5.3核力与核反应方程综合训练（word版含答案）

5.3核力与核反应方程
一、选择题（共15题）
1．下列说法正确的是（　　）
A．系统做受迫振动的频率与其固有频率有关
B．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关
C．当波源与观察者互相靠近时，接受到的波的频率变小
D．根据爱因斯坦质能方程，质量为m的物体具有的能量是E=
2．下列说法正确的是( )
A．原子核的结合能越大，原子核越稳定
B．某些原子核能够放射出β粒子，说明原子核内有β粒子
C．核泄漏污染物能够产生对人体有害的辐射，核反应方程式为，X为电子
D．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能可能使该金属发生光电效应
3．铀核裂变的产物是多样的，一种典型的情形是生成钡和氮，同时放出3个中子，并释放出一定的能量核反应方程是，以下说法正确的是（　　）
A．该反应质量数守恒，没有质量亏损 B．的中子数比的多91个
C．的比结合能比的大 D．的结合能比的大
4．下列说法正确的是
A．玻尔原子理论能够解释所有原子光谱现象
B．β射线的穿透本领比β射线弱
C．U衰变成Pb要经过8次β衰变和6次α衰变
D．在原子核中，比结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固
5．铀核裂变的核反应方程有多种，其中一种为：，△E表示核反应释放的能量并且△E＝201MeV，则核反应方程中X、Y的值和核反应发生的质量亏损△m为
A．X＝33 ，Y＝3 ，△m＝2.23×10－15Kg
B．X＝33 ，Y＝2 ，△m＝2.23×10－15Kg
C．X＝36 ，Y＝3 ，△m＝3.57×10－28Kg
D．X＝36 ，Y＝2 ，△m＝3.57×10－28Kg
6．下列说法正确的是（　　）
A．原子核发生衰变时要释放能量，根据，所以衰变后的总质量数要减少
B．γ射线的穿透能力比β射线弱
C．衰变成要经过6次α衰变和8次β衰变
D．在原子核中，比结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固
7．关于原子、原子核，下列说法正确的是（　　）
A．原子从低能级跃迁到高能级会辐射光子
B．卢瑟福通过α粒子散射实验发现原子具有复杂的结构
C．氘和氚聚变生成氦，反应前总质量比反应后总质量小
D．卫星可以在大于地球半径的任意圆轨道上运动，电子也可以在大于基态轨道半径的任意圆轨道上运动
8．下列说法中正确的是（　　）
A．结合能越大的原子核越稳定
B．经典物理学无法解释原子的稳定性但可以解释原子光谱的分立特征
C．动量相同的质子和电子，它们的德布罗意波的波长相等
D．核力存在于原子核内任意两个核子之间
9．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
10．下列说法正确的是（　　）
A．一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时最多能辐射出6种不同频率的电磁波
B．某放射性原子核经过2次衰变和2次β衰变，核内中子数减少了5个
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．疫情期间用来测体温的额温枪通过测量人体辐射的紫外线来获得温度值
11．关于原子核，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．是核裂变
D．在天然放射现象中放出的β射线是电子流，该电子是原子核内的中子转化成质子和电子，从原子核中辐射出来的
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．下列说法正确的是（　　）
A．发生光电效应时，增大入射光的频率，光电子的最大初动能一定会增大
B．发生光电效应时，增大入射光的强度，光电子的最大初动能一定会增大
C．原子核的比结合能越大，原子核越稳定
D．原子从基态跃迁到激发态时，会辐射光子
14．物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动物理学的发展，下列说法符合事实的是 （ ）
A．汤姆孙发现了电子，并提出了原子的核式结构模型
B．结合能越大的原子核，核子结合得越牢固，原子核越稳定
C．黑体辐射与材料的种类及表面状况无关
D．动量相等的质子和电子，它们的德布罗意波波长也相等
15．下列说法正确的是（ ）
A．原子核内每个核子只跟它们相邻的核子间才有核力作用
B．阴极射线与β射线都是带负电的电子流，都是由原子核受激发后产生的
C．一块含铀的矿石质量为M，其中铀元素的质量为m．铀发生一系列衰变，最终生成物为铅。已知铀的半衰期为T，经过三个半衰期后，其中铀元素的质量还剩
D．元素钍的半衰期是24天，在化合物中，钍234的半衰期比24天要短些，1g钍234要全部衰变用不了48天
二、填空题
16．氘核和氚核可发生热核聚变而释放巨大的能量，该反应方程为：，式中x是某种粒子。已知：、、和粒子x的质量分别为2.0141u、3.0161u、4.0026u和1.0087u；1u=931.5MeV/c2，c是真空中的光速。由上述反应方程和数据可知，粒子x是__________，该反应释放出的能量为_________ MeV（结果保留3位有效数字）。
17．1919年，卢瑟福发现了质子，现在科学家用质子轰击锂核 Li，生成了2个α粒子，这个核反应方程为 ___________，若用m1表示质子质量，m2表示锂核质量，m3表示α粒子质量，则此反应中释放的能量ΔE= ____________ 。
18．下列说法正确的是（ ）
A．射线与射线一样都是电磁波，但射线的穿透本领远比射线的弱
B．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
C．氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时氢原子的能量减少
D．原子核中，比结合能越小，表示原子核中的核子结合得越牢固
E．衰变成要经过6次衰变和8次衰变
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
20．现在的核电站比较广泛采用的核反应之一是：：
(1)核反应方程中的是反中微子，它不带电，质量数为零，试确定生成物锆（Zr）的电荷数与质量数；
(2)已知铀（U）核的质量为235.0439u，中子质量为1.0087u，钕（Nd）核质量为142.9098u，锆核质量为89.9047u；又知。试计算1kg铀235大约能产生的能量是多少？（不考虑核反应中生成的电子质量）
21．两氘核发生了如下核反应：21H+21H→32He+10n,其中氘核质量为2．0136u,氦核质量为3．0150u,中子质量为1．0087u．求核反应中释放的核能．（1u=931Mev）（结果保留两位有效数字）
22．一个镭核发生衰变放出一个粒子变为氡核，已知镭核226质量为226.0254u，氡核222质量为222.0163u，放出粒子的质量为4.0026u，1u相当于931.5MeV的能量。
(1)写出核反应方程；
(2)求镭核衰变放出的能量。（结果保留3位有效数字）
23．已知原子核的质量为209.98287u，原子核的质量为205.97446u，α粒子的质量为4.00260u，静止的核在衰变中放出α粒子后变成核，求：
(1)衰变过程中的质量亏损；
(2)衰变过程中释放的能量；
(3)衰变后的瞬间，α粒子和的动能。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【详解】
A．系统做受迫振动的频率与其固有频率无关，选项A错误；
B．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关，选项B正确；
C．当波源与观察者互相靠近时，接受到的波的频率变大，选项C错误；
D．爱因斯坦质能方程是E=，选项D错误。
故选B。
2．C
【详解】
原子核的比结合能越大，原子核越稳定，选项A错误；某些原子核能够放射出β粒子，这是核内的中子转化为质子时放出的负电子，不能说明原子核内有β粒子，选项B错误；核泄漏污染物能够产生对人体有害的辐射，核反应方程式为，X电荷数为-1，质量数为零，所以为电子，选项C正确；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，而氢原子从n=6能级向n=2能级跃迁时辐射出的光子的能量小于从n=6能级向n=1能级跃迁时辐射出的光子的能量，则不能使该金属发生光电效应，选项D错误；故选C.
3．D
【详解】
A．该核反应质量数守恒，但此反应释放核能有质量亏损，故A错误；
B．的中子数为143，的中子数为88，中子数相差55，故B错误；
C．重核裂变生成物的原子核更稳定，比结合能变大，故C错误；
D．核子数越多，结合能越大，故D正确。
故选D。
4．D
【详解】
A．玻尔原子理论只能解释氢原子光谱，不能够解释所有原子光谱现象，故A错误；
B．γ射线的穿透本领比β射线强，故B错误；
C．衰变成，α衰变一次质量数减少4个，次数
n=＝8
β衰变的次数为
n=88×2+82-92=6
要经过8次α衰变和6次β衰变，故C错误；
D．在原子核中，比结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固，故D正确。
故选D.
5．C
【详解】
由核电荷数守恒可知，X=92-56=36，由质量数守恒可知，Y=235+1-141-92=3，由质能方程得：△m==3.57×10-28kg．故选C.
6．D
【详解】
A．原子核发生衰变时要释放能量，根据
所以衰变后的总质量减小，质量数不变，故A错误；
B．γ射线的穿透能力比β射线强，故B错误；
C．衰变成，α衰变一次质量数减少4个，次数
β衰变的次数为
即要经过8次α衰变和6次β衰变，故C错误；
D．在原子核中，比结合能越大表示核子结合成原子核时平均每个核子放出的核能越大，故原子核中核子结合得越牢固，故D正确。
故选D。
7．B
【详解】
A．根据氢原子的能级规律可知，原子从低能级跃迁到高能级需吸收光子，故A错误；
B．卢瑟福通过a粒子散射实验发现原子具有复杂的结构，故B正确；
C．氘和氚聚变生成氦是核聚变反应，反应过程中有质量亏损，则根据爱因斯坦的质能方程可知反应前总质量比反应后总质量大，故C错误；
D．卫星可以在大于地球半径的任意圆轨道上运动，而根据玻尔能级理论可知，电子只能在特定半径的圆轨道上运动，故D错误。
故选B。
8．C
【详解】
A．比结合能越大的原子核越稳定，选项A错误；
B．经典物理学无法解释原子的稳定性，也不可以解释原子光谱的分立特征，选项B错误；
C．根据可知，动量相同的质子和电子，它们的德布罗意波的波长相等，选项C正确；
D．核力存在于原子核内相邻的两个核子之间，选项D错误。
故选C。
9．D
【详解】
A．原子核拆解成核子吸收的能量称为结合能，A错误；
B．比结合能越大的原子核越稳定，结合能就是比结合能乘以核子数，因此比结合能大的结合能不一定大，B错误；
C．重核与中等质量原子核相比较，重核的结合能大但比结合能小，C错误；
D．中等质量原子核的结合能和比结合能均比轻核的要大，因此轻核聚变成中等质量的原子核会放出核能，D正确。
故选D。
10．A
【详解】
A．根据，可知一群处于n=4能级激发态的氢原子向低能级跃迁时能辐射出6种不同频率的光，故A正确；
B．每发生一次α衰变，中子数减少2个，每发生一次β衰变，中子数少一个，所以经过2次α衰变和2次β衰变，核内中子数减少6个，故B错误；
C．比结合能越大，将核子分解需要的能量越大，原子核中的核子结合得越牢固，原子核越稳定，故C错误；
D．额温枪测体温是因为温度不同的人体辐射的红外线强弱不同，故D错误；
故选A。
11．D
【详解】
原子核的结合能是组成原子核的所有核子结合成原子核时释放出来的能量，故A错误；半衰期是对大量原子核衰变的统计规律，少量原子核衰变不能运用半衰期的统计规律，故B错误；核反应是β衰变方程，选项C错误；在天然放射现象中放出的β射线是电子流，该电子是原子核内的中子转化成质子和电子，从原子核中辐射出来的，选项D正确.
12．B
【详解】
A．在未达到饱和光电流之前，光电管加正向电压越大，光电流强度一定越大，达到饱和光电流后，光电流的大小与正向电压无关，故A错误；
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，由于 则，选项B正确；
C．半衰期大量原子核衰变的统计规律，对少数原子核衰变不适用，选项C错误；
D．比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢靠，原子核越稳定，故D错误。
故选B。
13．AC
【详解】
AB、根据光电效应方程可知，Ek＝hγ﹣W；可知，光电子的最大初动能跟入射光强度无关，与入射光的频率有关，频率越大，光子的最大初动能越大，故A正确，B错误；
C、比结合能描述的是原子核的稳定程度，原子核的比结合能越大，原子核越稳定，故C正确；
D、原子从基态跃迁到激发态时，能级变大，吸收能量，故D错误．
14．CD
【详解】
A．汤姆孙发现了电子， 1911年由卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究提出了原子的核式结构模型，故A错误；
B．比结合能越大，核子结合越牢固，原子核越稳定，故B错误；
C．黑体是理想化模型，黑体辐射只与温度有关，故C正确；
D．根据公式 可知动量相等的质子和电子，它们的德布罗意波波长也相等，故D正确。
故选CD。
15．AC
【详解】
A．原子核内每个核子只跟它们相邻的核子间才有核力作用，这种性质称为核力的饱和性，A正确；
B．阴极射线不是原子核受激发才产生的，B错误；
C．根据公式
可得铀元素的质量还剩，C正确；
D．1g钍234不可能全部发生衰变，D错误。
故选AC。
16． （或中子） 17.6
【详解】
根据核反应方程遵循的规律可得
根据爱因斯坦质能方程
可得
17．
【详解】
根据质量数和电荷数守恒可得
根据质能方程可得
18．BCE
【详解】
试题分析：只有射线一样是电磁波，射线的穿透本领远比射线的弱，选项A错误；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，选项B正确；氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时电子的动能增加，电势能减小，氢原子的能量减少，选项C正确；原子核中，比结合能越大，表示原子核中的核子结合得越牢固，选项D错误；衰变成要经过（238-206）÷4=8次衰变和（2×8+82-92）=6次衰变，选项E正确；故选BCE.
19．
【详解】
第一空. 根据核反应质量数守恒，电荷数守恒，可知生成了2个正电子，所以质量亏损 ．
第二空. 根据 可知，产生的能量为： ，所以氦核的比结合能为．
20．(1)40，90；(2)8.12×1013J
【详解】
(1)锆的电荷数
质量数
核反应方程中应用符号表示。
(2)1kg铀235的核数为
（个）
不考虑核反应中生成的电子质量，一个铀核反应发生的质量亏损为
1kg铀235完全裂变放出的能量约为
21．3.3MeV
【详解】
反应过程中质量减少了：△m=2×2.0136u-1.0087u-3.0150u=0.0035u
反应过程中释放的核能：△E=0.0035×931.5MeV≈3.3MeV；
22．(1)；(2) 6.05MeV
【详解】
(1)根据质量数和电荷数守恒可得核反应方程为：
(2)该核反应中质量亏损为
根据爱因斯坦质能方程得
23．(1)5.81×10－3u；(2)5.41MeV；(3)5.31MeV；0.1MeV
【详解】
(1)衰变过程核反应方程式为
衰变过程中质量亏损为
Δm＝(209.98287－205.97446－4.00260)u＝0.00581u
(2)衰变过程中释放的能量为
ΔE＝0.00581×931MeV≈5.41MeV
(3)衰变前后系统的动量守恒，衰变前的动量为0，则根据动量守恒定律知，衰变后α粒子和铅核的动量大小相等，方向相反．即有pα＝pPb，又Ek＝
得
又因核反应释放的能量只转化为两者的动能，根据能量守恒得
Ekα＋EkPb＝ΔE＝5.41MeV
解得α粒子从钋核中射出时的动能为
Ekα＝5.31MeV，EkPb＝0.1MeV
答案第1页，共2页