高中物理選修23 第六章 核能與反應(yīng)堆 單元檢測(cè)

1、人教版高中物理選修2-3 第六章 核能與反響堆 單元檢測(cè)一、單項(xiàng)選擇題1.核能作為一種新能源在現(xiàn)代社會(huì)中已不可缺少，我國(guó)在完善核電平安根底上將加大核電站建立核泄漏中的钚Pu是一種具有放射性的超鈾元素，它可破壞細(xì)胞基因，進(jìn)步罹患癌癥的風(fēng)險(xiǎn)钚的一種同位素 Pu的半衰期為24100年，其衰變方程為 PuX+ He+，以下有關(guān)說(shuō)法正確的選項(xiàng)是 A.X原子核中含有92個(gè)中子B.100個(gè) Pu經(jīng)過(guò)24100年后一定還剩余50個(gè)C.由于衰變時(shí)釋放宏大能量，根據(jù)E=mc2 ， 衰變過(guò)程總質(zhì)量增加D.衰變發(fā)出的放射線是波長(zhǎng)很短的光子，具有很強(qiáng)的穿透才能2.二十世紀(jì)初，為了研究物質(zhì)的內(nèi)部構(gòu)造，物理學(xué)家做了大量的實(shí)

2、驗(yàn)，提醒了原子內(nèi)部的構(gòu)造，發(fā)現(xiàn)了電子、中子和質(zhì)子，如圖中M是顯微鏡，S是熒光屏，窗口F處裝有銀箔，氮?dú)鈴拈y門T充入，A是放射源那么該裝置是A.盧瑟福的粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置B.盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的實(shí)驗(yàn)裝置C.湯姆生發(fā)現(xiàn)電子的實(shí)驗(yàn)裝置D.查德威克發(fā)現(xiàn)中子的實(shí)驗(yàn)裝置3.氘核的平均結(jié)合能是1.09MeV ， 氚核的平均結(jié)合能是2.78MeV ， 氦核的平均結(jié)合能是7.03MeV 在某次核反響中，1個(gè)氘核和1個(gè)氚核結(jié)合生成1個(gè)氦核并放出17.6MeV的能量，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是 A.這是一個(gè)裂變反響B(tài).核反響方程式為 H+ H He+ nC.目前核電站都采用上述核反響發(fā)電D.該核反響不會(huì)有質(zhì)量虧損4.原子核聚變

3、可望給人類將來(lái)提供豐富的干凈能源當(dāng)氘等離子體被加熱到適當(dāng)高溫時(shí)，氘核參與的幾種聚變反響可能發(fā)生，放出能量這幾種反響總的效果可以表示為6 Hk He+d H+2 n+43.15MeV由平衡條件可知 A.k=1，d=4B.k=2，d=2C.k=1，d=6D.k=2，d=35.以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是 A.原子核發(fā)生衰變時(shí)，新核與粒子的總質(zhì)量等于原來(lái)的原子核的質(zhì)量B.在原子核中，比結(jié)合能越小表示原子核中的核子結(jié)合得越結(jié)實(shí)C.按照玻爾理論，氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時(shí)，電子的動(dòng)能減小，電勢(shì)能增大，原子的總能量不變D.太陽(yáng)輻射的能量主要來(lái)自太陽(yáng)內(nèi)部的熱核反響6.關(guān)于聚變，以下說(shuō)法正確

4、的選項(xiàng)是 A.兩個(gè)輕原子核聚變?yōu)橐粋€(gè)質(zhì)量較大的原子核放出的能量比一個(gè)重核分裂成兩個(gè)中等質(zhì)量的原子核放出的能量大很多倍B.一定質(zhì)量的聚變物質(zhì)聚變時(shí)放出的能量比一樣質(zhì)量的裂變物質(zhì)裂變時(shí)釋放的能量小很多C.聚變發(fā)生的條件是聚變物質(zhì)的體積大于臨界體積D.發(fā)生聚變反響時(shí)，原子核必須有足夠大的動(dòng)能7.在科學(xué)技術(shù)研究中，關(guān)于原子定態(tài)，原子核變化的過(guò)程中，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是 A.采用物理或化學(xué)方法可以有效地改變放射性元素的半衰期B.U衰變成 6Pb要經(jīng)過(guò)8次衰變和6次衰變C.從高空對(duì)地面進(jìn)展遙感攝影是利用紫外線良好的穿透才能D.原子核所含核子單獨(dú)存在時(shí)的總質(zhì)量小于該原子核的質(zhì)量8.以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是 A.

5、鏈?zhǔn)椒错懺谌魏螚l件下都能發(fā)生B.放射性元素的半衰期隨環(huán)境溫度的升高而縮短C.中等核的比結(jié)合能最大，因此這些核是最穩(wěn)定的D.根據(jù)E=mc2可知，物體所具有的能量和它的質(zhì)量之間存在著簡(jiǎn)單的正比關(guān)系9.以下表達(dá)正確的選項(xiàng)是 A.兩個(gè)質(zhì)子之間，不管間隔 如何，核力總是大于庫(kù)侖力B.由愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程E=mc2可知，質(zhì)量可以轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰緾.質(zhì)子與中子的質(zhì)量不等，但質(zhì)量數(shù)相等D.天然放射現(xiàn)象說(shuō)明原子核內(nèi)部有電子10.2019年3月11日下午，日本東部海域發(fā)生里氏9.0級(jí)大地震，并引發(fā)海嘯，受此影響，日本福島第一核電站發(fā)生放射性物質(zhì)泄漏事故，對(duì)人的平安及環(huán)境產(chǎn)生一定的危害作用以下關(guān)于核反響及核衰變的一些說(shuō)法中

6、正確的選項(xiàng)是 A.福島核電站是依靠核聚變反響放出的核能來(lái)發(fā)電的B.核裂變過(guò)程質(zhì)量虧損，核聚變過(guò)程質(zhì)量增大C.放射性物質(zhì)半衰期越短，污染環(huán)境時(shí)間也越短D.射線與射線一樣是電磁波，但穿透本領(lǐng)遠(yuǎn)比射線小二、多項(xiàng)選擇題11.靜止的鐳原子核 經(jīng)一次衰變后變成一個(gè)新核Rn，那么以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是 A.該衰變方程為 Ra Rn+ HeB.假設(shè)該元素的半衰期為，那么經(jīng)過(guò)2的時(shí)間，2kg的 中有1.5kg已經(jīng)發(fā)生了衰變C.假設(shè)該元素的半衰期為，那么經(jīng)過(guò)2的時(shí)間，4個(gè) 原子核中有3個(gè)已經(jīng)發(fā)生了衰變D.隨著該元素樣品的不斷衰變，剩下未衰變的原子核 越來(lái)越少，其半衰期也變短E.假設(shè)把該元素放到密閉的容器中或者升高溫

7、度，那么可以減慢它的衰變速度12.釷 Th具有放射性，它能放出一個(gè)新的粒子而變?yōu)殓h Pa，同時(shí)伴隨有射線產(chǎn)生，其方程為 Th Pa+x，釷的半衰期為24天那么以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是 A.x為質(zhì)子B.x是釷核中的一個(gè)中子轉(zhuǎn)化成一個(gè)質(zhì)子時(shí)產(chǎn)生的C.射線是鏷原子核放出的D.1g釷 Th經(jīng)過(guò)120天后還剩0.2g釷13.一靜止的鋁原子核 Al俘獲一速度為1.0107 m/s的質(zhì)子p后，變?yōu)樘幱诩ぐl(fā)態(tài)的硅原子核 Si* 以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是 A.核反響方程為p+ Al Si*B.核反響過(guò)程中系統(tǒng)動(dòng)量守恒C.核反響過(guò)程中系統(tǒng)能量不守恒D.核反響前后核子數(shù)相等，所以生成物的質(zhì)量等于反響物的質(zhì)量之和14.以下

8、物理現(xiàn)象正確的選項(xiàng)是 A.電子的衍射現(xiàn)象說(shuō)明實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性B.鏈?zhǔn)椒错憣儆谥睾说木圩僀.能量越大的光子波長(zhǎng)越長(zhǎng)D.核力是強(qiáng)互相作用三、填空題15.科學(xué)家用質(zhì)子轟擊鋰核的實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證“愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程，質(zhì)子 H轟擊鋰核 Li能產(chǎn)生兩個(gè)粒子，mLi=7.016u，mH=1.0078u，mHe=4.0026u，1u相當(dāng)于931.5MeV，那么此核反響的方程式為_(kāi)，此核反響釋放的核能為_(kāi)MeV保存3位有效數(shù)字 16.在以下描繪的核過(guò)程的方程中，屬于衰變的是_，屬于衰變的是_，屬于裂變的是_，屬于聚變的是_填正確答案的標(biāo)號(hào)A. C N+ eB. P S+ eC. U Th+ HeD. N+ He O

9、+ HE. U+ n Xe+ Sr+2 nF. H+ H He+ n 17.用中子轟擊鋰核 Li發(fā)生核反響，生成氚核和粒子，并釋放出4.8Mev的能量，請(qǐng)寫出核反響方程_ 四、計(jì)算題18.2019北京在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一個(gè)靜止的放射性原子核發(fā)生了一次衰變放射出粒子 在與磁場(chǎng)垂直的平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，其軌道半徑為R以m、q分別表示粒子的質(zhì)量和電荷量 1放射性原子核用 表示，新核的元素符號(hào)用Y表示，寫出該衰變的核反響方程 2粒子的圓周運(yùn)動(dòng)可以等效成一個(gè)環(huán)形電流，求圓周運(yùn)動(dòng)的周期和環(huán)形電流大小 3設(shè)該衰變過(guò)程釋放的核能都轉(zhuǎn)為為粒子和新核的動(dòng)能，新核的質(zhì)量為M，求衰變過(guò)程的質(zhì)量虧損m 五、解

10、答題19.1926年美國(guó)波士頓的內(nèi)科醫(yī)生盧姆加特等首次應(yīng)用放射性氡研究人體動(dòng)、靜脈血管床之間的循環(huán)時(shí)間，被譽(yù)為“臨床核醫(yī)學(xué)之父氡的放射性同位素有27種，其中最常用的是 Rn， Rn經(jīng)過(guò)x次衰變和y次衰變后變成穩(wěn)定的 P1u=931.5MeV求x、y的值；一個(gè)靜止的氡核 Rn放出一個(gè)粒子后變成釙核 Po，質(zhì)量虧損m=0.0002u，假設(shè)釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為釙核和粒子的動(dòng)能，試寫出該衰變方程，并求出粒子的動(dòng)能 六、綜合題20.兩個(gè)氘核聚變產(chǎn)生一個(gè)中子和氦核氦的同位素氘核的質(zhì)量mD=2.01360u，氦核的質(zhì)量mHe=3.0150u，中子的質(zhì)量mn=1.0087u 1寫出聚變方程； 2計(jì)算釋放的核能

11、； 3假設(shè)反響前兩個(gè)氘核的動(dòng)能為0.35MeV，它們正面對(duì)撞發(fā)生聚變，且反響后釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，分別求產(chǎn)生的氦核和中子兩者的動(dòng)能；1原子質(zhì)量單位u相當(dāng)于931.5MeV的能量 21.一個(gè)靜止的鈾核 原子質(zhì)量為232.0372u放出一個(gè)粒子原子質(zhì)量為4.0026u后衰變成釷核 原子質(zhì)量為228.0287u。：原子質(zhì)量單位1u=1.671027kg，1u相當(dāng)于931MeV。 1寫出核衰變反響方程并算出該核衰變反響中釋放出的核能； 2假設(shè)反響中釋放出的核能全部轉(zhuǎn)化為釷核和粒子的動(dòng)能，那么釷核獲得的動(dòng)能有多大？ 答案解析部分一、單項(xiàng)選擇題1.【答案】D 2.【答案】B 3.【答案】B 4.【答

12、案】B 5.【答案】D 6.【答案】D 7.【答案】B 8.【答案】C 9.【答案】C 10.【答案】C 二、多項(xiàng)選擇題11.【答案】A,B 12.【答案】B,C 13.【答案】A,B 14.【答案】A,D 三、填空題15.【答案】Li+ H2 He；7.3 16.【答案】C；AB；E；F 17.【答案】Li+ + He 四、計(jì)算題18.【答案】1由質(zhì)量數(shù)及電荷數(shù)守恒可得該衰變的核反響方程為 + ；答：放射性原子核用 表示，新核的元素符號(hào)用Y表示，那么該衰變的核反響方程為 + ；2粒子做圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，設(shè)圓周運(yùn)動(dòng)的速率為v，那么有： ，那么圓周運(yùn)動(dòng)的周期 ；那么相當(dāng)于環(huán)形電流在周

13、期T內(nèi)通過(guò)的電量為q，那么等效環(huán)形電流大小 ；答：粒子的圓周運(yùn)動(dòng)可以等效成一個(gè)環(huán)形電流，那么圓周運(yùn)動(dòng)的周期為 ，環(huán)形電流大小為 ；3因?yàn)樗プ儠r(shí)間極短，且衰變時(shí)內(nèi)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于外力，故認(rèn)為在衰變過(guò)程中外力可忽略，那么有動(dòng)量守恒，設(shè)新核的速度為v，那么有：mv+Mv=0；由2可得： ，所以， ，那么衰變過(guò)程使兩粒子獲得動(dòng)能 = ；由于衰變過(guò)程，質(zhì)量虧損產(chǎn)生的核能全部轉(zhuǎn)化為粒子的動(dòng)能，故衰變過(guò)程的質(zhì)量虧損 ；答：設(shè)該衰變過(guò)程釋放的核能都轉(zhuǎn)為為粒子和新核的動(dòng)能，新核的質(zhì)量為M，那么衰變過(guò)程的質(zhì)量虧損m為損 五、解答題19.【答案】解：核反響過(guò)程質(zhì)量數(shù)與核電荷數(shù)守恒，由題意可得：4x=222206，得：x=

14、486=82+2xy得：y=4根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒與電荷數(shù)守恒可知，衰變方程為： Rn Po+ He；質(zhì)量虧損m=0.0002u，所以產(chǎn)生的能量：E=0.0002u931.5MeV/u=0.1863MeV=2.98081020J核反響過(guò)程系統(tǒng)動(dòng)量守恒，以粒子的速度方向?yàn)檎较?，由?dòng)量守恒定律得：mvmPovPo=0，又：E= 粒子的動(dòng)能： Po核的動(dòng)能： 由題可知粒子與Po核的質(zhì)量數(shù)之比為218：4代入數(shù)據(jù)解得： J；答：x=4，y=4衰變方程為： Rn Po+ He，粒子的動(dòng)能是2.9271020J 六、綜合題20.【答案】1解：聚變的核反響方程：2 + ；答：聚變方程：2 + ；2解：核反響過(guò)程中的質(zhì)量虧損：m=2mDmHemn=0.0035u；釋放的核能：E=mc2=0.0035931.5 MeV3.26 MeV答：釋放的核能3.26 MeV；3解：對(duì)撞過(guò)程動(dòng)量守恒，由于反響前兩氘核動(dòng)能