5.3核力与核能基础巩固练习(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．下列有关质能方程的说法中，正确的是（　　）
A．爱因斯坦质能方程反映了物体的质量就是能量，它们之间可以相互转化
B．由E=mc2可知，能量与质量之间存在着正比关系，可以用物体的质量作为它所蕴藏的能量的量度
C．核反应中发生的“质量亏损”是消失的质量转变为能量
D．因为在核反应中产生能量，有质量的转化，所以系统只有质量数守恒、系统的总能量和总质量并不守恒
2．关于反应方程U→Th+He，其中X为Th原子核的质量数，则下列说法正确的是（ ）
A．该反应属于β衰变 B．Th中含有148个中子
C．U的平均结合能比Th大 D．该反应新生成的粒子Th具有放射性
3．下列说法正确的是（　　）
A．结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定
B．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
C．放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态和外部条件有关
D．动能相同的质子和电子，它们的德布罗意波的波长相等
4．核能作为一种新能源在现代社会中已不可缺少，我国在完善核电安全基础上将加大核电站建设．核泄漏中的钚(Pu)是一种具有放射性的超铀元素，它可破坏细胞基因提高患癌症的风险．已知钚的一种同位素的半衰期为24100年，其衰变方程为，下列有关说法正确的是（ ）
A．生成物的X原子核中含有92个中子
B．通过高温处理可缩短Pu的半衰期，降低核泄漏的危害
C．由于衰变时释放巨大能量，根据，衰变过程总质量增加
D．衰变发出的射线是波长很短的光子，具有有很强的穿透能力
5．下列说法正确的是（）
A．结合能是由于核子结合成原子核而具有的能量
B．核子组成原子核过程中不存在质量亏损
C．中等大小的核的比结合能量大，相应原子核最稳定
D．氘核的比结合能为W，光速为c,则质子和中子结合成氘核过程中质量亏损为W/c2
6．下列说法正确的是（ ）
A．在所有核反应中，都遵从“质量数守恒，核电荷数守恒”的规律
B．原子核的结合能是组成原子核的所有核子的能量总和
C．天然放射现象中放出的β射线就是电子流，该电子是原子的内层电子受激后辐射出来的
D．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 年后一定还剩下 50 个镭226没有发生衰变
7．氘核（H）和氚核（H）的核反应方程如下： ，设氘核的质量为m1，氚核的质量为m2，氦核的质量为m3，中子的质量为m4，则核反应过程中释放的能量为（　　）
A．（m1+m2﹣m3）c2 B．（m1+m2﹣m4）c2
C．（m1+m2﹣m3﹣m4）c2 D．（m3+m4﹣m1﹣m2）c2
8．下列说法正确的是
A．在核反应中，由于存在质量亏损，所以质量数不守恒
B．光电效应和康普顿效应都揭示了光的粒子性
C．卢瑟福的核式结构模型能够解释氢原子光谱的分立特征
D．比结合能越小，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定
9．下列关于核力、原子核的结合能、比结合能的说法正确的是
A．维系原子核稳定的力是核力，核力就是表现为相邻核子间的相互吸引力
B．核力是强相互作用的一种表现，原子核尺度内，核力比库仑力小
C．比结合能小的原子核分解成比结合能大的原子核时会释放核能
D．自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能
10．2020年11月27日0时41分，华龙一号核电5号机组首次并网成功，标志着我国正式进入核电技术先进国家行列。华龙一号发电机利用的是铀核裂变释b的核能，其裂变方程为23592U+10n→X+9538Sr+210n，则下列叙述正确的是（　　）
A．裂变后粒子的总核子数减少
B．X原子核中含有85个中子
C．裂变过程中释放核能是因为新核的结合能小
D．裂变过程中释放核能是因为新核的比结合能小
11．核反应 中，放出的能量为E，下列相关说法中，正确的是
A．X来自原子核外的电子
B．该核反应是β衰变，衰变的快慢与物理和化学变化有关
C．核的比结合能大于 核的比结合能
D．反应中的质量亏损为
12．下列说法正确的是(　 　)
A．结合能越大，原子中的核子结合的越牢固，原子核越稳定
B．衰变为，要经过4次α衰变及6次β衰变
C．卢瑟福通过实验发现质子的核反应方程为
D．质子、中子、α粒子的质量分别为m1、m2、m3，那么质子和中子结合成一个α粒子，所释放的核能为ΔE＝(m1＋m2－m3)c2
13．原来静止的原子核X质量为m1，处在区域足够大的匀强磁场中，经α衰变后变成质量为m2的原子核Y，α粒子的质量为m3，已测得α粒子的速度垂直于磁场B，且动能为E0，假定原子核X衰变时释放的核能全部转化为动能，则下列四个结论中，不正确的是（　　）
A．核Y与α粒子在磁场中运动的周期之比为
B．核Y与α粒子在磁场中运动的半径之比为
C．此衰变过程中的质量亏损为m1－m2－m3
D．此衰变过程中释放的核能为
14．核电池可通过半导体换能器，将放射性同位素衰变过程释放的能量转变为电能。一静止的核衰变为核和新粒子，并释放出γ光子。已知、的质量分别为、，下列说法正确的是（　　）
A．的衰变方程为
B．释放的核能转变为的动能、新粒子的动能和γ光子能量
C．的结合能比的结合能更大
D．核反应过程中释放的核能为
15．下列说法错误的是（ ）
A．放射性元素衰变的快慢是由原子核内部自身因素决定的,与外界的物理条件和所处的化学状态无关
B．的半衰期是5天，12g经过15天后还有1．5g未衰变
C．铀原子核内的某一核子与其他核子间都有核力作用
D．卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型
二、填空题（共4题）
16．若将原子核分解成核子，核力做________功，________能量；若将核子组成原子核，核力做________功，________能量．
17．静止的镭核 发生衰变，放出一个α粒子变为氡核Rn，已知镭核的质量为224.0248u，氡核的质量为220.0162u，α粒子的质量为4.0026u。（1u相当于931.5MeV的能量）
（1）写出核反应方程________；
（2）核衰变放出________MeV的能量（结果保留2位有效数字）。
18．是金属元素钴的一种放射性同位素，用中子辐照金属钴（）可得到60Co。质量为m0、速度大小为v0的中子打进一个质量为m1的原子核，形成一个处于激发态的新核，新核辐射光子后跃迁到基态。已知真空中光速为c，不考虑相对论效应。
求处于激发态新核60Co的速度大小v；
②已知原子核60Co的质量为m2，求整个过程中由于质量亏损释放的核能ΔE。
19．在某些恒星内部，3个α粒子可以结合成一个核，已知核的质量为=1.99302×kg，α粒子的质量为=6.64672×kg，真空中光速c=3×m/s，这个核反应是____________，这个反应中释放的核能为__________，（保留一位有效数字），α粒子和比较，α粒子的比结合能_______的比结合能，（填大于.等于或者小于）
三、综合题（共3题）
20．太阳内部的核聚变可以释放出大量的能量，这些能量以电磁辐射的形式向四面八方辐射出去，其总功率达.
（1）估算一下太阳每秒钟损失的质量；
（2）设太阳上的核反应都是.这种形式的反应（是中微子，其质量远小于电子质量，是穿透能力极强的中性粒子）.太阳与地球距离， 太阳光垂直照射在地球表面上.试估算每秒钟、每平方米有多少中微子到达地球表面？
（3）假设原始太阳全部由质子和电子组成，并且只有10%的质子可供“燃烧”，试估算太阳的寿命，（太阳质量为，质子质量为）
21．原子核的结合能与核子数之比称作比结合能。已知中子（） 的质量是 ，质子（）的质量是 ，氘核（）的质量是，求：
(1)质子和中子结合成氘核过程中释放的能量。
(2)氘核的比结合能。
22．用速度几乎是零的慢中子轰击静止的硼核（），产生锂核（）和粒子．已知中子质量，硼核质量，锂核质量，粒子质量．
（1）写出该反应的核反应方程．
（2）求出该反应放出的能量．
（3）若核反应中放出的能量全部变成生成核的动能，则锂核和粒子的动能各是多少？（相当于）
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
2．D
3．B
4．D
5．C
6．A
7．C
8．B
9．C
10．B
11．D
12．C
13．A
14．B
15．C
16． 负 吸收 正 放出
17．
18．（1）；（2）
19． ΔE=9×10 13J 小于
20．（1） （2）个 （3）112亿年
21．(1)2.19MeV；(2)1.10MeV
22．（1）（2）4.30MeV（3）1.56MeV 2.74MeV
答案第1页，共2页