物理3-5人教新资料19.8粒子和宇宙精品资料

解析：根据核聚变的定义可知，C 选项正确，A 选项属于 原子核的人工转变，B 选项属于重核的裂变，而 D 选项则属于 原子核的衰变．
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3 1．一个氘核(2 H) 与一个氚核 ( 1 1H)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( B ) A．吸收能量，生成的新核是4 2He B．放出能量，生成的新核是4 2He C．吸收能量，生成的新核是3 2He D．放出能量，生成的新核是3 2He
产生夸克、 宇宙大爆炸 轻子、 胶子等粒子
1044 s,温度降到1032K
强子时代 轻子时代
宇宙由混合电离气体组成 核 合 成 时 代
温度降到3 000K 继续冷却 电子和质子复合成为中性的氢原子 形
物理选修3-5人教新资料19.8粒子和宇 宙精品资料
知识点 1 物质的结构
1．粒子世界：电子、质子和中子还可再分，不存在“基本
粒子”．从 20 世纪 30 年代以来，人们陆陆续续发现的粒子达 到 400 多种． 2．反粒子：实验中发现，对应着许多粒子都存在着质量与 反粒子 ． 它相同而电荷及其他物理性质相反的粒子，叫做_________
一万年后,温度降到104K
106 s,温度降到1013K
温度降到1011K
温度降到1 09 K
成恒星和星系．
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2．恒星的演化
收缩、 升温 宇宙尘埃→星云团→恒星诞生 氢核聚合成氦核 继续收缩、 升温 经历多次膨胀与收缩 白矮星或中子星 氦核聚合成碳核
或黑洞．
(1)写出该热核反应方程；
(2)一次这样的热核反应过程中释放出多少兆电子伏的能
量？(结果保留四位有效数字)
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4 0 解：(1)41 1H→2He＋21e＋ΔE
知识点 3 聚变 聚变 ：两个轻核结合成质量较大的核，这样的核反应 1．_____
3 4 1 叫做聚变．典型聚变反应方程为：2 H ＋ H ―→ He ＋ 1 1 2 0n＋
17.6 MeV.
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2．聚变的条件：要使轻核发生聚变，必须使轻核互相接近到核 力的作用范围．当物质的温度达到几百万开尔文时，就可以发生聚变， 热核反应 ．热核反应一旦发生就不再需要外界给它能 所以聚变又叫__________ 量了． 3．聚变的应用 (1)氢弹：利用轻核聚变制造的一种大规模杀伤性武器．它是先 利用普通炸药引爆原子弹，再由原子弹爆炸产生的高温高压引发热核
轻子
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4.夸克：强子由更基本的成分组成，这种成分叫做夸克．夸 2 1 克有六种，它们带的电荷分别为元电荷的＋3或－3.
【特别提醒】质子、中子、电子、光子并不是最基本的粒 子，一方面有数以百计的不同种类型的新粒子，它们不是由质 子、中子、电子组成的；另一方面，质子、中子自身也有复杂 的结构.
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知识点 2 宇宙及恒星的演化 1．宇宙的演化
解析：根据质量数守恒和电荷数守恒，该聚变的核反应方
3 4 1 4 程为2 H ＋ H ―→ He ＋ n ，即生成 1 1 2 0 2He，因为有质量亏损，所以
放出能量．
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题型 1
聚变中能的计算
3 【例题】一个氘核(2 1H)和一个氚核(1H)结合成一个氦核
(4 2He)，同时放出一个中子，已知氘核质量为 m1＝2.014 1 u，氚 核质量为 m2＝3.016 0 u，氦核质量为 m3＝4.002 6 u，中子质量 为 m4＝1.008 7 u，求： (1)写出聚变的核反应方程； (2) 反应过程中释放的能量为多少？平均每个核子能放出 多少核能？
爆炸．
(2)受控热核反应： 受控热核反应人类还没有完全掌握，主要难点 是没有任何容器能够经受如此高的温度．科学家设想了两种方案，即磁 约束和惯性约束．环流器(托卡马克)是目前性能最好的磁约束装置．
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4．聚变与裂变的对比
重核裂变 放能原理 放出核能 轻核聚变 重核分裂成质量较小的核，释 两个轻核结合成质量较
答案：见解析
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1． 物理学家们普遍相信太阳发光是由于其内部不断发生从 氢核到氦核的核聚变反应．根据这一理论，在太阳内部 4 个氢
4 0 核(1 1H)转化成一个氦核(2He)和两个正电子(1e)并放出能量．已知
质子质量 mp＝1.007 3 u，α 粒子的质量 mα＝4.001 5 u，电子的 质量 me＝0.000 5 u．1 u 的质量对应 931.5 MeV 的能量．
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【例题】下列核反应方程式中，表来自核聚变的是( C )4 17 1 A.14 N ＋ He ―→ O ＋ 7 2 8 1H 1 144 89 1 B.235 U ＋ n ―→ Ba ＋ Kr ＋ 3 92 0 56 36 0n 3 4 1 C.2 1H＋1H―→2He＋0n 30 0 D.15 P―→30 Si ＋ 14 1e
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3 4 1 解析：(1)核反应方程为2 H ＋ H ―→ He ＋ 1 1 2 0n＋ΔE
(2)反应过程的质量亏损为 Δm＝2.014 1 u＋3.016 0 u－4.002 6 u－1.008 7 u ＝0.018 8 u ΔE＝Δmc2＝0.018 8×931 MeV＝17.5 MeV. 17.5 平均每个核子释放的核能为 5 MeV＝3.5 MeV.
大的核，释放核能 产能效率 轻核聚变产能效率比重核裂变高 主要原料是氘 燃料 铀(地球上储量有限) (在地球上储量丰富) 核废料的 聚变反应的核废料处理要比裂变反应简单得多，轻核聚 处理难度 变更为安全、清洁 反应速度比较容易进行人工 可控性
控制，目前核电站都是用裂变
反应释放能源
除氢弹外还不能实现人 工控制
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3．粒子的分类
分类
参与的
相互作用
发现的粒子
备注 强子有内部结构，由“夸 克”粒子构成的；强子又
强子
参与强相 质子、中子、介子、 互作用 超子 不参与强
可分为介子和重子
电子、电子中微子、
μ子、μ子中微子、τ子、 未发现内部结构 相互作用 τ子中微子 光子、玻色子、胶子分别 传递各种 光子、中间玻色子、 传递电磁、弱、强相互作 媒介子 相互作用 胶子 用