2025學年高中物理必修24模塊測試卷：原子結構與核反應試題

2025學年高中物理必修24模塊測試卷：原子結構與核反應試題考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題要求：請從下列各題的四個選項中，選擇一個正確答案。1.下列關于原子結構的說法中，正確的是：A.原子核由質子和中子組成。B.電子在原子核外作勻速圓周運動。C.原子核的體積與電子云的體積相近。D.原子核的電荷數(shù)等于核外電子的電荷數(shù)。2.下列關于同位素的說法中，錯誤的是：A.同位素具有相同的質子數(shù)，不同的中子數(shù)。B.同位素的化學性質相同，物理性質不同。C.同位素的質量數(shù)相同。D.同位素在元素周期表中的位置相同。3.下列關于核反應的說法中，正確的是：A.核反應中，反應前后質量數(shù)守恒。B.核反應中，反應前后電荷數(shù)守恒。C.核反應中，反應前后質量數(shù)和電荷數(shù)都守恒。D.核反應中，反應前后質量數(shù)和電荷數(shù)都不守恒。4.下列關于放射性衰變的說法中，正確的是：A.放射性衰變是一種自發(fā)過程。B.放射性衰變是一種不可逆過程。C.放射性衰變是一種可逆過程。D.放射性衰變是一種受外界因素影響的過程。5.下列關于半衰期的說法中，正確的是：A.半衰期是放射性物質衰變到剩余質量的一半所需的時間。B.半衰期與放射性物質的初始質量有關。C.半衰期與放射性物質的化學性質有關。D.半衰期與放射性物質的物理狀態(tài)有關。6.下列關于核能的說法中，正確的是：A.核能是一種可再生能源。B.核能是一種不可再生能源。C.核能是一種清潔能源。D.核能是一種污染嚴重的能源。7.下列關于核反應堆的說法中，正確的是：A.核反應堆是一種利用核裂變產生能量的裝置。B.核反應堆是一種利用核聚變產生能量的裝置。C.核反應堆是一種利用核能發(fā)電的裝置。D.核反應堆是一種利用太陽能發(fā)電的裝置。8.下列關于放射性防護的說法中，正確的是：A.放射性防護的主要目的是防止放射性物質對人體造成傷害。B.放射性防護的主要目的是防止放射性物質對環(huán)境造成污染。C.放射性防護的主要目的是防止放射性物質對生物造成傷害。D.以上都是。9.下列關于核廢料處理的說法中，正確的是：A.核廢料可以通過物理方法進行處理。B.核廢料可以通過化學方法進行處理。C.核廢料可以通過生物方法進行處理。D.核廢料可以通過放射性衰變方法進行處理。10.下列關于核武器破壞力的說法中，正確的是：A.核武器的破壞力主要來自于核裂變。B.核武器的破壞力主要來自于核聚變。C.核武器的破壞力主要來自于核輻射。D.核武器的破壞力主要來自于爆炸沖擊波。四、填空題要求：請將正確答案填入空白處。11.原子由__________和__________組成，原子核由__________和__________組成。12.相同元素的原子，若質子數(shù)相同，中子數(shù)不同，則它們互為__________。13.核反應方程中，反應前后的質量數(shù)總和應__________。14.半衰期是放射性物質衰變到剩余質量的一半所需的時間，它是一個__________。15.核能發(fā)電是通過__________產生電能的。五、簡答題要求：請簡述以下內容。16.簡述原子核的穩(wěn)定條件。17.簡述放射性衰變的類型及其特點。18.簡述半衰期的物理意義。19.簡述核能發(fā)電的基本原理。六、計算題要求：請根據(jù)題目要求進行計算，并將計算結果填入空白處。20.已知某放射性物質的半衰期為5年，求經過20年后，該放射性物質的剩余質量與初始質量之比為多少？（結果用分數(shù)和小數(shù)表示）21.一個核反應方程為：${}_{92}^{235}U+_{0}^{1}n\rightarrow{}_{56}^{141}Ba+{}_{36}^{92}Kr+3_{0}^{1}n$，求反應后產生的${}_{56}^{141}Ba$和${}_{36}^{92}Kr$的質量比。（結果用分數(shù)表示）本次試卷答案如下：一、選擇題1.A.原子核由質子和中子組成。解析：原子核由質子和中子組成，這是原子核的基本結構。2.C.同位素的質量數(shù)相同。解析：同位素是指質子數(shù)相同、中子數(shù)不同的原子，因此它們的質量數(shù)相同。3.C.核反應中，反應前后質量數(shù)和電荷數(shù)都守恒。解析：在核反應中，根據(jù)質量守恒定律和電荷守恒定律，反應前后的質量數(shù)和電荷數(shù)都保持不變。4.A.放射性衰變是一種自發(fā)過程。解析：放射性衰變是原子核自發(fā)地放出輻射，轉變?yōu)榱硪环N核的過程，不依賴于外界條件。5.A.半衰期是放射性物質衰變到剩余質量的一半所需的時間。解析：半衰期是放射性物質衰變到其初始質量一半所需的時間，是一個表征放射性物質衰變快慢的參數(shù)。6.C.核能是一種清潔能源。解析：核能在發(fā)電過程中不會產生二氧化碳等溫室氣體，因此被認為是一種清潔能源。7.A.核反應堆是一種利用核裂變產生能量的裝置。解析：核反應堆通過控制核裂變反應來產生能量，是目前應用最廣泛的核能利用方式。8.D.以上都是。解析：放射性防護旨在防止放射性物質對人體、環(huán)境和其他生物造成傷害，因此涉及多個方面。9.D.核廢料可以通過放射性衰變方法進行處理。解析：核廢料可以通過放射性衰變減少其放射性，從而降低其處理難度。10.B.核武器的破壞力主要來自于核聚變。解析：現(xiàn)代核武器主要通過核聚變反應產生巨大的能量，因此破壞力主要來自于核聚變。四、填空題11.質子數(shù)；電子數(shù)；質子；中子解析：原子由質子數(shù)和電子數(shù)決定其種類，原子核由質子和中子組成。12.同位素解析：同位素是指質子數(shù)相同、中子數(shù)不同的原子，它們屬于同一元素。13.守恒解析：根據(jù)質量守恒定律和電荷守恒定律，核反應前后質量數(shù)和電荷數(shù)都應保持不變。14.物理量解析：半衰期是一個物理量，用來描述放射性物質衰變的速率。15.核裂變解析：核能發(fā)電是通過核裂變反應產生熱能，再轉化為電能的過程。五、簡答題16.原子核的穩(wěn)定條件：質子數(shù)和中子數(shù)達到一定的比例，使得核力與庫侖力達到平衡。解析：原子核的穩(wěn)定性取決于核力與庫侖力的平衡，當質子數(shù)和中子數(shù)達到一定比例時，核力能夠克服庫侖力，使原子核保持穩(wěn)定。17.放射性衰變的類型及其特點：-衰變類型：α衰變、β衰變、γ衰變-α衰變特點：原子核釋放出一個α粒子（由2個質子和2個中子組成），原子序數(shù)減少2，質量數(shù)減少4。-β衰變特點：原子核釋放出一個β粒子（電子或正電子），原子序數(shù)增加或減少1，質量數(shù)不變。-γ衰變特點：原子核釋放出一個γ射線，不改變原子序數(shù)和質量數(shù)。解析：放射性衰變是原子核自發(fā)地放出輻射，轉變?yōu)榱硪环N核的過程，分為α衰變、β衰變和γ衰變，每種衰變類型都有其獨特的特點。18.半衰期的物理意義：半衰期是放射性物質衰變到剩余質量的一半所需的時間，用于描述放射性物質的衰變速率。解析：半衰期是放射性物質衰變的特征時間，它反映了放射性物質衰變的快慢，對于放射性物質的存儲、處理和應用具有重要意義。19.核能發(fā)電的基本原理：利用核裂變或核聚變反應產生熱能，通過熱交換器將熱能傳遞給工作流體（水或氣體），使其膨脹做功，驅動渦輪機轉動，最終通過發(fā)電機將機械能轉化為電能。解析：核能發(fā)電是通過核裂變或核聚變反應產生熱能，再通過熱力循環(huán)將熱能轉化為電能的過程。核反應堆是核能發(fā)電的核心設備，通過控制核裂變反應產生熱能，然后通過熱交換器傳遞給工作流體，最終驅動發(fā)電機產生電能。六、計算題20.經過20年后，該放射性物質的剩余質量與初始質量之比為$\frac{1}{2^{\frac{20}{5}}}=\frac{1}{2^4}=\frac{1}{16}$或0.0625。解析：半衰期為5年，20年后經歷了4個半衰期，因此剩余質量為初始質量的$\frac{1}{2^4}=\frac{1}{16}$或0.0625。21.根據(jù)質量守恒定律，反應前后質量數(shù)總和應相等，即$235+1=141+92+3\times1$，計算得到$236=