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核聚變能以氘、氚等為燃料，具有安全、潔凈、儲量豐富三大優點，是最終解決人類能源危機的最有效手段．
（1）兩個氘核結合成一個氦核時，要放出某種粒子，同時釋放出能量，寫出核反應的方程．若氘核的質量為m₁，氦核的質量為m₂，所放出粒子的質量為m₃，求這個核反應中釋放出的能量為多少？
（2）要使兩個氘核能夠發生聚變反應，必須使它們以巨大的速度沖破庫侖斥力而碰到一起，已知當兩個氘核恰好能夠彼此接觸發生聚變時，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，均為已知），則兩個相距較遠（可認為電勢能為零）的等速氘核，至少具有多大的速度才能在相向運動后碰在一起而發生聚變？
（3）當將氘核加熱成幾百萬度的等離子狀態時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的圓形區域內反應，兩圓之間的環形區內存在著垂直于截面的勻強磁場．為保證速率為v的氘核從反應區進入磁場后不能從磁場區域的外邊界射出，所加磁場磁感應強度的最小值為多少？（不考慮速度大小對氘核質量的影響）

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核聚變能以氘、氚等為燃料，具有安全、潔凈、儲量豐富三大優點，是最終解決人類能源危機的最有效手段．
（1）兩個氘核結合成一個氦核時，要放出某種粒子，同時釋放出能量，寫出核反應的方程．若氘核的質量為m₁，氦核的質量為m₂，所放出粒子的質量為m₃，求這個核反應中釋放出的能量為多少？
（2）要使兩個氘核能夠發生聚變反應，必須使它們以巨大的速度沖破庫侖斥力而碰到一起，已知當兩個氘核恰好能夠彼此接觸發生聚變時，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，均為已知），則兩個相距較遠（可認為電勢能為零）的等速氘核，至少具有多大的速度才能在相向運動后碰在一起而發生聚變？
（3）當將氘核加熱成幾百萬度的等離子狀態時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的圓形區域內反應，兩圓之間的環形區內存在著垂直于截面的勻強磁場．為保證速率為v的氘核從反應區進入磁場后不能從磁場區域的外邊界射出，所加磁場磁感應強度的最小值為多少？（不考慮速度大小對氘核質量的影響）

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核聚變能以氘、氚等為燃料，具有安全、潔凈、儲量豐富三大優點，是最終解決人類能源危機的最有效手段．
（1）兩個氘核

21

H結合成一個氦核

32

He時，要放出某種粒子，同時釋放出能量，寫出核反應的方程．若氘核的質量為m₁，氦核的質量為m₂，所放出粒子的質量為m₃，求這個核反應中釋放出的能量為多少？
（2）要使兩個氘核能夠發生聚變反應，必須使它們以巨大的速度沖破庫侖斥力而碰到一起，已知當兩個氘核恰好能夠彼此接觸發生聚變時，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，均為已知），則兩個相距較遠（可認為電勢能為零）的等速氘核，至少具有多大的速度才能在相向運動后碰在一起而發生聚變？
（3）當將氘核加熱成幾百萬度的等離子狀態時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的圓形區域內反應，兩圓之間的環形區內存在著垂直于截面的勻強磁場．為保證速率為v的氘核從反應區進入磁場后不能從磁場區域的外邊界射出，所加磁場磁感應強度的最小值為多少？（不考慮速度大小對氘核質量的影響）

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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、儲量豐富三大優點，是最終解決人類能源危機的最有效手段．
（1）兩個氘核

2 1

H結合成一個氦核

3 2

He時，要放出某種粒子，同時釋放出能量，寫出核反應的方程．若氘核的質量為m₁，氦核的質量為m₂，所放出粒子的質量為m₃，求這個核反應中釋放出的能量為多少？
（2）要使兩個氘核能夠發生聚變反應，必須使它們以巨大的速度沖破庫侖斥力而碰到一起，已知當兩個氘核恰好能夠彼此接觸發生聚變時，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，均為已知），則兩個相距較遠（可認為電勢能為零）的等速氘核，至少具有多大的速度才能在相向運動后碰在一起而發生聚變？
（3）當將氘核加熱成幾百萬度的等離子狀態時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的圓形區域內反應，兩圓之間的環形區內存在著垂直于截面的勻強磁場．為保證速率為v的氘核從反應區進入磁場后不能從磁場區域的外邊界射出，所加磁場磁感應強度的最小值為多少？（不考慮速度大小對氘核質量的影響）

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第Ⅰ卷

一、單項選擇題（每小題6分，共30分。每小題給出的四個選項中，只有一個選項是正確的）

1

2

3

4

5

 D

B

B

A

C

二、不定項選擇題（每小題6分，共18分。每小題給出的四個選項中，有的小題只有一項是正確的。有的小題有多個選項是正確的，全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯或不答的得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繩的拉力，即偏大(2分)

     ②ACD （3分）

10．（16分）（1）時間t₀內MN桿上升的距離為            ①1分

   （2）

EF桿剛要離開平臺時                                 ⑦2分

此時回路中的電流為                                     ⑧1分

此時MN桿切割磁場產生的電動勢為                     ⑨2分

MN桿運動的時間為                                       ⑩2分

由⑦⑧⑨⑩得                                        ⑾1分

11．（18分）（1）對小物塊從開始到上升到最高點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）一個氘核的動能為，　　　　　　　　       　 　③2分

兩個等速的氘核相向碰撞后恰能發生聚變，則它們的動能都轉化為電勢能

                                 ④2分

由③④解得                            ⑤1分

   （3）氘核沿反應區切線方向射入磁場，偏轉后恰好又與磁場外邊界相切返回，此圓周運動的軌跡半徑最小，所求出的磁感應強度最大，此磁感應強度即為保證速率為v的氘核沿不同方向從反應區進入磁場后不能從磁場區域的外邊界射出的最小值⑥2分

                                            ⑦ 3分

                                           ⑧3分

由⑦⑧解得                                ⑨2分