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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(lèi)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(xiě)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(kù)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(shì)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(shì)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(wàn)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(chǎng)來(lái)“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(chǎng)．為保證速率為v的氘核從反應(yīng)區(qū)進(jìn)入磁場(chǎng)后不能從磁場(chǎng)區(qū)域的外邊界射出，所加磁場(chǎng)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(lèi)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(xiě)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(kù)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(shì)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(shì)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(wàn)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(chǎng)來(lái)“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(chǎng)．為保證速率為v的氘核從反應(yīng)區(qū)進(jìn)入磁場(chǎng)后不能從磁場(chǎng)區(qū)域的外邊界射出，所加磁場(chǎng)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(lèi)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(xiě)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(kù)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(shì)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(shì)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(wàn)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(chǎng)來(lái)“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(chǎng)．為保證速率為v的氘核從反應(yīng)區(qū)進(jìn)入磁場(chǎng)后不能從磁場(chǎng)區(qū)域的外邊界射出，所加磁場(chǎng)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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（2009?天津模擬）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(lèi)能源危機(jī)的最有效手段．
（1）兩個(gè)氘核

2 1

H結(jié)合成一個(gè)氦核

3 2

He時(shí)，要放出某種粒子，同時(shí)釋放出能量，寫(xiě)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(kù)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(shì)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(shì)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(wàn)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(chǎng)來(lái)“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(chǎng)．為保證速率為v的氘核從反應(yīng)區(qū)進(jìn)入磁場(chǎng)后不能從磁場(chǎng)區(qū)域的外邊界射出，所加磁場(chǎng)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(kāi)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(chǎng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)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(kāi)始到上升到最高點(diǎn)的過(guò)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(shì)能

                                 ④2分

由③④解得                            ⑤1分

   （3）氘核沿反應(yīng)區(qū)切線(xiàn)方向射入磁場(chǎng)，偏轉(zhuǎn)后恰好又與磁場(chǎng)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(chǎng)后不能從磁場(chǎng)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