5.3核力与核能 同步练习（word版含答案）

5.3核力与核能同步练习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14题）
1．为纪念爱因斯坦对物理学的巨大贡献，联合国将2005年定为“国际物理年”．对于爱因斯坦提出的质能方程E=mc2，下列说法中不正确的是
A．E=mc2表明物体具有的能量与其质量成正比
B．根据ΔE=Δmc2可以计算核反应中释放的核能
C．一个中子和一个质子结合成氘核时，释放出核能，表明此过程中出现了质量亏损
D．E=mc2中的E是发生核反应中释放的核能
2．以下关于核能的说法正确的是（　　）
A．氢弹是利用核裂变的链式反应，原子弹是利用核聚变反应
B．原子核在常温下就能发生轻核聚变，目前核电站是利用核聚变释放的能量来发电
C．重核裂变过程中释放核能是因为新核的比结合能小
D．不同原子核的平均结合能不同，中等质量的核的平均结合能比轻核、重核的平均结合能都大
3．的衰变方程为，则下列说法正确的是（　　）
A．X是电子 B．此衰变为衰变
C．的比结合能比的比结合能大 D．光子是由发出的
4．以下说法正确的是（ ）
A．汤姆生发现电子并提出了原子核式结构模型
B．查德威克通过实验证实了原子核内存在中子
C．放射性元素放出的β粒子就是原子的核外电子
D．结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定
5．下列说法中不正确的是（ ）
A．天然放射现象的发现揭示了原子核有复杂的结构
B．、和三种射线，射线的穿透力最强
C．衰变成要经过6次衰变和8次衰变
D．自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量等于该原子核的结合能
6．如图烟雾自动报警器的探测器中装有放射性元素镅241，其衰变方程为。下列说法正确的是（　　）
A．是光子，不具有能量
B．是粒子，有很强的电离本领
C．冬天气温较低，镅241的衰变速度会变慢
D．镅241衰变过程要吸收能量，故比的原子核更稳定
7．原子质量单位为u，1u相当于931.5MeV的能量，真空中光速为c，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（　　）
A．(M－m1－m2)u×c2
B．(m1＋m2－M)u×931.5J
C．(m1＋m2－M)c
D．(m1＋m2－M)u×931.5MeV
8．铀核()经过m次α衰变和n次β衰变变成铅核（），关于该过程，正确的是（ ）
A．m=5，n=4
B．铀核（）的比结合能比铅核（）的比结合能小
C．衰变产物的结合能之和小于铀核（）的结合能
D．铀核（）衰变过程的半衰期与温度和压强有关
9．将中子、质子紧紧束缚在核内，形成稳定原子核的力是（　　）
A．万有引力 B．库仑力 C．核力 D．分子力
10．关于近代物理知识的叙述，下列说法正确的是
A．大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，只能产生3种不同频率的光
B．某种原子的发射光谱是线状谱，说明该原子只能发出几种特定频率的光
C．核聚变反应中，反应前的结合能之和与反应后的结合能之和相等
D．人工转变核反应中，遵循电荷守恒、质量守恒
11．2019年1月3日，“嫦娥四号”探测器完成了人类历史上的首次月背软着陆。“嫦娥四号”的核电池利用放射性同位素衰变供电；静止的衰变为铀核和X粒子，产生热能并放出频率为ν的γ光子。已知：、和X粒子的质量分别为mPu、mU和mX，普朗克常数为h，光速为c。则下列说法正确的是（　　）
A．X粒子是
B．的比结合能比的大
C．释放出的γ光子能量为(mPu-mU-mX)c2
D．若γ光子照射到某金属并发生光电效应，则光电子的最大初动能为hν
12．在能源需求剧增的现代社会，核能作为一种新能源被各国竞相开发利用，核原料中的钚(Pu)是一种具有放射性的超铀元素，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中正确的是
A．X原子核中含有92个中子
B．衰变放出的γ射线具有很强的电离能力
C．20克的经过48200年后，还有5克未衰变
D．核衰变前的质量等于衰变后X、 核的质量之和
13．随着科技的发展，人类对微观世界的认识不断深入。下列关于原子物理的知识，叙述正确的是（　　）
A．在光电效应中逸出的光电子与金属导体中的电子是同一种粒子
B．由于半衰期是放射性元素有一半发生衰变的时间，所以经过两个半衰期后所有元素都会发生衰变
C．原子核的结合能越大，该原子核越稳定
D．卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子核式结构，成功解释了氢原子光谱
14．放射性同位素Li（锂5）是不稳定的，它会分解成一个α粒子和一个质子。已知Li、α粒子、质子的质量分别为m1、m2、m3，真空中光速为c，则上述过程（　　）
A．释放的能量为（m1-m2-m3）c2 B．释放的能量为（m2+m3-m1）c2
C．吸收的能量为（m1-m2-m3）c2 D．吸收的能量为（m1+m2+m3）c2
二、填空题（共3题）
15．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。
16．在实验室内较精准地测量到的双衰变事例是在1987年公布的，在进行了7960小时的实验中，以68%的置信度认出发生的36个双衰变事例，已知静止的发生双衰变时，将释放出两个电子和两个中微子（中微子的质量数和电荷数都为零），同时转变成一个新核X，则X核的中子数为_____；若衰变过程释放的核能是E，真空中的光速为c，则衰变过程的质量亏损是_____________．
17．历史上第一次利用加速器实现的核反应，是用加速后动能为0.5 MeV的质子轰击静止的，生成两个动能均为8.9 MeV的。（1 MeV＝1.6×10－13J）
（1）上述核反应方程为________。
（2）质量亏损为________kg。
三、综合题（共4题）
18．已知氮核质量、氧核的质量为，氦核质量，氢核质量为.这一核反应吸收能量还是放出能量？能量变化多少？
19．太阳的总输出功率为，它来自三种核反应，这些反应的最终结果是氢转变为氦。按照总输出功率计算，太阳每秒失去多少质量？
20．质量m1的静止的U衰变为质量m2的Th,放出质量m3的α粒子,有γ光子辐射.
（1）求衰变过程释放的核能.
（2）若α粒子动量大小是p1,γ光子动量大小为p2,它们方向相同,求Th的动量大小.
21．三个粒子结合成一个碳，已知质量为，粒子质量为，．
(1)写出上述核反应方程；
(2)这个核反应放出的能量是多少 （答案保留三位有效数字）
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
2．D
3．C
4．B
5．B
6．B
7．D
8．B
9．C
10．B
11．B
12．C
13．A
14．A
15．（1）；（2）
16． 46
17． 3.08×10-29kg
18．吸收能量
19．
20．（1）(m1-m2-m3)c2 （2）p=p1+p2
21.（1）+ （2）
答案第1页，共2页