2021-2022 学年鲁科版（2019）选择性必修第三册 5.3 核力与核能 同步练习（解析版） 一、选择题 1 1．太阳内部核反应的主要模式之一是质子—质子循环，循环的结果可表示为 4 1 H→ 0 1 4 2 4 He＋2 1 e＋2ν，已知 1 H 和 2 He 的质量分别为 mp＝1.0078u 和 mα＝4.0026u,1u＝ 1 4 2 931MeV/c2，c 为光速。在 4 个 1 H 转变成 1 个 He 的过程中，释放的能量约为（　　） A．8MeV B．16MeV C．26MeV D．52MeV 2．下列说法正确的是（　　） A．原子核的结合能越大，原子核就越稳定 B．电子束穿过铝箱后的行射图样说明电子具有波动性的 C．氡的半衰期是 3.8 天，100 个氡原子经过 3.8 天后还剩 50 个 D．卢瑟福  粒子散射实验，揭示了原子只能处于一系列不连续的能量状态中 3．下列关于原子物理知识的表述正确的是（　　） 24 A． 11 B． 24 Na �12 Mg  01 e 235 92 U 是 α 衰变 裂变产生的钡原子核的比结合能比 235 92 U 的比结合能大 C．天然放射性现象的发现使人们认识到原子是可以再分的 D．放射性元素衰变的快慢跟原子所处的化学状态有关 4．人们发现，不同的原子核，其核子的平均质量（原子核的质量除以核子数）与原子 序数有如图所示的关系。下列关于原子结构和核反应的说法错误的是（　　） A．由图可知，原子核 D 和 E 聚变成原子核 F 时会有质量亏损要放出能量 B．由图可知，原子核 A 裂变成原子核 B 和 C 时会有质量亏损，要放出核能 C．已知原子核 A 裂变成原子核 B 和 C 时放出的 γ 射线能使某金属板逸出光电子，若增 加 γ 射线强度，则逸出光电子的最大初动能增大 D．核电站中的核反应堆是利用核裂变的原理工作的 5．如图所示，某轧钢厂的热轧机上安装了一个射线测厚仪，该仪器探测到的射线强度 与钢板的厚度有关，已知车间采用放射性同位素 192 77 Ir γ β 作为放射源，通过 衰变放出 射 线，半衰期为 74 天，适合透照钢板厚度 10 ~ 100mm ，下列说法正确的是（　　） 192 A．若衰变产生的新核用 X 表示，则 77 B．若有 4g 放射性同位素 192 77 Ir Ir 192 的衰变方程为 77 ，经过 222 天有 1.0g 0 Ir �192 78 X  2 1 e 没有衰变 C．若已知钢板厚度标准为 20mm ，探测器得到的射线变弱时，说明钢板厚度大于 20mm ，应当减小热轧机两轮之间的厚度间隙 D．衰变时遵循能量守恒且生成物的质量等于反应物的质量 6．真空管中的电子在电压 U 下被加速到高速，电子的质量 m 增大到 1.01m0 ，已知电子 的静止质量为 A． 5.11�10 ，则此时的加速电压为（　　） 3 B． 4.22 �10 C． 3.05 �10 m0  0.511�106 eV/c 2 4 3 D． 2.15 �10 2 7．2021 年 5 月 28 日，中科院合肥物质研究院的 EAST 装置，首次使中国“人造太阳”等 离子体的电子温度达到 1.2 亿度，维持了 101 秒。已知中国“人造太阳”中的核反应方程 2 是1 H  31 H � 24 He  01 n  17.6MeV 3 2 ， 1 H 的比结合能为 1.09MeV， 1 H 的比结合能为 4 2.78MeV，由此可知 2 He 的比结合能为（　　） A．7.03MeV 8． 3 2 3 2 He B．5.56MeV 大量存在于月壤中，是未来的清洁能源。已知两个 He  23 He � 42 He  2X  12.86Mev m3 C．4.36MeV ，已知 3 2 He 、 4 2 He D．3.87MeV 3 2 He 聚变的核反应方程是 和 X 粒子的质量分别为 m1 、 m2 和 。下列说法正确的是（　 　） A．核裂变比核聚变更为安全、清洁 B．X 粒子为质子 C．两个轻核结合成质量较大的核，比结合能较聚变前减小 D．由核反应过程质量守恒可知 2m1  m2  2m3 9．已知氘核的比结合能为 1.1MeV，氦核的比结合能为 7.1MeV，则两个氘核结合成一 个氦核时（　　） A．释放出 4.9MeV 的能量 B．释放出 6.0MeV 的能量 C．释放出 24.0MeV 的能量 D．吸收 4.9MeV 的能量 10．下列说法中正确的是（　　） A．根据玻尔理论，原子处于定态时，电子做变速运动，并向外辐射能量 B．根据玻尔理论，氢原子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，核 外电子的动能减少 C．原子核结合能越大，原子核越稳定 D．光子像其它粒子一样，不但具有能量，也具有动量 11．下列对于原子核的理解，正确的是（　　） A．  射线的穿透能力较弱，用厚纸板就能挡住 B．原子核的结合能越大，原子核越稳定 C．放射性元素针的半衰期为 138 天， D．质子、中子、  100g 粒子的质量分别为  粒子，释放的能量是  m1  m2  m3  c m1 的钋经 276 天，已发生衰变的质量为 、 m2 、 m3 25g ，两个质子和两个中子结合成一个 2 12．原子核的比结合能与质量数的关系图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A．由图像可知，聚变释放能量，裂变吸收能量 B． 235 92 U 核的平均核子质量比 C．由图像可知，两个 2 1H 89 36 Kr 核的大 核结合成 4 2 He 核会释放能量 D．轻核聚变时平均每个核子释放的能量比重核裂变时每个核子释放的能量少 13．下列说法中正确的是（　　） A．原子核的结合能越大，该原子核越稳定 B．原子核的核子数越多，该原子核的比结合能越大 C．光电效应现象说明了光具有粒子性 D．玻尔理论的局限性在于过多地保留了经典电磁理论 E.爱因斯坦为解释光电效应现象，提出了光的光子说 14．下列说法正确的是（　　） A．有些物质在紫外线的照射下会发出荧光，是光电效应现象 B．汤姆孙发现了电子，使人们认识到原子可以再分 C．医院里的 B 超检查是利用了原子核发生变化时所释放的射线 D．比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定 15．云室能显示射线的径迹，把云室放在磁场中，从带电粒子运动轨迹的弯曲方向和 半径大小就能判断粒子的属性，放射性元素 A 的原子核静止放在匀强磁场中发生衰变， 放射出粒子并变成新原子核 B，放射出的粒子与新核运动轨迹如图所示，测得两圆的 半径之比 R1：R2  42 :1 。下列说法正确的是（　　） A．放射性元素 A 原子核发生的是 α 衰变 B．B 核比 A 核更稳定 C．新原子核 B 的核电荷数为 84 D．该反应过程中动量守恒，能量不守恒 二、实验题 16．一个铀 235 原子核俘获一个中子后，裂变为缸 139 和锶 94，同时放出三个中子。 (1)写出核反应式并算出一个铀核在这次裂变中释放的核能； (2)如果 1kg 铀完全裂变可释放多少能量？相当于多少热值为 烧放出的能量？（已知 mn  1.008665u ） mU  235.04391u ， mXe  138.91844u 2.93 �107 J/kg ， 的煤完全燃 mSr  93.91547u ， 17．一静止的 238 92 U 核发生衰变后放出一个粒子变成 释放的粒子质量为 m2， 234 90 Th 234 90 Th 核。已知 238 92 U 核质量为 m1， 核质量为 m3，光在真空中的传播速度为 c、 （1）写出衰变方程 （2）如果放出的粒子的速度大小为 v，求 （3）求此衰变过程中释放的总能量。 234 90 Th 核的速度大小 v′ 参考答案 1．C 【详解】 因电子的质量远小于质子的质量，计算中可忽略不计。质量亏损 Δm＝4mp－mα，由质能方 程得 ΔE＝Δmc2＝（4×1.0078－4.0026）×931MeV≈26.6MeV 故选 C。 2．B 【详解】 A．原子核的平均结合能越大，原子核就越稳定，与结合能的大小无关，故 A 错误； B．衍射、干涉、偏振等现象都是波动性特有的现象，电子束穿过铝箱后的行射图样，说 明电子具有波动性，故 B 正确； C．半衰期是一个统计规律，对大量原子核衰变成立，对少数原子核衰变不适用，故 C 错 误； D．卢瑟福  粒子散射实验，揭示了原子的核式结构，而“原子只能处于一系列不连续的能 量状态中”是玻尔的原子模型理论，故 D 错误。 故选 B。 3．B 【详解】 24 A． 11 B． 24 Na �12 Mg  01 e 235 92 U 是 β 衰变，故 A 错误； 裂变生成中等大小的原子核，则产生的钡原子核的比结合能比 235 92 U 的比结合能大， 故 B 正确； C．天然放射性现象的发现使人们认识到原子核是可以再分的，故 C 错误； D．放射性元素衰变的快慢跟原子核自身性质有关，与原子所处的化学状态无关，故 D 错 误。 故选 B。 4．C 【详解】 A．由图可知，原子核 D 和 E 聚变成原子核 F 时会有质量亏损要放出能量，A 正确，不符 合题意； B．由图可知，原子核 A 裂变成原子核 B 和 C 时会有质量亏损，要放出核能，B 正确，不 符合题意； C．光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关，C 错误，符合题意； D．由于核裂变成熟、可控，核电站中的核反应堆是利用核裂变的原理工作的，D 正确， 不符合题意。 故选 C。 5．C 【详解】 A． β 衰变的实质是原子核里的一个中子放出一个电子变为一个质子，反应过程中遵循质量 数守恒和核电荷数守恒，衰变方程为 192 77 0 Ir �192 78 X  1 e A 错误； B．若有 4g 放射性同位素 192 77 Ir ，经过 222 天（3 个半衰期）有 0.5g 没有衰变，B 错误； C．探测器得到的射线变弱时，说明钢板厚度増大，应当减小热轧机两轮之间的厚度间隙， C 正确； D．放射性同位素发生衰变时，因遵循能量守恒，放出能量后发生质量亏损，D 错误。 故选 C。 6．A 【详解】 设加速电压为 U，由质能方程有