2025學(xué)年高中物理必修78模塊測試卷：原子結(jié)構(gòu)與核反應(yīng)試題

2025學(xué)年高中物理必修78模塊測試卷：原子結(jié)構(gòu)與核反應(yīng)試題考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題4分，共40分）1.下列關(guān)于原子結(jié)構(gòu)的說法中，正確的是：A.原子核由質(zhì)子和中子組成，電子在原子核外運(yùn)動。B.原子核的半徑與電子云的半徑大致相等。C.原子的化學(xué)性質(zhì)主要取決于原子核。D.原子核的質(zhì)子數(shù)等于電子數(shù)。2.下列關(guān)于同位素的說法中，正確的是：A.同位素是指質(zhì)子數(shù)相同、中子數(shù)不同的原子。B.同位素的化學(xué)性質(zhì)相同，物理性質(zhì)不同。C.同位素的原子質(zhì)量相同。D.同位素具有相同的原子序數(shù)。3.下列關(guān)于核反應(yīng)的說法中，正確的是：A.核反應(yīng)是指原子核與原子核之間的反應(yīng)。B.核反應(yīng)中，質(zhì)量守恒定律不成立。C.核反應(yīng)中，能量守恒定律不成立。D.核反應(yīng)中，原子核的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)都會發(fā)生變化。4.下列關(guān)于放射性衰變的說法中，正確的是：A.放射性衰變是指原子核自發(fā)地放出射線的過程。B.放射性衰變過程中，原子核的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)都會發(fā)生變化。C.放射性衰變過程中，原子核的質(zhì)子數(shù)不變，中子數(shù)增加。D.放射性衰變過程中，原子核的質(zhì)子數(shù)增加，中子數(shù)不變。5.下列關(guān)于核能的說法中，正確的是：A.核能是指原子核釋放的能量。B.核能的利用方式有核裂變和核聚變。C.核能的利用過程中，不會產(chǎn)生放射性廢物。D.核能的利用過程中，能量轉(zhuǎn)換效率很高。6.下列關(guān)于放射性同位素的應(yīng)用的說法中，正確的是：A.放射性同位素在醫(yī)學(xué)上主要用于治療癌癥。B.放射性同位素在農(nóng)業(yè)上主要用于提高作物產(chǎn)量。C.放射性同位素在工業(yè)上主要用于探礦。D.放射性同位素在日常生活中主要用于照明。7.下列關(guān)于原子核衰變的說法中，正確的是：A.原子核衰變是指原子核自發(fā)地放出射線的過程。B.原子核衰變過程中，原子核的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)都會發(fā)生變化。C.原子核衰變過程中，原子核的質(zhì)子數(shù)不變，中子數(shù)增加。D.原子核衰變過程中，原子核的質(zhì)子數(shù)增加，中子數(shù)不變。8.下列關(guān)于核反應(yīng)方程的說法中，正確的是：A.核反應(yīng)方程中，反應(yīng)物和生成物的質(zhì)量數(shù)必須相等。B.核反應(yīng)方程中，反應(yīng)物和生成物的電荷數(shù)必須相等。C.核反應(yīng)方程中，反應(yīng)物和生成物的中子數(shù)必須相等。D.核反應(yīng)方程中，反應(yīng)物和生成物的質(zhì)子數(shù)必須相等。9.下列關(guān)于核能的說法中，正確的是：A.核能是指原子核釋放的能量。B.核能的利用方式有核裂變和核聚變。C.核能的利用過程中，不會產(chǎn)生放射性廢物。D.核能的利用過程中，能量轉(zhuǎn)換效率很高。10.下列關(guān)于放射性同位素的應(yīng)用的說法中，正確的是：A.放射性同位素在醫(yī)學(xué)上主要用于治療癌癥。B.放射性同位素在農(nóng)業(yè)上主要用于提高作物產(chǎn)量。C.放射性同位素在工業(yè)上主要用于探礦。D.放射性同位素在日常生活中主要用于照明。二、填空題（每題4分，共40分）1.原子核由______和______組成，電子在______運(yùn)動。2.同位素是指______、______不同的原子。3.核反應(yīng)是指______與______之間的反應(yīng)。4.放射性衰變是指______自發(fā)地放出______的過程。5.核能是指______釋放的能量。6.放射性同位素在______上主要用于治療癌癥。7.原子核衰變過程中，______數(shù)不變，______數(shù)增加。8.核反應(yīng)方程中，______數(shù)必須相等。9.核能的利用方式有______和______。10.放射性同位素在______上主要用于探礦。四、計(jì)算題（每題10分，共30分）1.已知一個(gè)氦核（He）的質(zhì)量為4.0026u，一個(gè)質(zhì)子（p）的質(zhì)量為1.0073u，一個(gè)中子（n）的質(zhì)量為1.0087u。求在氦核形成過程中釋放的能量。2.一個(gè)鈾-235（U-235）原子核在吸收一個(gè)中子后發(fā)生裂變，生成兩個(gè)中等質(zhì)量的原子核，同時(shí)釋放出3個(gè)中子和大量能量。若鈾-235的質(zhì)量為235.0439u，裂變后生成的兩個(gè)中等質(zhì)量原子核的質(zhì)量分別為93.9282u和141.9212u，求這個(gè)核反應(yīng)釋放的能量。3.已知一個(gè)放射性同位素經(jīng)過3次衰變后，剩余質(zhì)量為原來的1/8。求這個(gè)放射性同位素的半衰期。五、簡答題（每題10分，共30分）1.簡述原子核的組成和結(jié)構(gòu)。2.簡述放射性衰變的類型及其特點(diǎn)。3.簡述核能的利用方式及其應(yīng)用。六、論述題（20分）論述核能利用在現(xiàn)代社會中的意義及其面臨的挑戰(zhàn)。本次試卷答案如下：一、選擇題答案及解析：1.A。原子核由質(zhì)子和中子組成，電子在原子核外運(yùn)動，這是原子結(jié)構(gòu)的基本概念。2.A。同位素是指質(zhì)子數(shù)相同、中子數(shù)不同的原子，這是同位素的定義。3.D。核反應(yīng)中，原子核的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)都會發(fā)生變化，而質(zhì)量守恒定律和能量守恒定律在核反應(yīng)中依然成立。4.A。放射性衰變是指原子核自發(fā)地放出射線的過程，這是放射性衰變的定義。5.B。核能的利用方式有核裂變和核聚變，這是核能利用的基本方式。6.A。放射性同位素在醫(yī)學(xué)上主要用于治療癌癥，這是放射性同位素在醫(yī)學(xué)上的主要應(yīng)用。7.A。原子核衰變是指原子核自發(fā)地放出射線的過程，這是原子核衰變的定義。8.B。核反應(yīng)方程中，反應(yīng)物和生成物的電荷數(shù)必須相等，這是核反應(yīng)方程的基本原則。9.B。核能的利用方式有核裂變和核聚變，這是核能利用的基本方式。10.C。放射性同位素在工業(yè)上主要用于探礦，這是放射性同位素在工業(yè)上的主要應(yīng)用。二、填空題答案及解析：1.質(zhì)子、中子、原子核外。2.質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)。3.原子核、原子核。4.原子核、射線。5.原子核。6.醫(yī)學(xué)。7.質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)。8.電荷數(shù)。9.核裂變、核聚變。10.工業(yè)。三、計(jì)算題答案及解析：1.解析：根據(jù)質(zhì)量虧損公式Δm=m(He)-2m(p)-2m(n)，代入數(shù)值計(jì)算得到Δm=0.008u。然后根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程E=Δmc2，代入數(shù)值計(jì)算得到釋放的能量E=0.008u*(931.5MeV/u)=7.424MeV。2.解析：根據(jù)質(zhì)量虧損公式Δm=m(U-235)-m(兩個(gè)中等質(zhì)量原子核)-3m(n)，代入數(shù)值計(jì)算得到Δm=0.0224u。然后根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程E=Δmc2，代入數(shù)值計(jì)算得到釋放的能量E=0.0224u*(931.5MeV/u)=20.9336MeV。3.解析：半衰期是指放射性物質(zhì)衰變?yōu)槠涑跏紨?shù)量一半所需的時(shí)間。根據(jù)半衰期公式N(t)=N?*(1/2)^(t/T?/?)，其中N(t)是時(shí)間t后剩余的原子核數(shù)量，N?是初始的原子核數(shù)量，T?/?是半衰期。已知經(jīng)過3次衰變后剩余質(zhì)量為原來的1/8，即N(t)=N?/8，代入公式得到(1/2)^(3T?/?)=1/8，解得T?/?=2T?/?，即半衰期是2T?/?。四、簡答題答案及解析：1.解析：原子核由質(zhì)子和中子組成，質(zhì)子帶正電荷，中子不帶電。原子核的半徑大約是10^-15米，電子在原子核外的電子云中運(yùn)動。2.解析：放射性衰變主要有α衰變、β衰變和γ衰變。α衰變是指原子核放出一個(gè)α粒子（由2個(gè)質(zhì)子和2個(gè)中子組成），β衰變是指原子核中的一個(gè)中子轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)質(zhì)子，同時(shí)放出一個(gè)電子和一個(gè)反中微子，γ衰變是指原子核放出一個(gè)高能光子。3.解析：核能的利用方式有核裂變和核聚變。核裂變是指重核分裂成兩個(gè)或多個(gè)輕核的過程，核聚變是指輕核結(jié)合成重核的過程。核能的應(yīng)用包括核電站發(fā)電、核