5.3核力与核能 课时检测（Word版含答案）

5.3核力与核能 课时检测（解析版）
一、选择题
1．下列说法中正确的是（　　）
A．比结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固
B．氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能增大，原子总能量减小
C．β射线为原子的核外电子电离后形成的电子流
D．放射性元素衰变的快慢不仅与原子核内部自身的因素有关，还跟原子所处的化学状态和外部条件有关
2．下列说法正确的是（　　）
A．β衰变中产生的β射线是原子的核外电子形成的
B．碘131的半衰期是8天，20g碘131经过24天后还有2.5g未衰变
C．结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定
D．卢瑟福发现质子的核反应方程式是
3．下列关于原子物理知识的表述正确的是（　　）
A．是衰变
B．裂变产生的钡原子核的比结合能比的比结合能大
C．天然放射性现象的发现使人们认识到原子是可以再分的
D．放射性元素衰变的快慢跟原子所处的化学状态有关
4．下列说法正确的是（　　）
A．采用物理或化学方法可以有效地改变放射性元素的半衰期
B．由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会发出光子
C．卢瑟福发现了中子，并预言了质子的存在
D．原子核所含核子单独存在时的总质量小于该原子核的质量
5．用质子轰击锂核（）生成两个α粒子，以此进行有名的验证爱因斯坦质能方程的实验，已知质子的初动能是0.6MeV，质子、α粒子和锂核的质量分别是1.0073u、4.0015u和7.0160u。已知1u相当于931.5MeV的能量，则下列叙述正确的是（　　）
A．此反应过程质量减少0.0103u
B．若生成的两个α粒子的动能之和是18.3MeV，与质能方程相符
C．若核反应中释放的能量是18.9MeV，与质能方程不相符
D．若生成的两个α粒子的动能之和是19.5MeV与质能方程相符
6．对原子核的组成，下列说法正确的是（　　）
A．核力可使一些中子组成原子核
B．核力可使较多的质子组成原子核
C．不存在只有质子的原子核
D．质量较大的原子核内一定有中子
7．以下说法正确的是（　　）
A．光电效应显示了光的波动性
B．轻核聚变后核子的总质量小于聚变前核子的总质量
C．汤姆孙研究阴极射线，提出原子具有核式结构
D．粒子散射实验证明了中子是原子核的组成部分
8．2021年4月13日日本政府不计后果决定将福岛核废水排放入海，核废水中是最具危害的放射性元素，其衰变方程为，的半衰期约为30年，下列说法正确的是（　　）
A．衰变方程中的电子是来自铯的核外电子
B．经过60年后，废水中的铯会衰变完
C．排放到海水中，可以改变铯的衰变快慢
D．的比结合能比的大
9．下列说法正确的是（ ）
A．将放射性元素放置在一个封闭的装置内，衰变将会变慢
B．射线是原子核中的质子衰变成中子而释放出来的电子流
C．静止的原子核发生衰变时，粒子和反冲核动能大小相等
D．比结合能小的原子核结合或裂变成比结合能大的原子核时释放核能
10．下列关于近代物理知识的描述中，正确的是（　　）
A．光电效应中，光电子的最大初动能与入射光子的频率成正比
B．在天然放射现象中，产生的射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的
C．氧的半衰期为3.8天，10个氡核经过3.8天一定会有5个发生衰变
D．两个质子和两个中子结合成，若释放的核能为，则的比结合能为
11．原子核的平均结合能与质量数之间的关系图线如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．核的结合能约为
B．核比核更稳定
C．三个中子和三个质子结合成核时放出能量
D．在核反应中，要吸收能量
12．下列说法正确的是（　　）
A．铋210的半衰期是5天，经过10天，32个铋原子核衰变后还剩下8个铋原子核
B．若核反应放出2.2MeV能量，则该过程质量亏损为3.9×10-30kg
C．用中子轰击铀核，核反应方程为，属于原子核的衰变
D．某原子核吸收一个中子后，放出一个电子，分裂为两个α粒子，则A=7，Z=2
13．下列说法正确的是（　　）
A．汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，提出了原子具有复杂的结构
B．玻尔在原子核式结构基础上提出氢原子能级理论，成功的解释了氢原子光谱
C．半衰期与物质的多少有关，可以用于测定地质年代、生物年代等
D．由可知，若m表示核电站参与反应的铀235的质量，则E表示核反应释放的核能
14．下列说法中正确的是（　　）
A．原子核的结合能越大，该原子核越稳定
B．原子核的核子数越多，该原子核的比结合能越大
C．光电效应现象说明了光具有粒子性
D．玻尔理论的局限性在于过多地保留了经典电磁理论
E.爱因斯坦为解释光电效应现象，提出了光的光子说
15．一个静止的氡核，放出一个α粒子后衰变为钋核，该过程中，除放出能量为E=0.26MeV的光子外，其余的能量全部转变为钋核与α粒子的动能，不计光子的动量。已知m氡=222.0866u、mα=4.0026u、m钋=218.0766u，1u相当于931.5MeV的能量，则（　　）
A．上述核反应方程为
B．上述核反应放出的能量为6.92MeV
C．钋核的动能为6.92MeV
D．α粒子的动能为0.12MeV
二、解答题
16．如图所示，边长为a的等边三角形bcd所围区域内磁感应强度为B，方向垂直纸面向内的匀强磁场，某时刻静止在b点的原子核X发生α衰变，α粒子沿bc方向射入磁场，经磁场偏转后恰好在d点沿cd方向射出。已知α粒子质量为m，电量为2e，剩余核的质量为M，衰变过程的核能全部转化为动能，求原子核X衰变过程中释放的核能。
17．一个静止的铀核（原子质量为）放出一个粒子（原子质量为）后衰变成钍核（原子质量为）。（已知，相当于）
（1）写出核衰变反应方程；
（2）算出该核衰变反应中释放出的核能。
参考答案
1．A
【详解】
A．比结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固，原子越稳定，选项A正确；
B．氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，根据
可知，电子的动能减小，原子能级变大，总能量变大，选项B错误；
C．β射线为原子核内的中子转化为质子时放出的负电子，选项C错误；
D．放射性元素衰变的快慢仅与原子核内部自身的因素有关，跟原子所处的化学状态和外部条件无关，选项D错误。
故选A。
2．B
【详解】
A．β衰变中产生的β射线是原子核内的一个中子转化为一个质子，同时释放一个电子形成的，选项A错误；
B．碘131的半衰期是8天，则根据可得20g碘131经过24天后还有2.5g未衰变，选项B正确；
C．比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，选项C错误；
D．卢瑟福发现质子的核反应方程式是，选项D错误。
故选B。
3．B
【详解】
A．是β衰变，故A错误；
B．裂变生成中等大小的原子核，则产生的钡原子核的比结合能比的比结合能大，故B正确；
C．天然放射性现象的发现使人们认识到原子核是可以再分的，故C错误；
D．放射性元素衰变的快慢跟原子核自身性质有关，与原子所处的化学状态无关，故D错误。
故选B。
4．B
【详解】
A．放射性元素的半衰期与物理、化学状态无关，A项错误；
B．由玻尔理论可知，氢原子从激发态跃迁到基态时能级降低，向外以光子的形式释放能量，B项正确；
C．卢瑟福发现了质子，并预言了中子的存在，C项错误；
D．原子核所含核子单独存在时的总质量应大于该原子核的质量，因为核子结合成原子核时会释放能量，质量亏损，D项错误。
故选B。
5．D
【详解】
A．根据题意可知，该核反应的核反应方程式为
核反应前后的质量亏损为
故A错误；
C．根据质能方程可得释放的能量为
故C错误；
BD．由反应过程中能量守恒知反应后两个α粒子的总动能
Ek=(18.9+0.6)MeV=19.5MeV
故B错误，D正确。
故选D。
6．D
【详解】
A．由于原子核带正电，不存在只有中子的原子核，故A错误；
B．核力不能把较多的质子集聚在一起组成原子核，因为核力是短程力，质子这间还存在“长程力”—库仑力，故B错误；
C．自然界中存在只有一个质子的原子核即，故C错误；
D．较大质量的原子核内只有存在一些中子，才能消弱库仑力，维系原子核的稳定，故D正确。
故选D。
7．B
【详解】
A．光电效应显示了光的粒子性，A错误；
B．轻核聚变放出核能，有质量亏损，则轻核聚变后核子的总质量小于聚变前核子的总质量，B正确；
CD．卢瑟福通过研究α粒子散射实验，提出原子具有核式结构，但是并没有证明中子是原子核的组成部分，CD错误。
故选B。
8．D
【详解】
A．衰变方程中的电子是来自铯的一个中子转化为一个质子同时生成一个电子，A错误；
B．半衰期并不是经过两个半衰期就衰变没了，而是剩余原来的 ，B错误；
C．半衰期与外界因素无关，只与自身有关，C错误；
D．衰变释放能量，的比结合能比的大，D正确。
故选D。
9．D
【详解】
A．半衰期与环境无关，A错误；
B．放射性元素发生β衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的，B错误；
C．静止的原子核发生α衰变时合外力为零，根据动量守恒定律，α粒子和反冲核动量大小相等，而动能并不相等，C错误；
D．比结合能小的原子核结合或裂变成比结合能大的原子核时释放核能，D正确。
故选D。
10．D
【详解】
A．由爱因斯坦光电效应方程
可知光电子的最大初动能与入射光子的频率是一次函数关系，A错误；
B．衰变中产生的射线实际上是原子核内的中子转变成质子释放出的电子，B错误；
C．半衰期是对大量的原子核满足统计规律，对少数的原子核没有任何意义，C错误；
D．比结合能指的是结合能与核子数之比，两个质子和两个中子结合成，释放的核能为，则的结合能为，比结合能为，D正确。
故选D。
11．C
【详解】
A．核的结合能约为
故A错误；
B．平均结合能越大的原子核越稳定，分析图象可知，Ba核比Kr 核的平均结合能小，所以Kr核比Ba核更稳定，故B错误；
C．核子结合成原子核时，质量亏损，释放核能，三个中子和三个质子结合成核时质量亏损，释放能量，故C正确；
D．重核裂变时，质量亏损，释放能量，故D错误。
故选C。
12．B
【详解】
A．半衰期是针对大量的原子核的衰变行为做出的统计预测，它是一个统计规律，并不能针对少数原子核，选项A错误；
B．根据
可得
选项B正确；
C．核反应方程
是裂变，选项C错误；
D．根据质量数和电荷数守恒可知
A+1=8
Z+1=4
则
A=7
Z=3
选项D错误。
故选B。
13．AB
【详解】
A．汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，提出了原子具有复杂的结构，故A正确；
B．玻尔在原子核式结构基础上提出氢原子能级理论，成功的解释了氢原子光谱，故B正确；
C．半衰期可以用于测定地质年代、生物年代等，它由核内部自身的因素决定，与物质的多少无关，故C错误；
D．由计算核反应释放的核能时，m应表示核反应发生的质量亏损，故D错误。
故选AB。
14．CDE
【详解】
A．原子核的比结合能越大，该原子核越稳定，选项A错误；
B．中等大小的原子核，比结合能最大，原子核结合得越牢固，故B错误。
C．光电效应现象说明光具有粒子性，故C正确。
D．玻尔理论的局限性在于过多地保留了经典电磁理论，故D正确。
E．爱因斯坦为解释光电效应现象，提出了光的光子说，故E正确。
故选CDE。
15．AB
【详解】
A．根据质量数守恒和电荷数守恒有
故A正确；
B．由质能方程可得
故B正确。
CD．设粒子、钋核的动能分别为、，动量分别为、，由能量守恒得
不计光子的动量，由动量守恒得
又
可得
联立解得
故CD错误。
故选AB。
16．。
【详解】
由题意画出α粒子在磁场中的运动轨迹如图所示
由几何关系可得α粒子的运动半径为
在磁场中，对α粒子
所以
衰变过程中动量守恒
解得：
衰变过程释放的能量为：
17．（1）；（2）
【详解】