Get清風(fēng)高中魯科版物理新選修3-5 第四章 核能 章節(jié)練習(xí)

高中魯科版物理新選修3-5第四章核能章節(jié)練習(xí)高中魯科版物理新選修3-5第四章核能章節(jié)練習(xí)一、單項(xiàng)選擇題.以下說(shuō)法中不正確的選項(xiàng)是〔〕A.β衰變現(xiàn)象說(shuō)明電子是原子核的組成局部B.目前已建成的核電站的能量來(lái)自于重核裂變一個(gè)氫原子從n=3的激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時(shí)，能輻射3種不同頻率的光子D.盧瑟福依據(jù)極少數(shù)α粒子發(fā)生大角度散射提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型E.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，原子總能量增大2.以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是〔〕A,太陽(yáng)輻射的能量主要來(lái)自太陽(yáng)內(nèi)部的核裂變反響B(tài).湯姆孫通過(guò)對(duì)陰極射線的研究發(fā)現(xiàn)了電子，說(shuō)明原子是有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的C.盧瑟福發(fā)現(xiàn)了中子、查德威克發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子一束光照射到某金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng)，是因?yàn)樵撌獾牟ㄩL(zhǎng)太短.以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是〔〕A.原子核發(fā)生α衰變時(shí)，新核與α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)合得越牢固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..原子核ZAX與氘核12H反響生成一個(gè)α粒子和一個(gè)質(zhì)子.由此可知()?A=2,Z=1A=2,Z=2A=3,Z=3A=3,Z=2.以下說(shuō)法不正確的選項(xiàng)是〔〕A,太陽(yáng)輻射的能量主要來(lái)自于太陽(yáng)內(nèi)部的熱核反響B(tài).波爾根據(jù)氫原子光譜分立的特性提出電子軌道和原子能量是量子化的C.核力是強(qiáng)相互作用的一種表現(xiàn)，在原子核內(nèi)核力比庫(kù)侖大得多D.光電效應(yīng)和ɑ粒子散射實(shí)驗(yàn)都證明了原子核式結(jié)構(gòu)模型.關(guān)于原子物理的相關(guān)知識(shí)，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是〔）A.太陽(yáng)輻射能量主要來(lái)自太陽(yáng)內(nèi)部的核聚變反響一束單色光照射到某種金屬外表不能發(fā)生光電效應(yīng)，是因?yàn)樵摴獾牟ㄩL(zhǎng)太短C.發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，入射光的頻率越高，逸出的光電子的最大初動(dòng)能就越小D.大量的氫原子從n=3能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)，只能輻射兩種不同頻率的光7.以下物理過(guò)程中原子核發(fā)生變化而產(chǎn)生新核的有UA.光電效應(yīng)現(xiàn)象B.盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)X射線的產(chǎn)生過(guò)程D.太陽(yáng)內(nèi)部發(fā)生的劇烈反響8.以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是OA.只有鈾235裂變才能產(chǎn)生核能H+H-He+n方程所描述的是核裂變反響-α粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果證明原子核是由質(zhì)子和中子組成的D.放射性元素發(fā)生正電子衰變時(shí)，產(chǎn)生的新核質(zhì)量數(shù)不變，核電荷數(shù)減少1二、填空題92021年∏月21日，中國(guó)、歐盟、美國(guó)、日本、韓國(guó)、俄羅斯和印度七方在法國(guó)總統(tǒng)府正式簽署一個(gè)能源方面的聯(lián)合實(shí)施協(xié)定及相關(guān)文件，該協(xié)定中的能源是指 能源.10.原子核A經(jīng)過(guò)假設(shè)千次衰變后變成原子核B,B核的質(zhì)子數(shù)比A核少8,B核的中子數(shù)比A核少16,那么此衰變過(guò)程中共有次ɑ衰變，次B衰變.∏?氧3是一種十分清潔、平安的能源，開發(fā)月壤中蘊(yùn)藏豐富的氫3資源，對(duì)人類社會(huì)今后的可持續(xù)開展具有深遠(yuǎn)意義.研究發(fā)現(xiàn)在太陽(yáng)內(nèi)部?jī)蓚€(gè)笊核可聚變成氨3,那么兩個(gè)笊核聚變成淚e核的核反響方程為.三、綜合題（共2題；共25分）12.靜止在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的鋰核ELi俘獲一個(gè)速度為7.7Xlo4∏√s的中子而發(fā)生核反響，反響中放出ɑ粒子及一個(gè)新核，α粒子的速度大小為2X104m∕s,方向與反響前的中子速度方向相同，如下圖，設(shè)質(zhì)子質(zhì)量與中子質(zhì)量相等?〔1〕寫出核反響方程式；〔2〕求新生核的速度；〔3〕當(dāng)ɑ粒子旋轉(zhuǎn)6周時(shí)，新生核旋轉(zhuǎn)幾周..科學(xué)家初步估計(jì)月球土壤中至少有100萬(wàn)噸“氦3〃〔即23He〕，它是熱核聚變的重要原料如果月球開發(fā)成功，將為地球帶來(lái)取之不盡的能源.氨3核與氘核發(fā)生聚變反響有質(zhì)子流產(chǎn)生〔1〕寫出核反響方程，〔2〕假設(shè)該反響中質(zhì)量虧損為9?0×l0-3okg,且釋放的能量全部轉(zhuǎn)化為生成物的總動(dòng)能?試計(jì)算生成物的總動(dòng)能（聚變前粒子的動(dòng)能可忽略不計(jì)〕.四、解答題（共1題；共5分）.一個(gè)氘核和一個(gè)氚核發(fā)生聚變，放出一個(gè)中子和.6MeV的能量.計(jì)算2克氘和3克氚聚變放出的能量，并寫出核反響方程.答案解析局部一、單項(xiàng)選擇題.【答案】A【解析】【解答】A、e衰變放出的電子是由中子轉(zhuǎn)變成質(zhì)子而產(chǎn)生的，不是原子核內(nèi)的，故A錯(cuò)誤；B、已建成的核電站的能量來(lái)自于重核裂變，故B正確;C、從n=3的激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時(shí)，根據(jù)數(shù)學(xué)組合C廠3,能輻射3種不同頻率的光子，故C正確；D、盧瑟福依據(jù)極少數(shù)α粒子發(fā)生大角度散射，絕大多數(shù)不偏轉(zhuǎn)，從而提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型，故D正確；E、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，且原子總能量增大，故E正確；應(yīng)選：A【分析】B衰變是中子轉(zhuǎn)變成質(zhì)子而放出的電子；核電站的能量來(lái)自于重核裂變;"3的激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時(shí),根據(jù)數(shù)學(xué)組合俏，即可求解；α粒子散射實(shí)驗(yàn)提出原子核式結(jié)構(gòu)模型；玻爾理論，電子半徑變大時(shí)，動(dòng)能減小，電勢(shì)能增大，而原子總能量增大..【答案】B【解析】【解答】A、太陽(yáng)輻射的能量主要來(lái)自太陽(yáng)內(nèi)部的聚變反響，故A不正確B、湯姆孫通過(guò)對(duì)陰極射線的研究發(fā)現(xiàn)了電子，說(shuō)明原子是有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的，故B正確C、盧瑟福發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，查德威克發(fā)現(xiàn)了中子，故C錯(cuò)誤；D、一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng)，說(shuō)明入射頻率小于極限頻率，那么該束光的波長(zhǎng)太長(zhǎng)，故D錯(cuò)誤；應(yīng)選：B【分析】太陽(yáng)內(nèi)部的核聚變反響；α粒子散射實(shí)驗(yàn)，說(shuō)明原子具有核式結(jié)構(gòu)；盧瑟福發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，查德威克發(fā)現(xiàn)了中；不能發(fā)生光電效應(yīng)，是入射頻率小于極限頻率，該束光的波長(zhǎng)太長(zhǎng)；根據(jù)牛頓第二定律，結(jié)合庫(kù)侖定律與向心力表達(dá)式，可確定，電子的半徑變大后，動(dòng)能與原子總能量如何變化..【答案】D【解析】【解答】A、原子核發(fā)生α衰變時(shí)，由于質(zhì)量虧損，新核與α粒子的總質(zhì)量小于原來(lái)的原子核的質(zhì)量.故A錯(cuò)誤；B、在原子核中，比結(jié)合能越大表示原子核中的核子結(jié)合得越牢固，在原子核中，比結(jié)合能越小表示原子核中的核子結(jié)合得越不穩(wěn)定.故B錯(cuò)誤；C、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)，吸收光子，原子的總能量增大.故C錯(cuò)誤；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.故D正確.應(yīng)選：D【分析】根據(jù)α衰變的特點(diǎn)解答A,根據(jù)原子核的微觀特點(diǎn)解答B(yǎng),根據(jù)波爾理論解答C,太陽(yáng)輻射的能量主要來(lái)自太陽(yáng)內(nèi)部的熱核反響..【答案】D【解析】【解答】寫出該反響的方程有：ZAX+12H-24He+1ιH應(yīng)用質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)的守恒得：A+2=4+1,z+1=2+1,?得A=3,Z=2,故ABC錯(cuò)誤，D正確.應(yīng)選D?【分析】解此題的關(guān)鍵是學(xué)會(huì)書寫核反響方程，在核反響過(guò)程中，電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)是守恒的，根據(jù)這兩個(gè)守恒從而確定A和Z的數(shù)值..【答案】D【解析】【解答】A、太陽(yáng)內(nèi)部在進(jìn)行劇烈的熱核反響，釋放出巨大的核能，故A正確；B、玻爾根據(jù)氫原子光譜分立的特性提出電子軌道和原子能量是量子化的，故B正確；C、核力是核子之間的作用力，它是核子組成穩(wěn)定的原子核的非常巨大的力，是一種強(qiáng)相互作用，主要是吸引力，比庫(kù)侖力大得多，在吸引范圍內(nèi)，核力約是靜電斥力的100倍，故C正確；D、a粒子散射實(shí)驗(yàn)證明了原子核式結(jié)構(gòu)模型，光電效應(yīng)證明光具有粒子性，故D錯(cuò)誤；應(yīng)選：D?【分析】太陽(yáng)內(nèi)部發(fā)生的熱核反響；玻爾提出了電子軌道的量子化和能量的量子化；核力是一種強(qiáng)相互作用力.光電效應(yīng)說(shuō)明光具有粒子性.在核反響中，電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒..【答案】A【解析】【解答】A、太陽(yáng)輻射的能量主要來(lái)自太陽(yáng)內(nèi)部的核聚變反響.故A正確；B、一束單色光照射到某種金屬外表不能發(fā)生光電效應(yīng)，說(shuō)明了光子的能量太小，是因?yàn)樵撌獾牟ㄩL(zhǎng)太長(zhǎng)；故B錯(cuò)誤；C、發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，入射光的光強(qiáng)一定，頻率越高，光子的能量越大，由：Ekm=HY-W逸出功得，逸出的光電子的最大初動(dòng)能就越大.故C不正確D、大量的氫原子從n=3的能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)，會(huì)輻射三種不同頻率的光，故D錯(cuò)誤應(yīng)選：A.【分析】太陽(yáng)輻射的能量主要來(lái)自太陽(yáng)內(nèi)部的核聚變反響；一束單色光照射到某種金屬外表不能發(fā)生光電效應(yīng)，是因?yàn)樵撌獾牟ㄩL(zhǎng)太長(zhǎng)；發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，入射光的光強(qiáng)一定，頻率越高，逸出的光電子的最大初動(dòng)能就越大.【答案】D【解析】【解答】A、光電效應(yīng)是發(fā)出光電子的現(xiàn)象，未產(chǎn)生新核.故A錯(cuò)誤.B、盧瑟福的ɑ粒子散射實(shí)驗(yàn)，是氦核受到庫(kù)侖斥力發(fā)生偏轉(zhuǎn)，未產(chǎn)生新核?故B錯(cuò)誤.C、倫琴射線的產(chǎn)生過(guò)程，是核外電子逸出，未產(chǎn)生新核.故C錯(cuò)誤.D、太陽(yáng)內(nèi)部發(fā)生的是聚變反響，產(chǎn)生新核.故D正確.應(yīng)選：D?【分析】通過(guò)判斷各種物理現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)，確定有無(wú)新核的產(chǎn)生..【答案】D【解析】解答：A、輕核聚變和重核都能產(chǎn)生核能.鈾238裂變也能產(chǎn)生核能.故A錯(cuò)誤.B、mH+田一,He+ιn1 2 ：方程所描述的是核聚變反響，故B錯(cuò)誤.C、a粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果證明原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在一個(gè)很小的核里，故C錯(cuò)誤.D、放射性元素發(fā)生正電子衰變時(shí)，根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒知，正電子的質(zhì)量為0，那么產(chǎn)生的新核質(zhì)量數(shù)不變，核電荷數(shù)減少1.故D正確.應(yīng)選：D.分析：輕核聚變和重核都能產(chǎn)生核能?α粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是盧瑟福提出原子核式結(jié)構(gòu)模型的實(shí)驗(yàn)依據(jù).放射性元素發(fā)生衰變時(shí)遵守質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒.據(jù)此分析.二、填空題9?【答案】核聚變【解析】【解答】國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)反響堆的原理，類似太陽(yáng)發(fā)光發(fā)熱.即在上億度的超高溫條件下.利用氫的同位素氘、氚的聚變反響釋放出核能.熱核聚變?nèi)剂想?、氚可以從海水中提取?升海水中的氘、氚經(jīng)過(guò)核聚變反響釋放的能量.相當(dāng)于300升汽油，可以說(shuō)原料取之不盡；核聚變反響不產(chǎn)生溫室氣體和核廢料，不會(huì)危害環(huán)境.這項(xiàng)方案的實(shí)施結(jié)果，將決定人類能否迅速、大規(guī)模使用核聚變能源，從而可能影響人類從根本上解決能源問題的進(jìn)程，意義非常巨大.故答案為：核聚變.【分析】參加國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)反響堆方案的歐盟、中國(guó)、美國(guó)、日本、韓國(guó)、俄羅斯、印度七方代表，π月21日在法國(guó)總統(tǒng)府愛麗舍富正式簽署聯(lián)合實(shí)驗(yàn)協(xié)定以及相關(guān)文件，人類開發(fā)熱核聚變能源的宏偉方案全面啟動(dòng)..【答案】6；4【解析】【解答】發(fā)生α衰變是放出再e,發(fā)生B衰變是放出電子外,設(shè)發(fā)生了X次ɑ衰變和y次B衰變，那么根據(jù)屆量數(shù)和電荷數(shù)守恒有：2x-y=8,4x-16,解得x=6,y=4,故衰變過(guò)程中共有6次ɑ衰變和4次B衰變.故答案為：（1）6；［2）4.【分析】正確解答此題的關(guān)鍵是：理解α、B衰變的實(shí)質(zhì),正確根據(jù)衰變過(guò)程中質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒進(jìn)行解題..【答案】n出+出一3He+?n1 1 1 S【解析】【解答】根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和核電荷數(shù)守恒知，聚變的核反響方程：n；H+；H-；He+平故答案為：H+H-He+n【分析】根據(jù)核反響過(guò)程遵循質(zhì)量數(shù)守恒和核電荷數(shù)守恒求出新核的質(zhì)量數(shù)、核電荷數(shù)從而確定新核，并最終寫出核反響方程式.三、綜合題.【答案】11)fΓ?>→fF+?⑵核反響前后動(dòng)量守恒:IIIV=Π1hv/n?V所以/_1x7.7x104-4x2x104=1XIc)3∏√S,方向與中子方向相反〔3〕α粒子和瓶核在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，周期為1三心=應(yīng)當(dāng)ɑ粒子旋轉(zhuǎn)6周時(shí)，新生核旋轉(zhuǎn)n周，那么：61;=!!'聯(lián)立解得：n=4答：當(dāng)α粒子旋轉(zhuǎn)6周時(shí)，新生核旋春4周.【解析】【分析】根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒寫出核反響方程.通過(guò)動(dòng)量守恒定律求出未知粒子的速度大小和方向.根據(jù)半徑和周期公式可求解..【答案】門〕根據(jù)題意設(shè)生成的新核次，那么由于t在核反響過(guò)程中遵循質(zhì)量數(shù)守恒故有3+2=l+A解得A=4根據(jù)核反響過(guò)程中核電荷數(shù)守恒可得2+l=l+Z解得Z=2,故新核為，He所以核反響方程式為：出+4一斗He+m2 11 2 ：〔2〕核反響過(guò)程中質(zhì)量虧損為Am，根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程AE=AmCz可得釋放的能量4E=9.0×10-30×(3X108〕2=8.1×10-13J由于釋放的能量全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，故生成物的動(dòng)能為8.1×10-J.【解析】【分析】①要寫出核反響方程，必須知道生成物是什么，所以可以根據(jù)核反響過(guò)程遵循質(zhì)量數(shù)守恒和核電荷數(shù)守恒求出新核的質(zhì)量數(shù)、核電荷數(shù)從而確定新核，并最終寫出核反響方程式.②要計(jì)算生成物的總動(dòng)能,就必須知道核反響釋放的核能，根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程AE=ZXmCz即可求出核反響釋放的能量.四、解答題.【答案】根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒，新核的質(zhì)量數(shù)：m=2+3-1=4根據(jù)電荷數(shù)守恒，新核的電荷數(shù)：z=l+l-0=2所以新核是氫核，核反響方程式為：aH+二Hf4He+1n1 1 1 O2克笊的物質(zhì)的量是InIoI,3克瓶的物質(zhì)的量也是Imol,所以它們一起產(chǎn)生Imol的氫核，放出的熱量是：ΔE=E0^Nλ=17.6χ?02χIO13=1.06χIO15MeV答：2克笊和3克瓶聚變放出的能量是1.06XlO25MeV,該核反響方程是：aH+二Hf4He+1n1 1 1 O【解析】【解答】根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒，新