2021-2022年高中物理第十九章原子核7核聚变8粒子和宇宙检测新人教版

2021-2022年高中物理第十九章原子核7核聚变8粒子和宇宙检测新人教

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1．关于太阳辐射的主要由来，下列说法正确的是( )

A．来自太阳中氢元素聚变反应释放的核能

B．来自太阳中碳元素氧化释放的化学能

C．来自太阳中重元素裂变反应释放的核能

D．来自太阳中本身储存的大量内能

解析：太阳辐射的巨大能量主要来自太阳内部氢核聚变成氦核时释放的能量，只有选项A正确．

答案：A

2．(多选)如图所示，托卡马克(Tokamak)是研究受控核聚变的一种装置，这个词是toroidal(环形的)、kamera(真空室)、magnit(磁)的头两个字母以及katushka(线圈)的第一个字母组成的缩写词．根据以上信息，下述判断中可能正确的是( ) A．这种装置的核反应原理是轻核的聚变，同时释放出大量的能量，和太阳发光的原理类似

B．线圈的作用是通电产生磁场使带电粒子在磁场中旋转而不溢出

C．这种装置同我国秦山、大亚湾核电站所使用核装置的核反应原理相同

D．这种装置可以控制热核反应速度，使聚变能缓慢而稳定地进行

解析：聚变反应原料在装置中发生聚变，放出能量，故A项正确；线圈通电时产生磁场，带电粒子在磁场中受洛伦兹力作用不飞出，故B项正确；核电站的原理是裂变，托尔马克的原理是聚变，故C项错误；该装置使人们可以在实验室控制反应速度，平稳释放核能，故D 项正确．

答案：ABD

3．一个氘核(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

解析：聚变反应出现质量亏损，一定放出能量，由质量数守恒和电荷数守恒可知，生成的新核是42He，选项B正确．

答案：B

4．(多选)xx年诺贝尔物理奖授予佩尔马特等三位科学家，他们的获奖工作是“通过观测遥远的超新星，发现宇宙正在加速膨胀”．物理学家为了解释这一现象，提出了“暗能量”的概念．正是在暗能量的驱动下，宇宙出现了加速膨胀．宇宙中暗能量约占73%、约有23%是暗物质，我们能看到的、接触到的普通物质约占4%.暗能量和暗物质实质至今尚未清楚，但科学家找到了暗物质存在的间接证据，大型星系团中的星系具有极高的运动速度，星系团要束缚住这些星系，它的质量应该是我们观测到质量的100倍以上，大量的观测分析证实了这一点. 关于上述事实及理论假说，下列结论你认为可能正确的是( ) A．暗能量力的作用表现为斥力

B．暗物质力的作用表现为引力

C．从太阳系行星运动与星系团中的星系运动比较可知，宇宙中暗物质分布是均匀的D．从太阳系行星运动与宇宙正在加速膨胀比较可知，宇宙中暗能量分布是不均匀的解析：由题意在暗能量的驱动下，宇宙出现了加速膨胀，说明暗能量力的作用表现为斥力，故A正确；星系团要束缚住这些星系，说明暗物质力的作用表现为引力，故B正确；由题知宇宙中暗能量分布是不均匀的，故C错误、D正确．

答案：ABD

A级抓基础

1．关于核聚变，以下说法不正确的是( )

A．与裂变相比轻核聚变辐射极少，更为安全、清洁

B．世界上已经有利用核聚变能来发电的核电站

C．要使轻核发生聚变，必须使它们的距离达到10－15 m以内，核力才能起作用

D．地球聚变燃料的储量十分丰富，从海水中可以提炼出大量核聚变所需的氘核

解析：与裂变相比，核聚变有下面的几个优势：(1)安全、清洁、辐射少；(2)核燃料储量多；(3)核废料易处理．但核聚变发电还没有投入实际运行，所以B项是不正确的．答案：B

2．(多选)下列说法正确的是( )

A.157N＋11H→126C＋42He是α衰变方程

B.11H＋21H→32He＋γ是核聚变反应方程

C.238 92U→234 90Th＋42He是核裂变反应方程

D.42He＋2713Al→3015P＋10n是原子核的人工转变方程

解析：核反应类型分四种，核反应方程的特点各有不同，衰变方程的左边只有一个原子核，右边出现α或β粒子．聚变方程的左边是两个轻核反应，右边是中等质量的原子核．裂变方程的左边是重核与中子反应，右边是中等质量的原子核．人工核转变方程的左边是氦核与常见元素的原子核反应，右边也是常见元素的原子核．由此可知B、D两选项正确．答案：BD

3．关于核反应方程：21H＋31H→42He＋X.用c表示光速，则( )

A．X是质子，核反应放出的能量等于质子质量乘以c2

B．X是中子，核反应放出的能量等于中子质量乘以c2

C．X是质子，核反应放出的能量等于氘核与氚核的质量和减去氦核与质子的质量和，再乘以c2

D．X是中子，核反应放出的能量等于氘核与氚核的质量和减去氦核与中子质量和，再乘以c2

解析：由质量数守恒及核电荷数守恒定律，可得X为10n(中子)，再据质能方程可得核反应放出的能量为反应前后质量亏损与c2的乘积，故D项正确．

答案：D

4．(多选)雷蒙德·戴维斯因研究来自太阳的中微子(νe)而获得了xx诺贝尔物理学奖．他探测中微子所用的探测器的主体是一个贮满615吨四氯乙烯(C2Cl4)溶液的巨桶，中微子可以将一个氯核转变为一个氩核，其核反应方程式为νe＋3717Cl→3718Ar＋0－1e.已知3717Cl核的质量为36.956 58 u，3718Ar核的质量为36.956 91 u，0－1e的质量为0.000 55 u，1 u质量对应的能量为931.5 MeV.根据以上信息，可以判断( )

A．中微子不带电

B．中微子就是中子

C.3717Cl和3718Ar是同位素

D．参与上述反应的中微子的最小能量约为0.82 MeV

解析：在核反应中，电荷数守恒，质量数守恒，可以判断中微子所带电荷数是零，质量数是零，故A项正确；而中子的质量数是1，故B项错误；同位素是电荷数相等，质量数不等的同种元素，而3717Cl和3718Ar是两种不同的元素，故C项错误；由爱因斯坦质能方程得中微子的质量m＝(0.000 55＋36.956 91－36.956 58)u＝0.000 88 u，而1 u质量对应的能量为931.5 MeV，所以中微子的最小能量是E＝931.5×0.000 88 MeV≈0.82 MeV，故D项正确．答案：AD

5．(多选)2006年9月28日，我国最新一代核聚变装置“EAST”在安徽合肥首次发电，显示了“EAST”装置具有良好的整体性能，使等离子体约束时间达1 000 s，温度超过1亿度，标志着我国磁约束核聚变研究进入国际先进水平．合肥也成为世界上第一个建成此类全