发布时间 : 星期一 文章2017-2018学年高中物理人教版选修3-5教学案：第十九章 第7、8节 核聚变 粒子和宇宙 Word版含解析全面版更新完毕开始阅读
解析：选A π0介子不带电，在磁场中不偏转，π介子带负电，在磁场中洛伦兹力作
－
用下做匀速圆周运动，再根据动量守恒判定知A正确。
3．(多选)关于轻核聚变，下列说法正确的是( ) A．两个轻核聚变为中等质量的原子核时要吸收能量
B．同样质量的物质发生聚变时放出的能量比同样质量的物质裂变时释放的能量大很多 C．聚变反应的条件是聚变物质的体积达到临界体积 D．发生聚变反应时的原子核必须有足够大的动能
解析：选BD 根据比结合能图线可知，聚变后比结合能增加，因此聚变反应中会释放能量，故A错误；聚变反应中平均每个核子放出的能量比裂变反应中每个核子放出的能量大3～4倍，故B正确；裂变反应的条件是裂变物质的体积达到临界体积，而聚变反应时，要使轻核之间的距离达到10故C错误，D正确。
4．(多选)下列说法正确的是( )
1124A.15 7N＋1H→ 6C＋2He是α衰变方程 23B.11H＋1H→2He＋γ是核聚变反应方程 2344C.238 92U→ 90Th＋2He是核裂变反应方程 27301D.42He＋13Al→15P＋0n是原子核的人工转变方程
－15
m以内，这需要原子核有很大的动能才可以实现聚变反应，
解析：选BD 衰变是在没有粒子轰击的情况下，原子核自发地放出α粒子或β粒子的
2
反应，15A错；1→3 7N在质子的轰击下发生的核反应属于人工转变，1H＋1H―2He＋γ是两个质2344量较轻的核结合成了质量较重的核，是核聚变反应，B对； 23892U→ 90Th＋2He是α衰变，裂
变必须形成两个中等质量的核，C错；用α粒子去轰击原子核，产生新原子核并放出一个粒子，这是原子核的人工转变，D对。
5．(多选)下列关于聚变的说法中，正确的是( ) A．要使聚变产生，必须克服核力做功
B．轻核聚变需要几百万开尔文的高温，因此聚变又叫做热核反应
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BCD 轻核聚变时，要使轻核之间距离达到10
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m，所以必须克服库仑斥力
做功，达到核力作用的范围，A错误；原子核必须有足够的动能，才能使它们接近到核力能发生作用的范围，实验证实，原子核必须处在几百万开尔文的高温下才有这样的能量，这样高的温度通常利用原子弹爆炸获得，故B、C正确；在太阳和其他恒星内部都存在着热核反应，D正确。
6．恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应，当温度达到108 K时，可以发生“氦燃烧”。
8
(1)完成“氦燃烧”的核反应方程：42He＋________→4Be＋γ。
(2)84Be是一种不稳定的粒子，其半衰期为2.6×10后所剩84Be占开始时的________。
－16
s。一定质量的84Be，经7.8×10
－16
s
48解析：(1)根据质量数和电荷数守恒可知42He＋2He→4Be＋γ。
16
t7.8×10?1?3＝1。 (2)经历半衰期的次数n＝τ＝－16＝3，故剩余的占开始时的?2?82.6×10
－
14
答案：(1)2He(或α) (2)(或12.5%)
8
7．正电子是电子的反粒子，它跟普通电子的电量相等，而电性相反，科学家设想在宇宙的某些部分可能存在完全由反粒子构成的物质——反物质。1997年初和年底，欧洲和美国的科学研究机构先后宣布：他们分别制造出9个和7个反氢原子，这是人类探索反物质的一大进步。你推测反氢原子的结构是( )
A．由一个带正电荷的质子与一个带负电荷的电子构成 B．由一个带负电荷的质子与一个带正电荷的电子构成 C．由一个不带电的中子与一个带负电荷的电子构成 D．由一个带负电荷的质子与一个带负电荷的电子构成
解析：选B 反氢原子的结构应该是反质子与反电子组成，即一个带负电荷的质子与一个带正电荷的电子构成。
8．如下一系列核反应是恒星内部发生的。
13
p＋ 126C→ 7N
＋13
→13 7N― 6C＋e＋ν
1414
p＋ 13→ 156C→ 7Np＋ 7N―8O
＋1515
8O→ 7N＋e＋ν
12
p＋15 7N→ 6C＋α
＋
其中p为质子，α为α粒子，e为正电子，ν为一种中微子。已知质子的质量为mp＝1.672 648×109.11×10
－31
－27
kg，α粒子的质量为mα＝6.644 929×10
－27
kg，正电子的质量为me＝
kg，中微子的质量可忽略不计。真空中的光速c＝3.00×108 m/s，试计算该系列
反应完成后释放的能量。
解析：为求出系列反应后释放的能量，将题中所给的诸核反应方程左右两侧分别相加，消去两侧相同的项，系列反应最终等效为
4p→α＋2e＋2ν
设反应后释放的能量为Q，根据质能关系和能量守恒得 4mpc2＝mαc2＋2mec2＋Q 代入数值可得 Q＝3.95×10
－12＋
J。
答案：3.95×10
－12
J
9．有一种聚变反应是四个氢核聚变成一个氦核，同时放出两个正电子。求： (1)该聚变反应释放多少能量？
(2)若1 g氢完全聚变，能释放多少能量？
(3)1 g氢完全聚变，释放的能量相当于多少煤完全燃烧放出的热能？(已知煤的燃烧值q＝3.36×107 J/kg，氢核质量为1.008 142 u，氦核质量为4.001 509 u，电子的质量为0.000 549 u)
40解析：(1)核反应方程为：411H→2He＋21e，所以Δm＝4mH－mHe－2me＝4×1.008 142 u
－4.001 509 u－2×0.000 549 u＝0.029 961 u
ΔE＝Δmc2＝0.029 961 uc2＝0.029 961×931.5 MeV＝27.91 MeV＝4.47×10(2)1 g氢完全聚变释放的能量为
1－
E＝×6.02×1023×4.47×1012 J＝6.73×1011 J。
4(3)相当于煤完全燃烧的质量为： 6.73×10114m＝7 kg＝2.00×10 kg。 3.36×10答案：(1)4.47×10(3)2.00×104 kg
－12
J。
－12
J (2)6.73×1011 J
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