PAGEPAGE1課時作業(yè)(十八)eq\a\vs4\al([全員參與·基礎練])1．關于粒子，下列說法正確的是()A．電子、質子和中子是組成物質的不行再分的最基本的粒子B．強子都是帶電的粒子C．夸克模型是探究三大類粒子結構的理論D．夸克模型說明電子不再是電荷的最小單位【解析】由于質子、中子是由不同夸克組成的，它們不是最基本的粒子，不同夸克構成強子，有的強子帶電，有的強子不帶電，故A、B錯誤；夸克模型是探討強子結構的理論，不同夸克帶電不同，分別為＋eq\f(2,3)e和－eq\f(1,3)e，說明電子電荷不再是電荷的最小單位，故C錯誤，D正確．【答案】D2．(2014·錦州檢測)20世紀30年頭以來，人們在對宇宙射線的探討中，接連發(fā)覺了一些新的粒子，K介子和π介子就是科學家在1947年發(fā)覺的．K－介子的衰變方程為K－→π0＋π－，其中K－介子和π－介子帶負電，電荷量等于元電荷的電荷量，π0介子不帶電．如圖所示，一個K－介子沿垂直于磁場的方向射入勻強磁場中，其軌跡為圖中的圓弧虛線，K－介子衰變后，π0介子和π－介子的軌跡可能是()【解析】π0介子不帶電，在磁場中不偏轉，π－介子帶負電，在磁場中洛倫茲力作用下做勻速圓周運動，再依據(jù)動量守恒判定知A正確．【答案】A3．(多選)關于輕核聚變，下列說法正確的是()A．兩個輕核聚變?yōu)橹械荣|量的原子核時要汲取能量B．同樣質量的物質發(fā)生聚變時放出的能量比同樣質量的物質裂變時釋放的能量大很多C．聚變反應的條件是聚變物質的體積達到臨界體積D．發(fā)生聚變反應時的原子核必需有足夠大的動能【解析】依據(jù)比結合能圖線可知，聚變后比結合能增加，因此聚變反應中會釋放能量，故A錯誤；聚變反應中平均每個核子放出的能量比裂變反應中每個核子放出的能量大3～4倍，故B正確；裂變反應的條件是裂變物質的體積達到臨界體積，而聚變反應時，要使輕核之間的距離達到10－15m以內，這須要原子核有很大的動能才可以實現(xiàn)聚變反應，故C錯誤，D【答案】BD4．某核反應方程為eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋X.已知eq\o\al(2,1)H的質量為2.0136u，eq\o\al(3,1)H的質量為3.018u，eq\o\al(4,2)He的質量為4.0026u，X的質量為1.0087u．則下列說法中正確的是()A．X是質子，該反應釋放能量B．X是中子，該反應釋放能量C．X是質子，該反應汲取能量D．X是中子，該反應汲取能量【解析】依據(jù)電荷數(shù)和質量數(shù)守恒可求得X的質量數(shù)為1，電荷數(shù)為0，所以是中子；反應前后的質量改變?yōu)?2.0136＋3.018)u－(4.0026＋1.0087)u＝0.0203u，所以發(fā)生了質量虧損，反應釋放能量．【答案】B5．(多選)下列說法正確的是()A.eq\o\al(15,7)N＋eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(12,6)C＋eq\o\al(4,2)He是α衰變方程B.eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(3,2)He＋γ是核聚變反應方程C.eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)He是核裂變反應方程D.eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)n是原子核的人工轉變方程【解析】衰變是在沒有粒子轟擊的狀況下，原子核自發(fā)地放出α粒子或β粒子的反應，eq\o\al(15,7)N在質子的轟擊下發(fā)生的核反應屬于人工轉變，A錯；eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(3,2)He＋γ是兩個質量較輕的核結合成了質量較重的核，是核聚變反應，B對；eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)He是α衰變，裂變必需形成兩個中等質量的核，C錯；用α粒子去轟擊原子核，產生新原子核并放出一個粒子，這是原子核的人工轉變，D對．【答案】BD6．(多選)下列關于聚變的說法中，正確的是()A．要使聚變產生，必需克服核力做功B．輕核聚變須要幾百萬開爾文的高溫，因此聚變又叫做熱核反應C．原子彈爆炸能產生幾百萬開爾文的高溫，所以氫彈利用原子彈引發(fā)熱核反應D．太陽和很多恒星內部都在激烈地進行著熱核反應【解析】輕核聚變時，要使輕核之間距離達到10－15m，所以必需克服庫侖斥力做功，達到核力作用的范圍，A錯誤；原子核必需有足夠的動能，才能使它們接近到核力能發(fā)生作用的范圍，試驗證明，原子核必需處在幾百萬開爾文的高溫下才有這樣的能量，這樣高的溫度通常利用原子彈爆炸獲得，故B、C正確；在太陽和其他恒星內部都存在著熱核反應，D【答案】BCD7．下列說法正確的是()A．聚變是裂變的逆反應B．核聚變反應須將反應物加熱到數(shù)百萬開爾文以上的高溫，明顯是汲取能量C．輕核聚變比裂變更為平安、清潔D．強子是參與強相互作用的粒子，中子是最早發(fā)覺的強子【解析】聚變和裂變的反應物和生成物完全不同，兩者無干脆關系，并非互為逆反應，故A錯；實現(xiàn)聚變反應必需使參與反應的輕核充分接近，須要數(shù)百萬開爾文的高溫，但聚變反應一旦實現(xiàn)，所釋放的能量遠大于所汲取的能量，所以聚變反應還是釋放能量，故B錯；實現(xiàn)聚變須要高溫，一旦出現(xiàn)故障，高溫不能維持，反應就自動終止了，另外，聚變反應比裂變反應生成的廢物數(shù)量少，簡單處理，故C對；質子是最早發(fā)覺的強子，故D錯．【答案】C8．(2013·山東高考)恒星向外輻射的能量來自于其內部發(fā)生的各種熱核反應，當溫度達到108K時，可以發(fā)生“氦燃燒”．①完成“氦燃燒”的核反應方程：eq\o\al(4,2)He＋______→eq\o\al(8,4)Be＋γ.②eq\o\al(8,4)Be是一種不穩(wěn)定的粒子，其半衰期為2.6×10－16s.肯定質量的eq\o\al(8,4)Be，經7.8×10－16s后所剩eq\o\al(8,4)Be占起先時的______．【解析】①由質量數(shù)、電荷數(shù)守恒eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(8,4)Be＋γ②在t＝7.8×10－16s時間內，原子核衰變的次數(shù)n＝eq\f(t,T)＝3故m＝eq\f(1,8)m0【答案】①eq\o\al(4,2)He或α②eq\f(1,8)或12.5%eq\a\vs4\al([超越自我·提升練])9．正電子是電子的反粒子，它跟一般電子的電量相等，而電性相反，科學家設想在宇宙的某些部分可能存在完全由反粒子構成的物質——反物質.1997年初和年底，歐洲和美國的科學探討機構先后宣布：他們分別制造出9個和7個反氫原子，這是人類探究反物質的一大進步．你推想反氫原子的結構是()A．由一個帶正電荷的質子與一個帶負電荷的電子構成B．由一個帶負電荷的質子與一個帶正電荷的電子構成C．由一個不帶電的中子與一個帶負電荷的電子構成D．由一個帶負電荷的質子與一個帶負電荷的電子構成【解析】反氫原子的結構應當是反質子與反電子組成，即一個帶負電荷的質子與一個帶正電荷的電子構成．【答案】B10．(多選)我國自行設計、研制的世界第一套全超導核聚變試驗裝置(又稱“人造太陽”)已完成了首次工程調試．下列關于“人造太陽”的說法正確的是()A．“人造太陽”的核反應方程是eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)nB．“人造太陽”的核反應方程是eq\o\al(235,)92U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(141,)56Ba＋eq\o\al(92,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)nC．“人造太陽”釋放的能量大小的計算公式是ΔE＝Δmc2D．“人造太陽”核能大小的計算公式是E＝eq\f(1,2)mc2【解析】“人造太陽”發(fā)生的是輕核聚變，所以核反應方程式為eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n，而B選項中的核反應是核裂變，故選項A正確，B錯誤；“人造太陽”釋放的能量大小的計算公式是ΔE＝Δmc2，而核能大小的計算公式為E＝mc2，故選項C正確，D錯誤．【答案】AC11．如下一系列核反應是恒星內部發(fā)生的．p＋1eq\o\al(2,6)C→1eq\o\al(3,7)N1eq\o\al(3,7)N→1eq\o\al(3,6)C＋e＋＋νp＋1eq\o\al(3,6)C→1eq\o\al(4,7)Np＋1eq\o\al(4,7)N→1eq\o\al(5,8)O1eq\o\al(5,8)O→1eq\o\al(5,7)N＋e＋＋νp＋1eq\o\al(5,7)N→1eq\o\al(2,6)C＋α其中p為質子，α為α粒子，e＋為正電子，ν為一種中微子．已知質子的質量為mp＝1.672648×10－27kg，α粒子的質量為mα＝6.644929×10－27kg，正電子的質量數(shù)為me＝9.11×10－31kg，中微子的質量可忽視不計．真空中的光速c＝3.00×【解析】為求出系列反應后釋放的能量，將題中所給的諸核反應方程左右兩側分別相加，消去兩側相同的項，系列反應最終等效為4p→α＋2e＋＋2ν設反應后釋放的能量為Q，依據(jù)質能關系和能量守恒得4mpc2＝mac2＋2mec2＋Q代入數(shù)值可得Q＝3.95×10－12J.【答案】3.95×10－12J12．有一種聚變反應是四個氫核聚變成一個氦核，同時放出兩個正電子．求：(1)該聚變反應釋放多少能量？(2)若1g氫完全聚變，(3)1g氫完全聚變，釋放的能量相當于多少煤完全燃燒放出的熱能？(已知煤的燃燒值q＝3.36×107J/kg，氫核質量為1.008142u，氦核質量為4.001509u，電子的質量為0.000549u)【解析】(1)核反應方程為：4eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(4,2)He＋2eq\o\al(0,1)e，所以Δm＝4mH－mHe－2me＝4×1.008142u－4.001509u－2×0.000549u＝0