物理粤教版 (2019)第五章 原子与原子核第三节 核力与核反应方程当堂检测题

5.3核力与核反应方程基础巩固2021—2022学年高中物理粤教版（2019）选择性必修第三册

一、选择题（共15题）

1．发生一次衰变产生新核，又发生β衰变，mU、mα、mTh分别表示核、粒子和核的质量。下列说法正确的是（       ）

A．发生衰变释放出能量并伴随有质量亏损，亏损的质量转变成能量

B．β射线本质上是高速电子流，来自于核外电子

C．粒子和核的总结合能大于的结合能

D．发生衰变释放的能量

2．通过高中物理课程的学习，大家不仅掌握了丰富的物理知识，而且解决实际问题的能力也得到了增强。下列说法中正确的是（　　）

A．在某一过程中物体的动能不变，则物体受到的每个力做功都为零

B．某些原子核发生衰变时能够放出粒子，说明这些原子核内有粒子

C．核反应过程中同样遵循能量守恒定律

D．静摩擦力对物体可以做正功，滑动摩擦力对物体一定做负功

3．图甲是氢原子的部分能级图，图乙是光电效应演示装置，装置中金属锌的逸出功为3.4eV。用大量从n=4能级跃迁到n=1能级时的氢原子发出的光去照射锌板，下列说法正确的的是（　　）

A．光电效应本质上是β衰变

B．锌板不会发生光电效应

C．发生光电效应时会发生质量亏损

D．从锌板打出来的光电子获得的最大初动能为9.35eV

4．人们发现，不同的原子核，其核子的平均质量（原子核的质量除以核子数）与原子序数有如图所示的关系。下列关于原子结构和核反应的说法错误的是（　　）

A．由图可知，原子核D和E聚变成原子核F时会有质量亏损要放出能量

B．由图可知，原子核A裂变成原子核B和C时会有质量亏损，要放出核能

C．已知原子核A裂变成原子核B和C时放出的γ射线能使某金属板逸出光电子，若增加γ射线强度，则逸出光电子的最大初动能增大

D．核电站中的核反应堆是利用核裂变的原理工作的

5．下列关于核反应的说法中正确的是（     ）

A．铀核裂变的核反应是：

B．组成核的核子中任何两个核子间都存在不可忽略的核力作用

C．压力、温度对放射性元素衰变的快慢具有一定的影响

D．在粒子散射的实验中，绝大多数粒子几乎直线穿过金箔，这可以说明金原子内部绝大部分是空的

6．下列说法正确的是（　　）

A．结合能越大的原子核越稳定

B．光电效应揭示了光具有波动性

C．氢原子从较高的激发态跃迁到较低的激发态时，电子的动能减少，电势能减少，原子的总能量减少

D．将放射性元素掺杂到其他稳定元素中并大幅度降低其温度，它的半衰期不发生改变

7．日前，诺贝尔奖官方推特发布了一条科普公告，称居里夫人曾经使用的实验笔记本时至今日依然具有放射性，且还将持续1500年。研究表明，“笔记本”中的放射性是由镭元素产生的，镭（）能放射出α和γ两种射线，并生成放射性气体氡（），则关于镭元素的放射性，下列说法中正确的是（　　）

A．镭核的衰变方程为

B．的比结合能小于的比结合能

C．人为改变“笔记本”的储藏环境，可以缩短其放射性持续的时间

D．在放射性衰变过程中，铺核内有2个中子转变为2个质子，并释放出α粒子

8．如图为原子核的比结合能曲线。根据该曲线，下列说法正确的是（   ）

A．核比核更稳定 B． 核的结合能约为 7MeV

C．两个 核结合成核时释放能量 D．质量数越大的原子核越稳定

9．玉兔二号月球车是采用核能来提供能量的，它的核能电池系统主要包括两个组成部分：一个装填钚（）二氧化物的热源和一组固体热电偶。该装置使钚238衰变产生的核能转化为电能，这一系统设计使用寿命为14年。钚238的半衰期为88年，原来静止的一个钚238衰变时放出粒子和光子，生成原子核X。已知钚238、粒子、X的质量分别为m1、m2、m3，普朗克常量为h，真空中的光速为c，下列说法正确的是（　　）

A．X的中子数比钚238的中子数少4个

B．钚238的温度升高后，其半衰期可能变为90年

C．射线的电离本领比射线强

D．光子的波长大于

10．关于核反应方程，其中X为原子核的质量数，则下列说法正确的是（　　）

A．该反应属于衰变 B．中含有144个中子

C．的平均结合能比大 D．该反应新生成的粒子不具有放射性

11．2020年12月4日，新一代“人造太阳”装置——中国环流器二号M装置（HL-2M）在成都建成并实现首次放电，该装置是中国目前规模最大、参数最高的先进托卡马克装置，是中国新一代先进磁约束核聚变实验研究装置。我国重大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电。核聚变反应的方程为；。已知氘核的质量为，比结合能为E，中子的质量为，反应中释放的核能为，光速为c，下列说法正确的是（　　）

A．要使该聚变反应发生，必须克服两氘核间巨大的核力

B．反应产物x为

C．x核的质量为

D．x的比结合能为

12．下列说法中错误的是

A．若氢原子从n=6能级向n=1能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则氢原子从n=6能级向n=2能级跃迁时辐射出的光也不能使该金属发生光电效应

B．卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出了原子核内有中子存在

C．核泄漏事故污染物能够产生对人体有害的辐射，其核反应方程式为，可以判断x为电子

D．质子、中子、α粒子的质量分别是、、，质子和中子结合成一个α粒子，释放的能量是(2+2-)c²

13．某放射性元素X的原子核发生了衰变，产生了新的元素Y原子核，同时放出光子，下列判断正确的是（　　）

A．Y比X原子序数小

B．Y原子核比X原子核核子平均质量小

C．X原子核放出射线，表明X原子核内有粒子

D．光子来自X原子核

14．一个静止的铀核U（质量为232.037 2 u）放出一个α粒子（质量为4.002 6 u）后衰变成钍核Th（质量为228.028 7 u）。已知1 u相当于931 MeV的能量。下列说法正确的是（　　）

A．该核衰变反应方程为U→Th＋He

B．该核衰变反应中释放出的核能为0.059 MeV

C．该反应产生的钍核和α粒子的动量相同

D．假设反应中释放出的核能全部转化为钍核和α粒子的动能，则钍核获得的动能约为0.017 MeV

15．静止在匀强磁场中的原子核X发生α衰变后变成新原子核Y。已知核X的质量数为A，电荷数为Z，核X、核Y和α粒子的质量分别为mX、mY和mα，假设核反应过程中释放的能量全部转化为α粒子和Y核的动能。α粒子在磁场中运动的半径为R。则（　　）

A．衰变方程可表示为

B．核反应中释放的核能为（mx-my-mα）c2

C．Y核在磁场中运动的半径为

D．Y核的动能为

二、填空题（共4题）

16．已知质子的质量为m1，中子的质量为m2，碳核（）的质量为m3，则碳核（）的比结合能为_____，碳-14是碳的一种具有放射性的同位素，研究发现外来的宇宙射线与大气作用产生宇宙射线中子，宇宙射线中子和大气中氮核（）起核反应产生碳-14，请写出核反应方程__________．

17．在核反应E过程中，X是未知核。由核反应知识可以确定X核为______ 。若、X核、和的静止质量分别为、、和，则的值为______。

18．辽宁红沿河核电站位于瓦房店市东岗镇，是中国首次一次性同意4台百万千瓦级核电机组标准化、规模化建设的核电项目，是东北地区第一个核电站。如图所示，1号机组2013年2月17日15时09分并网成功。核电站将_____________能最终转化为电能。核电站一台发电功率为106kW的核电机组每天能发_____________kW•h（一天按24h计算）。

19．1967年6月17日，我国第一颗氢弹爆炸成功，如图所示。氢弹首先由普通炸药引爆原子弹，再利用它产生的高温高压引爆热核材料。其聚变方程为____________17.6MeV。此聚变反应发生的质量亏损为 ________________ u（1u相当于931.5MeV能量，保留两位有效数字）

三、综合题（共4题）

20．自然界中的基本相互作用是如何分类的？

21．一个静止的铀核 （原子质量为232.0372u）放出一个α粒子（原子质量为4.0026u）后衰变成钍核Th（原子质量为228.0287u）。u为原子质量单位。

(1)写出核衰变反应方程式；

(2)该反应中的质量亏损；

(3)释放的核能。

22．处于静止状态的某原子核X，发生α衰变后变成质量为M的原子核Y，被释放的α粒子垂直射入磁感强度为B的匀强磁场中，测得其圆周运动的半径为r，设α粒子质量为m，质子的电量为e，试求： （提示：原子核衰变过程中，动量和能量保持守恒）

（1）衰变后α粒子的速率va和动能Eka；

（2）衰变后Y核的速率vy和动能Eky；

（3）衰变前X核的质量Mx．

23．一静止的氡核（）发生α衰变，放出一个速度为v0、质量为m的α粒子和一个质量为M的反冲核钋（Po），若氡核发生衰变时，释放的能量全部转化为α粒子和钋核的动能．

（1）写出衰变方程．

（2）求出反冲核的速度．

（3）求出这一衰变过程中亏损的质量．

参考答案：

1．C

2．C

3．D

4．C

5．D

6．D

7．B

8．C

9．D

10．B

11．D

12．B

13．B

14．A

15．C

16．          

17．         

18．     核    

19．         

20．引力相互作用、电磁相互作用、强相互作用和弱相互作用

21．(1)；(2)0.0059u；(3)5.5MeV

22．（1），；（2）；；（3）

23．（1）             （2）（3）