5.3核力与核能基础巩固（word版含答案）

5.3核力与核能基础巩固2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）选择性必修第三册
一、选择题（共15题）
1．以下说法中不正确的是（ ）
A．核反应方程：中的“”为中子
B．在光电效应中，饱和电流的大小与入射光的频率有关，与入射光的强度无关
C．释放核能时必伴随质量亏损，因为质量和能量有对应关系
D．玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氢原子光谱的特征
2．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
3．2021年3月，考古学家利用技术测定了三星堆遗址四号“祭祀坑”距今约3200年至3000年，年代区间属于商代晚期。已知的半衰期为8267年，其衰变方程为，则下列判断正确的是（　　）
A．四个经过8267年一定还剩余两个
B．的比结合能一定大于
C．衰变的本质是核内一个质子转化中子和电子
D．衰变过程满足动量守恒，不满足能量守恒
4．我国新一代可控核聚变研究装置“中国环流器二号M”（又被称为“人造太阳”）将在2020年投入运行。其所发生的可控核聚变方程是，已知、、和X的质量分别为m1、m2、m3和m4，真空中的光速为c。下列说法正确的是（　　）
A．X是质子
B．大亚湾核电站利用核聚变发电
C．该核反应所释放的核能为 E =(m1 +m2 m3 m4)c2
D．和的比结合能之和大于的比结合能
5．下列说法正确的是（　　）
A．结合能是指由于核子结合成原子核而具有的能量
B．衰变现象说明电子是原子核的组成成分
C．用加温、加压或改变其化学状态的方法都不能改变原子核衰变的半衰期
D．常用核反应原料铀可以衰变为氡，要经过4次衰变和1次衰变
6．2007年是我国著名物理学家、曾任浙江大学物理系主任的王淦昌先生一百周年诞辰。王先生早在1941年就发表论文，提出了一种探测中微子的方案：原子核可以俘获原子的K层电子而成为的激发态，并放出中微子（当时写作），即。而又可以放出光子而回到基态，即。下列说法正确的是（　　）
A．是核聚变反应
B．和的核子数相同
C．和的比结合能相同
D．的过程中，由于质量数守恒，故未出现质量亏损
7．关于核反应方程→＋X，下列说法正确的是（　　）
A．此核反应一定会释放能量
B．通过降低温度的方法，一定能缩短U的半衰期
C．此核反应方程中的X代表的粒子为氢原子核
D．铀核的比结合能大于钍核的比结合能
8．已知某种核电池的电能由Pu衰变释放的能量提供，该衰变方程形式上可表示为Pu→。某次由静止Pu衰变释放的能量为E，射出的α粒子动能是Eα，假定Pu衰变释放的能量全部转化为新核和α粒子的动能。则（　　）
A．A=234，Z=92，
B．A=234，Z=92，
C．A=236，Z=94，
D．A=236，Z=94，
9．下列说法错误的是（　　）
A．带电微粒辐射和吸收的能量，只能是某一最小能量值的整数倍
B．康普顿效应表明：光子具有动量
C．将较重的核分裂成中等大小的核，或者将较小的核合并成中等大小的核，核子的比结合能都会减小
D．黑体辐射随着温度的降低，各种波长的辐射强度都减小且辐射强度的极大值向波长较长的方向移动
10．太阳能是地球上最大的能源，太阳内部聚变时释放出巨大的能量。模拟太阳原理的装置叫EAST，该装置内部发生的核反应方程为，已知的比结合能为1.09MeV， 的比结合能为2.78MeV，其中在自然界中含量极微但可以用某种粒子X轰击锂核（）得到，核反应方程为，则下列说法不正确的是（　　）
A．粒子X为中子
B．核反应方程表示的是原子核的人工转变
C．的比结合能是7.03MeV
D．在核反应中，反应前的总质量等于反应后的总质量
11．下列说法中正确的是（　　）
A．电磁波是一种物质
B．万有引力定律和牛顿运动定律都是自然界普遍适用的规律
C．中等大小的原子核的结合能最大，原子核最稳定
D．宏观物体和微观粒子的能量都是量子化的
12．质子、中子和氘核的质量分别为m1、m2和m3。当一个质子和一个中子结合成氘核时，释放的能量是（c表示真空中的光速）（　　）
A． B．
C． D．
13．关于近代物理的知识，下列说法正确的有（　　）
①结合能越大，原子核内核子结合得越牢固，原子核越稳定
②铀核裂变的一种核反应方程为→ + +2
③设质子、中子、α粒子的质量分别为m1、m2、m3，两个质子和两个中子结合成一个α粒子，释放的能量是（2m1+2m2-m3）c2
④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
⑤核泄漏事故污染物铯（Cs）137能够产生对人体有危害的辐射，其衰变方程为→ +x，由方程可判断x是电子
⑥→ +X中X为中子，核反应类型为衰变
⑦β衰变现象说明电子是原子核的组成部分
⑧放射性元素的半衰期随温度的升高而变短
⑨放射性元素发生β衰变时所释放的电子来源于原子的核外电子
⑩平均结合能小的原子核结合成或分解成平均结合能大的原子核时一定放出核能
A．3个 B．4个 C．5个 D．6个
14．关于原子核，下列说法正确的是（　　 ）
A．比结合能越大，原子核越稳定
B．一群处于能级的氢原子，向较低能级跃迁时最多只能放出两种频率的光子
C．γ射线的电离能力比α射线的强
D．β衰变所释放的电子来自原子核外的电子
15．原来静止的原子核发生α衰变时，放出α粒子的动能为E0．假设衰变时产生的能量全部以动能的形式释放出来，则在此衰变过程中的质量亏损是( )
A． B．
C． D．
二、填空题（共4题）
16．弱相互作用
（1）弱相互作用是引起原子核_________衰变的原因，即引起中子—质子转变的原因。
（2）弱相互作用是_________力，其力程只有_________ m。
17．比结合能
原子核的结合能与_________之比，叫作比结合能，也叫作_________结合能。比结合能越大，原子核中核子结合得越_________，原子核越________。_________的核的比结合能最大，最稳定。
18．强相互作用的特点
（1）强相互作用是_________力，作用范围只有约_________m。
（2）距离增大时，强相互作用急剧________。超过10-15 m，相互作用不存在。
19．太阳内部持续不断地发生着四个质子聚变为一个氦核同时放出两个正电子的热核反应，这个核反应释放出的大量能量就是太阳的能源．已知质子质量为mH=1.0073u，氦核质量为mHe=4.0015u，正电子质量为me=0.00055u，计算结果保留两位小数，1u相当于931.5MeV的能量．则这个核反应的反应方程为 ____________________；发生一次这样核反应能释放 ______________MeV的能量．
三、综合题（共4题）
20．在方向垂直纸面的匀强磁场中，一个原来静止的原子核衰变后变成一个核并放出一个粒子，该粒子动能为，速度方向恰好垂直磁场。核和粒子的径迹如图所示，若衰变时产生的能量全部以动能的形式释放，真空中的光速为，求：
（1）写出这个核反应方程；
（2）核与粒子做圆周运动半径之比；
（3）衰变过程中的质量亏损。
21．处于静止状态的某原子核X，发生α衰变后变成质量为mY的原子核Y，被释放的α粒子垂直射入磁感应强度为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，质子的电荷量为e，试求：
（1）衰变后α粒子的速率vα和动能Ekα;
（2）衰变后Y核的速率vY和动能EkY;
（3）衰变前X核的质量mX．
22．已知中子的质量，质子的质量，氘核的质量。写出中子、质子结合成氘核的核反应方程并求氘核的结合能。
23．在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核发生了一次衰变。放射出粒子（）在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R。以m、q分别表示粒子的质量和电荷量。（真空中的光速为c）
（1）粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，求该等效环形电流的大小；
（2）设该衰变过程释放的核能都转为为粒子和新核的动能，新核的质量为M，求衰变过程的质量亏损Δm。
参考答案
1．B
2．C
3．B
4．C
5．C
6．B
7．A
8．B
9．C
10．D
11．A
12．C
13．B
14．A
15．D
16．β 短程 10-18
17．核子数 平均 牢固 稳定 中等大小
18．短程 10-15 减小
19． 24.78
20．（1）；（2）；（3）
21．（1） ；；（2） ； ；（3）
22．；
23．（1） ；（2）