2022版新教材物理人教版选择性必修第三册基础训练：第五章第4、5节核裂变与核聚变、“基本”粒子含解析

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课堂检测

1.推理是研究和学习物理的一种重要方法，正电子、负质子、反中子都是反粒子，它们跟

通常所说的电子、质子、中子相比较，质量相等，电荷量相等，电性相反（中子和反中子

都不带电）。科学家已经发现反氦原子（已知氦原子核中有两个质子和两个中子）。你推

测反氦原子的结构可能是( )

A.由两个带负电的质子和两个带正电的电子构成

B.由两个带负电的质子、两个电子和两个中子构成

C.由两个质子、两个电子和两个中子构成

D.由两个带负电的质子、两个带正电的电子和两个不带电的中子构成

答案：

解析：组成反氦原子的粒子与组成氦原子的粒子应具有相同的质量，相等的电荷量但电性

相反，据此分析可知反氦原子可能由两个带负电的质子（反质子）、两个带正电的电子

（正电子）和两个不带电的中子构成。

2.（2021 广西柳州高三一模）2020 年1月10 日，工程院院士黄旭华获得国家最高科学技术

奖，他为核潜艇研制和跨越式发展作出了巨大贡献，下列说法正确的是( )

A.核潜艇的核反应也叫热核反应

B.原子弹中铀或钚的质量可小于临界质量

C.核潜艇的核反应堆是利用镉棒控制核反应速度

D.核聚变和核裂变都能放出核能，故一切核反应都应放出核能

答案：

解析：核潜艇的核反应是重核裂变，不属于热核反应，故

项错误；发生链式反应的条件

是裂变物质的体积必须大于等于临界体积，或裂变物质的质量必须大于等于临界质量，故

原子弹中铀或钚元素的质量必须大于等于临界质量，故

项错误；核潜艇的核反应堆是利

用镉棒控制核反应速度，故

项正确；重核裂变和轻核聚变都有质量亏损，均向外界释放

核能，但并不是一切核反应都能释放核能，故

项错误。

3.（2021 江西南昌进贤一中高三开学考试）铀核裂变的产物是多样的，一种典型的情形是

生成钡和氪，同时放出 3个中子，核反应方程是

❑92

235 U+❑0

1n →❑56

144 Ba+❑36

89 Kr +3❑0

，

以下说法正确的是( )

A.该反应质量数守恒，没有质量亏损

❑92

235 U

的中子数比

❑56

144 Ba

的多 91 个

❑92

235 U

的比结合能比

❑56

144 Ba

的大

❑56

144 Ba

的结合能比

❑36

89 Kr

的大

答案：

解析：核反应质量数守恒，但此反应释放核能，有质量亏损，故

项错误；

❑92

235 U

的中子

数为

143

，

❑56

144 Ba

中子数为 88，中子数相差 55，故

项错误；重核裂变生成物的原子核更

稳定，比结合能更大，故

项错误；核子数越多，结合能越大，则

❑56

144 Ba

的结合能比

❑36

89 Kr

的大，故

项正确。

4.（2021 山东胶州实验中学高三月考）海水中含有丰富的氘，氘是核聚变的重要原料，两

个氘核以相同的动能

Ek1

发生正碰，并发生核聚变，聚变后产生氦 3并释放一个粒子

，粒

子

的动能为

Ek2

，若核反应释放的核能全部转化为动能，则( )

为质子

B.氦3和

粒子动量相同

C.氦3的动能为

3Ek2

D.释放的核能为

3Ek2

答案：

解析：根据质量数和电荷数守恒，可以写出该聚变反应方程式

❑1

2H+❑1

2H →❑2

3He+❑0

，可知

为中子，故

项错误；氦 3和

粒子动量大小相等，

方向相反，故

项错误；根据

Ek=p2

，得

p=❑

√

2m Ek

，由

❑

√

2mHe EkHe=❑

√

2mnEk2

可知

EkHe =1

3Ek2

，故

项正确；释放的核能

ΔE=4

3Ek2−2Ek1

，故

项错误。

素养视角

教材拓展

夸克模型

夸克

的提

出

1964 年美国物理学家盖尔曼提出了强子的夸克模型，认为强子是由夸克构成的

特性在粒子物理的标准模型中，夸克是唯一一种能经受全部四种基本相互作用（电磁、

引力、强相互作用及弱相互作用）的基本粒子。夸克具有“紧闭”性，不能以自由

的状态单个出现

夸克

的种

类

夸克有 6种，它们是上夸克

(u)

、下夸克

(d)

、奇异夸克

(s)

、粲夸克

(c)

、底夸克

(b)

和顶夸克

(t)

夸克

的电

荷

夸克所带的电荷量是分数电荷量，其电荷量为元电荷的

或

−1

。例如，上夸克带

的电荷量为

+2e

，下夸克带的电荷量为

−e

意义电子电荷不再是电荷的最小单元，即存在分数电荷

素养演练

1.下列关于夸克模型的说法错误的是( )

A.强子是由更基本的夸克组成的

B.夸克的电荷量分别为元电荷的

或

−1

C.每种夸克都有对应的反夸克

D.夸克能以自由的状态单个出现

答案：

解析：夸克不能以自由的状态单个出现。

2.（多选）已知

π+¿¿

介子、

π−

介子都是由一个夸克（夸克

或夸克

）和一个反夸克（反夸

克

或反夸克

）组成的，它们的带电荷量如表所示，表中

为元电荷。

粒子

π+¿¿

π−

带电荷量

− e

+2e

−e

−2e

下列说法正确的是( )

π+¿¿

由

和

组成 B.

π+¿¿

由

和

组成

π−

由

和

组成 D.

π−

由

和

组成

答案：

;

解析：因

π+¿¿

介子带有

的电荷量，且是由一个夸克和一个反夸克组成的，夸克

带

的电荷量，反夸克

带

电荷量，那么

π+¿¿

介子就是由夸克

和反夸克

组成的；同理，

π−

介子由夸克

和反夸克

组成，所以

、

两项正确。

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