學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng)(十七)(建議用時(shí)：45分鐘)[學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)]1．下列說(shuō)法中正確的是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：】A．夸克模型說(shuō)明電子電荷量是最小的電荷單元B．目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了自由態(tài)的夸克 C．目前發(fā)現(xiàn)的夸克有6種 D．每種夸克都有對(duì)應(yīng)的反夸克【解析】夸克模型指出目前發(fā)現(xiàn)了6種夸克，每種夸克都有對(duì)應(yīng)的反夸克，所以C、D正確；夸克所帶電荷量小于電子電荷量，但還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)自由態(tài)的夸克，這就是夸克的“禁閉”，所以A、B錯(cuò)．【答案】CD2．(多選)關(guān)于宇宙和恒星的演化，下列說(shuō)法正確的是()A．宇宙已經(jīng)停止演化B．恒星在主序星階段時(shí)停留時(shí)間最長(zhǎng)、最穩(wěn)定C．當(dāng)溫度達(dá)到一定值時(shí)，恒星內(nèi)發(fā)生氦聚變，亮度增強(qiáng)D．恒星最終都會(huì)演化為黑洞【解析】目前宇宙的演化仍在進(jìn)行，A錯(cuò)．恒星在主序星階段時(shí)停留時(shí)間最長(zhǎng)、最穩(wěn)定，B對(duì)．恒星內(nèi)由氫聚變轉(zhuǎn)變?yōu)楹ぞ圩儠r(shí)，亮度增加，C對(duì)．根據(jù)最終質(zhì)量的不同恒星最終演化為白矮星或中子星或黑洞，D錯(cuò)．【答案】BC3．關(guān)于人們發(fā)現(xiàn)的新粒子，下列說(shuō)法不正確的是 ()A．許多粒子都有自己的反粒子B．把粒子分為強(qiáng)子、輕子、媒介子，根據(jù)是粒子與各種相互作用的關(guān)系C．質(zhì)子屬于強(qiáng)子D．光子屬于輕子【解析】根據(jù)粒子的分類(lèi)、粒子與反粒子描述知A、B、C正確．【答案】D4．下列所述不正確的是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：】A．強(qiáng)子是參與強(qiáng)相互作用的粒子B．輕子是不參與強(qiáng)相互作用的粒子C．目前發(fā)現(xiàn)的輕子只有8種D．夸克有6種，它們帶的電荷量分別為元電荷的＋eq\f(2,3)或－eq\f(1,3)【解析】由三類(lèi)粒子的特性可知A、B正確；而目前發(fā)現(xiàn)的輕子只有6種，C錯(cuò)誤；夸克模型經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，已知夸克有6種，它們帶的電荷分別為元電荷的＋eq\f(2,3)或－eq\f(1,3)，D正確．【答案】C5．(多選)為應(yīng)對(duì)能源危機(jī)和優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，提高清潔能源的比重，我國(guó)制定了優(yōu)先選擇核能，其次加快發(fā)展風(fēng)電和再生能源的政策，在《核電中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》中要求2020年核電運(yùn)行裝機(jī)總?cè)萘窟_(dá)到4000萬(wàn)千瓦的水平，請(qǐng)根據(jù)所學(xué)物理知識(shí)，判斷下列說(shuō)法中正確的是()A．核能發(fā)電對(duì)環(huán)境的污染比火力發(fā)電要大B．所有核電站都只利用重核裂變釋放大量的原子能C．所有核電站既有重核裂變，又有輕核聚變釋放大量的原子能D．如果核電站能實(shí)現(xiàn)可控輕核聚變發(fā)電，其核廢料處理更簡(jiǎn)單，對(duì)環(huán)境污染更小【解析】目前核電站都用核裂變，其原料是鈾，且核裂變?cè)诤朔磻?yīng)堆中應(yīng)用的是比較清潔的能源，故B正確，A、C錯(cuò)，如果核電站能實(shí)現(xiàn)可控輕核聚變發(fā)電，其核廢料處理起來(lái)比鈾核裂變廢料更容易，對(duì)環(huán)境污染也更小，D正確．【答案】BD6．(多選)我國(guó)自行研制了可控?zé)岷朔磻?yīng)實(shí)驗(yàn)裝置“超導(dǎo)托卡馬克”(英名稱(chēng)：EAST，俗稱(chēng)“人造太陽(yáng)”)．設(shè)可控?zé)岷藢?shí)驗(yàn)反應(yīng)前氘核(eq\o\al(2,1)H)的質(zhì)量為m1，氚核(eq\o\al(3,1)H)的質(zhì)量為m2，反應(yīng)后氦核(eq\o\al(4,2)He)的質(zhì)量為m3，中子(eq\o\al(1,0)n)的質(zhì)量為m4，光速為c，正確說(shuō)法正確的是()A．這種裝置中發(fā)生的核反應(yīng)方程式是eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)nB．由核反應(yīng)過(guò)程質(zhì)量守恒可知m1＋m2＝m3＋m4C．核反應(yīng)放出的能量等于(m1＋m2－m3－m4)c2D．這種裝置與我國(guó)大亞灣核電站所使用裝置的核反應(yīng)原理相同【解析】核反應(yīng)方程為eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n，選項(xiàng)A正確；反應(yīng)過(guò)程中向外釋放能量，故質(zhì)量有虧損，且釋放的能量ΔE＝Δmc2＝(m1＋m2－m3－m4)c2，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，C正確；可控?zé)岷朔磻?yīng)為核聚變，大亞灣核電站所用核裝置反應(yīng)原理為核裂變，D錯(cuò)誤．【答案】AC7．(多選)太陽(yáng)內(nèi)部持續(xù)不斷地發(fā)生著4個(gè)質(zhì)子(eq\o\al(1,1)H)聚變?yōu)?個(gè)氦核(eq\o\al(4,2)He)的熱核反應(yīng)．核反應(yīng)方程是4eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(4,2)He＋2X，這個(gè)核反應(yīng)釋放出大量核能．已知質(zhì)子、氦核、X的質(zhì)量分別為m1、m2、m3，真空中的光速為c.下列說(shuō)法中正確的是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：】A．方程中的X表示中子(eq\o\al(1,0)n)B．方程中的X表示電子(eq\o\al(0,＋1)e)C．這個(gè)核反應(yīng)中質(zhì)量虧損Δm＝4m1－m2D．這個(gè)核反應(yīng)中釋放的核能ΔE＝(4m1－m2－2m3)c2【解析】由質(zhì)量數(shù)守恒和核電荷數(shù)守恒可知，方程中的X表示電子eq\o\al(0,＋1)e，A錯(cuò)誤，B正確；該反應(yīng)中質(zhì)量虧損Δm＝4m1－m2－2m3，釋放的核能ΔE＝Δmc2＝(4m1－m2－2m3)c2，C錯(cuò)誤，D正確．【答案】BD8．某科學(xué)家提出年輕熱星體中核聚變的一種理論，其中的兩個(gè)核反應(yīng)方程為eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(12,6)C→eq\o\al(13,7)N＋Q1①，eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(15,7)N→eq\o\al(12,6)C＋X＋Q2②，方程中Q1、Q2表示釋放的能量，相關(guān)的原子核質(zhì)量如表：原子核eq\o\al(1,1)Heq\o\al(3,1)Heq\o\al(4,2)Heeq\o\al(12,6)Ceq\o\al(13,7)Neq\o\al(15,7)N質(zhì)量/u1.00783.01664.002612.000013.005715.0001則可以推斷X是________，方程中Q1和Q2的大小關(guān)系是Q1________Q2.【解析】由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，可判斷X為eq\o\al(4,2)He，①式的質(zhì)量虧損為Δm1＝1.0078u＋12.0000u－13.0057u＝0.0021u．②式的質(zhì)量虧損為Δm2＝1.0078u＋15.0001u－12.0000u－4.0026u＝0.0053u，所以Δm2>Δm1根據(jù)質(zhì)能方程ΔE＝Δmc2可求解Q2>Q1.【答案】eq\o\al(4,2)He<9．在核反應(yīng)中，控制鈾235核裂變反應(yīng)速度的方法是什么？【解析】控制鈾235核裂變反應(yīng)速度的方法是控制中子的數(shù)量，其有效方法是用吸收中子能力很強(qiáng)的鎘棒插入鈾燃料周?chē)?，鎘棒插入的深度不同，就會(huì)控制中子的數(shù)目，達(dá)到控制核反應(yīng)的目的．【答案】通過(guò)自動(dòng)控制裝置，改變鎘棒插入的深度，以改變中子數(shù)[能力提升]10．(多選)我國(guó)最新一代核聚變裝置“EAST”在安徽合肥首次放電，顯示了EAST裝置具有良好的整體性能，使等離子體約束時(shí)間達(dá)1000s，溫度超過(guò)1億攝氏度，這標(biāo)志著我國(guó)磁約束核聚變研究進(jìn)入國(guó)際先進(jìn)水平．合肥也成為世界上第一個(gè)建成此類(lèi)全超導(dǎo)非圓截面核聚變實(shí)驗(yàn)裝置并能實(shí)際運(yùn)行的地方．核聚變的主要原料是氘，在海水中含量極其豐富．已知氘核的質(zhì)量為m1，中子的質(zhì)量為m2，eq\o\al(3,2)He的質(zhì)量為m3，質(zhì)子的質(zhì)量為m4，則下列說(shuō)法中正確的是 ()A．兩個(gè)氘核聚變成一個(gè)eq\o\al(3,2)He所產(chǎn)生的另一個(gè)粒子是質(zhì)子 B．兩個(gè)氘核聚變成一個(gè)eq\o\al(3,2)He所產(chǎn)生的另一個(gè)粒子是中子C．兩個(gè)氘核聚變成一個(gè)eq\o\al(3,2)He所釋放的核能為(2m1－m3－m4)c2D．兩個(gè)氘核聚變成一個(gè)eq\o\al(3,2)He所釋放的核能為(2m1－m3－m2)c2【解析】由核反應(yīng)方程2eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(3,2)He＋eq\o\al(1,0)X知X應(yīng)為中子，釋放的核能應(yīng)為ΔE＝(2m1－m3－m2)c2，聚變反應(yīng)的污染非常小，而現(xiàn)行的裂變反應(yīng)的廢料具有很強(qiáng)的放射性，故A、C錯(cuò)誤，B、D正確．【答案】BD11．我國(guó)秦山核電站第三期工程中有兩組60萬(wàn)千瓦的發(fā)電機(jī)組，發(fā)電站的核能來(lái)源于eq\o\al(235,92)U的裂變，下列說(shuō)法不正確的是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：】A.eq\o\al(235,92)U原子核中有92個(gè)質(zhì)子，143個(gè)中子B.eq\o\al(235,92)U的一種可能裂變是變成兩個(gè)中等質(zhì)量的原子核，反應(yīng)方程為eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(139,54)Xe＋eq\o\al(95,38)Sr＋2eq\o\al(1,0)nC.eq\o\al(235,92)U是天然放射性元素，常溫下它的半衰期約為45億年，升高溫度半衰期縮短D．一個(gè)eq\o\al(235,92)U裂變能放出200MeV的能量，合3.2×10－11J【解析】由eq\o\al(235,92)U的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)關(guān)系易知A正確；由核反應(yīng)方程中電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒知B正確；半衰期不受外界因素干擾，故C錯(cuò)誤；因?yàn)?00MeV＝200×106×1.6×10－19J＝3.2×10－11J，所以D正確．【答案】C12．K－介子衰變的方程為K－→π－＋π0，其中K－介子和π－介子所帶負(fù)電的電荷量為元電荷，π0介子不帶電．如圖4-6-2所示的1個(gè)K－介子沿垂直于磁場(chǎng)的方向射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，其軌跡為圓弧AP，衰變后產(chǎn)生的π－介子的軌跡為圓弧PB，兩軌跡在P點(diǎn)相切，它的半徑Req\o\al(－,K)與Req\o\al(－,π)之比為2∶1，π0介子的軌跡未畫(huà)出，由此可知，π－的動(dòng)量大小與π0的動(dòng)量大小之比為_(kāi)_______．圖4-6-2【解析】根據(jù)洛倫茲力提供向心力知，qvB＝mv2/R，故有p＝mv＝qBR，所以K－與π－的動(dòng)量大小之比為2∶1，規(guī)定K－的方向?yàn)檎较?，由?dòng)量守恒定律得：pK－＝－pπ－＋pπ0，所以pπ0＝3pπ－.【答案】1∶313．有一種聚變反應(yīng)是四個(gè)氫核聚變成一個(gè)氦核，同時(shí)放出兩個(gè)正電子．求：【導(dǎo)學(xué)號(hào)：】(1)該聚變反應(yīng)釋放多少能量？(2)若1g氫完全聚變，能釋放多少能量？(3)1g氫完全聚變，釋放的能量相當(dāng)于多少煤完全燃燒放出的熱能？(已知煤的熱值q＝3.36×107J/kg，氫核質(zhì)量為1.008142u，氦核質(zhì)量為4.001509u，電子的質(zhì)量為0.000549u)【解析】(1)核反應(yīng)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－2×0.000549