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1、名校名 推荐（三十六）核聚变粒子和宇宙一、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1015m 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 (11H) 聚变为1 个氦核 (24He) 的热核反应。核反应方程是 411H 24He 2X ，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 (10n)B方程中的 X 表示电子
2、 (01e)C这个核反应中质量亏损m 4m1 m22D这个核反应中释放的核能E (4m1 m2 2m3)c解析： 选 D 由质量数守恒和电荷数守恒知：0X 为 1e， A、 B 错误；该反应中质量亏损m 4m1m2 2m3， C 错误； E mc2 (4m1 m2 2m3) 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(12H) 的质量为m1，氚核 (13H) 的质量为 m2，反应后氦核 (24He) 的质量为 m3，中子 ( 01n)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23
3、411H 1H 2He 0nB由核反应过程质量守恒可知m1 m2 m3 m4C核反应放出的能量等于(m1 m2m3 m4)c2D这种装置与我国大亚湾核电站所使用装置的核反应原理相同解析：选 A核反应方程为23411H 1H 2He 0n，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 (m1 m2 m3m4)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1名校名
4、 推荐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
5、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10 15m，必须克服库仑斥力做功，选项 A 正确；原
6、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 学家发现月球上含有丰富的32He( 氦 3)。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331432He 2He 21H 2He 。关于 2He 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3D目前核电站都采用2He 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
7、量较大的核，聚变过程会有质量2名校名 推荐亏损，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. 13H 12H 24He 01 n 是核聚变反应3241B.1H 1H 2He 0n 是 衰变2351144891C. 92U 0n 56Ba 36r 30 n 是核裂变反应D. 23592U 01n14054Xe 3894Sr 201 n 是 衰变解析： 选 AC12H 13H 24 He01n 是核聚变反应，A 对， B 错； C、 D 选项中都是核裂变反应，
8、 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：21H 21H 32He 10n，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1.0087 u。 (1 u 931.5 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m2mH mHe mn。由 E mc2 可知释放的核能E (2mH mHe mn)c2 3.26 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mHev He mnv n 0反应前后系统的总能量守恒，即1212mHe v He mnvn E E H22又因为 mHe mn 3 1，所以vHe vn 1 3由以上各式代入已知数据解得E n 2.97 MeV ， E He 0.99 MeV 。答案： (1)3.26 MeV(2)2.97 MeV0.99 MeV3
