高中物理第十九章原子核第七节核聚变第八节粒子和宇宙预习导航学案新人教选修.docx
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高中物理第十九章原子核第七节核聚变第八节粒子和宇宙预习导航学案新人教选修
第七节核聚变第八节粒子和宇宙
预习导航
情境导入
课程目标
“大海航行靠舵手，万物生长靠太阳。
”你知道太阳靠什么为地球上的万物提供能量吗？
太阳内部发生着什么样的核反应呢？
1.知道核聚变反应的定义和聚变反应的特点。
2．会判断和书写核聚变反应的方程，能计算 核聚变释放的能量。
3．了解受控热核反应。
4．知道粒子的分类及其应用，了解夸克模型。
5．了解宇宙起源的大爆炸学说及恒星的演 化。
1．核聚变
（1）定义：
两个轻核结合成质量较大的核，并释放出能量的反应。
（2）举例：
H＋
H→
He＋
n＋γ
（3）条件：
①轻核的距离要达到10－15_m以内。
②需要加热到很高的温度，因此又叫热核反应。
2．受控热核反应
（1）聚变与裂变相比有很多优点：
①轻核聚变产能效率高。
②地球上聚变燃料的储量丰富。
③轻核聚变更为安全、清洁。
（2）约束核聚变材料的方法：
磁约束和惯性约束。
思考氢弹的威力相比原子弹的威力谁大？
为什么？
提示：
氢弹的威力大。
氢弹内部发生的是核聚变，比核裂变放出的能量更多。
3．粒子和宇宙
（1）基本粒子不基本：
①直到19世纪末，人们都认为光子、电子、质子和中子是基本粒子。
②随着科学的发展，科学家们发现了很多的新粒子并不是由以上基本粒子组成的，并 发现质子、中子等本身也有复杂结构。
（2）发现新粒子：
①新粒子：
1932年发现了正电子，1937年发现了μ子，1947年发现了K介子和π介子及以后的超子等。
②粒子的分类：
按照粒子与各种相互作用的关系，可将粒子分为三大类：
强子、轻子和媒介子。
③夸克模型的提出：
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。
（3）宇宙及恒星的演化：
①宇宙的演化：
宇宙大爆炸
温度为1032_K，产生了夸克、轻子、胶子等粒子
温度下降到1013_K左右，强子时代―→温度下降到1011_K时，轻子时代―→温度下降到109_K时，核合成时代
温度下降到104_K，混合电离态―→温度下降到3_000_K时，中性的轻原子
恒星和星系。
②恒星的演化：
宇宙尘埃→星云团→恒星诞生→氢核聚合成氦核→氦核聚合成碳核→其他聚变过程→无聚变反应，形成白矮星或中子星或黑洞。
高考理综物理模拟试卷
注意事项：
1.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。
4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、单项选择题
1．随着北京冬奥会的临近，滑雪项目成为了人们非常喜爱的运动项目。
如图，运动员从高为h的A点由静止滑下，到达B点水平飞出后经过时间t落到长直滑道上的C点，不计滑动过程的摩擦和空气阻力，关于运动员的运动，下列说法正确的是
A．若h加倍，则水平飞出的速度v加倍
B．若h加倍，则在空中运动的时间t加倍
C．若h加倍，运动员落到斜面上的速度大小不变
D．若h加倍，运动员落到斜面上的速度方向不变
2．关于摩擦力的说法正确的是（）
A．受静摩擦力的物体一定处于静止状态
B．受滑动摩擦力的物体一定处于运动状态
C．两个物体间静摩擦力的大小跟它们接触面间的压力成正比
D．滑动摩擦力的方向总是沿着接触面，并且跟物体的相对运动方向相反
3．一粒石子和一泡沫塑料球以相同初速度同时竖直向上抛出，泡沫塑料球受到的空气阻力大小与其速度大小成正比．忽略石子受到的空气阻力，石子和塑料球运动的速度v随时间t变化的图象如图所示，其中可能正确的是（）
A．
B．
C．
D．
4．地球同步卫星A和一颗轨道平面为赤道平面的科学实验卫星B的轨道半径之比为4:
1，两卫星的公转方向相同，那么关于A、B两颗卫星的说法正确的是
A．A、B两颗卫星所受地球引力之比为1:
16
B．B卫星的公转角速度小于地面上跟随地球自转物体的角速度
C．同一物体在B卫星中时对支持物的压力更大
D．B卫星中的宇航员一天内可看到8次日出
5．如图所示，ABC和ABD为两个光滑固定轨道，A、B、E在同一水平面上，C、D、E在同一竖直线上，D点距水平面的高度为5m，C点距水平面的高度为10m，一滑块从A点以某一初速度分别沿两轨道滑行到C点或D点后水平抛出。
要求从C点抛出时的射程比从D点抛出时的小，取重力加速度大小g=10m/s2，则滑块在A点的初速度大小可能为
A．10m/sB．12m/sC．15m/sD．18m/s
6．如图所示，把球夹在竖直墙壁AC和木板BC之间，不计摩擦.设球对墙壁的压力大小为F1，对木板的压力大小为F2，现将木板BC绕着C点缓慢转动，使木板与竖直墙壁的夹角由30°增大到60°过程中:
A．F1减小、F2增加
B．F1增加、F2减小
C．F1、F2都增大
D．F1、F2都减小
二、多项选择题
7．下列说法正确的是_______（填入正确选项前的字母，选对1个给3分，选对2个给4分，选对3个给5分，每选错1个扣3分，最低得分为0分）。
A．分子热运动越剧烈，温度一定越高
B．雨滴呈球形是由于液体表面张力的作用
C．当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度一定较大
D．布朗运动的无规则性反映液体分子运动的无规则性
E．用打气筒给自行车充气，越打越费劲，说明气体分子之间有斥力
8．在地面附近存在如图所示的匀强磁场B，磁场区域的水平宽度均为L，磁场之间的无场区域的水平宽度也均为L，水平方向有足够多的磁场条，竖直方向磁场足够长。
建立坐标系如图，现有一个边长为L的正方形金属线框从图示位置以初速度v水平抛出进入场区，从图示位置开始计时，有关线框的水平分速度vx，和竖直分速度vy的图象正确的是：
（）
A．
B．
C．
D．
9．用m表示地球同步卫星的质量，h表示它离地面的高度，R表示地球的半径，g表示地球表面处的重力加速度，
表示地球自转的角速度，则（）
A．同步卫星内的仪器不受重力
B．同步卫星的线速度大小为
C．地球对同步卫星万有引力大小为
D．同步卫星的向心力大小为
10．如图，三根相互平行的固定长直导线L1、L2和L3两两等距，均通有电流I，L1中电流方向与L2中的相同，与L3中的相反，下列说法正确的是（）
A．L1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在平面垂直
B．L3所受磁场作用力的方向与L1、L2所在平面垂直
C．L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为
D．L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为
三、实验题
11．如图所示,在光滑的水平桌面上有一光滑小孔0，一根轻绳穿过小孔，一端连接质量为m=1kg的小球A，另一端连接质量为M=4kg的重物B。
求:
（1）当A球沿半径为R=0.1m的圆做匀速圆周运动,其角速度为ω=10rad/s时，B对地面的压力是多少?
（2）要使B物体对地面恰好无压力，A球的角速度应为多大？
（g=10m/s2）
12．如图斜面，AB段粗糙，BC段长为1.2m且光滑。
滑块以初速度v0=9m/s由A沿斜面开始向上滑行，经过B处速度为vB=3m/s，到达C处速度恰好为零。
滑块在AB、BC滑行时间相等。
求：
（1）滑块从B滑到C的时间及加速度大小；
（2）滑块从A滑到B的加速度大小；
（3）滑块从C点回到A点的速度大小。
四、解答题
13．如图所示，一轻绳绕过无摩擦的两个轻质小定滑轮О1、О2和质量mP=m的小球P连接，另一端质量mQ=m的小物块Q连接，小物块Q套于两直杆AC、DE和一段圆弧CD组成的固定光滑轨道ABCDE上．直杆AC与竖直墙夹角θ=45°，直杆DE水平，两杆分别与Ol为圆心，R为半径的圆弧连接并相切于C、D两点，轨道与两定滑轮在同一竖直平面内．直杆B点与两定滑轮均在同一高度，重力加速度为g，小球运动过程中不会与其他物体相碰，现将小物块Q从B点由静止释放，在C、D点时无机械能损失．试求：
（1）小物块Q的最大机械能（取B点所在的水平面为参考平面）；
（2）小物块Q滑至O1正下方D点时对圆弧轨道的弹力
14．质量m＝2kg的物块放在粗糙水平面上，在水平拉力的作用下由静止开始运动。
已知物块与水平面间的动摩擦因数为μ＝0.2，物块动能Ek与其发生位移x之间的关系如图所示。
g＝10m/s2，求：
（1）物块在x＝3m时的加速度和物块在前4m位移中所经历的时间；
（2）在前4m位移过程中拉力对物块做的功。
【参考答案】
一、单项选择题
题号
1
2
3
4
5
6
答案
D
D
D
D
C
D
二、多项选择题
7．ABD
8．AB
9．BD
10．BC
三、实验题
11．
（1）30N，方向竖直向下
（2）20rad/s.
12．
（1）
；
（2）
（3）3m/s
四、解答题
13．
（1）
（2）
，方向向下
14．
（1）a＝3m/s2,
（2）WF＝32J
高考理综物理模拟试卷
注意事项：
1.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。
4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、单项选择题
1．用洛伦兹力演示仪可以观察电子在磁场中的运动径迹，如图甲所示为洛伦兹力演示仪的实物图，如图乙所示为洛伦兹力演示仪的结构示意图。
励磁线圈通电后可以产生垂直于纸面的匀强磁场，励磁线圈中的电流越大，产生的磁场越强。
图乙中电子经电子枪中的加速电场加速后水平向左垂直磁感线方向射入磁场，下列关于实验现象和分析正确的是
A．仅增大励磁线圈中的电流，电子运动径迹的半径变大
B．仅增大电子枪中加速电场的电压，电子做圆周运动的周期不变
C．仅增大电子枪中加速电场的电压，电子运动径迹的半径变小
D．要使电子形成图乙所示的运动径迹，励磁线圈中应通以逆时针方向的电流
2．已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，若高空中某处的重力加速度为
g，则该处距地面球表面的高度为（）
A．（
-1）RB．RC．
RD．2R
3．一个质量m＝2kg的物体放置在光滑水平桌面上，受到三个沿水平方向共点力F1、F2、F3的作用，且这三个力的大小和方向构成如图所示的三角形，已知F2＝0.5N，则下列说法正确的是（）
A．这个物体共受到四个力的作用
B．这个物体的合力大小为0
C．这个物体的加速度大小为1m/s2
D．这个物体的加速度与F2方向相同
4．如图所示，一颗人造卫星原来在椭圆轨道1绕地球E运行，在P点变轨后进入轨道2做匀速圆周运动。
下列说法正确的是：
（）
A．不论在轨道1还是轨道2运行，卫星在P点的速度都相同
B．不论在轨道1还是轨道2运行，卫星在P点的加速度都相同
C．卫星在轨道1的任何位置都具有相同加速度
D．卫星在轨道2的任何位置都具有相同动量（动量P=mv，v为瞬时速度）
5．如图,一半径为
、粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放置,直径
水平。
一质量为
的质点自
点上方高度
处由静止开始下落,恰好从
点进入轨道。
质点滑到轨道最低点
时,对轨道的压力为4
为重力加速度。
用
表示质点从
点运动到
点的过程中克服摩擦力所做的功。
则（）
A．
，质点恰好可以到达
点
B．
，质点到达
点后,继续上升一段距离
C．
，质点不能到达
点
D．
，质点到达
点后,继续上升一段距离
6．如图所示，山坡上两相邻高压塔A、B之间架有匀质粗铜线，平衡时铜线呈弧形下垂，最低点在C，已知弧线BC的长度是AC的3倍，而左塔B处铜线切线与竖直方向成β＝30°角。
问右塔A处铜线切线与竖直方向成角α应为（）
A．30°B．45°C．60°D．75°
二、多项选择题
7．如图所示，质量为m的小环套在固定的光滑竖直杆上，一足够长且不可伸长的轻绳一端与小环相连，另一端跨过光滑的定滑轮与质量为M的物块相连，已知M=2m。
与定滑轮等高的A点和定滑轮之间的距离为3m，定滑轮大小及质量可忽略。
现将小环从A点由静止释放，小环运动到C点速度为0，重力加速度取g=10m/s2，则下列说法正确的是
A．A、C间距离为4m
B．小环最终静止在C点
C．小环下落过程中减少的重力势能始终等于物块增加的机械能
D．当小环下滑至绳与杆的夹角为60°时，小环与物块的动能之比为2：
1
8．如图甲所示，其中R两端电压u随通过该电阻的直流电流I的变化关系如图乙所示，电源电动势为7.0V（内阻不计），且R1＝1000Ω（不随温度变化）．若改变R2，使AB与BC间的电压相等，这时（）
A．R的阻值为1000Ω
B．R的阻值为1300Ω
C．通过R的电流为1.5mA
D．通过R的电流为2.0mA
9．下列说法中正确的有________．
A．乙醚液体蒸发为气体的过程中分子势能变大
B．一定质量的理想气体，体积不变时压强和摄氏温度成正比
C．当液面上方的蒸汽达到饱和状态后，液体分子不会从液面飞出
D．用油膜法测油酸分子直径时，认为油酸薄膜厚度等于油酸分子直径
10．一辆汽车从静止开始由甲地出发，沿平直公路开往乙地，汽车先做匀加速直线运动，接着做匀减速直线运动，开到乙地刚好停止，其v-t图像如图所示，那么0~t和t~3t两段时间内（）
A．加速度大小之比为3∶1
B．位移大小之比为1∶2
C．平均速度大小之比为2∶1
D．平均速度大小之比为1∶1
三、实验题
11．如图所示，一定质量的理想气体由状态A经过状态B变化到状态C，此过程中气体内能增加1.7×105J，已知气体在状态A的体积V=0.4m3。
①求气体在B状态时的体积VB；
②气体由状态A变化到状态C的过程中，气体吸收热量是多少。
12．如图，轨道CDGH位于竖直平面内，其中圆弧段DG与水平段CD及倾斜段GH分别相切于D点和G点，圆弧段和倾斜段均光滑，在H处固定一垂直于轨道的绝缘挡板，整个轨道绝缘且处于水平向右的匀强电场中．一带电物块由C处静止释放，经挡板碰撞后滑回CD段中点P处时速度恰好为零．已知物块的质量
，所带的电荷量
；电场强度
；CD段的长度L=0.8m，圆弧DG的半径r=0.2m，GH段与水平面的夹角为θ，且sinθ=0.6，cosθ=0.8；不计物块与挡板碰撞时的动能损失，物块可视为质点，重力加速度g取10m/s2．
（1）求物块与轨道CD段的动摩擦因数µ；
（2）求物块第一次碰撞挡板时的动能Ek；
（3）分析说明物块在轨道CD段运动的总路程能否达到2.6m．若能，求物块在轨道CD段运动2.6m路程时的动能；若不能，求物块碰撞挡板时的最小动能．
四、解答题
13．如图所示，某小组在一次实验中，将底面积S=30cm2、导热性良好的薄壁圆筒开口向下竖直缓慢地放入水中，筒内封闭了一定质量的气体（可视为理想气体）。
当筒底与水面相平时，圆筒恰好静止在水中，此时水的温度t1=7℃，筒内气柱的长度h1=14cm，若大气压强p0=1.0×105Pa，水的密度ρ=1.0×103kg/m3，重力加速度g大小取10m/s2。
（计算结果保留3位有效数字）
（i）当水的温度缓慢升高至27℃时，筒底露出水面一定高度。
该过程中，气体吸收的热量为5J，则气体的内能变化了多少?
（ii）若水温升至27℃后保持不变，用力将圆筒缓慢下移至某一位置（水足够深），撤去该力后圆筒恰能静止，求此时筒底到水面的距离H。
14．有一种用于电子显示屏的发光二极管，其管芯的发光区域是直径为D的圆面，P为O点正上方球面上的一点，发光二极管中半球体介质的半径为R，如图所示.
①若介质的折射率n1＝
，真空中光速为c，求光从A点沿直线传播到P点的时间t；
②为使从发光面AB发出的光在球面上都不发生全反射，介质的折射率n应满足什么条件？
【参考答案】
一、单项选择题
题号
1
2
3
4
5
6
答案
B
A
C
B
B
C
二、多项选择题
7．AD
8．BC
9．AD
10．BD
三、实验题
11．①0.6m3②2×105J
12．
（1）0.25；
（2）0.018J；（3）不能达到2.6m，物块碰撞挡板时的最小动能为0.002J.
四、解答题
13．（i）
（ii）
14．①t＝
.②n<
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