5.3核力与核反应方程基础巩固（word版含答案）

5.3核力与核反应方程基础巩固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．通过α粒子散射实验（ ）
A．发现了电子 B．建立了原子的核式结构模型
C．爱因斯坦建立了质能方程 D．发现某些元素具有天然放射现象
2．下列物理量属于矢量，且括号内的单位为国际单位制单位的是（　　）
A．时间（s） B．核力（N）
C．波长（m） D．速度（km/h）
3．1932年，考克饶夫特和瓦尔顿在卡文迪许实验室开发制造了第一台粒子加速器——Cockroft-Walton 加速器。他们将质子加速到0.5MeV的能量去撞击静止的原子核X，得到两个动能均为8.9MeV的氦核，这是历史上第一次用人工加速粒子实现的核反应。下列说法正确的是（　　）
A．X是
B．X由3个质子、7个中子组成
C．上述核反应属于α衰变
D．上述核反应中出现了质量亏损
4．不断发现和认识新现象，进而理解事物的本性，这是一切科学发展的必由之路。 下列说法正确的是
A．放射性元素衰变的快慢是由原子所处的化学状态和外部条件决定的
B．原子核越大，它的比结合能越大
C．电子的发现使人们认识到原子不是组成物质的最小微粒，原子本身也具有结构
D．如果大量氢原子处在n=3的能级，会辐射出6种不同频率的光
5．下列有关原子、原子核的说法中正确的是（　　）
A．天然放射现象说明原子核内部有电子
B．卢瑟福用α粒子散射实验证明了原子核内存在中子
C．结合能越大，原子核中的核子结合得越牢固，原子核越稳定
D．在所有核反应中，都遵从“质量数守恒，电荷数守恒”的规律
6．太阳因核聚变释放出巨大的能量，其质量不断减少.太阳光从太阳射到月球表面的时间约500s，月球表面垂直太阳光线方向每平方米每秒钟接收到太阳辐射的能量约为1.4×103J， 根据爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟减少的质量最接近（　　）
A．4×107kg B．4×109kg C．4×1012kg D．4×1014kg
7．已知质子、中子、氘核质量分别是m1、m2、m3，光速为c．则质子和中子结合成氘核的过程中（ ）
A．吸收的能量为（m1+m2+m3）c2
B．吸收的能量为（m1+m2-m3）c2
C．释放的能量为（m1+m2+m3）c2
D．释放的能量为（m1+m2-m3）c2
8．下列说法正确的是（　　）
A．卢瑟福的粒子散射实验揭示子原子核有复杂的结构
B．在重核裂变过程中，原子核比结合能（即平均结合能）减小
C．光电效应实验中遏止电压与入射光的频率和金属材料的逸出功均有关
D．氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能减小，电势能减小
9．是一种放射性元素，能够自发地进行一系列放射性衰变，如下图所示，可以判断下列说法不正确的是（ ）
A．图中a是84，b是206
B．比的比结合能大
C．Y是β衰变，放出电子，电子是由中子转变成质子时产生的
D．Y和Z是同一种衰变
10．下列四幅图的有关说法中正确的是（　　）
A．图（l）若将电源极性反接，电路中一定没有光电流产生
B．图(2)卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子核的构成
C．图(3)一群氢原子处于n=5的激发态跃迁到n=1的基态最多能辐射6种不同频率的光子
D．图(4)原子核D、E结合成F时会有质量亏损，要释放能量
11．下面说法中正确的是( )
A．氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后就只剩下一个氡原子核
B．用光照射某种金属，有光电子从金属表面逸出，如果照射光的频率不变，减弱光的强度，则逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能不变
C．电子的发现使人们认识到原子具有核式结构
D．原子序数越大，则该原子核比结合能越大，原子核中的核子结合得越牢固
12．下列说法中正确的是（　　）
A．光电效应实验中，在一定的光照条件下，所加正向电压越大，光电流也一定越大
B．大量处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁时最多能放出 3种不同频率的光子，若，则
C．氡222的半衰期是3.8天，则20个氡核经过7.6天还剩5个氡核
D．组成原子核的核子越多，它的结合能越高，原子核也就越稳定
13．关于近代物理的知识，下列说法正确的是（ ）
A．结合能越大，原子核内核子结合得越牢固，原子核越稳定
B．若氢原子从能级向能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则氢原子从能级向能级跃迁时辐射出的光也不能使该金属发生光电效应
C．放射性元素发生衰变时所释放的电子来源于原子的核外电子
D．粒子散射实验说明原子核具有复杂结构
14．下列说法中正确的是
A．在光电效应中，从金属表面飞出的光电子的最大初动能与入射光的频率成正比
B．波尔的原子理论第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，成功地解释了所有原子光谱的实验规律
C．放射性元素的半衰期不会随元素所处的物理状态和化学状态的变化而改变
D．结合能越大的原子核越稳定
15．下列关于原子物理知识的叙述正确的是
A．衰变中产生的射线是原子的核外电子挣脱原子核的束缚形成的
B．结合能越大，原子核内核子结合得越牢固，原子核越稳定
C．两个轻核结合成一个中等质量的核，存在质量亏损
D．对于一个特定的氡原子，如果知道了半衰期，就能准确的预言它在何时衰变
二、填空题（共4题）
16．(1)某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论，其中的两个核反应方程为，，方程中、表示释放的能量，相关的原子核质量见下表：则是___________，___________（选填“大于”“等于”或“小于”）。
原子核
质量 1.0078 3.0160 4.0026 12.0000 13.0057 15.0001
(2)一个原子核中含有的中子个数是___________；具有放射性，现有元素16g，经15天，该元素还剩2g，则该元素的半衰期为___________天。
17．在所有能源中核能具有能量密度大、区域适应性强的优势，在核电站中，核反应堆释放的核能被转化为电能．核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量核能．核反应方程式是反应堆中发生的许多核反应中的一种， n为中子，X为待求粒子，a为X的个数，则X为________，a＝________．以mU、mBa、mKr分别表示 、 、 的质量，mn、mp分别表示中子、质子的质量，c为光在真空中传播的光速，则在上述核反应过程中放出的核能ΔE＝________________________．
18．核能与其他能源相比具有能量大、地区适应性强的优势。在核电站中，核反应堆释放的核能转化为电能。核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量核能。
(1)核反应方程式，是反应堆中发生的许多核反应中的一种，为中子，X为待求粒子，a为X的个数，则X为_______，a=_______。以分别表示核的质量，分别表示中子、质子的质量，c为真空中的光速，则在上述核反应过程中放出的核能=_____________。
(2)已知有一种同位素，比核多2个中子。某时刻，有一个这样的同位素核由静止状态发生衰变时放出的粒子的速度大小为，试求衰变后的残核初速度多大？_____
19．太阳能量来源于太阳内部氢核的聚变，设每次聚变反应可以看作是4个氢核结合成1个氦核，同时释放出正电子；已知氢核的质量为，氦核的质量为，正电子的质量为，真空中光速为则每次核反应中的质量亏损_______及氦核的比结合能____
三、综合题（共4题）
20．两个动能均为 的氘核对心正碰,聚变后生成氦 ,同时放出一个中子.已知氘核的质量为 ,氦3的质量为 ,中子的质量为 .求:
(1)写出上述核反应方程;
(2)核反应中释放的核能;
21．为确定爱因斯坦质能方程的正确性，设计了如下实验：用动能为的质子轰击静止的锂核，生成两个粒子，测得两个粒子的动能之和为，已知质子、粒子、锂粒子的质量分别取、、，求：
（1）写出核反应方程．
（2）通过计算说明正确．（相当于）
22．1919 年，卢瑟福用α粒子轰击氮核发现质子.中国科学院某实验室工作人员，用初速度为V0的α粒子，轰击静止的氮原子核，产生了质子.若某次碰撞可看做对心正碰，碰后释 放的核能全部转化为动能，新核与质子同方向运动，且垂直磁场方向，通过分析偏转半 径可得出新核与质子的速度大小之比为1：17．
①写出核反应方程．
②求出质子的速度.(质子中子的质量均为 m)
③求出释放的核能.
23．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衰变，粒子的质量为m，带电量为q，其运动轨迹在与磁场垂直的平面内，现测得粒子运动的轨道半径为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）
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
2．B
3．D
4．C
5．D
6．B
7．D
8．C
9．C
10．D
11．B
12．B
13．B
14．C
15．C
16． 大于 127 5
17． ; 3; ;
18． 中子 3
19．
20．(1) （2）
21．（1）（2）核反应的质量亏损：，由质能方程可得与质量亏损相当的能量：，而系统增加的能量：，这些能量来自核反应中，在误差允许的范围内可认为相等，所以正确．
22．①写出核反应方程是;②质子的速度为2v0;③核反应中的核能为
23．
答案第1页，共2页