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核聚變能以氘、氚等為燃料，具有安全、潔凈、儲(chǔ)量豐富三大優(yōu)點(diǎn)，是最終解決人類能源危機(jī)的最有效手段．
（1）兩個(gè)氘核結(jié)合成一個(gè)氦核時(shí)，要放出某種粒子，同時(shí)釋放出能量，寫出核反應(yīng)的方程．若氘核的質(zhì)量為m₁，氦核的質(zhì)量為m₂，所放出粒子的質(zhì)量為m₃，求這個(gè)核反應(yīng)中釋放出的能量為多少？
（2）要使兩個(gè)氘核能夠發(fā)生聚變反應(yīng)，必須使它們以巨大的速度沖破庫侖斥力而碰到一起，已知當(dāng)兩個(gè)氘核恰好能夠彼此接觸發(fā)生聚變時(shí)，它們的電勢能為（其中e為氘核的電量，R為氘核半徑，ε為介電常數(shù)，均為已知），則兩個(gè)相距較遠(yuǎn)（可認(rèn)為電勢能為零）的等速氘核，至少具有多大的速度才能在相向運(yùn)動(dòng)后碰在一起而發(fā)生聚變？
（3）當(dāng)將氘核加熱成幾百萬度的等離子狀態(tài)時(shí)就可以使其獲得所需速度．有一種用磁場來“約束”高溫等離子體的裝置叫做“托卡馬克”，如圖所示為其“約束”原理圖：兩個(gè)同心圓的半徑分別為r₁和r₂，等離子體只在半徑為r₁的圓形區(qū)域內(nèi)反應(yīng)，兩圓之間的環(huán)形區(qū)內(nèi)存在著垂直于截面的勻強(qiáng)磁場．為保證速率為v的氘核從反應(yīng)區(qū)進(jìn)入磁場后不能從磁場區(qū)域的外邊界射出，所加磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值為多少？（不考慮速度大小對(duì)氘核質(zhì)量的影響）

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核聚變能以氘、氚等為燃料，具有安全、潔凈、儲(chǔ)量豐富三大優(yōu)點(diǎn)，是最終解決人類能源危機(jī)的最有效手段．
（1）兩個(gè)氘核結(jié)合成一個(gè)氦核時(shí)，要放出某種粒子，同時(shí)釋放出能量，寫出核反應(yīng)的方程．若氘核的質(zhì)量為m₁，氦核的質(zhì)量為m₂，所放出粒子的質(zhì)量為m₃，求這個(gè)核反應(yīng)中釋放出的能量為多少？
（2）要使兩個(gè)氘核能夠發(fā)生聚變反應(yīng)，必須使它們以巨大的速度沖破庫侖斥力而碰到一起，已知當(dāng)兩個(gè)氘核恰好能夠彼此接觸發(fā)生聚變時(shí)，它們的電勢能為（其中e為氘核的電量，R為氘核半徑，ε為介電常數(shù)，均為已知），則兩個(gè)相距較遠(yuǎn)（可認(rèn)為電勢能為零）的等速氘核，至少具有多大的速度才能在相向運(yùn)動(dòng)后碰在一起而發(fā)生聚變？
（3）當(dāng)將氘核加熱成幾百萬度的等離子狀態(tài)時(shí)就可以使其獲得所需速度．有一種用磁場來“約束”高溫等離子體的裝置叫做“托卡馬克”，如圖所示為其“約束”原理圖：兩個(gè)同心圓的半徑分別為r₁和r₂，等離子體只在半徑為r₁的圓形區(qū)域內(nèi)反應(yīng)，兩圓之間的環(huán)形區(qū)內(nèi)存在著垂直于截面的勻強(qiáng)磁場．為保證速率為v的氘核從反應(yīng)區(qū)進(jìn)入磁場后不能從磁場區(qū)域的外邊界射出，所加磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值為多少？（不考慮速度大小對(duì)氘核質(zhì)量的影響）

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(1)下列說法正確的是________．

A．黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分布只與黑體的溫度有關(guān)

B．α粒子散射實(shí)驗(yàn)說明原子核是有內(nèi)部結(jié)構(gòu)的

C．比結(jié)合能越小，表示原子核中核子結(jié)合得越牢靠，原子核越穩(wěn)定

D．玻爾的原子理論第一次將量子觀念引入原子領(lǐng)域，成功地解釋了氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律

(2)海水中含有豐富的氘，而氘核聚變可以放出很大的能量，這可能是將來最有效的能量來源．兩個(gè)氘核()聚變的核反應(yīng)方程為為：，則X為________．已知兩個(gè)氘核發(fā)生聚變時(shí)放出的能量為E，一個(gè)氘核的質(zhì)量為m₁，一個(gè)氦核()的質(zhì)量為m₂，真空中的光速為c，則X的質(zhì)量為________．

(3)某同學(xué)質(zhì)量為60 kg，在軍事訓(xùn)練中要求他從岸上以2 m/s的速度跳到一條向他緩緩飄來的小船上，然后去執(zhí)行任務(wù)，小船的質(zhì)量是140 kg，原來的速度是0.5 m/s，該同學(xué)上船后又跑了幾步，最終停在船上，求此時(shí)小船的速度和該同學(xué)動(dòng)量的變化．

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核聚變能以氘、氚等為燃料，具有安全、潔凈、儲(chǔ)量豐富三大優(yōu)點(diǎn)，是最終解決人類能源危機(jī)的最有效手段．
（1）兩個(gè)氘核

21

H結(jié)合成一個(gè)氦核

32

He時(shí)，要放出某種粒子，同時(shí)釋放出能量，寫出核反應(yīng)的方程．若氘核的質(zhì)量為m₁，氦核的質(zhì)量為m₂，所放出粒子的質(zhì)量為m₃，求這個(gè)核反應(yīng)中釋放出的能量為多少？
（2）要使兩個(gè)氘核能夠發(fā)生聚變反應(yīng)，必須使它們以巨大的速度沖破庫侖斥力而碰到一起，已知當(dāng)兩個(gè)氘核恰好能夠彼此接觸發(fā)生聚變時(shí)，它們的電勢能為

e2

4πε0(2R)

（其中e為氘核的電量，R為氘核半徑，ε₀為介電常數(shù)，均為已知），則兩個(gè)相距較遠(yuǎn)（可認(rèn)為電勢能為零）的等速氘核，至少具有多大的速度才能在相向運(yùn)動(dòng)后碰在一起而發(fā)生聚變？
（3）當(dāng)將氘核加熱成幾百萬度的等離子狀態(tài)時(shí)就可以使其獲得所需速度．有一種用磁場來“約束”高溫等離子體的裝置叫做“托卡馬克”，如圖所示為其“約束”原理圖：兩個(gè)同心圓的半徑分別為r₁和r₂，等離子體只在半徑為r₁的圓形區(qū)域內(nèi)反應(yīng)，兩圓之間的環(huán)形區(qū)內(nèi)存在著垂直于截面的勻強(qiáng)磁場．為保證速率為v的氘核從反應(yīng)區(qū)進(jìn)入磁場后不能從磁場區(qū)域的外邊界射出，所加磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值為多少？（不考慮速度大小對(duì)氘核質(zhì)量的影響）

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第Ⅰ卷

一、單項(xiàng)選擇題（每小題6分，共30分。每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)是正確的）

1

2

3

4

5

 D

B

B

A

C

二、不定項(xiàng)選擇題（每小題6分，共18分。每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的小題只有一項(xiàng)是正確的。有的小題有多個(gè)選項(xiàng)是正確的，全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)或不答的得0分 ）

6

7

8

AD

D

AC

第Ⅱ卷

9． （1）25      (每空3分)

   （2）19.62（3分）

   （3）右   將電壓表的量程更換為15 V   （每空2分）

   （4）①小桶和砝碼的總重力大于輕細(xì)繩的拉力，即偏大(2分)

     ②ACD （3分）

10．（16分）（1）時(shí)間t₀內(nèi)MN桿上升的距離為            ①1分

   （2）

EF桿剛要離開平臺(tái)時(shí)                                 ⑦2分

此時(shí)回路中的電流為                                     ⑧1分

此時(shí)MN桿切割磁場產(chǎn)生的電動(dòng)勢為                     ⑨2分

MN桿運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為                                       ⑩2分

由⑦⑧⑨⑩得                                        ⑾1分

11．（18分）（1）對(duì)小物塊從開始到上升到最高點(diǎn)的過程用能量守恒得

                                         ①4分

代入已知得

                                                     ②2分

12．（20分）

   （1）                                     ①3分

                                 ②2分

   （2）一個(gè)氘核的動(dòng)能為，　　　　　　　　       　 �、�2分

兩個(gè)等速的氘核相向碰撞后恰能發(fā)生聚變，則它們的動(dòng)能都轉(zhuǎn)化為電勢能

                                 ④2分

由③④解得                            ⑤1分

   （3）氘核沿反應(yīng)區(qū)切線方向射入磁場，偏轉(zhuǎn)后恰好又與磁場外邊界相切返回，此圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑最小，所求出的磁感應(yīng)強(qiáng)度最大，此磁感應(yīng)強(qiáng)度即為保證速率為v的氘核沿不同方向從反應(yīng)區(qū)進(jìn)入磁場后不能從磁場區(qū)域的外邊界射出的最小值⑥2分

                                            ⑦ 3分

                                           ⑧3分

由⑦⑧解得                                ⑨2分