高中物理 第4章 原子核 第6節(jié) 核能利用 第7節(jié) 小粒子與大宇宙學(xué)業(yè)分層測評 粵教版
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第6節(jié) 核能利用 第7節(jié) 小粒子與大宇宙(建議用時:45分鐘)學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)1下列說法中正確的是()A夸克模型說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每種夸克都有對應(yīng)的反夸克E夸克模型說明電子電荷量已不再是最小的電荷單元【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,E正確【答案】CDE2關(guān)于宇宙和恒星的演化,下列說法正確的是()A宇宙已經(jīng)停止演化B恒星在主序星階段時停留時間最長、最穩(wěn)定C當(dāng)溫度達(dá)到一定值時,恒星內(nèi)發(fā)生氦聚變,亮度增強(qiáng)D恒星最終都會演化為黑洞E恒星最終可能演化為中子星【解析】目前宇宙的演化仍在進(jìn)行,A錯恒星在主序星階段時停留時間最長、最穩(wěn)定,B對恒星內(nèi)由氫聚變轉(zhuǎn)變?yōu)楹ぞ圩儠r,亮度增加,C對根據(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,E對【答案】BCE3關(guān)于人們發(fā)現(xiàn)的新粒子,下列說法正確的是 ()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E子的質(zhì)量比核子的質(zhì)量大,因此它屬于強(qiáng)子【解析】根據(jù)粒子的分類、粒子與反粒子描述知A、B、C正確;光子屬媒介子,子屬于輕子【答案】ABC4下列所述正確的是()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或E光子是傳遞弱相互作用的粒子【解析】由三類粒子的特性可知A、B正確,E錯誤;而目前發(fā)現(xiàn)的輕子只有6種,C錯誤;夸克模型經(jīng)過幾十年的發(fā)展,已知夸克有6種,它們帶的電荷分別為元電荷的或,D正確【答案】ABD5為應(yīng)對能源危機(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4 000萬千瓦的水平,請根據(jù)所學(xué)物理知識,判斷下列說法中正確的是()A核能發(fā)電對環(huán)境的污染比火力發(fā)電要小B核能發(fā)電對環(huán)境的污染比火力發(fā)電要大C所有核電站都只利用重核裂變釋放大量的原子能D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E如果核電站能實(shí)現(xiàn)可控輕核聚變發(fā)電,其核廢料處理更簡單,對環(huán)境污染更小【解析】目前核電站都用核裂變,其原料是鈾,且核裂變在核反應(yīng)堆中應(yīng)用的是比較清潔的能源,故A、C正確,B、D錯,如果核電站能實(shí)現(xiàn)可控輕核聚變發(fā)電,其核廢料處理起來比鈾核裂變廢料更容易,對環(huán)境污染也更小,E正確【答案】ACE6我國自行研制了可控?zé)岷朔磻?yīng)實(shí)驗裝置“超導(dǎo)托卡馬克”(英名稱:EAST,俗稱“人造太陽”)設(shè)可控?zé)岷藢?shí)驗反應(yīng)前氘核(H)的質(zhì)量為m1,氚核(H)的質(zhì)量為m2,反應(yīng)后氦核(He)的質(zhì)量為m3,中子(n)的質(zhì)量為m4,光速為c,正確說法正確的是()A這種裝置中發(fā)生的核反應(yīng)方程式是HHHenB由核反應(yīng)過程質(zhì)量守恒可知m1m2m3m4C核反應(yīng)放出的能量等于(m1m2m3m4)c2D這種裝置與我國大亞灣核電站所使用裝置的核反應(yīng)原理相同E可控?zé)岷朔磻?yīng)目前還不能用于核電站實(shí)現(xiàn)發(fā)電【解析】核反應(yīng)方程為HHHen,選項A正確;反應(yīng)過程中向外釋放能量,故質(zhì)量有虧損,且釋放的能量Emc2(m1m2m3m4)c2,選項B錯誤,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,可控?zé)岷朔磻?yīng)目前還不能用于核電站實(shí)現(xiàn)發(fā)電,故D錯誤,E正確【答案】ACE7太陽內(nèi)部持續(xù)不斷地發(fā)生著4個質(zhì)子(H)聚變?yōu)?個氦核(He)的熱核反應(yīng)核反應(yīng)方程是4HHe2X,這個核反應(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.下列說法中正確的是()A方程中的X表示中子(n)B方程中的X表示電子(e)C這個核反應(yīng)中質(zhì)量虧損m4m1m2D這個核反應(yīng)中釋放的核能E(4m1m22m3)c2E這個核反應(yīng)過程中有兩個質(zhì)子轉(zhuǎn)化為兩個中子【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e,A錯誤,B正確;這個核反應(yīng)過程中,生成物He中含有兩個質(zhì)子和兩個中子,故四個質(zhì)子中有兩個轉(zhuǎn)化為中子,同時放出兩個正電子,E正確;該反應(yīng)中質(zhì)量虧損m4m1m22m3,釋放的核能Emc2(4m1m22m3)c2,C錯誤,D正確【答案】BDE8某科學(xué)家提出年輕熱星體中核聚變的一種理論,其中的兩個核反應(yīng)方程為HCNQ1,HNCXQ2,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HHHeCNN質(zhì)量/u1.007 83.016 64.002 612.000 013.005 715.000 1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He,式的質(zhì)量虧損為m11.007 8 u12.000 0 u13.005 7 u0.002 1 u式的質(zhì)量虧損為m21.007 8 u15.000 1 u12.000 0 u4.002 6 u0.005 3 u,所以m2m1根據(jù)質(zhì)能方程Emc2可求解Q2Q1.【答案】He9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圍,鎘棒插入的深度不同,就會控制中子的數(shù)目,達(dá)到控制核反應(yīng)的目的【答案】通過自動控制裝置,改變鎘棒插入的深度,以改變中子數(shù)能力提升10我國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,使等離子體約束時間達(dá)1 000 s,溫度超過1億攝氏度,這標(biāo)志著我國磁約束核聚變研究進(jìn)入國際先進(jìn)水平合肥也成為世界上第一個建成此類全超導(dǎo)非圓截面核聚變實(shí)驗裝置并能實(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,He的質(zhì)量為m3,質(zhì)子的質(zhì)量為m4,則下列說法中正確的是 ()A兩個氘核聚變成一個He所產(chǎn)生的另一個粒子是質(zhì)子 B兩個氘核聚變成一個He所產(chǎn)生的另一個粒子是中子C兩個氘核聚變成一個He所釋放的核能為(2m1m3m4)c2D兩個氘核聚變成一個He所釋放的核能為(2m1m3m2)c2E與受控核聚變比較,現(xiàn)行的核反應(yīng)堆產(chǎn)生的廢物具有放射性【解析】由核反應(yīng)方程2HHeX知X應(yīng)為中子,釋放的核能應(yīng)為E(2m1m3m2)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錯誤,B、D、E正確【答案】BDE11我國秦山核電站第三期工程中有兩組60萬千瓦的發(fā)電機(jī)組,發(fā)電站的核能來源于U的裂變,下列說法正確的是()A.U原子核中有92個質(zhì)子,143個中子B.U的一種可能裂變是變成兩個中等質(zhì)量的原子核,反應(yīng)方程為UnXeSr2nC.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U裂變能放出200 MeV的能量,合3.21011 JE通過改變半衰期來控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度【解析】由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、E錯誤;因為200 MeV2001061.61019 J3.21011 J,所以D正確【答案】ABD12K介子衰變的方程為K0,其中K介子和介子所帶負(fù)電的電荷量為元電荷,0介子不帶電如圖462所示的1個K介子沿垂直于磁場的方向射入勻強(qiáng)磁場中,其軌跡為圓弧AP,衰變后產(chǎn)生的介子的軌跡為圓弧PB,兩軌跡在P點(diǎn)相切,它的半徑R與R之比為21,0介子的軌跡未畫出,由此可知,的動量大小與0的動量大小之比為_. 【導(dǎo)學(xué)號:78220061】圖462【解析】根據(jù)洛倫茲力提供向心力知,qvBmv2/R,故有pmvqBR,所以K與的動量大小之比為21,規(guī)定K的方向為正方向,由動量守恒定律得:pKpp0,所以p03p.【答案】1313有一種聚變反應(yīng)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(yīng)釋放多少能量?(2)若1 g氫完全聚變,能釋放多少能量?(3)1 g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q3.36107 J/kg,氫核質(zhì)量為1.008 142 u,氦核質(zhì)量為4.001 509 u,電子的質(zhì)量為0.000 549 u) 【導(dǎo)學(xué)號:78220062】【解析】(1)核反應(yīng)方程為:4HHe2e,所以m4mHmHe2me41.008 142 u4.001 509 u20.000 549 u0.029 961 uE0.029 961931.5 MeV27.91 MeV4.471012 J.(2)1 g氫完全聚變釋放的能量為E6.0210234.471012 J6.731011 J.(3)相當(dāng)于煤完全燃燒的質(zhì)量為:m kg2.00104 kg.【答案】(1)4.471012 J(2)6.731011 J (3)2.00104 kg- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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