第7章 原子核与核能同步训练（Word版含答案）

第7章原子核与核能
一、选择题（共15题）
1．下列电磁波中，从原子核内部发射出来的是（　　）
A．红外线 B．无线电波 C．γ射线 D．X射线
2．一个中子与质子发生核反应，生成一个氘核，其核反应方程为 H+ n→ H．若该核反应放出的核能为△E，则氘核的比结合能为（　　）
A． B． C． D．△E
3．我国自主研究制造的国际热核聚变核心部件在国际上率先通过权威机构认证，这是我国对国际热核聚变项目的重大贡献.下列核反应方程中属于聚变反应的是（　　）
A． ＋ → ＋
B． ＋ → ＋
C． ＋ → ＋
D． ＋ → ＋ ＋3
4．14C是碳元素的一种具有放射性的同位素，半衰期约为5700年．在某次研究中，测得考古样品中14C的含量大约是鲜活生命体中14C含量的 ，样品生活的年代约是(　　)
A．11400年前 B．17100年前 C．22800年前 D．45600年前
5．以下说法正确的是（　　）
A．放射性元素的半衰期跟温度压强等外部条件无关，但与原子所处化学状态有关
B．某种频率的紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应，若增大该种紫外线照射的强度，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能并不改变
C．根据玻尔的原子理论，氢原子由能量较高的定态跃迁到能量较低的定态时，会辐射一定频率的光子，同时核外电子的动能变小
D．用一光电管进行光电效应实验时，当用某一频率的光入射，有光电流产生，若保持入射光的强度不变，增大光电管两端电压则光电流必将变大
6．一放射性原子核X静止在与纸面垂直的匀强磁场中，衰变后产生的原子核Y及粒子的运动轨迹如图，则（　　）
A．此次衰变可能为β衰变 B．Y的质子数比X的质子数小4
C．Y的中子数比X的中子数小4 D．轨迹2为Y的运动轨迹
7．在我们的生活中，日常用品、装饰材料、周围的岩石、食盐、香烟等都不同程度地含有放射性元素．其中香烟中含有钋（ ），具有放射性，其衰变方程为： ，半衰期为138天，则下列说法正确的是(　　)
A．该衰变中释放出的α射线的穿透能力强于γ射线的穿透能力
B．钋（ ）衰变过程中会释放出能量
C．质量为m的钋核经过276天，剩余的钋核的质量为
D．若采用提高温度的方法，可以改变钋（ ）的半衰期
8．下列说法正确的是（　　）
A．大量处于n＝5能级的氢原子，自发向低能级跃迁的过程中能辐射20种不同频率的电磁波
B．爱因斯坦提出质能方程E＝mc2，其中E是物体以光速c运动时的动能
C． → + 是钍核（ ）的β衰变方程，衰变过程会伴随着γ射线产生
D．高速运动的α粒子轰击氮核可从氮核中打出中子，其核反应方程为
9．1932年考克劳夫特和瓦尔顿发明了世界上第一台粒子加速器。将一质子通过加速器加速后撞击静止的原子核 ，得到两个氦核，其核反应方程为： ，则该核反应的类型是（　　）
A．核裂变 B．核聚变
C．原子核衰变 D．原子核的人工转变
10． U的衰变有多种途径，其中一种途径是先衰变成 Bi，然后可以经一次衰变变成 X（X代表某种元素），也可以经一次衰变变成 Ti，最后都衰变变成 Pb，衰变路径如图所示，下列说法中正确的是（　　）
A．过程①是β衰变，过程③是α衰变；过程②是β衰变，过程④是α衰变
B．过程①是β衰变，过程③是α衰变；过程②是α衰变，过程④是β衰变
C．过程①是α衰变，过程③是β衰变；过程②是β衰变，过程④是α衰变
D．过程①是α衰变，过程③是β衰变；过程②是α衰变，过程④是β衰变
11．下列关于衰变与核反应的说法正确的是（　　）
A．放射性元素的半衰期随着外界条件（如温度、压强等）的改变而改变
B．核聚变反应方程 中的X表示中子
C．β衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的
D．高速α粒子轰击氮核可产生中子，其核反应方程为
12．下列说法正确的是（　　）
A．放射性元素的半衰期与外界压强有关
B．天然放射现象说明原子具有核式结构
C．原子核放出γ射线说明原子核内有光子
D．原子核内的一个中子转化为—个质子和一个电子的过程属于β衰变
13．下列说法正确的是（　　）
A．由E=mc2可知，质量与能量是可以相互转化的
B． Bi的半衰期是5天，12g Bi经过15天后还有1.5g衰未变
C．如果使较重的核分裂成中等大小的核，或者把较小的核聚合成中等大小的核，原子核的比结合能均会增加
D．现在的很多手表指针上涂有一种新型发光材料，白天吸收光子，外层电子跃迁到高能级轨道，晚上向低能级跃迁放出光子，其发出的光的波长一定跟吸收的光的波长完全一致
14．下列说法正确的是（　　）
A．氘核由一个质子和一个中子组成，但氘核的质量小于单个的质子和中子的质量之和
B．光波是一种概率波，光的波动性是由于光子之间的相互作用引起的，这是光子自身的固有性质
C．对 粒子散射实验的数据进行分析，可以估测核半径
D．光电效应中光电流的饱和值与照射光的频率和强度均有关
15．根据图象，下列叙述正确的是（　　）
A．图甲所示的远距离输电通常通过提高电压以减少电能损耗
B．图乙所示的行李安检仪采用γ射线来透视安检物品
C．图丙所示的照相机镜头上呈现的淡绿色是由光的偏振引起的
D．图丁所示的核反应堆可以通过调整插入镉棒的深度来控制核反应速度
二、填空题
16．烟雾探测器使用了一种半衰期为432年的放射性元素镅 来探测烟雾。当正常空气分子穿过探测器时，镅 衰变所释放的射线会将它们电离，从而产生电流，则镅 放出的是　 　（填“α”或“γ”）射线。一旦有烟雾进入探测腔内，烟雾中的微粒会吸附部分射线，导致电流减小，从而触发警报，则发生火灾时，烟雾探测器中的镅 半衰期　 　（填“会”或“不会”）因温度升高而变化。
17．镭核（ Ra）经过一系列α衰变和β衰变，变成铅核（ Pb），其中经过α衰变的次数是　 　，镭核（ Ra）衰变成铅核（ Pb）的过程中损失了　 　个中子．
18． 发生β衰变生成镍（Ni）的方程式为　 　．
19． Li核是不稳定的，它会分裂成为一个α粒子和X粒子，其中X粒子是　 　，该过程是　 　（选填吸收，放出）能量过程.
三、综合题
20．已知氮核质量mN=14.00753u，氧核质量为m0=17.00454μ，氦核质量mHe=4.00387u，质子质量mH=1.00815u．试判断核反应：714N+24He→817O+11H是吸能反应，还是放能反应，吸收或者放出多少能量？
21．原来静止的氡核 放出一个α粒子后变成钋核 ，已知氡核 α粒子和钋核的质量分别为222.0175u，4.0026u和218.0089u．试求：①此核反应中释放的能量为多少？②若这些能量全部转化为钋核和α粒子的动能，则钋核的动能为多少？
22．假设两个氘核在一直线上相碰发生聚变反应生成氦的同位素和中子，已知氘核的质量是m1，中子的质量是m2，氦核同位素的质量是m3，光在真空中速度为c.
①写出核聚变反应的方程式；
②求核聚变反应中释放出的能量ΔE.
23．裂变反应是目前核能利用中常用的反应，以原子核92235U为燃料的反应堆中，当92235U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：92235U+01n﹣→54139Xe+3894Sr+301n．
已知92235U的原子质量为235.043 9u，01n的原子质量为1.008 7u，54139Xe的原子质量为138，917 8u，3894Sr的原子质量为93.915 4u，且1u的质量对应的能量为9.3×102MeV，此裂变反应释放出的能量是多少MeV？保留三位有效数字．
答案部分
1．C
2．C
3．A
4．B
5．B
6．D
7．B
8．C
9．D
10．B
11．B
12．D
13．B,C,D
14．A,C
15．A,D
16．；不会
17．5；16
18．
19．质子 ；放出
20．解：根据题意反应前的质量为：m1=14.00753u+4.00387u=18.0114u
反应后：m2=17.00454u+1.00815u=18.01269u
m2＞m1因此质量增量了，故是吸能反应．
根据质能方程有：△E=△mc2=1.2Mev
故吸能为1.2Mev．
21．解：原子核发生衰变时的质量亏损：
△m=mRn﹣mα﹣mPo=222.0175u﹣4.0026u﹣218.0089u=0.006u，
由质能方程可知，原子核衰变时释放的能量：
△E=△mc2=0.006×931.5MeV=5.589MeV ①，
原子核衰变时释放的能量全部转化为核的动能．
由能量守恒定律得：△E= mαv12+ mPov22 ②，
原子核衰变过程中，动量守恒，
由动量守恒定律可得：mαv1﹣mPov2=0 ③，
由①②③解得：钋核的动能EkPo≈0.1MeV；
答：①核反应中释放的能量为5.589MeV．
②能量全部转化为钋核和α粒子的动能，则钋核的动能为0.1MeV．
22．解：①核反应方程式为
②核反应过程中的质量亏损：
氘核聚变时放出的能量：
23．解：根据核反应方程92235U+01n﹣→54139Xe+3894Sr+301n．
那么质量亏损△m=（235.043 9+1.008 7﹣138.917 8﹣93.915 4﹣3×1.008 7）=0.1929U
根据爱因斯坦质能方程得：△E=△mc2
且1u的质量对应的能量为9.3×102MeV，因此放出能量△E=1.79×102MeV．
答：此裂变反应释放出的能量是1.79×102MeV．