5.3核力与核反应方程同步练习（word版含答案）

5.3核力与核反应方程同步练习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．下列说法中正确的是（ ）
A．普朗克提出了量子化假设
B．将核子束缚在原子核内的力是电磁力
C．结合能越大，原子核结构一定越稳定
D．β衰变中放出的β射线是核外电子挣脱原子核的束缚而形成的
2．当质量分别为m1和m2的原子核结合为质量为M的原子核时释放出的能量是（原子质量单位为u，1u相当于931.5MeV的能量，真空中光速为c）（　　）
A．（M-m1-m2）uc2 B．（m1+m2-M）u×931.5J
C．（m1+m2-M）c2 D．（m1+m2-M）×931.5MeV
3．关于天然放射现象，下列说法正确的是(　　)
A．β衰变说明原子核里有电子 B．某原子核经过一次β衰变后，核内质子数增加1个
C．放射性物质的温度升高，其半衰期将缩短 D．比结合能越大，原子核越不稳定
4．下列说法正确的是（　　）
A．所有的核反应都具有质量亏损
B．光子既具有能量，又具有动量
C．高速飞行的子弹不具有波动性
D．β衰变本质是原子核中一个质子释放一个电子而转变成一个中子
5．以下说法正确的是（　　）
A．光电效应和康普顿效应说明光具有波动性
B．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成为质子时生成的
C．结合能越大，原子中核子结合的越牢固，原子核越稳定
D．大量处于n=4激发态的氢原子向低能级跃迁时，最多可产生4种不同频率的光子
6．下列说法正确的是（　　）
A．α粒子散射实验说明原子核具有复杂结构
B．组成原子核的核子越多，原子核的结合能越大，原子核越稳定
C．光电效应和康普顿效应深入的揭示了光的粒子性
D．用紫光照射某金属板能产生光电子，则用红光照射该金属板也一定能产生光电子
7．用质子轰击锂核（ ）产生粒子的核反应方程是，已知mLi=7.0160u，mH=1.0078u，mHe=4.0026u，1u相当于931.5MeV，则该核反应方程中的k值及该反应放出的核能分别是（　　）
A．1和3745.7478MeV
B．1和2806.9821 MeV
C．2和1860.2055MeV
D．2和17.3259MeV
8．铀U衰变成韶Rn，氡核Rn不稳定，会进一步衰变成Po，其半衰期为3.8天，下列说法正确的是（　　）
A．铀U衰变成器Rn要经历4次衰变和3次β衰变
B．4个氢核Rn经过3.8天后还剩下2个
C．Po的比结合能大于U的比结合能
D．通过升高温度，可以缩短氡核的半衰期
9．以下说法正确的是（ ）
A．黑体辐射的强度与频率的关系:随着温度的升高,各种频率的辐射强度都增加,辐射强度极大值向频率较低的方向移动
B．结合能越大,原子核结构一定越稳定
C．光子不仅具有能量,而且也具有动量
D．不同频率的光照射处于基态的氢原子时都可以被氢原子吸收
10．下列说法正确的是（ ）
A．原子核的结合能是组成原子核的所有核子的能量总和
B．镭226衰变为氡222的半衰期为1620年，也就是说100个镭226核经过1620年的一定还剩下50个镭226没有发生衰变
C．在天然放射现象中放出的射线就是电子流，该电子是原子的内层电子受激发后辐射出来的
D．原子从低能级向高能级跃迁，不吸收光子也能实现
11．下列说法正确的是
A．在三种射线中，射线的电离能力最强
B．将放射性元素掺杂到其他稳定元素中，其半衰期减小
C．原子核反应过程中的质量亏损现象违背了能量守恒定律
D．氢原子从较高的激发态跃迁到较低的激发态时，氢原子的总能量增加
12．一静止的原子核发生衰变，变成另一个新的原子核Y，衰变后测得粒子的速率为v，已知粒子的质量为m0，原子核Y的质量为M，下列说法正确的是（　　）
A．原子核Y的符号表示为 B．的比结合能一定大于Y核的比结合能
C．原子核Y的速率为 D．原子衰变过程中释放的核能为
13．下面关于结合能和比结合能的说法中，正确的有（ ）
A．原子核拆解成核子放出的能量称为结合能
B．比结合能越大的原子核越稳定，因此它的结合能也一定越大
C．重核与中等质量原子核相比较，重核的结合能和比结合能都大
D．中等质量原子核的结合能和比结合能均比轻核的要大
14．以下是有关近代物理内容的若干叙述，其中正确的是
A．比结合能小的原子核裂变或聚变成比结合能大的原子核时一定吸收核能
B．光电效应和康普顿效应深人揭示了光的粒子性．前者表明光子具有能量后者表明光子除了具有能量外还具有动量
C．某种元素的半衰期为T，经过2T时间后该元素完全变成了另一种元素
D．按照玻尔理论，氢原子核外电子从半轻较小的轨道跃迁到半轻较大的轨道时，电子的动能减小，原子总能量也减小
15．有以下几种说法，其中不正确的是（　　）
A．天然放射现象的发现揭示原子有复杂的结构
B．卢瑟福首先发现了质子
C．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关
D．比结合能小的原子核结合或分解成比结合能大的原子核时释放核能
二、填空题（共4题）
16．正电子发射型计算机断层显像，是核医学领域比较先进的临床检查影像技术．放射性同位素在衰变过程中会释放出正电子，一个正电子遇到一个电子后发生湮灭，产生方向相反的一对光子．已知电子的质量为m，光速为c，则一对静止的正、负电子湮灭过程中产生的一个光子能量是____，湮灭的反应方程式为____．
17．裂变反应是目前核能利用中常用的反应，以原子核为燃料的反应堆中，当俘获一个慢中子后发生的裂变反应可以有多种方式，其中一种可表示为
235.0439 1.0087 138.9178 93.9154
反应方程下方的数字是中子及有关原子的静止质量（以原子质量单位为单位），已知的质量对应的能量为，此裂变反应释放出的能量是______．
18．原子核聚变有望给人类未来提供丰富洁净的能源．当氘等离子体被加热到适当高温时，氘核参与的几种聚变反应可能发生，并放出能量．这几种反应的总效果可以表示为(1 eV＝1.6×10－19 J，真空中光速c＝3×108 m/s)．
(1)该反应方程中的d＝________．
(2)质量亏损为________kg.
19．(1)下列说法正确的是_________．
A．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关
B．普朗克提出了物质波的概念，认为一切物体都具有波粒二象性．
C．波尔理论的假设之一是原子能量的量子化
D．氢原子辐射出一个光子后能量减小，核外电子的运动加速度减小
（2）如图所示是研究光电效应规律的电路．图中标有A和K的为光电管，其中K为阴极， A为阳极．现接通电源，用光子能量为10.5eV的光照射阴极K，电流计中有示数，若将滑动变阻器的滑片P缓慢向右滑动，电流计的读数逐渐减小，当滑至某一位置时电流计的读数恰好为零，读出此时电压表的示数为6.0V；则光电管阴极材料的逸出功为________ eV，现保持滑片P位置不变，增大入射光的强度，电流计的读数 __________．(选填“为零”、或“不为零”)
（3）快中子增殖反应堆中，使用的核燃料是钚239，裂变时释放出快中子，周围的铀238吸收快中子后变成铀239，铀239（ ）很不稳定，经过 __________次β衰变后变成钚239（ ），写出该过程的核反应方程式：___________．设静止的铀核发生一次β衰变生成的新核质量为M，β粒子质量为m,，释放出的β粒子的动能为E0 ,假设衰变时能量全部以动能形式释放出来，求一次衰变过程中的质量亏损．
三、综合题（共4题）
20．天文学家测得银河系中氦的含量约为25%，有关研究表明，宇宙中氦生成的途径有两条，一是在宇宙诞生后3分钟左右生成的，二是在宇宙演化到恒星诞生后，由恒星内部氢核聚变反应生成的。
（1）把氢核聚变反应简化为4个氢核（）聚变成氦核（）。同时放出2个正电子子（）和2个中微子（νe）。请写出该氢核聚变反应的方程式，并计算一次反应释放的能量（计算结果用焦耳表示，取两位有效数字）。
（2）研究表明，银河系的年龄为t = 3.8 × 1017 s，每秒钟银河系产生的能量P约为1.0 × 1037 J，现假定该能量全部来自上述氢核聚变反应。试估算银河系中由上述氢核聚变所产生的氦的质量（计算结果保留一位有效数字）。
（3）根据你的估算结果，对银河系中氦的主要生成途径作出判断。
（可能用到的数据：银河系质量为M = 3 × 1041 kg，原子质量单位1 u = 1.66 × 10 27 kg，1 u相当于1.5 × 10 10 J的能量，电子质量me = 0.0005 u，氦核质量mα = 4.0026 u，氢核质量mp = 1.0078 u，中微子（νe）质量为零，阿伏加德罗常数NA = 6.02 × 1023 kg/mol。）
21．云室处在磁感应强度为B的匀强磁场中，一静止的质量为M的原子核在云室中发生一次α衰变，α粒子的质量为m，电量为q，其运动轨迹在与磁场垂直的平面内。现测得α粒子运动的轨道半径R，试求在衰变过程中的质量亏损。（注：涉及动量问题时，亏损的质量可忽略不计。）
22．具有放射性，发生α衰变后变为，已知核的质量是226.0254u，核的质量为222.0175u，α粒子的质量是4.0026u，1u相当于931.5MeV。
(1)写出核衰变的方程；
(2)求在这一次α衰变中释放出的核能（结果保留两位有效数字）。
23．已知原子核质量为209.98287u，原子核的质量为205.9746u原子核的质量为4.00260u，静止的核在α衰变中放出α粒子后变成．（计算结果均保留三位有效数字）求：
（1）请写出核反应方程；
（2）在衰变过程中释放的能量；
（3）α粒子从Po核中射出的动能（已知u相当于931.5MeV，且核反应释放的能量只转化为动能）．
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
2．C
3．B
4．B
5．B
6．C
7．D
8．C
9．C
10．D
11．A
12．C
13．D
14．B
15．A
16． mc2
17．
18． 2 7.67×10－29
19．（1）AC；（2）4.5；为零；（3）2；；
20．（1）4.14 × 10 12 J；（2）6.1 × 1039 kg；（3）银河系中的氦主要是宇宙诞生后不久生成的
21．
22．(1)；(2)4.9MeV
23．（1）→+（2）5.41MeV（3）5.31MeV
答案第1页，共2页