高中物理第十九章原子核七核聚变八粒子和宇宙练习新人教选修

七、核聚变 八、粒子和宇宙
1．热核反应是一种理想能源的原因是( )
A ．就每一个核子平均来说，比重核裂变时释放的能量多
B ．对环境的放射性污染较裂变轻，且较容易处理
C ．热核反应的原料在地球上储量丰富
D ．热核反应的速度容易控制
2．一个氘核(21H)与一个氚核(31H)发生聚变，产生一个中子和一个新核，并出现质量亏损．聚变过程中( )
A ．吸收能量，生成的新核是42He
B ．放出能量，生成的新核是42He
C ．吸收能量，生成的新核是32He
D ．放出能量，生成的新核是32He
3．关于粒子，下列说法中正确的是( )
A ．电子、质子和中子是组成物质的不可再分的最基本粒子
B ．强子都是带电的粒子
C ．夸克模型是探究三大类粒子结构的理论
D ．夸克模型说明电子电荷不再是电荷的最小单位
4．现在科学家正在设法寻找“反物质”．所谓“反物质”是由“反粒子”组成的，则反α粒子的符号是
( )
A.42He
B. He 42-
C.He 4
2- D.－4－2He
5．下列核反应方程及其表述都正确的是( )
A ．32He ＋21H→42He ＋11H 是聚变反应
B ．235 92U ＋10n→141 56Ba ＋9236Kr ＋310n 是裂变反应
C ．21H ＋31H→42He ＋10n 是聚变反应
D ．2411Na→2412Mg ＋e 0
1- 是裂变反应
6．四个氢核聚变成一个氦核，同时放出两个正电子，释放出2.8×106 eV 的能量．请写出核反应方程. 并
计算1 g 氢核完成这个反应后释放的能量．
7．历史上第一次利用加速器实现的核反应，是用加速后动能为0.5 MeV 的质子11H 轰击静止的A Z X ，生成两
个动能均为8.9 MeV 的42He(1 MeV ＝1.6×10－13 J)
(1)写出上述核反应方程；
(2)求上述核反应质量亏损．
8．下面一系列核反应是在恒星内部发生的．
p ＋C 126→N 137 N 137→C 136＋e ＋＋ν p ＋C 136→N 147 p ＋N 147→O 158
O 15
8→N 15
7＋e ＋＋ν p ＋N 157→C 126＋a.
其中p 为质子，a 为α粒子，e ＋为正电子，ν为一种中微子．已知质子的质量为m p ＝1.672648×10
－27 kg ，α粒子的质量为m α＝6.644929×10－27 kg ，正电子的质量为
m e＋＝9.11×10－31 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．
9．已知氘核质量为2.0136 u，中子质量为1.0087 u，32He核的质量为3.0150 u.
(1)写出两个氘核聚变成32He的核反应方程．
(2)计算上述核反应中释放的核能．
(3)若两个氘核以相等的动能0. 35 MeV做对心碰撞即可发生上述核反应，且释放的核能全部转化为
机械能，则反应中生成32He核和中子的动能各是多少？
高考理综物理模拟试卷
注意事项：
1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题
1．在匀强磁场中，一个100匝的闭合矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，穿过该线圈的磁通量动Φ随时间t的变化关系如图所示，已知线圈总电阻为2Ω，则
A．t=1.0s时线圈平面平行于磁感线
B．t=1.5s时线圈中感应电流为0
C．t=2.0s时线圈中的感应电动势为0
D．一个周期内线圈产生的热量为8J
2．如图所示是氢原子的能级图，一群处于n=4能级的氢原子发生跃迁，释放出不同频率的光子，利用这些光子照射逸出功为3.20eV的金属钙，则下列说法中正确的是
A．随能级n的增加氢原子能量减小
B．电子发生跃迁时，可放出3种不同频率的光
C．释放出最大频率的光子照射金属钙，电子的最大初动能为12.75eV
D．释放出最大频率的光子照射金属钙，发生光电效应的遏止电压为9.55V
3．位于A、B处的两个带不等量负电荷的点电荷在平面内的电势分布如图所示，图中实线表示等势线，下列说法中正确的是
A．正电荷从c点移到d点，静电力做负功
B．a点和b点的电势不相同
C．负电荷从a点移到b点，电场力做正功，电势能减少
D．正电荷从e点沿图中虚线移到f点，电场力不做功，电势能不变
4．如图，在光滑绝缘水平面上，三个带电小球a、b和c分别位于边长为l的正三角形的三个顶点上；a、b带正电，电荷量均为q，c带负电。

整个系统置于方向水平的匀强电场中。

已知静电力常量为k。

若三个小球均处于静止状态，则匀强电场场强的大小为 ( )
A．
B．
C．
D．
5．沿x轴正方向传播的一列简谐横波在某时刻的波形图如图所示，其波速为200 m/s，下列说法中正确的是___．
A．图示时刻质点b的速度方向沿y轴负方向
B．图示时刻质点a的加速度为零
C．图示时刻质点a的速度为零
D．若此波遇到另一简谐波并发生稳定干涉现象，则该波所遇到的波的频率为50 Hz
E. 若该波发生明显的衍射现象，该波所遇到的障碍物或孔的尺寸一定比4 m大得多
6．用同样的交流电分别给甲、乙两个电路同样的灯泡供电，结果两个电路中的灯泡均能正常发光，乙图
中理想变压器原、副线圈的匝数比为5：3，则甲、乙两个电路中的电功率之比为
A．5 : 3 B．5 : 2 C．1 : 1 D．25 : 9
二、多项选择题
7．如图所示，“奥托循环”由两条绝热线和两条等容线组成，其中，a→b和c→d为绝热过程，b→c和d→a为等容过程。

下列说法正确的是__________
A．a→b过程中，外界对气体做功
B．a→b过程中，气体分子的平均动能不变
C．b→c过程中，单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数增多
D．c→d过程中，单位体积内气体分子数减少
E.d→a过程中，气体从外界吸收热量
8．宇宙员驾驶宇宙飞船到达某行星表面，在离该行星表面高度为h处，将一小球大小为的初速度水平抛出，小球水平射程为x。

已知该行星的半径为R，引力常量为G。

则下列判断正确的是（）
A．该行星的质量为B．该行星的密度为
C．该行星的第一宇宙速度大小为D．该行星表面的重力加速度大小为
9．如图，一导体圆环保持水平，沿一个性质匀称的条形磁铁轴线落下，条形磁铁竖直固定，圆环中心始终位于磁铁轴线上。

已知当圆环落至B、D两位置时，刚好经过磁铁上下端截面，而C位置位于磁铁正中。

不计空气阻力，下列说法正确的有
A．圆环由A落至B的过程中，环中感应电流从上至下看为顺时针
B．圆环由B落至C的过程中，圆环磁通量在减少
C．圆环落至C、D之间时，圆环有收缩趋势
D．圆环由A落至E的过程中，任意时刻加速度都小于重力加速度g
10．如图所示，粗糙绝缘的水平面附近存在一平行于水平面的电场，其中某一区域的电场线与x轴平行，在x轴上的电势q与坐标x的关系如图中曲线所示，曲线过（0.1，4.5）和（0.15，3）两点，图中虚线为该曲线过点（0.15，3）的切线，现有一质量为0.20kg、电荷量为+2.0×10﹣8C的滑块P（可视为质点），从x＝0.10m处由静止释放，其与水平面的动摩蓀因数为0.02，取重力加速度g＝10m/s。

则下列说法中正确的是（）
A．滑块P运动过程中的电势能先减小后增大
B．滑块P运动过程中的加速度先减小后增大
C．x＝0.15m处的电场强度大小为2.0×106N/C
D．滑块P运动的最大速度为0.1m/s
三、实验题
11．如图所示，竖直放置的导热气缸内用活塞封闭着一定质量的理想气体，活塞的质量为m，横截面积为S，缸内气体高度为2h0。

现在活塞上缓慢添加砂粒，直至缸内气体的高度变为h。

然后再对气缸缓慢加热，让活塞恰好回到原来位置。

已知大气压强为p0，大气温度为T0，重力加速度为g，不计活塞与气缸间摩擦。

求：
(1)所添加砂粒的总质量；
(2)活塞返回至原来位置时缸内气体的温度。

12．在“验证机械能守恒定律”的实验中
(1)有下列器材可供选择：A．铁架台 B．打点计时器 C．复写纸 D．纸带 E.低压交流电源 F.天平 G.重锤 H.导线 I.开关
在上述器材中,缺少的测量器材是___________.
(2)关于这一实验,下列说法中正确的是___________.
A．重锤应选用密度小的物体
B．两个限位孔应在同一竖直线上
C．释放纸带前,重锤应靠近带点计时器
D．应先释放纸带,后接通电源
(3)若质量的重锤自由下落,在纸带上打出一系列的点如图所示, 为第一个点, 为相邻的点,相邻计数点的时间间隔为,长度单位是,取,求从点到打下计数点的过程中,物体
重力势能的减少量___________,动能的增加量____________(结果均保留两位有效数字)
四、解答题
13．如图所示，在粗糙的水平桌面上有均可看做质点的物体A和B，A、B与桌面间动摩擦因数均为μ=0.1，物体B静止在桌面的右边缘。

m A=m B=1kg，现有一水平恒力F=3N作用在A上，使A由静止向右运动，在与B发生弹性碰撞前的瞬间撤去F，已知A、B间的L=1m，桌面的高度h=0.2m，重力加速度g=10m/s2，求：（1）物体A与B碰撞前速度v1的大小；
（2）物体B被撞飞出后的水平位移x。

14．一定质量的理想气体，经过如图所示的状态变化．设状态A的温度为400 K，求：
(1)状态C的温度T C为多少？
(2)如果由A经B到C的状态变化的整个过程中，气体对外做了400 J的功，气体的内能增加了20 J，则这个过程气体是吸收热量还是放出热量？其数值为多少？
【参考答案】
一、单项选择题
题号 1 2 3 4 5 6 答案 C D A B A A
二、多项选择题
7．ACD
8．AD
9．AC
10．BCD
三、实验题
11．（1）（2）12．刻度尺BC0.480.47
四、解答题
13．（1）2m/s；（2）0.4m 14．(1)320 K (2)吸收 420 J
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注意事项：
1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题
1．“旋转秋千”是游乐园里常见的游乐项目，其基本装置是将绳子上端固定在转盘的边上，绳子下端连接座椅，人坐在座椅上随转盘旋转而在空中飞旋。

若将人和座椅看为质点，“旋转秋千”可简化为如图所示的模型。

其中，处于水平面内的圆形转盘，半径为r，可绕穿过其中心的竖直轴转动。

让转盘由静止开始逐渐加速转动，经过一段时间后质点与转盘一起以角速度做匀速圆周运动，此时绳子与竖直方向的夹角为θ。

已知绳长为L且不可伸长，质点的质量为m，不计空气阻力及绳重。

则下列说法中正确的是（）
A．质点的重力越大，绳子与竖直方向的夹角θ越小
B．质点做匀速圆周运动的向心力是其所受悬线的拉力
C．转盘转动的角速度与夹角θ的关系为
D．质点从静止到做匀速圆周运动的过程中，绳子对质点做的功为
2．2018年1月12日，我国以“一箭双星”方式成功发射第26、第27颗北斗导航卫星，拉开2018年将发射16颗北斗卫星的序幕。

北斗导航卫星的轨道有三种：地球静止轨道（高度35809 km）、倾斜地球同步轨道（高度35809 km）、中圆地球轨道（高度21607 km），如图所示。

下列说法正确的是
A．倾斜同步轨道卫星始终位于地球表面某点的正上方
B．倾斜同步轨道卫星每天在固定的时间经过同一地区的正上方
C．中圆地球轨道卫星的周期一定比静止轨道卫星的周期长
D．中圆地球轨道卫星受到的万有引力一定比静止轨道卫星受到的万有引力大
3．如图所示，匀强磁场中有两个导体圆环a、b，磁场方向与圆环所在平面垂直．磁感应强度B随时间均匀增大．两圆环半径之比为2∶1，圆环中产生的感应电动势分别为E a和E b.不考虑两圆环间的相互影响．下列说法正确的是( )
A．E a∶E b＝4∶1，感应电流均沿逆时针方向
B．E a∶E b＝4∶1，感应电流均沿顺时针方向
C．E a∶E b＝2∶1，感应电流均沿逆时针方向
D．E a∶E b＝2∶1，感应电流均沿顺时针方向
4．在如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为2︰1。

a，b两端电压与时间的关系如图乙所示，二极管可视为理想二极管，电表均为理想电表，电阻R=10Ω，则下列说法正确的是
A．电压表示数约为4.50V
B．电压表示数约为6.36V
C．电流表示数约为0.90A
D．电路消耗的功率为8.10W
5．如图所示，有两个相邻的有界匀强磁场区域，磁感应强度的大小均为B，磁场方向相反，且与纸面垂直，两个磁场区域在x轴方向宽度均为a，在y轴方向足够宽。

现有一个菱形导线框abcd，ac长为2a，从图示位置开始向右匀速穿过磁场区域。

若以逆时针方向为电流的正方向，在线框中感应电流i与线框移动距离x的关系图象中正确的是（）
A．B．
C．D．
6．关于物理学思想方法，下列叙述不正确
．．．的是（）
A．演示微小形变时，运用了放大法
B．将物体看成质点，运用了理想模型法
C．将很短时间内的平均速度看成瞬时速度，运用了等效替代法
D．探究弹性势能表达式用F-L图象下梯形的面积代表功，运用了微元法
二、多项选择题
7．下列说法中正确的是______
A．射线、射线、射线本质上都是电磁波，且射线的波长最短
B．单色光从光密介质进入光疏介质，光子的能量变小
C．中等核的比结合能最小，因此这些核是最稳定的
D．电子束通过铝箔时可以产生衍射图样
8．在x轴上有两个点电荷q1、q2，其静电场的电势φ在x轴上分布如图所示．下列说法正确有（）
A．q1和q2带有异种电荷
B．x1处的电场强度为零
C．负电荷从x1移到x2，电势能减小
D．负电荷从x1移到x2，受到的电场力增大
9．如图所示，长木板放置在水平面上，一小物块置于长木板的中央，长木板和物块的质量均为m，物块与木板间的动摩擦因数为μ，木板与水平面间动摩擦因数，已知最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，重力加速度为g．现对物块施加一水平向右的拉力F，则木板加速度大小a可能是（）
A．a＝μg B．a＝
C．a＝ D．a＝－
10．分子动理论以及固体、液体的性质是热学的重要内容，下列说法正确的是___________(填正确答案标号，选对一个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。

每选错一个扣3分，最低得分为0分) A．用吸管将牛奶吸入口中是利用了毛细现象
B．同温度的氧气和氢气，它们的分子平均动能相等
C．荷叶上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用
D．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点
E. 两分子间的分子势能一定随距离的增大而增大
三、实验题
11．蓝牙是一种无线技术,可实现固定设备、移动设备和楼宇个人域网之间的短距离数据交换，但设备间超过一定距离时便无法实现通讯。

某次实验中，在甲、乙两小车上安装了某种蓝牙设备，该蓝牙设备正常通选的有效距离为10米。

两车只能沿一条直线运动，如图所示。

共完成了两组实验，每组实验两车的起始距离都为d。

两组实验的相关数据如下。

第一组，乙车保持静止，甲车从O点由静止出发，以的加速度向右做匀加速直线运动，发现3.10s后两车不能够再通讯。

第二组，乙车向左具有一定的初速度，以的加速度做匀加速直线运动，而甲车仍做上述运动，发现1s后两车不能够再通讯.
请完成下列问题，要求所有问题的最终结果均保留两位有效数字.
（1）求甲、乙两车初始距离d.
（2）求乙车的初速度的大小.
12．（1）①用游标卡尺测一根金属管的内径和外径时，卡尺上的游标位置分别如图乙和图丙所示.这根金属管的内径读数是_______cm，外径读数是_______cm，管壁厚是_______cm.
②图给出的是用螺旋测微器测量一金属薄板厚度时的示数，此读数应为_______mm.
（2）某同学测量一只未知阻值的电阻如图所示。

①他先用多用电表进行测量，按照正确的步骤操作后，测量的结果如图甲所示。

请你读出其阻值大小为_______。

为了使多用电表测量的结果更准确，该同学接着应该进行哪些操作（包括使用完）？答：
________________________。

②若该同学再用“伏安法”测量该电阻，所用器材如图乙所示，其中电压表内阻约为5kΩ，电流表内阻约为5Ω，变阻器阻值为50Ω。

图中部分连线已经连接好，为了尽可能准确地测量电阻，请你完成其余的连线_______________。

③该同学按照“伏安法”测量电阻的要求连接好图乙电路后，测得的电阻值将________________（填“大于”、“小于”或“等于”）被测电阻的实际阻值。

四、解答题
13．最近，台风“山竹”的出现引起多地暴雨，致使高速公路上的司机难以看清前方道路，严重影响道路交通安全。

某高速公路同一直线车道上同向匀速行驶的轿车和货车，其速度大小分别为v1＝40 m／s，v2＝25 m／s，轿车在与货车距离x0＝22 m时才发现前方有货车，若此时轿车立即刹车，则轿车要经过x＝160 m才能停下来。

两车可视为质点。

（1）若轿车刹车时货车仍以速度v2匀速行驶，通过计算分析两车是否会相撞；
（2）若轿车在刹车的同时给货车发信号，货车司机经t0＝2s收到信号并立即以大小为a2＝5 m／s2的加速度加速行驶，通过计算分析两车是否会相撞。

14．某游乐园的大型“跳楼机”游戏，以惊险刺激深受年轻人的欢迎。

某次游戏中，质量m=50kg的小明同学坐在载人平台上，并系好安全带、锁好安全杆。

游戏的过程简化为巨型升降机将平台拉升100m高度，然后由静止开始下落，在忽略空气和台架对平台阻力的情况下，该运动可近似看作自由落体运动。

下落
h1=80 m时，制动系统启动，使平台均匀减速，再下落h2=20m时刚好停止运动。

取g=10m/s2，求：
（1）下落的过程中小明运动速度的最大值vm；
（2）当平台落到离地面15m高的位置时，小明对跳楼机作用力F的大小；
（3）在全部下落过程中，跳楼机对小明做的功W。

【参考答案】
一、单项选择题
题号 1 2 3 4 5 6
答案 C B B B C C
二、多项选择题
7．D;
8．AC
9．BD
10．BCD
三、实验题
11．（1）5.2m；（2）4.0m/s
12．37 3.05 0.34 6.124 （6.123～6.125均可）1000Ω 将选择开关打到“×100”挡；将两表笔短接，调节调零旋钮，进行欧姆挡调零；再将被电阻接到两表笔之间测量其阻值并读出读数；测
量完毕将选择开关打到“OFF”挡。

大于
四、解答题
13．(1) 两车会相撞。

(2) 两车不会相撞。

14．（1）（2） (3)。