物理选择性必修 第三册第3节 核力与核能综合训练题

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15题）

1．2020年12月4日14时02分，新一代‘人造太阳装置’——中国环流二号M装置在成都建成并实现首次放电，中国“人造太阳”装置的最大意义在于提供核聚变研究平台，助力开发人类的终极能源，开发此能源需要用到结合能的相关知识，原子核的比结合能曲线如图所示，则（　　）

A．的比结合能小于的比结合能

B．两个核结合成核的过程需要吸收能量

C．、、三者相比，的结合能最大

D．核的比结合能小于核的比结合能，因此核更稳定

2．准确理解和掌握物理知识是非常重要的，否则同学们在做选择题时，会觉得每个选项都似乎都是正确的，更可怕的是在多选题中可能由于对某一个选项的知识的模糊，往往会导致整个题目的完全溃败，下列对物理方面知识的说法错误的是（　　）

A．在α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强

B．光的干涉、衍射、偏振体现了光的波动性，光电效应和康普顿效应体现了光的粒子性

C．比结合能越大，表示原子核中核子结合得越不牢固，原子核越不稳定

D．根据玻尔理论，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，同时电子的动能增大，电势能减小

3．关于近代物理学知识的说法中正确的是（　　）

A．红光照射某金属发生了光电效应，则用紫光照射该金属也定能发生光电效应

B．玻尔的原子模型不仅能解释氢原子光谱规律，也能解释其他原子的光谱规律

C．结合能越大表示原子核中核子结合的越牢固，原子核越稳定

D．原子核发生一次β衰变，该原子外层就失去一个电子

4．下列说法正确的是（　　）

A．所谓布朗运动就是液体分子的无规则运动

B．质能方程表明：物体具有的能量与它的质量有简单的正比关系

C．在光电效应的实验中，入射光强度增大，光电子的最大初动能随之增大

D．光的偏振现象说明光是一种纵波

5．通过高中物理课程的学习，大家不仅掌握了丰富的物理知识，而且解决实际问题的能力也得到了增强。下列说法中正确的是（　　）

A．在某一过程中物体的动能不变，则物体受到的每个力做功都为零

B．某些原子核发生衰变时能够放出粒子，说明这些原子核内有粒子

C．核反应过程中同样遵循能量守恒定律

D．静摩擦力对物体可以做正功，滑动摩擦力对物体一定做负功

6．关于核反应方程→＋X，下列说法正确的是（　　）

A．此核反应一定会释放能量

B．通过降低温度的方法，一定能缩短U的半衰期

C．此核反应方程中的X代表的粒子为氢原子核

D．铀核的比结合能大于钍核的比结合能

7．已知、、的静止质量分别是226.0254u、222.0175u、4.0026u，u为原子质量单位，且1u相当于931.5的能量。当发生衰变时，下列说法正确的是（       ）

A．的质量等于组成它的核子的质量之和

B．发生一次衰变释放的核能为4.93695

C．因的比结合能比小，所以比更稳定

D．一个静止的发生一次衰变，产生的和的速度之比约为111：2

8．下列说法正确的是（　　）

A．比结合能小的原子核结合成比结合能大的原子核时一定放出核能

B．根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能增大，核外电子的运动速度减小

C．某一频率的光照射到某金属表面可以发生光电效应，入射光越强，光电子的最大初动能越大

D．电子显微镜比光学显微镜的分辨率更高是因为电子穿过样品时发生了更明显的衍射

9．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→X++γ，下列有关说法正确的是

A．衰变发出的γ射线是波长很短的光子，穿透能力很强

B．X原子核中含有92个中子

C．8个经过24100年后一定还剩余4个

D．由于衰变时释放巨大能量，根据E=mc2，衰变过程总质量不变

10．关于结合能、比结合能，下列说法正确的是（　　）

A．原子核的结合能越大表示该原子核越稳定

B．质子和中子结合成新原子核一定有质量亏损，释放出能量

C．比结合能小的原子核结合成或分解成比结合能大的原子核时一定吸收核能

D．在中子轰击下生成和的过程中，原子核中的平均核子质量变大

11．核泄漏中的钚（Pu）是一种具有放射性的元素，它可破坏细胞基因，增加患癌的风险。已知钚的一种同位素的半衰期为24100年，其衰变方程为，则下列说法中正确的是（　　）

A．衰变发出的射线是波长很短的光子，电离能力很强

B．上述衰变方程中的X含有143个中子

C．8个经过24100年后一定还剩余4个

D．衰变过程中总质量不变

12．放射性的应用非常广泛，几乎遍及各行各业。在农业上，常用于辐射育种、刺激增产、辐射防治虫害和食品辐照保藏与保鲜等；在医学上，常用于肿瘤的放射治疗。一个发生核反应放出一个粒子后衰变成一个，并辐射出光子。已知的半衰期为5.27年，该反应中、粒子、的质量分别为、、。下列说法正确的是（　　）

A．核反应中释放的能量为

B．核反应中释放出的光子的电离能力比粒子强

C．光子的能量越高，其频率越大，动量越大

D．若有16个原子核，经过5.27年后一定剩下8个原子核

13．下列关于物理学史和事实的说法正确的是（　　）

A．楞次最先发现电磁感应现象

B．卢瑟福发现天然放射现象

C．射线比射线电离作用弱，穿透能力强

D．比结合能越大，原子核越稳定

14．静止的氡核放出α粒子后变成钋核 ，α粒子动能为Eα.若衰变放出的能量全部变为反冲核和α粒子的动能，真空中的光速为c，则该反应中的质量亏损为(　　)

A．  B．0 C．  D．

15．2021年3月，考古学家利用技术测定了三星堆遗址四号“祭祀坑”距今约3200年至3000年，年代区间属于商代晚期。已知的半衰期为8267年，其衰变方程为，则下列判断正确的是（　　）

A．四个经过8267年一定还剩余两个

B．的比结合能一定大于

C．衰变的本质是核内一个质子转化中子和电子

D．衰变过程满足动量守恒，不满足能量守恒

二、填空题（共3题）

16．比结合能

原子核的结合能与_________之比，叫作比结合能，也叫作_________结合能。比结合能越大，原子核中核子结合得越_________，原子核越________。_________的核的比结合能最大，最稳定。

17．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

18．大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电，氘核聚变反应方程是：，已知的质量为，的质量为，的质量为，。氘核聚变反应中释放的核能约为____（保留两位有效数字）

三、综合题（共4题）

19．在研究微观粒子时，为方便表示，人们将碳12原子质量的十二分之一记为原子质量单位u，即，试用证明：质量亏损1u相当于释放931.5 MeV的能量。（计算时光速c取2.9979×108m/s，元电荷e取1.6022×10-19C）

20．一个静止的衰变为和一个粒子，并放出能量为E的光子．已知、和粒子的质量分别为，真空中的光速为c，忽略衰变所放出光子的动量，求衰变得到的粒子的动能．

21．太阳主要是由电子和、等原子核组成。维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应，这些核能最后转化为辐射能。现将太阳内部的核聚变反应简化为4个氢核（）聚变成氦核（），同时放出两个正电子（）．已知光速c=3×m/s，氢核质量=1.6726×kg，氦核质量=6.6458×kg，正电子质量=0.91×10-30kg。则：

（1）请写出题中所述核聚变的核反应方程；

（2）求每发生一次题中所述的核聚变反应所释放的核能。（要求计算结果保留一位有效数字）

22．在某些恒星内部，3个粒子可以结合成一个核，已知核的质量为，粒子的质量为，真空中光速。

(1)写出这个核反应方程；

(2)求这个核反应中释放的核能（保留一位有效数字）。

参考答案：

1．C

2．C

3．A

4．B

5．C

6．A

7．B

8．A

9．A

10．B

11．B

12．C

13．D

14．C

15．B

16．     核子数     平均     牢固     稳定     中等大小

17．BCE

18．3.3

19．

根据质能方程可得质量亏损1u释放的能量为

20．

21．（1）；（2）

22．(1)；(2)