【知识点梳理】
1、核聚变——两个轻核结合成质量较大的核，这样的核反应叫
核聚变。如：一个氘核与一个氚核结合成一个氦核（同时放出一个中子），并释放能量：
要能发生聚变，两个轻核距离要达到10
-15 m以内，原子核要有很大的动能才能“撞”到一起，因此，方法就是让它们达到很高的温度，让它们做剧烈的热运动使原子核具有足够的动能。太阳内部的核聚变或氢弹用原子弹引爆就是这个原理。
【同步习题】
1、（多选）下列关于聚变的说法中，正确的是（ ）
A．要使聚变产生，必须克服库仑斥力做功
B．轻核聚变需要几百万开尔文的高温，因此聚变又叫作热核反应
C．原子弹爆炸能产生几百万开尔文的高温，所以氢弹利用原子弹引发热核反应
D．太阳和许多恒星内部都在激烈地进行着热核反应，在地球内部也可以自发地进行
【答案】ABC
【解析】轻核聚变时，要使轻核之间距离达到10－15 m，所以必须克服库仑斥力做功，A正确；原子核必须有足够的动能，才能使它们接近到核力能发生作用的范围，实验证实，原子核必须处在几百万开尔文时才有这样的能量，这样高的温度通过利用原子弹爆炸获得，故B、C正确；在太阳和其他恒星内部都存在着热核反应，但在地球内部不会自发地进行，D错误
2、下列说法正确的是（ ）
【答案】BD
【解析】衰变是在没有粒子轰击的情况下，原子核自发地放出α粒子或β粒子的反应，157N在质子的轰击下发生的核反应属于人工转变，A错；Ｂ是两个质量较轻的核结合成了质量较 重的核，是核聚变反应，B对；Ｃ是α衰变，裂变必须形成两个中等质量的核，C错；用α粒子去轰击原子核，产生新原子核并放出一个粒子，这是原子核的人工转变，D对D
3、发生轻核聚变的方法是( )
A．用中子轰击
B．保持室温环境，增大压强
C．把物质加热到几百万开尔文以上的高温
D．用γ光子照射
【答案】C
【解析】轻核聚变需要几百万开尔文以上的高温，使核子间的距离达到10－15 m，核力发生作用，发生聚变反应，C项正确
4、.(多选)下列说法正确的是( )
A.聚变反应中有质量亏损,所以必向外界放出能量
B.要使核发生聚变反应,必须使核之间的距离达到1×10-15m以内,也就是达到核力能够发生作用的范围
C.要使核发生聚变反应,必须克服核力做功
D.热核反应只有在人工控制下才能发生
【答案】AB
【解析】由质能方程可知,选项A正确;轻核结合成质量较大的核,必须克服巨大的库仑斥力,使轻核间的距离达到核力能发生作用的范围,才能使它们紧密地结合起来,选项B正确,C错误;热核反应必须在很高的温度下才能发生,不一定要人工控制,选项D错误
5、关于轻核聚变，下列说法正确的是( )
A．两个轻核聚变为中等质量的原子核时要吸收能量
B．同样质量的物质发生聚变时放出的能量比同样质量的物质裂变时释放的能量大很多
C．聚变反应的条件是聚变物质的体积达到临界体积
D．发生聚变反应时的原子核必须有足够大的动能
【答案】BD
【解析】根据比结合能图线可知，聚变后比结合能增加，因此聚变反应中会释放能量，故A错误；聚变反应中平均每个核子放出的能量比裂变反应中每个核子放出的能量大3～4倍，故B正确；裂变反应的条件是裂变物质的体积达到临界体积，而聚变反应时，要使轻核之间的距离达到10－15 m以内，这需要原子核有很大的动能才可以实现聚变反应，故C错误，D正确
6、一个氘核和一个氚核经过核反应后生成氦核和中子，同时放出一个γ光子。已知氘核、氚核、中子、氦核的质量分别为m1、m2、m3、m4，普朗克常量为h，真空中的光速为c。下列说法正确的是( )
A．这个核反应是裂变反应
B．这个反应的核反应方程是
C．辐射出的γ光子的能量E＝(m3＋m4－m1－m2)c2
D．辐射出的γ光子在真空中的波长λ＝h/(m1＋m2－m3－m4)c
【答案】D
【解析】一个氘核和一个氚核经过核反应后生成一个氦核和一个中子， 这是核聚变反应，A、B选项错误。核反应的质量亏损Δm＝m1＋m2－m3－m4，辐射出的γ光子的能量E＝(m1＋m2－m3－m4)c2，C选项错误，γ光子在真空中的频率ν＝E/h，波长λ＝c/ν＝ch/E＝ch/(m1＋m2－m3－m4)c2＝h/(m1＋m2－m3－m4)c，D选项正确。
7、某一年，7颗人造卫星同时接收到来自远方的中子星发射的γ光子，经分析确认，1个负电子和1个正电子发生湮灭时放出2个频率相同的γ光子。已知负电子、正电子的静止质量m0＝9.1×10－31 kg，又已知静止质量为m0的粒子，其能量E和发生湮灭前的动量p满足关系E2＝c2p2＋m20c4，式中c为光速。若负电子、正电子发生湮灭前的总动量为零。
(1)写出湮灭的核反 应方程式；
(2)用动量的 有关知识说明上述核反应不可能只放出一个光子；
(3)计算出γ 光子的频率。
【答案】(1)核反应方程式为
(2)若只放出一个光子，说明反应后总动量不为零，而反应前总动量为零，违反动量守恒定律，所以只放出一个光子是不可能的。
(3)由于正、负电子湮灭前的总动量为零，光子的能量满足E＝hν， 由能量守恒定律有m
0c
2＋m
0c
2＝2hν， 即得光子的频率为ν＝m
0c
2/h＝9.1×10
－31×(3×10
8)
2/6.63×10
－34 Hz＝1.24×10
20 Hz
8、根据宇宙大爆炸的理论,在宇宙形成之初是“粒子家族”尽显风采的时期,那么在大爆炸之后最早产生的粒子是( )
A.夸克、轻子、胶子等粒子
B.质子和中子等强子
C.光子、中微子和电子等轻子
D.氢核、氘核、氦核等轻核
【答案】A
【解析】宇宙形成之初产生了夸克、轻子和胶子等粒子,之后又经历了质子和中子等强子时代,再之后是自由的光子、中微子、电子大量存在的轻子时代,再之后是中子和质子结合成氘核,并形成氦核的核合成时代,之后电子和质子复合成氢原子,最后形成恒星和星系,选项A正确,B,C,D的产生都在A之后,选项B,C,D错误。
9、太阳不断地向外辐射能量,仍保持1千万摄氏度以上的高温,其主要原因是太阳内部进行着剧烈的( )
A.衰变反应 B.人工核反应
C.裂变反应 D.热核反应
【答案】D
【解析】太阳的内部时刻都在进行着氢核的聚变,即热核反应,故D正确
10、关于粒子,下列说法中不正确的是( )
A.质子和中子是组成物质的不可再分的最基本的粒子
B.质子、中子本身也有复杂的结构
C.质子是带电的强子
D.夸克模型说明电子电荷不再是电荷的最小单位
【答案】D
【解析】质子和中子是由不同夸克组成的,它们不是最基本的粒子,选项A错误,B正确;不同的夸克组成强子,有的强子带电,有的强子不带电,质子是最早发现的带正电的强子,选项C正确;夸克模型是研究强子的理论,不同夸克带的电荷不同,分别为元电荷的±2/3或±1/3,这说明电子电荷不再是电荷的最小单位,选项D正确
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