高中物理粤教版 (2019)选择性必修 第三册第五章 原子与原子核第三节 核力与核反应方程一课一练

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．下列关于核反应的说法正确的是（　　）

A．爱因斯坦的质能方程说明了物体质量就是能量，它们之间可以相互转化

B．由质能方程可知，能量与质量之间存在正比关系，可以用物体的质量作为它所含有的能量的量度

C．核反应中发现的“质量亏损”是消失的质量转化成的

D．因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，系统的的总能量不守恒

2．关原子核，下列说法正确的是

A．氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后就一定剩下1个氡原子核

B．原子核内的中子转化成一个质子和一个电子，这种转化产生的电子发射到核外，就是β粒子

C．比结合能越小，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定

D．在α、β、γ这三种射线中，α射线的穿透能力最强，γ射线的电离能力最强

3．物理学发展的过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步．以下叙述中，正确的说法是（        ）

A．牛顿发现万有引力定律，并测出了万有引力常量

B．爱因斯坦提出：在一切惯性参照系中，测量到的真空中的光速c都一样

C．开普勒在牛顿万有引力定律的基础上，导出了行星运动的规律

D．由爱因斯坦的质能方程可知，质量就是能量，质量和能量可以相互转化

4．下列关于近代物理内容的叙述中，正确的是（　　）

A．两个质子间不管距离如何，总有核力存在，且核力总是大于库仑力

B．在相同速率的情况下，显微镜利用电子流工作比利用质子流工作将有更高的分辨率

C．玻尔的原子理论认为，电子在不同的轨道上运动时，原子处在不同的能量状态，但不向外辐射能量

D．在光电效应实验中，保持入射光强度不变，仅提高入射光频率，逸出的光电子的最大初动能不变

5．衰变的核反应方程为，其半衰期为5.27年．已知、、的质量分别为 m1、 m2、 m3，下列说法正确的是

A．该核反应中释放的能量为(m2+m3－m1)c2

B．该核反应中释放出的γ射线的穿透本领比β粒子强

C．若有16个，经过5.27 年后一定只剩下8个．

D．β粒子是核外的电子电离形成的

6．原子核的比结合能与质量数之间的关系图线如图所示，下列判断中正确的有 （　　）

A．核比核更稳定

B．核的结合能约为7 MeV

C．三个中子和三个质子结合成核时要释放能量

D．在核反应 中，要吸收热量

7．2020年12月4日，我国新一代“人造太阳”中国环流器二号M装置实现首次放电，标志着我国可控核聚变技术取得了重大突破。核聚变中，一种常见的核反应方程为：（式中E为能量），则（　　）

A．X是中子，反应后总质量减少

B．X是中子，反应后总质量增加

C．X是质子，反应后总质量减少

D．X是质子，反应后总质量增加

8．以下是有关近代物理内容的若干叙述，其中正确的是

A．比结合能小的原子核裂变或聚变成比结合能大的原子核时一定吸收核能

B．光电效应和康普顿效应深人揭示了光的粒子性．前者表明光子具有能量后者表明光子除了具有能量外还具有动量

C．某种元素的半衰期为T，经过2T时间后该元素完全变成了另一种元素

D．按照玻尔理论，氢原子核外电子从半轻较小的轨道跃迁到半轻较大的轨道时，电子的动能减小，原子总能量也减小

9．下列说法中正确的是（　　）

A．原子核的结合能越大越稳定。

B．康普顿效应说明光具有波动性。

C．根据波尔理论可知氢原子可以通过吸收光子或放出光子实现能级的跃迁。

D．元素的衰变需要在特定的外部环境下才能发生。

10．福岛核电站核泄漏事故过去将近十年，其核危害至今仍未消除。核泄漏中的放射性元素钚具有致癌和增加遗传性病变的危害，钚的一种同位素出的衰变方程为，下列说法正确的是（　　）

A．衰变过程总质量不变

B．衰变放出的是由原子核外电子受激发而产生的

C．γ射线是波长很短的光子，它的贯穿本领比α射线的强

D．核泄漏中的钚渗入深海中后，半衰期将变长

11．下列说法正确的是（　　）

A．卢瑟福的粒子散射实验揭示了原子核内部有复杂的结构

B．大量氢原子从的能级向低能级跃迁时只辐射两种不同频率的光

C．比结合能大的原子核分解成比结合能小的原子核时要吸收能量

D．的半衰期约为7亿年，随着地球环境的不断变化，其半衰期可能变短

12．一个氘核和一个氚核发生核反应生成一个氦核的反应方程是，此反应过程产生的质量亏损为。已知阿伏伽德罗常数为NA，真空中的光速为c。若1mol氘和1mol氚完全发生核反应生成氦，则在这个核反应中释放的能量为（　　）

A． B． C． D．

13．下列说法正确的是

A．光电效应表明光子既具有能量也具有动量

B．氢原子光谱是连续谱

C．在原子核的尺度内，核力比库仑力小得多

D．放射性元素的衰变表明原子核的能量变化是不连续的

14．2020年4月23日是人民海车的71岁生日。近年来，我国海车航母事业高歌猛进，“辽宁号”与第一艘国产航母将首次构成双航母编队。我国的核动力航母也将在不远的将来实现装备，这也是我国海军航母的“终极”日标。原子核的比结合能随质量数的变化图象如图所小，根据该曲线对核能的认识正确的是（　　）

A．自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量不等于该原子核的结合能

B．质量较小的轻核结合成质量较大的重核时要吸收能量，质量较大的重核分裂成质量较小的轻核时要放出能量

C．质量较大的重核和质量较小的轻核平均结合能都较小，且轻核的平均结合能还有些起伏

D．一重原子核衰变成粒子和另一原子核，衰变产物的质量之和一定大于原来重核的质量

15．下列说法正确的是（　　）

A．铋210的半衰期是5天，经过10天，32个铋原子核衰变后还剩下8个铋原子核

B．若核反应放出2.2MeV能量，则该过程质量亏损为3.9×10-30kg

C．用中子轰击铀核，核反应方程为，属于原子核的衰变

D．某原子核吸收一个中子后，放出一个电子，分裂为两个α粒子，则A=7，Z=2

二、填空题（共4题）

16．用中子轰击锂核反位，产生氖和粒子并放出的能量则该核反应方程式为______ ，上述反应中的质量亏损为______ 电子的电荷量C．真空中的光速，结果保留两位有效数字．

17．2015年诺贝尔物理学奖授予一名日本科学家和一名加拿大科学家，以表彰他们发现并证明中微子（）振荡现象，揭示了中微子无论多小都具有质量，这是粒子物理学历史性的发现，已知中微子可以将一个氯核转变为一个氩核，其核反应方程式为，上述核反应中B粒子为___________，已知核的质量为36.95685u，核的质量为36.9569u，B粒子的质量为0.00055u，1u质量对应的能量为931.5MeV，根据以上数据，可以判断参与上述反应的中微子的最小能量为___________ MeV（结果保留两位有效数字）

18．用质子轰击锂核生成两个α粒子，已知质子、α粒子、锂核的质量分别为mH、mα、mLi ．

（1）写出核反应方程：________．       

（2）该核反应的质量亏损△m=________．       

（3）该核反应释放的能量△E=________．

19．在β衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出。中微子的性质十分特别，因此在实验中很难探测。1953年，莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统，利用中微子与水中H的核反应，间接地证实了中微子的存在。

（1）中微子与水中的H发生核反应，产生中子（n）和正电子（e），即：中微子＋H→n＋e，可以判定，中微子的质量数和电荷数分别是______；

（2）上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体后，可以转变为两个光子（γ），即e＋e→2γ，已知正电子和电子的质量都为9.1×10－31kg，反应中产生的每个光子的能量约为______J。正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子，原因是什么？_______。

三、综合题（共4题）

20．已知一个氢原子的质量是1.6736×10﹣2kg，一个锂原子的质量是11.6505×10﹣2kg，一个氦原子的质量是6.6466×10﹣27kg，则当一个锂核（锂7）受到一个质子的轰击，变成两个α粒子时所释放的能量是多少？

21．一个原来静止的锂()核俘获一个速度为7.4×104m/s的中子后，生成一个氚核和一个氦核，已知氚核的速度大小为2.0×103m/s，方向与中子的运动方向相反 

(1)写核反应方程           

求出氦核的速度 （结果保留二位有效数字）

(3)若氘核质量为2.014102u、氚核质量为3.016050u、 氦核质量为4.002603u、中子质量为1.008995u，则与变生成He及释放一个中子，这个反应释放出的能量为多少？其中1u=931.5Mev (结果保留四位有效数字）

22．一个锂核（）受到一个质子轰击，变成两个α粒子。质子的质量是1.6736×10－27kg，锂核的质量是11.6505×10－27kg，氦核的质量是6.6466×10－27kg。

（1）写出上述核反应的方程；

（2）计算上述核反应释放出的能量。

23．发生衰变时，其衰变方程为：，光在真空中的传播速度为，，求：

（1）一次衰变过程中亏损的质量为多少千克（保留2位有效数字）；

（2）若开始处于静止状态，衰变过程释放的核能全部转化为粒子和钍核的动能，则放出的粒子的动能是多少（单位用表示，保留2位有效数字）；

（3）若静止的铀核处在匀强磁场中，释放的粒子和产生的新核均能在磁场中做匀速圆周运动，则粒子和钍核在磁场中做匀速圆周运动的半径之比为多少。

参考答案：

1．B

2．B

3．B

4．C

5．B

6．C

7．A

8．B

9．C

10．C

11．C

12．A

13．D

14．C

15．B

16．     ；    

17．         

18．              

19．     0和0     8.2×10－14     产生一个光子违反动量守恒定律

20．△E=2.78×10﹣12J

21．（1）（2）2.0×104m/s （3）17.28MeV

22．(1) ；(2)

23．（1）；（2）；（3）45∶1