（新教材）2021-2022學(xué)年高二物理下學(xué)期暑假鞏固練習(xí)5 原子核

1、 5 原子核一、選擇題：第15題為單選題，第610題為多選題。1下列射線不是來自于原子核內(nèi)的是（）A射線B射線C射線D陰極射線2在核反應(yīng)堆中，為了使快中子的速度減慢，可選用作為中子減速劑的物質(zhì)是（）A氫B鎘C水D壓力容器3放射性同位素發(fā)出的射線在科研、醫(yī)療、生產(chǎn)等諸多方面得到了廣泛的應(yīng)用，下列有關(guān)放射線應(yīng)用的說法中不正確的是（）A軋鋼廠的熱軋機(jī)安裝射線測厚儀對鋼板厚度進(jìn)行自動控制B利用射線的貫穿性能進(jìn)行人體的透視C用放射線照射作物種子能使其DNA發(fā)生變異，經(jīng)過篩選可以培養(yǎng)優(yōu)良品種D用射線治療腫瘤時一定要嚴(yán)格控制劑量，以免對人體正常組織造成太大的危害4科學(xué)家利用氘和氚核反應(yīng)獲得能量，核反應(yīng)方程為

2、eq oal(2,1)Heq oal(3,1)Heq oal(4,2)Heeq oal(1,0)n。已知氘核、氚核、氦核和中子的質(zhì)量分別為m1、m2、m3、m4，光在真空中的傳播速度為c，則在該核反應(yīng)中平均每個核子釋放的核能為（）A(m1m2m3m4)c2B(m3m4m1m2)c2C(m1m2m3m4)c2D(m3m4m1m2)c25福島第一核電站的核污水含銫、鍶、氚等多種放射性物質(zhì)，一旦排海將對太平洋造成長時間的污染。氚（eq oal(3,1)H）有放射性，會發(fā)生衰變并釋放能量，其半衰期為12.43年，衰變方程為eq oal(3,1)Heq oal(A,Z)Xeq oal( 0,1)e，以下

3、說法正確的是（）Aeq oal(A,Z)X的中子數(shù)為3B衰變前的質(zhì)量與衰變后eq oal(A,Z)X和eq oal( 0,1)e的總質(zhì)量相等C自然界現(xiàn)存在的eq oal(3,1)H將在24.86年后衰變完畢Deq oal(3,1)H在不同化合物中的半衰期相同6粒子在很多物理實(shí)驗(yàn)中扮演著重要的角色，下列說法正確的是（）A圖甲表示的是粒子散射實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)揭示了原子核是可再分的B圖乙表示的是磁場對、和射線的作用情況，其中是射線C圖丙表示的是用粒子轟擊氮核發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子D圖丁表示的是鈾238放出一個粒子后，質(zhì)量數(shù)減少4，變成鈾2347“軌道電子俘獲”是放射性同位素衰變的一種形式，它是指原子核（母核）俘獲一

4、個核外電子，其內(nèi)部一個質(zhì)子轉(zhuǎn)變?yōu)橹凶樱瑥亩兂梢粋€新核（子核），并且放出一個中微子的過程。中微子的質(zhì)量極小，不帶電，很難探測到，人們最早就是通過子核的反沖而間接證明中微子存在的。若一個靜止的原子核發(fā)生“軌道電子俘獲”（電子的初動量不計），則（）A母核的質(zhì)量數(shù)比子核的質(zhì)量數(shù)多1個B母核的電荷數(shù)比子核的電荷數(shù)多1個C子核的動量與中微子的動量大小相等D子核的動能大于中微子的動能8我國核電發(fā)展快速，2021年核能發(fā)電量達(dá)到了828. 84億千瓦時，同比增長超過20%。重核裂變是核電站中核反應(yīng)堆的主要反應(yīng)，某核反應(yīng)堆中的一種核裂變反應(yīng)方程為eq oal(235, 92)Ueq oal(1,0)neq o

5、al(144, 56)Baeq oal(89,36)Kr3X下列說法正確的是（）A該反應(yīng)生成物中X為中子B該反應(yīng)生成物中X為質(zhì)子Ceq oal(144, 56)Ba的比結(jié)合能比eq oal(89,36)Kr的小Deq oal(144, 56)Ba的比結(jié)合能比eq oal(235, 92)U的小9原子核的比結(jié)合能與質(zhì)量數(shù)的關(guān)系圖像如圖所示，下列說法正確的是（）Aeq oal(89,36)Kr核比eq oal(235, 92)U核更穩(wěn)定B結(jié)合能越大，質(zhì)量數(shù)越大，原子核越穩(wěn)定Ceq oal(4,2)He核比eq oal(6,3)Li核結(jié)合能小，比結(jié)合能大D原子核的結(jié)合能等于把其完全分解成自由核子所需

6、的最小能量102021年9月，在甘肅省武威市全球首臺釷基熔鹽核反應(yīng)堆進(jìn)行試運(yùn)行放電，也標(biāo)志著我國成為世界上第一個對第四代核電技術(shù)進(jìn)行商業(yè)化試驗(yàn)運(yùn)營的國家。反應(yīng)堆工作原理如圖所示，釷232（）吸收一個中子后會變成釷233，釷233不穩(wěn)定，會變成易裂變核素鈾233（）。下列說法正確的是（）A釷232變成鈾233的核反應(yīng)方程式是：，B中間產(chǎn)生的新核鏷233（）從高能級向低能級躍遷時，會伴隨輻射C新核鈾233（）的結(jié)合能小于釷233（）D核反應(yīng)堆是通過核裂變把核能直接轉(zhuǎn)化為電能發(fā)電二、非選擇題11核污水中常含有氚（eq oal(3,1)H）等放射性核素，處置不當(dāng)將嚴(yán)重威脅人類安全。氚衰變的半衰期長達(dá)1

7、2.5年，衰變方程為，其中是質(zhì)量可忽略不計的中性粒子，Z_，A_。若將含有質(zhì)量為m的氚的核污水排入大海，即使經(jīng)過50年，排入海中的氚還剩_m（用分?jǐn)?shù)表示）。12硼中子俘獲療法是腫瘤治療的新技術(shù)，其原理是進(jìn)入癌細(xì)胞內(nèi)的硼核吸收慢中子，轉(zhuǎn)變成鋰核和粒子，釋放出光子。已知核反應(yīng)過程中質(zhì)量虧損為m，光子的能量為E0，硼核的比結(jié)合能為E1，鋰核的比結(jié)合能為E2，普朗克常量為h，真空中光速為c。(1)寫出核反應(yīng)方程并求出光子的波長；(2)求核反應(yīng)放出的能量E及氦核的比結(jié)合能E3。13鐳（Ra）是歷史上第一個被分離出來的放射性元素，已知能自發(fā)放出粒子而變成新核Rn，已知的質(zhì)量m1226.0207u，Rn的質(zhì)

8、量m2222.0101u，粒子的質(zhì)量m4.0026u。如圖所示，一個靜止的鐳核在勻強(qiáng)磁場中發(fā)生衰變，衰變后兩粒子運(yùn)動平面與磁場垂直（涉及比值時，質(zhì)量可取整數(shù)）求：(1)粒子與Rn核在磁場中運(yùn)動的半徑之比和周期之比；(2)衰變過程中放出的能量；(3)粒子的動能。14我國首艘攻擊核潛艇，代號091型，西方稱其為漢級攻擊核潛艇，其核反應(yīng)堆采用的燃料是鈾235，一個鈾235裂變時釋放的能量為200 MeV。在核反應(yīng)堆中一般用石墨做慢化劑使快中子減速成為慢中子，達(dá)到有效裂變。已知碳核的質(zhì)量是中子的12倍，假設(shè)中子與碳核的每次碰撞都是彈性正碰，而且認(rèn)為碰撞前碳核都是靜止的。求：(1)一個鈾235裂變對應(yīng)的

9、質(zhì)量虧損；(2)要想將動能為E0的快中子減小到106E0的慢中子，至少經(jīng)過多少次碰撞。答案與解析1.【答案】D【解析】射線、射線、射線都是在放射性物質(zhì)衰變的過程中放射出的，來自于原子核的衰變，即它們均來自于原子核內(nèi)，而陰極射線是陰極受熱后，原子的核外電子受激發(fā)而發(fā)射出的電子，不是來自于原子核內(nèi)，故選D。2.【答案】C【解析】在可控核反應(yīng)堆中需要給快中子減速，輕水、重水和石墨等常用作減速劑，故選C。3.【答案】B【解析】軋鋼廠的熱軋機(jī)安裝射線測厚儀對鋼板厚度進(jìn)行自動控制，A正確；利用射線的貫穿性可以為金屬探傷，但射線對人體細(xì)胞傷害太大，因此不能用來透視人體，B錯誤；用放射線照射作物種子能使其DN

10、A發(fā)生變異，經(jīng)過篩選可以培養(yǎng)優(yōu)良品種，C正確；用射線治療腫瘤時一定要嚴(yán)格控制劑量，以免對人體正常組織造成太大的危害，D正確。本題選不正確的，故選B。4.【答案】C【解析】聚變時有質(zhì)量虧損，根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程可知，聚變時釋放的能量，總共有5個核子參與反應(yīng)，則平均每個核子釋放的核能為，故選C。5.【答案】D【解析】根據(jù)核電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒，可得核反應(yīng)方程，衰變產(chǎn)物有，中子數(shù)為1，A錯誤；氚（eq oal(3,1)H）有放射性，會發(fā)生衰變并釋放能量，故反應(yīng)會虧損質(zhì)量，衰變前的質(zhì)量大于衰變后eq oal(A,Z)X和eq oal( 0,1)e的總質(zhì)量，B錯誤；自然界現(xiàn)存在的eq oal(3,1)

11、H將在24.86年后即兩個半衰期，衰變剩下，未衰變完畢，C錯誤；半衰期與化學(xué)狀態(tài)無關(guān)，eq oal(3,1)H在不同化合物中的半衰期相同，D正確。6.【答案】CD【解析】圖甲表示的是粒子散射實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)揭示了原子的核式結(jié)構(gòu)理論，并沒有揭示原子核是可再分的，A錯誤；圖乙表示的是磁場對、和射線的作用情況，因?yàn)榱Ｗ訋д?，根?jù)左手定則可知，其中是射線，B錯誤；圖丙表示的是用粒子轟擊氮核發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，C正確；根據(jù)核反應(yīng)方程要求質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可以知道，鈾238放出一個粒子后，質(zhì)量數(shù)減少4，電荷數(shù)減少2成為新核，故D正確。7.【答案】BC【解析】原子核（稱為母核）俘獲一個核外電子，使其內(nèi)部的一個質(zhì)子變?yōu)?/p>

12、中子，并放出一個中微子，從而變成一個新核（稱為子核），子核與母核相比，電荷數(shù)少1，質(zhì)量數(shù)不變，故A錯誤，B正確；靜止的原子核（稱為母核）俘獲電子（電子的初動量可不計）的過程中動量守恒，初狀態(tài)系統(tǒng)的總動量為0，則子核的動量和中微子的動量大小相等，方向相反，故C正確；子核的動量大小和中微子的動量大小相等，由于中微子的質(zhì)量很小，根據(jù)，中微子的動能大于子核的動能，故D錯誤。8.【答案】AC【解析】根據(jù)核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒，可得X的電荷數(shù)為0，質(zhì)量數(shù)為1，所以X為中子，故A正確，B錯誤；因?yàn)橹械荣|(zhì)量的原子核比結(jié)合能最大，質(zhì)量數(shù)越大，比結(jié)合能越小，所以eq oal(144, 56)Ba的比結(jié)合能

13、比eq oal(235, 92)U的大，eq oal(144, 56)Ba的比結(jié)合能比eq oal(89,36)Kr的小，故C正確，D錯誤。9.【答案】ACD【解析】由圖可知eq oal(89,36)Kr核比eq oal(235, 92)U核的比結(jié)合能大，比結(jié)合能越大，越穩(wěn)定，則eq oal(89,36)Kr核比eq oal(235, 92)U核更穩(wěn)定，故A正確；結(jié)合能與質(zhì)量數(shù)之比越大，則原子核越穩(wěn)定，結(jié)合能越大，質(zhì)量數(shù)越大，他們之比不一定大，故B錯誤；eq oal(4,2)He核的結(jié)合能為，eq oal(6,3)Li核的結(jié)合能為，結(jié)合題圖可得eq oal(4,2)He核比eq oal(6,3

14、)Li核結(jié)合能小，比結(jié)合能大，故C正確；原子核的結(jié)合能等于把其完全分解成自由核子所需的最小能量，故D正確。10.【答案】AB【解析】根據(jù)核反應(yīng)的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒可知，釷233變成鈾233的核反應(yīng)方程式是，A正確；中間產(chǎn)生的新核鏷233（）從高能級向低能級躍遷時，放出能量，會伴隨輻射，B正確；整個過程中釋放能量，則生成的新核鈾233（）更加穩(wěn)定，則新核鈾233（）的結(jié)合能大于釷233（），C錯誤；在核電站的核反應(yīng)堆內(nèi)部，核燃料具有的核能通過核裂變反應(yīng)轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，然后通過發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化為電能，故D錯誤。11.【答案】2 3 【解析】根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可得，；經(jīng)過50年，排入海水中的氚的剩余質(zhì)量為。12.【解析】(1)核反應(yīng)方程為根據(jù)可求得光子的波長。(2)由質(zhì)能方程可知，核反應(yīng)中放出的能量由能量關(guān)系可得解得。13.【解析】(1)靜止的鐳核衰變時動量守恒，粒子與Rn核運(yùn)動方向相反，因此均帶正電，在磁場中所受洛倫茲力方向相反，偏轉(zhuǎn)方向相反；又因粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動，故兩粒子的運(yùn)動軌跡為兩外切圓，由動量守恒知由可得可知由周期公式得。(2)衰變過程中的質(zhì)量虧損釋放的能量。(3)由及得所以粒子的動能為。14.【解析】(1)由愛因斯坦質(zhì)能方程可知，裂變時釋放的能量與質(zhì)量虧損的關(guān)系解得故