2018-2019版物理新導(dǎo)學(xué)筆記人教通用版選修3-5講義：第十九章 原子核 7~8

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精7核聚變8粒子和宇宙[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.了解核聚變及其特點(diǎn)和條件。2。會(huì)判斷和書寫核聚變反應(yīng)方程，能計(jì)算核聚變釋放的能量。3.知道粒子的分類及其作用,了解夸克模型。4。了解宇宙起源的大爆炸學(xué)說及恒星的演化．一、核聚變1．聚變兩個(gè)輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核,釋放出核能的反應(yīng),稱為核聚變，聚變反應(yīng)又稱為熱核反應(yīng)．2．聚變方程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．聚變發(fā)生的條件要使輕核聚變，必須使輕核間的距離接近核力發(fā)生作用的距離10－15m，這要克服電荷間巨大的庫侖斥力作用,要求使輕核具有足夠大的動(dòng)能．要使原子核具有足夠大的動(dòng)能，有一種方法就是給它們加熱，使物質(zhì)達(dá)到幾百萬開爾文的高溫．二、粒子和宇宙1．“基本粒子"不基本（1)直到19世紀(jì)末，人們都認(rèn)為原子是組成物質(zhì)的不可再分的最小微粒，后來人們發(fā)現(xiàn)了光子、電子、質(zhì)子、中子，并把它們叫做“基本粒子"．(2）隨著科學(xué)的發(fā)展,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了很多的新粒子并不是由以上基本粒子組成的,并發(fā)現(xiàn)質(zhì)子、中子等本身也有復(fù)雜結(jié)構(gòu)．2．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μ子，1947年發(fā)現(xiàn)了K介子和π介子，后來發(fā)現(xiàn)了超子等．(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(qiáng)子、輕子和媒介子．3．夸克模型的提出1964年提出的強(qiáng)子的夸克模型,認(rèn)為強(qiáng)子是由夸克構(gòu)成的．

［即學(xué)即用]1．判斷下列說法的正誤．(1)核聚變時(shí)吸收能量．（×）（2)核聚變平均每個(gè)核子放出的能量，比裂變反應(yīng)中平均每個(gè)核子放出的能量大．（√)(3)輕核聚變比裂變更安全、清潔．(√)（4）實(shí)現(xiàn)核聚變的難點(diǎn)是地球上沒有任何容器能夠經(jīng)受熱核反應(yīng)所需的溫度．(√)(5)質(zhì)子、中子不能再分．（×）(6)夸克的帶電荷量是電子電荷量的整數(shù)倍．(×）2．氘核和氚核可發(fā)生熱核聚變而釋放出巨大的能量,該反應(yīng)方程為：eq\o\al(2，1）H＋eq\o\al（3,1)H→eq\o\al（4,2）He＋x，式中x是某種粒子．已知：eq\o\al（2,1）H、eq\o\al（3，1)H、eq\o\al(4,2）He和粒子x的質(zhì)量分別為2.0141u、3.0161u、4。0026u和1。0087u；1u＝eq\f(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，粒子x是________，該反應(yīng)釋放出的能量為________MeV（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）．答案eq\o\al（1，0）n（或中子）17.6解析根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得x是eq\o\al（1,0）n(中子)．核反應(yīng)中的質(zhì)量虧損為Δm＝2。0141u＋3。0161u－4.0026u－1.0087u＝0.0189u所以該反應(yīng)釋放出的能量為ΔE＝Δm·c2≈17.6MeV.一、核聚變的特點(diǎn)及應(yīng)用[導(dǎo)學(xué)探究]1．為什么實(shí)現(xiàn)核聚變要使聚變的燃料加熱到幾百萬開爾文的高溫？答案輕核的聚變反應(yīng)，是較輕的核子聚合成較重的核子，要使得核子的強(qiáng)相互作用發(fā)揮作用，必須使核子間的距離達(dá)到10－15m以內(nèi)；同時(shí)由于原子核之間在此距離時(shí)的庫侖斥力十分巨大，因而需要核子有很大的動(dòng)能,表現(xiàn)在宏觀上就是核燃料需要達(dá)到極高的溫度．2．目前人們實(shí)現(xiàn)的核聚變是什么？實(shí)現(xiàn)熱核反應(yīng)存在的困難是什么?可能實(shí)現(xiàn)對熱核反應(yīng)的控制的方法是什么？答案（1)目前人們能實(shí)現(xiàn)的熱核反應(yīng)是氫彈的爆炸,是由普通炸藥引爆原子彈，再由原子彈爆炸產(chǎn)生的高溫高壓引發(fā)熱核反應(yīng)，但這是不可控制的．（2）實(shí)現(xiàn)熱核反應(yīng)存在的困難是：地球上沒有任何容器能夠經(jīng)受住熱核反應(yīng)所需要的高溫．（3）可能實(shí)現(xiàn)對熱核反應(yīng)的控制方法：磁約束：利用磁場來約束參與反應(yīng)的物質(zhì)．環(huán)流器是目前性能最好的一種磁約束裝置．慣性約束：利用強(qiáng)激光從各個(gè)方向照射參加反應(yīng)的物質(zhì)，使它們由于慣性還來不及擴(kuò)散就完成了核反應(yīng)．[知識深化］1．對核聚變的理解（1)聚變發(fā)生的條件：要使輕核聚變，必須使輕核間的距離達(dá)到10－15m以內(nèi)，這要克服電荷間強(qiáng)大的庫侖斥力作用，要求使輕核具有足夠大的動(dòng)能，有一種辦法就是把它們加熱到幾百萬開爾文的高溫．（2)核聚變的特點(diǎn)：①在消耗相同質(zhì)量的核燃料時(shí)，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能量，靠自身產(chǎn)生的熱就可以使反應(yīng)繼續(xù)下去．③普遍性：熱核反應(yīng)在宇宙中時(shí)時(shí)刻刻地進(jìn)行著，太陽就是一個(gè)巨大的熱核反應(yīng)堆．(3）核聚變的應(yīng)用：①核武器——?dú)鋸棧阂环N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)熱核爆炸．②可控?zé)岷朔磻?yīng)：目前處于探索階段．2．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(yùn)藏量核裂變?nèi)剂镶櫾诘厍蛏蟽?chǔ)量有限，尤其用于核裂變的鈾235在天然鈾中只占0.7%主要原料是氘，氘在地球上的儲(chǔ)量非常豐富。1L水中大約有0.03g氘，如果用來進(jìn)行熱核反應(yīng)，放出的能量約與燃燒300L汽油釋放的能量相當(dāng)可控性速度比較容易進(jìn)行人工控制，現(xiàn)在的核電站都是用核裂變反應(yīng)釋放核能目前，除氫彈以外，人們還不能控制它例1大科學(xué)工程“人造太陽”主要是將氘核聚變反應(yīng)釋放的能量用來發(fā)電．氘核聚變反應(yīng)方程是：eq\o\al（2,1)H＋eq\o\al(2，1)H→eq\o\al(3,2)He＋eq\o\al(1,0）n。已知eq\o\al(2,1）H的質(zhì)量為2。0136u，eq\o\al（3，2）He的質(zhì)量為3.0150u，eq\o\al(1，0)n的質(zhì)量為1.0087u，1u＝931MeV/c2.氘核聚變反應(yīng)中釋放的核能約為（)A．3.7MeV B．3.3MeVC．2.7MeV D．0。93MeV答案B解析根據(jù)質(zhì)能方程,釋放的核能ΔE＝Δmc2，Δm＝2mH－mHe－mn＝0。0035u，則ΔE＝0。0035×931MeV＝3.2585MeV≈3。3MeV，故B正確,A、C、D錯(cuò)誤．針對訓(xùn)練1（多選)據(jù)新華社報(bào)道，由我國自行設(shè)計(jì)、研制的世界第一套全超導(dǎo)核聚變實(shí)驗(yàn)裝置(又稱“人造太陽")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(）A．“人造太陽”的核反應(yīng)方程是eq\o\al(2，1)H＋eq\o\al(3,1）H→eq\o\al(4，2）He＋eq\o\al(1,0）nB．“人造太陽”的核反應(yīng)方程是eq\o\al（235，92）U＋eq\o\al（1,0）n→eq\o\al(141，56)Ba＋eq\o\al(92，36)Kr＋3eq\o\al（1,0)nC．根據(jù)公式E＝mc2可知，核燃料的質(zhì)量相同時(shí)，聚變反應(yīng)釋放的能量比裂變反應(yīng)大得多D．根據(jù)公式E＝mc2可知，核燃料的質(zhì)量相同時(shí)，聚變反應(yīng)釋放的能量與裂變反應(yīng)相同答案AC解析eq\o\al(2，1)H＋eq\o\al（3,1)H→eq\o\al（4,2）He＋eq\o\al（1,0）n是輕核聚變方程，故A項(xiàng)正確；根據(jù)輕核聚變特點(diǎn)，相同質(zhì)量的核燃料，輕核聚變釋放的能量比裂變反應(yīng)大得多，故選項(xiàng)C正確．二、新粒子的發(fā)現(xiàn)和夸克模型[導(dǎo)學(xué)探究］圖1為歐洲粒子加速器,能使粒子獲得13萬億電子伏特的能量．圖1（1)高速粒子碰撞能產(chǎn)生一些新的粒子，試說出部分20世紀(jì)30年代以來發(fā)現(xiàn)的新粒子．（2)隨著新粒子的發(fā)現(xiàn)，質(zhì)子與中子為什么不再被稱為“基本粒子”？答案(1)正電子、μ子、K介子、π介子、超子．（2）因?yàn)榭茖W(xué)家們發(fā)現(xiàn)質(zhì)子、中子等本身也是復(fù)合粒子，也有著自己的復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，所以它們不再是“基本粒子”．[知識深化]1．新粒子的發(fā)現(xiàn)及特點(diǎn)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、壽命等物理性質(zhì)與相對應(yīng)的粒子相同，而電荷等其他性質(zhì)相反比質(zhì)子的質(zhì)量小質(zhì)量介于電子與核子之間其質(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、介子、超子強(qiáng)子有內(nèi)部結(jié)構(gòu),由“夸克”構(gòu)成；強(qiáng)子又分為介子和重子兩類輕子不參與強(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)媒介子傳遞各種相互作用光子、中間玻色子、膠子光子、中間玻色子、膠子分別傳遞電磁、弱、強(qiáng)相互作用3。夸克模型(1)夸克的提出：1964年美國物理學(xué)家蓋爾曼提出了強(qiáng)子的夸克模型，認(rèn)為強(qiáng)子是由夸克構(gòu)成的．(2）夸克的種類:上夸克(u）、下夸克(d)、奇異夸克(s）、粲夸克（c)、底夸克（b）和頂夸克（t)．（3）夸克所帶電荷：夸克所帶的電荷量是分?jǐn)?shù)電荷量，即其電荷量為元電荷的＋eq\f(2,3）或－eq\f(1,3)。例如，上夸克帶的電荷量為＋eq\f(2e,3），下夸克帶的電荷量為－eq\f（e，3）.（4）意義：電子電荷不再是電荷的最小單元,即存在分?jǐn)?shù)電荷．例2(多選)下列關(guān)于夸克模型的說法正確的是（)A．強(qiáng)子是由更基本的夸克組成的B．夸克的電荷量分別為元電荷的＋eq\f（2,3)或－eq\f（1，3)C．每種夸克都有對應(yīng)的反夸克D．夸克能以自由的狀態(tài)單個(gè)出現(xiàn)答案ABC解析夸克不能以自由的狀態(tài)單個(gè)出現(xiàn)，D錯(cuò)誤，A、B、C正確．針對訓(xùn)練2(多選）已知π＋介子、π－介子都是由一個(gè)夸克(夸克u或夸克d）和一個(gè)反夸克(反夸克eq\x\to（u）或反夸克eq\x\to（d））組成的，它們的帶電荷量如下表所示,表中e為元電荷.粒子π＋π－udeq\x\to（u)eq\x\to(d）帶電荷量＋e－e＋eq\f(2e，3)－eq\f（e，3）－eq\f（2e,3）＋eq\f(e，3）下列說法正確的是(）A．π＋由u和eq\x\to（d）組成 B．π＋由d和eq\x\to(u）組成C．π－由u和eq\x\to（d）組成 D．π－由d和eq\x\to（u）組成答案AD解析因π＋介子帶有＋e的電荷量，且是由一個(gè)夸克和一個(gè)反夸克組成的,則夸克u帶＋eq\f(2，3）e和反夸克eq\x\to（d)帶＋eq\f(1，3）e合成電荷量為＋e，那么π＋介子就是由夸克u和反夸克eq\x\to(d）組成的；同理,π－介子由夸克d和反夸克eq\x\to（u)組成，所以A、D正確．1．（對核聚變的理解)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)在月球上含有豐富的eq\o\al(3,2)He（氦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2eq\o\al(3，2)He→2eq\o\al（1，1）H＋eq\o\al（4，2）He，關(guān)于eq\o\al（3，2）He聚變下列表述正確的是(）A．聚變反應(yīng)不會(huì)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eq\o\al（3，2）He聚變反應(yīng)發(fā)電答案B解析核聚變反應(yīng)中產(chǎn)生新的原子核，同時(shí)由于發(fā)生了質(zhì)量虧損，會(huì)有核能的釋放，B正確，A、C錯(cuò)誤；目前核電站大多采用重核裂變的方法來釋放與利用核能發(fā)電，D錯(cuò)誤．2．（核反應(yīng)方程的理解）(多選)能源是社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)，發(fā)展核能是解決能源問題的途徑之一．下列釋放核能的反應(yīng)方程中，表述正確的是()A.eq\o\al(3,1)H＋eq\o\al(2，1）H→eq\o\al（4,2)He＋eq\o\al（1,0）n是核聚變反應(yīng)B。eq\o\al（3，1)H＋eq\o\al(2，1）H→eq\o\al(4，2)He＋eq\o\al（1，0）n是β衰變C。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是核裂變反應(yīng)D。eq\o\al(235,92）U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al（140,54)Xe＋eq\o\al(94，38)Sr＋2eq\o\al（1，0)n是α衰變答案AC解析兩個(gè)輕核聚合成一個(gè)較重的核的反應(yīng)為核聚變反應(yīng)，故A對，B錯(cuò)．重核被中子轟擊后分裂兩個(gè)中等質(zhì)量的原子核并放出若干個(gè)中子的反應(yīng)為核裂變反應(yīng)，故C對．原子核放出α或β粒子后變成另一種原子核的反應(yīng)稱為原子核的衰變．原子核的衰變的反應(yīng)物只有一種,故D錯(cuò)．

3．（對宇宙粒子的理解)以下說法正確的是()A．最早發(fā)現(xiàn)的輕子是電子,最早發(fā)現(xiàn)的強(qiáng)子是中子B．質(zhì)子、中子、介子和超子都屬于強(qiáng)子C．強(qiáng)子、輕子都有內(nèi)部結(jié)構(gòu)D．τ子質(zhì)量比核子質(zhì)量大,τ子不屬于輕子答案B解析最早發(fā)現(xiàn)的強(qiáng)子是質(zhì)子，最早發(fā)現(xiàn)的輕子是電子，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；強(qiáng)子有內(nèi)部結(jié)構(gòu)，由夸克組成，輕子沒有內(nèi)部結(jié)構(gòu)，所以C錯(cuò)誤;質(zhì)子、中子、介子、超子都屬于強(qiáng)子，τ子質(zhì)量比核子質(zhì)量大,但仍屬于輕子，B正確，D錯(cuò)誤．4．(核聚變釋放核能的計(jì)算）太陽內(nèi)部持續(xù)不斷地發(fā)生著四個(gè)質(zhì)子聚變?yōu)橐粋€(gè)氦核同時(shí)放出兩個(gè)正電子的熱核反應(yīng),這個(gè)核反應(yīng)釋放出的大量能量就是太陽的能源．（已知質(zhì)子質(zhì)量為mH＝1.0073u，氦核質(zhì)量為mHe＝4。0015u，電子質(zhì)量為me＝0。00055u，1u＝931。5MeV/c2)（1)寫出這個(gè)核反應(yīng)方程．（2）這一核反應(yīng)能釋放多少能量？（3）已知太陽每秒釋放的能量為3。8×1026J，則太陽每秒減少的質(zhì)量為多少千克？答案(1)4eq\o\al（1，1)H→eq\o\al（4,2)He＋2eq\o\al(

0,＋1）e(2)24。78MeV（3)4.22×109kg解析（1)由題意可得核反應(yīng)方程應(yīng)為4eq\o\al（1，1）H→eq\o\al（4，2）He＋2eq\o\al（

0，＋1)e。(2)反應(yīng)前的質(zhì)量m1＝4mH＝4×1.0073u＝4.0292u，反應(yīng)后的質(zhì)量m2＝mHe＋2me＝4。0015u＋2×0.00055u＝4。0026u,Δm＝m1－m2＝0.0266u，由質(zhì)能方程得，釋放的能量ΔE＝Δmc2＝0。0266×931。5MeV≈24。78MeV.(3）由質(zhì)能方程ΔE＝Δmc2得太陽每秒減少的質(zhì)量Δm＝eq\f(ΔE,c2)＝eq\f(3.8×1026,3×1082）kg≈4。22×109kg。一、選擇題考點(diǎn)一對核聚變的理解1．（多選）下列關(guān)于聚變的說法，正確的是（）A．要使聚變產(chǎn)生，必須克服庫侖斥力做功B．輕核聚變需要幾百萬開爾文的高溫，因此聚變又叫做熱核反應(yīng)C．原子彈爆炸能產(chǎn)生幾百萬開爾文的高溫，所以氫彈可以利用原子彈引發(fā)熱核反應(yīng)D．太陽和許多恒星內(nèi)部都在激烈地進(jìn)行著熱核反應(yīng)，在地球內(nèi)部也可以自發(fā)地進(jìn)行答案ABC解析輕核聚變時(shí)，要使輕核之間距離達(dá)到10－15m，必須克服庫侖斥力做功，A正確；原子核必須有足夠的動(dòng)能,才能使它們接近到核力能發(fā)生作用的范圍，實(shí)驗(yàn)證實(shí)，原子核必須處在幾百萬開爾文的高溫下才有這樣的能量，這樣高的溫度可以通過原子彈爆炸獲得,故B、C正確;在太陽和其他恒星內(nèi)部都存在著熱核反應(yīng),但在地球內(nèi)部不會(huì)自發(fā)地進(jìn)行，D錯(cuò)誤．2．(多選）在某次核反應(yīng)中,1個(gè)氘核和1個(gè)氚核結(jié)合生成1個(gè)氦核，則下列說法中正確的是（）A．這是一個(gè)聚變反應(yīng)B．核反應(yīng)方程式為eq\o\al（2,1)H＋eq\o\al(3，1)H→eq\o\al（4,2）He＋eq\o\al（1,0）nC．目前核電站都采用上述核反應(yīng)發(fā)電D．該核反應(yīng)沒有質(zhì)量虧損答案AB解析1個(gè)氘核和1個(gè)氚核結(jié)合生成1個(gè)氦核，反應(yīng)方程為eq\o\al（2，1）H＋eq\o\al（3，1）H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al（1,0）n,這是聚變反應(yīng)，故A、B正確；目前核電站采用核裂變發(fā)電，故C錯(cuò)誤；該反應(yīng)放出熱量,所以一定有質(zhì)量虧損，故D錯(cuò)誤．3．下列說法正確的是()A．聚變是裂變的逆反應(yīng)B．核聚變反應(yīng)須將反應(yīng)物加熱到數(shù)百萬開爾文以上的高溫，顯然是吸收能量C．輕核聚變比裂變更為安全、清潔D．強(qiáng)子是參與強(qiáng)相互作用的粒子，中子是最早發(fā)現(xiàn)的強(qiáng)子答案C解析聚變和裂變的反應(yīng)物和生成物不同，兩者無直接關(guān)系，并非互為逆反應(yīng)，故A錯(cuò)；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,故B錯(cuò)；實(shí)現(xiàn)聚變需要高溫,一旦出現(xiàn)故障,高溫不能維持，反應(yīng)就自動(dòng)終止了，另外，聚變反應(yīng)比裂變反應(yīng)生成的廢物數(shù)量少，容易處理，故C對；質(zhì)子是最早發(fā)現(xiàn)的強(qiáng)子,故D錯(cuò)．4．（多選)關(guān)于核反應(yīng)的類型，下列表述正確的有（）A.eq\o\al（238，92）U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4，2)He是α衰變B。eq\o\al（14,7)N＋eq\o\al（4,2)He→eq\o\al(17,8）O＋eq\o\al(1，1)H是β衰變C.eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al（3，1）H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n是輕核聚變D。eq\o\al(82，34）Se→eq\o\al（82，36)Kr＋2eq\o\al(0，－1）e是重核裂變答案AC5．某科學(xué)家提出年輕熱星體中核聚變的一種理論，其中的兩個(gè)核反應(yīng)方程為eq\o\al（1，1）H＋eq\o\al（12，6)C→eq\o\al(13，7）N＋Q1①eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al（15,7）N→eq\o\al（12,6）C＋X＋Q2②方程中Q1、Q2表示釋放的能量，相關(guān)的原子核質(zhì)量如表:原子核eq\o\al（1,1)Heq\o\al(3，1)Heq\o\al（4,2）Heeq\o\al(12,6)Ceq\o\al（13,7)Neq\o\al(15,7）N質(zhì)量/u1。00783.01664。002612。000013。005715.0001以下推斷正確的是（）A．X是eq\o\al(3，2)He，Q2〉Q1 B．X是eq\o\al(4,2)He，Q2〉Q1C．X是eq\o\al(3,2)He,Q2〈Q1 D．X是eq\o\al（4,2）He,Q2〈Q1答案B解析由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒,可判斷X為eq\o\al（4，2）He，①式的質(zhì)量虧損為Δm1＝1.0078u＋12.0000u－13.0057u＝0.0021u．②式的質(zhì)量虧損為Δm2＝1。0078u＋15.0001u－12。0000u－4.0026u＝0。0053u,所以Δm2〉Δm1.根據(jù)質(zhì)能方程ΔE＝Δmc2可求得Q2>Q1，故選B。6．我國自行研制了可控?zé)岷朔磻?yīng)實(shí)驗(yàn)裝置“超導(dǎo)托卡馬克”（英文名稱：EAST，俗稱“人造太陽”）．設(shè)可控?zé)岷藢?shí)驗(yàn)反應(yīng)前氘核（eq\o\al（2,1）H）的質(zhì)量為m1，氚核(eq\o\al（3，1)H)的質(zhì)量為m2，反應(yīng)后氦核（eq\o\al(4,2）He)的質(zhì)量為m3，中子(eq\o\al(1，0）n)的質(zhì)量為m4，光速為c,下列說法正確的是（)A．這種裝置中發(fā)生的核反應(yīng)方程式是eq\o\al（2，1）H＋eq\o\al（3，1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al（1,0)nB．由核反應(yīng)過程質(zhì)量守恒可知m1＋m2＝m3＋m4C．核反應(yīng)放出的能量等于(m1－m2－m3－m4）c2D．這種裝置與我國大亞灣核電站所使用裝置的核反應(yīng)原理相同答案A解析核反應(yīng)方程為eq\o\al（2，1)H＋eq\o\al（3,1)H→eq\o\al（4，2)He＋eq\o\al（1,0)n，選項(xiàng)A正確；反應(yīng)過程中向外釋放能量,故質(zhì)量有虧損，且釋放的能量ΔE＝Δmc2＝（m1＋m2－m3－m4)c2，選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤;可控?zé)岷朔磻?yīng)為核聚變,大亞灣核電站所用核裝置反應(yīng)原理為核裂變，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．7．當(dāng)兩個(gè)中子和兩個(gè)質(zhì)子結(jié)合成一個(gè)α粒子時(shí),放出28.3MeV的能量，當(dāng)三個(gè)α粒子結(jié)合成一個(gè)碳（C）核時(shí),放出7.26MeV的能量，則當(dāng)6個(gè)中子和6個(gè)質(zhì)子結(jié)合成一個(gè)碳（C）核時(shí)，釋放的能量約為(）A．21。04MeV B．35。56MeVC．77。64MeV D．92.16MeV答案D解析6個(gè)中子和6個(gè)質(zhì)子可結(jié)合成3個(gè)α粒子，放出能量3×28。3MeV＝84.9MeV，3個(gè)α粒子再結(jié)合成一個(gè)碳核,放出7。26MeV能量，故6個(gè)中子和6個(gè)質(zhì)子結(jié)合成一個(gè)碳核時(shí)，釋放的能量為84.9MeV＋7。26MeV＝92。16MeV?？键c(diǎn)二宇宙與粒子8．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(shí)期，那么在爆炸之后最早產(chǎn)生的粒子是（)A．夸克、輕子、膠子等粒子B．質(zhì)子和中子等強(qiáng)子C．光子、中微子和電子等輕子D．氫核、氘核、氦核等輕核答案A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(qiáng)子時(shí)代,再之后是自由的光子、中微子、電子大量存在的輕子時(shí)代,再之后是中子和質(zhì)子結(jié)合成氘核,并形成氦核的核時(shí)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，B、C、D的產(chǎn)生都在A之后，故B、C、D錯(cuò)．9．為了探究宇宙起源，“阿爾法磁譜儀”（AMS）將在太空中尋找“反物質(zhì)"．所謂“反物質(zhì)”是由“反粒子"構(gòu)成的．“反粒子”與其對應(yīng)的正粒子具有相同的質(zhì)量和相同的電荷量，但電荷的符號相反．由此可知反氫原子是（)A．由1個(gè)帶正電荷的質(zhì)子和1個(gè)帶負(fù)電荷的電子構(gòu)成B．由1個(gè)帶負(fù)電荷的反質(zhì)子和1個(gè)帶正電荷的正電子構(gòu)成C．由1個(gè)帶負(fù)電荷的反質(zhì)子和1個(gè)帶負(fù)電荷的電子構(gòu)成D．由1個(gè)不帶電的中子和1個(gè)帶正電荷的正電子構(gòu)成答案B解析氫原子由一個(gè)電子和一個(gè)質(zhì)子組成，根據(jù)“反物質(zhì)”和“反粒子”的概念，可知反氫原子由一個(gè)帶負(fù)電荷的反質(zhì)子和一個(gè)帶正電荷的正電子組成，故選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤．二、非選擇題10．(聚變釋放能量的計(jì)算）兩個(gè)氘核聚變產(chǎn)生一個(gè)中子和一個(gè)氦核，已知氘核質(zhì)量mD＝2。0136u，氦核質(zhì)量mHe＝3。0150u,中子質(zhì)量mn＝1。0087u．(1u＝931.5MeV/c2）(1)計(jì)算釋放出的結(jié)合能；（2）若反應(yīng)前兩氘核的動(dòng)能均為Ek0＝0.35MeV,它們正撞發(fā)生聚變，且反應(yīng)后釋放的核能全部轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能，則反應(yīng)產(chǎn)生的氦核和中子的動(dòng)能各為多大？答案（1)3。26MeV（2）0。99