeV,則下列說 法正確的是(A )1 . 一個笊和一個氨 3的核聚變反應(yīng)釋放的核能約為17.9

12、MeVB.笊和氨3的核聚變反應(yīng)方程式：2H+ 3H- 4He+ X其中X是中子C.因為聚變時釋放能量，出現(xiàn)質(zhì)量虧損，所以生成物的總質(zhì)子數(shù)減少D.目前我國的秦山、大亞灣等核電站廣泛使用氮3進行核聚變反應(yīng)發(fā)電解析：根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒知X為質(zhì)子，故B錯誤；根據(jù)質(zhì)能方程知 A E= A mC= (2.0136u +3.0150U 4.00151u 1.00783u) X931.5MeV= 17.9MeV,故 A正確；因為聚變 時釋放能量，出現(xiàn)質(zhì)量虧損，所以生成物的總質(zhì)量減小，但是質(zhì)量數(shù)不變，選項 C錯誤；目 前我國的秦山、大亞灣等核電站廣泛使用重核裂變反應(yīng)發(fā)電，選項 D錯誤；故選A。探究二新粒

13、子的發(fā)現(xiàn)和夸克模型C思考討論：ci kao tao lun*如圖所示為粒子發(fā)展示意圖。(單保米).型味蚊子丁領(lǐng).I&U米原子核隱J峻米j單住ly米ji I no.oraiiooo im.oDO/LOWJ電于B“J?(1)為什么現(xiàn)在將“基本”二字去掉，統(tǒng)稱為粒子？(2)為什么說夸克模型是物理學(xué)發(fā)展中的一個重大突破?提示：(1)隨著科學(xué)的發(fā)展，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了很多的新粒子都不是由質(zhì)子、中子、電子所以現(xiàn)在將“基本”二字去掉，統(tǒng)組成的，又發(fā)現(xiàn)質(zhì)子、中子等本身也有自己的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。稱為粒子。(2)夸克模型的提出是物理學(xué)發(fā)展中的一個重大突破，它指出電子電荷不再是電荷的最小單元，即存在分數(shù)電荷。C歸納總結(jié)G _

14、 _ui na zong jie1.發(fā)現(xiàn)新粒子發(fā)現(xiàn)時間1932 年1937 年1947 年60年代后新粒子反粒子子K介子與兀介子超子基本質(zhì)里與相對應(yīng)的粒子比質(zhì)子的質(zhì)量質(zhì)量介于電子與其質(zhì)量比質(zhì)特點相同向電荷及其他一小質(zhì)子之間子大些物理性質(zhì)相反按照粒子與各種相互作用的關(guān)系，可以將粒子分為三大類：強子、輕子和媒介子。2 .粒子的分類分類參與的相互作用發(fā)現(xiàn)的粒子備注強子參與強相互作用質(zhì)子、中子、介子、超子強子有內(nèi)部結(jié)構(gòu)，由“夸克” 構(gòu)成；強子又可分為介子和重 子輕子不參與強相互作用電子、電了中，微子、 （1子、 ;1 了中微子， T子、T子 中微子未發(fā)現(xiàn)內(nèi)部結(jié)構(gòu)媒介子傳遞各種相互作用光子、中間玻色子、

15、膠子光子、中間玻色子、膠子分別傳遞電磁、弱、強相互作用3 .夸克模型夸克的提出1964年美國物理學(xué)家蓋爾曼提出了強子的夸克模型，認為強子是由夸克構(gòu)成的。（2）夸克的種類上夸克（u）、下夸克（d）、奇夸克（s）、粲夸克（c）、底夸克（b）和頂夸克（3）夸克所帶電荷 .1 .2 夸克所帶的電荷量是分數(shù)電荷量，即其電荷量為元電荷的士,或3。例如上夸克帶的電33荷量為+ 2e/3 ,下夸克帶的電荷量為一e/3 。特別提醒：粒子具有對稱性，有一個粒子，必存在一個反粒子，所以每種夸克都有對應(yīng)的反夸克。%剖析 ian li pou xi中微子的性質(zhì)十典例2在3衰變中常伴有一種稱為“中微子”的粒子放出。分特別

16、，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1H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iH發(fā)生核反應(yīng)，產(chǎn)生中子（0n）和正電子（+1e）,即：中微子+ iH- 0n0+ +1e可以判定，中微子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)分別是 A O （填寫選項前的字母）A. 0 和 0B. 0 和 1C. 1 和 0D. 1 和 1（2）上述核反應(yīng)產(chǎn)生的正電子與水中的電子相遇，與電子形成幾乎靜止的整體后，可以 轉(zhuǎn)變?yōu)閮蓚€光子（丫），即+0e+-1e-2 丫已知正電子和電子的質(zhì)量都為9.1 X10 31kg,反應(yīng)中產(chǎn)生的每個光子的能量約為 _

17、8.2 X10 14_J。正電子與電子相遇不可能只轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€光 子，原因是此過程遵循動量守恒定律。解題指導(dǎo)：（1）由核反應(yīng)過程質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒判斷（2）根據(jù)E= A mC和動量守恒求解解析：（1）發(fā)生核反應(yīng)前后，粒子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)均不變，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，質(zhì)量變?yōu)榱悖瑒tE=Am（2,故一個光子的能量為 E,代入數(shù)據(jù)得E= 8.2X10T4J。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，所以如果只產(chǎn)生一個光子是不可能的，因為此過程遵循動量守恒定律。對點訓(xùn)練2（多選）（北京臨

18、川育人學(xué)校 2017 2018學(xué)年高二下學(xué)期期中）已知 一 介子、兀一介子都是由一個夸克（夸克u或夸克d）和一個反夸克（反夸克u或反夸克d）組成 的，它們帶電量如下表所示，表中 e為元電荷。下列說法正確的是（AD ）A.兀+由u和d組成B.兀+由d和u組成C.兀一由u和d組成D.兀一由d和u組成十兀一兀udud帶電量+ e一e2 +we313e23e1+ Qe3解析：根據(jù)題目所給圖表可以知道各種粒子的帶電量，由電荷守恒定律可得 A、D正確,B C錯誤。素養(yǎng)提升規(guī)律技巧以題說法啟智培優(yōu)輕核聚變與重核裂變的區(qū)別反應(yīng)方式 比較項目、重核裂變輕核聚變放能原理重核分裂成兩個或多個中等質(zhì)量的原子核放出核能

19、兩個輕核結(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)平均每個核子放出的能量大約要大34倍核廢料處理難度聚變反應(yīng)的核廢料處理要比裂變反應(yīng)簡單得多原料的蘊藏里核裂變?nèi)剂镶櫾诘厍蛏蟽α坑邢?，?其用于核裂變的235u在鈾礦石中只占0.7%主要原料是笳,笳在地球上的儲量非 常豐富。1L海水中大約有0.03g笳， 如果用來進行熱核反應(yīng)放出的能量 約與人然燒300L汽油相當(dāng)可控性速度比較容易進行人工控制，現(xiàn)在的核電站都是用裂變反應(yīng)釋放核能目前，除氫彈以外，人們還不能控制它沙案例（多選）據(jù)新華社報道，由我國自行設(shè)計、研制的世界第一套全超導(dǎo)核聚變實驗裝置（又稱“人造太陽”）已完成了首次工程調(diào)試。下

20、列關(guān)于“人造太陽”的說法正確的是（AC ）A. “人造太陽”的核反應(yīng)方程是 2H+ 3HF 4He+ 0nB. “人造太陽”的核反應(yīng)方程是 2392UI+ 0n - 12Ba+ 36Kr +30nC.根據(jù)公式E= m（2可知，核燃料的質(zhì)量相同時，聚變反應(yīng)釋放的能量比裂變反應(yīng)大得 多2D.根據(jù)公式E= me可知，核燃料的質(zhì)量相同時，聚變反應(yīng)釋放的能量與裂變反應(yīng)相同解析：2H+ 3H 2He+ 1n是氫核聚變方程，故 A正確；選項B的核反應(yīng)方程是核裂變方程，故B錯誤；根據(jù)氫核聚變特點， 聚變反應(yīng)比裂變反應(yīng)平均每個核子放出的能量大約要大34倍，相同質(zhì)量的核燃料，氫核聚變釋放的能量比裂變反應(yīng)大得多，故

21、選項C正確，D錯誤。課堂達標(biāo)沙場點兵 X校真題實效嚙測41 .（多選）（成都七中20172018學(xué)年高二月考）國家國防科技工業(yè)局首次發(fā)布“嫦娥三號”月面虹灣局部影像圖， 如圖所示?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)在月球上含有豐富的 3He（氨3）。它是一種 高效、清潔、安全的核聚變?nèi)剂?，其參與的一種核聚變反應(yīng)的方程式為3He+ 3He2 ；H+ 2He。關(guān)于2He聚變下列表述正確的是 （BC ）A.聚變反應(yīng)不會釋放能量C.聚變反應(yīng)會有質(zhì)量虧損B.聚變反應(yīng)產(chǎn)生了新的原子核D.目前核電站都采用2He聚變反應(yīng)發(fā)電解析：聚變反應(yīng)是將質(zhì)量較小的輕核聚變成質(zhì)量較大的核，聚變過程會有質(zhì)量虧損，要放出大量的能量。但目前核電站都采用

22、鈾核的裂變反應(yīng)。綜上所述，選項B、C正確。2 .（多選）（江蘇省揚州市20172018學(xué)年高三上學(xué)期期末）關(guān)于核反應(yīng)方程，下列說法 正確的是（AD ）A. ；H+ 1hR4He+ 0n是核聚變反應(yīng)B.鈾核裂變的核反應(yīng)為：2352U+ 1456BA32Kr+20nC.在衰變方程2，PuX+ He+ 丫中，X原子核的質(zhì)量數(shù)是 234D.盧瑟福發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子白核反應(yīng)方程為：4hi+ 147NR 178。+ 1h解析：3H+ 2HR 4He+ 0n是輕核變成質(zhì)量較大的原子核，是核聚變反應(yīng)，故 A正確； 鈾 核裂變是鈾核俘獲一個中子后裂變成兩個中等質(zhì)量的原子核，故B錯誤；核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒，He

23、原子核的質(zhì)量數(shù)為 4, 丫是電磁波，所以X原子核的質(zhì)量數(shù)是 235,故 C錯誤；盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程為：2H+ 147NR 178。+ ；H,故D正確。故選 AD=3 .（山東濰坊及第中學(xué) 20162017學(xué)年高二月考）根據(jù)宇宙大爆炸的理論，在宇宙形成之初是“粒子家族”盡顯風(fēng)采的時期，那么在大爆炸之后最早產(chǎn)生的粒子是（A ）A.夸克、輕子、膠子等粒子B.質(zhì)子和中子等強子C.光子、中微子和電子等輕子D.氫核、笊核、氨核等輕核解析：宇宙形成之初產(chǎn)生了夸克、輕子和膠子等粒子， 之后又經(jīng)歷了質(zhì)子和中子等強子時代，再之后是自由的光子、中微子、電子大量存在的輕子時代，再之后是中子和質(zhì)子結(jié)合成笊核，并

24、形成氨核的核時代，之后電子和質(zhì)子復(fù)合成氫原子，最后形成恒星和星系，因此A正確，R C、D的產(chǎn)生都在 A之后，故日C、D錯誤。4 .（山西省長治、運城、大同、朔州、陽泉五地市2018屆高三上學(xué)期期末）笊核和瓶核可發(fā)生熱核聚變而釋放巨大的能量，該反應(yīng)方程為：2H+ ?HR4He+ x,式中x是某種粒子。已知：2H、3H、2He 和粒子 x 的質(zhì)量分別為 2.0141u、3.0161u、4.0026u 和 1.0087u ; 1u = 931.5MeV/c2, c是真空中的光速。由上述反應(yīng)方程和數(shù)據(jù)可知（C ）A.粒子x是1HB.該反應(yīng)中的質(zhì)量虧損為0.0289uC.該反應(yīng)釋放出的能量約為17.6M

25、eVD.該反應(yīng)中釋放的全部能量轉(zhuǎn)化為粒子x的動能解析：根據(jù)核反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)守恒和核電荷數(shù)守恒，可判斷 x為中子，選項A錯誤；該 反應(yīng)中的質(zhì)量虧損為Amr2.0141u +3.0161u 4.0026u 1.0087u = 0.0189u ,故 B 錯誤；由愛因斯坦質(zhì)能方程可知釋放出的能量為 AE = （2.0141 + 3.0161 4.0026 1.0087） X931.5MeV= 17.6MeV,選項C正確；該反應(yīng)中釋放的能量一部分轉(zhuǎn)化為X粒子的動能，故D錯。畫作業(yè) 二2KE -SHI- ZU 口 VE（基礎(chǔ)夯實A一、選擇題（13題為單選題，4、5題為多選題）1 .（江蘇徐州市201520

26、16學(xué)年高二下學(xué)期期末）一典型的鈾核裂變方程是 2阮+ Xf1% Ba+ 39Kr+30n,關(guān)于該反應(yīng)，下列說法正確的是（C ）A. X是質(zhì)子B.該反應(yīng)是核聚變反應(yīng)C. 2352U的比結(jié)合能小于1456Ba的比結(jié)合能D.釋放出的中子對于鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的發(fā)生沒有作用解析：該反應(yīng)是裂變反應(yīng)，X是中子，釋放的中子引起鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，故 A B D錯誤；2% U的比結(jié)合能小于1456Ba的比結(jié)合能，C正確。2. 2010年3月31日歐洲大型強子對撞機實現(xiàn)首次質(zhì)子束對撞成功。科學(xué)家希望以接近光速飛行的質(zhì)子在發(fā)生撞擊之后， 能模擬宇宙大爆炸的能量，并產(chǎn)生新的粒子，幫助人類 理解暗物質(zhì)、反物質(zhì)、以及其他超對稱現(xiàn)象， 從

27、根本上加深了解宇宙本質(zhì)， 揭示宇宙形成之 謎。歐洲科研機構(gòu)宣布他們已經(jīng)制造出 9個反氫原子。請推測反氫原子的結(jié)構(gòu)是 （B ）A.由1個帶正電荷的質(zhì)子和 1個帶負電荷的電子構(gòu)成B.由1個帶負電荷的反質(zhì)子和 1個帶正電荷的正電子構(gòu)成C.由1個帶負電荷的反質(zhì)子和 1個帶負電荷的電子構(gòu)成D.由1個不帶電荷的中子和 1個帶正電荷的正電子構(gòu)成解析：根據(jù)反粒子定義，“反粒子”與“正粒子”具有相同的質(zhì)量，但帶有等量的異性電荷。因此“反氫原子”應(yīng)該具有與氫原子相同的質(zhì)量，相反的電荷符號且等量的電荷量。所以反氫原子是由1H核和0e構(gòu)成的。3 . 2002年，美國科學(xué)雜志評出的2001年世界十大科技突破中，有一次是

28、加拿 大薩德伯里中微子觀測站的結(jié)果，該站揭示了中微子失蹤的部分中微子在運動過程中轉(zhuǎn)化為一個w子和一個r子。在上述研究中有以下說法，正確的是（B ）若發(fā)現(xiàn)子和中微子的運動方向一致, 相反若發(fā)現(xiàn)科子和中微子的運動方向一致,若發(fā)現(xiàn)子和中微子的運動方向相反,若發(fā)現(xiàn)子和中微子的運動方向相反,則T子的運動方向與中微子的運動方向一定則T子的運動方向與中微子的運動方向可能則T子的運動方向與中微子的運動方向一定則T子的運動方向與中微子的運動方向可能相反A.B.C.D.解析：中微子在轉(zhuǎn)化為（1子和T子的前后過程中滿足動量守恒定律。4 .據(jù)新華社報道，由我國自行設(shè)計、研制的世界第一套全超導(dǎo)核聚變實驗裝置（又稱“人造

29、太陽”）已完成了首次工程調(diào)試。下列關(guān)于“人造太陽”的說法正確的是（AC ）A.人造太陽”的核反應(yīng)方程是 2H+ 3H 4He+ 0nB. “人造太陽”的核反應(yīng)方程是 2392UI+ 1n - 12Ba+ 36Kr +30nC. “人造太陽”釋放的能量大小的計算公式是A E= A m（21 2D. “人造太陽”核能大小的計算公式是E= 2m（2解析：“人造太陽”是全超導(dǎo)核聚變實驗裝置，核反應(yīng)是輕核聚變而不是重核裂變， 故選項A正確，選項B錯誤；核能大小的計算根據(jù)愛因斯坦的質(zhì)能方程，故選項C正確，選項D錯誤。5.關(guān)于粒子，下列說法中正確的是（BC ）A.質(zhì)子和中子是組成物質(zhì)的不可再分的最基本的粒子

30、B.質(zhì)子、中子本身也有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)C.質(zhì)子是帶電的強子D.電子電荷是電荷的最小單位解析：質(zhì)子和中子是由不同夸克組成的，它們不是最基本的粒子，故選項A錯誤，選項B正確；不同的夸克組成強子，有的強子帶電，有的強子不帶電，質(zhì)子是最早發(fā)現(xiàn)的帶正電 的強子，故選項 C正確；夸克模型是研究強子的理論，不同夸克帶的電荷不同，分別為元電 2 ,14 荷的+4或一%這說明電子電荷不再是電荷的最小單位，故選項 d錯誤。 33二、非選擇題6.（山東淄博市淄川中學(xué) 20162017學(xué)年高二下學(xué)期期中）科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)太陽發(fā)光是由 于其內(nèi)部不斷發(fā)生從氫核到氨核的核聚變反應(yīng)，即在太陽內(nèi)部4個氫核（1 H）轉(zhuǎn)化成一個氨核（4He

31、）和兩個正電子（0e）并放出能量，已知質(zhì)子質(zhì)量mp= 1.0073u , a粒子的質(zhì)量 nr =4.0015u ,電子的質(zhì)量 m=0.0005u,1u質(zhì)量相當(dāng)于931MeV的能量。寫出該熱核反應(yīng)方程_4；H-2He+ 20e ; 一次這樣的熱核反應(yīng)過程中釋放出24.86 MeV的能量。（結(jié)果保留四位有效數(shù)字）。解析：An 4m m 2m=4X1.0073u 4.0015u 2 x 0.0005u = 0.0267u _2A E= A mc= 0.0267u X 931MeV= 24.86MeV7.（江蘇泰州二中20152016學(xué)年高二下學(xué)期檢測）太陽的能量來自氫核聚變：即四個質(zhì)子（氫核）聚變一

32、個a粒子，同時發(fā)射兩個正電子和兩個沒有靜止質(zhì)量的中微子。如果太 陽輻射能量的功率為P,質(zhì)子1H、氨核2He正電子0e的質(zhì)量分別為np、m、m,真空的光速為c,則(1)寫出上述核反應(yīng)方程式；(2)計算每一次聚變所釋放的能量A E;(3)計算t時間內(nèi)因聚變生成的a粒子數(shù)no答案：(1)4 ；HR2He+ 20e (2) A E= (4 m ma- me) c2Pt(3)24mp-ma-2me c1 40解析：(1)核反應(yīng)方程式為：41HH 2He+ 21e；(2)核反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損A mi= (4 mp- m- mi),根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程：A E= A mC可知，核反應(yīng)釋放的能量，A E=

33、(4 mp- mi-mi)c2o(3)設(shè)t時間內(nèi)因聚變生成的a粒子數(shù)為n,依據(jù)能量關(guān)系Pt=nAE士 PtPtn n=2 E 4mp-ma- 2me c能力提升9一、選擇題(13題為單選題，4題為多選題)1 .(北京市房山區(qū)2018屆高三上學(xué)期期末)我國自行研制了可控?zé)岷朔磻?yīng)實驗裝置“超2導(dǎo)托卡馬克”(英文名稱：EAST稱“人造太陽)。設(shè)可控?zé)岷藢嶒灧磻?yīng)前笊核 (1H)的質(zhì) 量為m,瓶核(3H)的質(zhì)量為m2,反應(yīng)后氨核(4He)的質(zhì)量為m3,中子(0n)的質(zhì)量為mi,已知光 速為co下列說法中正確的是 (A )A.核反應(yīng)放出的能量等于 (m+mm m ) c2B.由核反應(yīng)過程質(zhì)量守恒可知m+m

34、=mC.這種熱核實驗反應(yīng)是 a衰變D.這種裝置與我國大亞灣核電站所使用核裝置的核反應(yīng)原理相同解析：核反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損A m= m+mimm,釋放的核能 A E= A m(D= (m+mmm)c2,故A正確；核反應(yīng)過程中質(zhì)量數(shù)守恒，但質(zhì)量不守恒，核反應(yīng)過程中存在質(zhì) 量虧損，因此 m+ mw m+ m,故B錯誤；這種裝置的核反應(yīng)是核聚變，我國大亞灣核電站 所使用核裝置是核裂變，它們的核反應(yīng)原理不相同，故CD錯誤。2 . 一個質(zhì)子和一個中子聚變結(jié)合成一個笊核，同時輻射一個丫光子。已知質(zhì)子、中子、笊核的質(zhì)量分別為 m、m、m,普朗克常量為h,真空中的光速為c。下列說法正確的是(B ) 113A.核

35、反應(yīng)方程是1H+ 0n- 1H+ 丫B.聚變反應(yīng)中的質(zhì)量虧損 A mi= m+mmC.輻射出的 y光子的能量 E= (mmm)c2hD. y光子的波長 入=2m+ mm c112解析：iH+ 0n-iH+ 丫 ,選項A錯誤；由題可知，該反應(yīng)的質(zhì)量方損為A mi= mi+m2-m3,選項B正確；根據(jù)愛因斯坦的質(zhì)能方程E= mC得，該反應(yīng)輻射出的 y光子的能量為E= （m9.一1,ch.一一+ m2-m3）c2,選項C錯誤；由E= hv =h丁得，入=,選項D錯誤。入m+ m m c3.（江蘇泰州二中20152016學(xué)年高二下學(xué)期檢測）“軌道電子俘獲”是放射性同位素 衰變的一種形式，它是指原子核（稱為母核）俘獲一個核外電子， 使其內(nèi)部的一個質(zhì)子變?yōu)橹?子，并放出一個中微子，從而變成一個新核（稱為子核）的過程。中微子的質(zhì)量遠小于質(zhì)子的 質(zhì)量，且不帶電，很難被探測到，人們最早就是通過核的反沖而間接證明中微子的存在的。一個靜止的原子核發(fā)生“軌道電子俘獲”，衰變?yōu)樽雍瞬⒎懦鲋形⒆?，下列說法正確的是（B ）A.母核的質(zhì)量數(shù)小于子核的質(zhì)量數(shù)B.母核的電荷數(shù)大于子核的電荷數(shù)C.子核的動量