人教版 (2019)选择性必修 第三册3 核力与结合能课时训练

5.3核力与结合能同步练习2021—2022学年高中物理人教版（2019）选择性必修第三册

一、选择题（共15题）

1．下列铀核反应的有关说法中正确的是（　　）

A．的半衰期约为45亿年，随着地球环境的不断变化，其半衰期可能变短

B．原子核经过一次衰变和两次衰变后，核内中子数减少2个

C．发生衰变时同时释放出粒子和粒子

D．核受到一个快中子的轰击时，裂变为两个中等质量的原子核，其比结合能变大

2．下列关于近代物理的说法，正确的是（　　）

A．在光电效应现象中，遏止电压与入射光的频率无关

B．比结合能小的原子核分裂成比结合能大的原子核时释放出核能

C．动能相同的质子和电子，它们的德布罗意波的波长相等

D．卢瑟福通过α粒子散射实验证明了原子核内部存在中子

3．对原子和原子核的认识，下列说法正确的是（　　）

A．大量处于n=4激发态的氢原子向低能级跃迁时，最多可产生4种不同频率的光子

B．核衰变时放出的射线都是由带电粒子所组成的

C．某种原子的发射光谱是线状谱，说明该原子只能发出几种特定频率的光

D．组成原子核的核子越多，原子核越稳定

4．下列说法中正确的是（　　）

A．原子核的结合能越大，原子核越稳定

B．玻尔的氢原子理论能够解释所有原子的光谱

C．人工放射性同位素的半衰期通常较短，因此其放射性废料难以处理

D．受到通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场相似的启发，安培提出了分子电流假说

5．下列说法中正确的是（　　）

A．黑体辐射电磁波的强度按波长分布与黑体的温度无关

B．钍的半衰期为24天，1g钍经过120天后还剩钍

C．比结合能越大，原子核中核子结合的越不牢固，原子核越不稳定

D．放射同位素经、衰变会生成，其中经过了3次衰变和2次衰变

6．2020年12月，中国核聚变取得重大突破，“人造太阳”装置首次放电成功。核反应方程，已知的质量m1，的质量m2，的质量m3，放出的能量，反应中释放出光子，光速为c，则（　　）

A．X是中子，核聚变在高温高压下才能发生，说明核聚变需要吸收能量

B．光子来源于核外电子的能级跃迁

C．的比结合能比的比结合能大

D．X的质量为

7．以下说法正确的是

A．紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应,当增大紫外线的照射强度时,从金属锌板表面逸出的光电子的最大初动能也增大

B．如果一个电子的德市罗意波长和一个中子的德布罗意波长相等，则它们的动量相等

C．现在很多手表的指针上涂有一种新型发光材料，白天外层电子吸收光子跃迁到高能级轨道，晚上向低能级轨道跃迁放出光子，其放出光子的波长一定吸收光子的波长相等

D．原子核的质量大于组成它的核子的质量之和，这个现象叫做质量亏损

8．关于下列四幅图片说法正确的是（　　）

A．图甲说明发生光电效应时，频率大的光对应的饱和光电流一定大

B．图乙是α粒子散射图景，散射后绝大多数α粒子基本沿原方向前进

C．图丙中显示的是β粒子在威尔逊云室中又粗又直的径迹

D．图丁说明原子核的质量数越大，比结合能就越大

9．下列关于力的说法，不正确的是（　）

A．由于书的形变，放在水平桌面上的书对桌面产生向下的弹力

B．电荷间的相互作用、磁体间的相互作用，木质上是同一种相互作用的不同表现

C．强相互作用的作用范围只有约，超过这个界限，强相互作用已经不存在了

D．原子核内带正电的质子之间存在斥力，但原子核仍能紧密的保持在一起，是由于万有引力作用的结果

10．以下有关近代物理内容的若干叙述，正确的是（　　）

A．居里夫人最早发现了天然放射现象

B．比结合能越大的原子核，结合能不一定越大，但其原子核越稳定

C．放射性元素的半衰期会随着外部条件的变化而变化

D．氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要吸收一定频率的光子

11．下列说法正确的是       

A．碳-12和碳-14的半衰期相同

B．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分

C．原子核内每个核子只跟邻近的核子有核力作用

D．比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固

12．2021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”中的核反应方程是，H的比结合能为1.09MeV，H的比结合能为2.78MeV，由此可知He的比结合能为（　　）

A．7.03MeV B．5.56MeV C．4.36MeV D．3.87MeV

13．下列说法正确的是（　　）

A．a粒子散射实验可以估算原子核的半径的大小

B．玻尔理论可以解释原子的稳定，也能完美解释所有原子光谱规律

C．γ射线是穿透能力极强的电磁波，可以穿透几厘米的铅板

D．结合能越大的原子核越稳定

14．原子核的链式反应可以在人工控制下进行，使释放的核能能够为人类的和平建设服务．链式反应的核反应方程式为，X是某种粒子，a是X粒子的个数，用mn、mu、mBa、mKr分别表示中子、核、核、核的质量，mX表示X粒子的质量，c为真空中的光速，以下说法正确的是

A．X为中子，a=2

B．核反应生成的核废料具有放射性

C．核反应过程中，mu +mn =mBa+mKr+a mX

D．上述核反应中放出的核能△E=(mU－mBa－mKr－amX)c2

15．关于近代物理知识，下列说法中正确的是

A．原子核的比结合能越大，原子核越稳定

B．汤姆孙发现了电子，并测量出了电子的电荷量

C．原子核发生一次β衰变，该原子外层就失去一个电子

D．在光电效应现象中，金属的逸出功随入射光频率的增大而增大

二、填空题（共4题）

16．会衰变成，衰变的一种方式有光子产生，方程：，另一种方式不辐射光子，方程：，其中υ是中微子（不带电，质量可忽略），x粒子是___，第一种方式衰变时，x粒子最大动能为1.84MeV，光子的能量为2.30MeV，忽略核的反冲效应和中微子能量，则第二种方式衰变时，x粒子最大动能为____MeV；

17．一个静止的钚核自发衰变成一个铀核和另一个原子核X，并释放出一定的能量。其核衰变方程为： 。

（1）方程中的X核符号为________。

（2）钚核的质量为239.0522u，铀核的质量为235.0439u，X核的质量为4.0026u，已知1u相当于931.5MeV的能量，则该衰变过程放出的能量是________MeV；

（3）假设钚核衰变释放出的能量全部转变为铀核和X核的动能，则X核与铀核的动能之比是________。

18．在β衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出．中微子的性质十分特别，因此在实验中很难探测.1953年，莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统，利用中微子与水中的核反应，间接地证实了中微子的存在．

(1)中微子与水中的发生核反应，产生中子()和正电子()，即中微子，可以判定，中微子的质量数和电荷数分别是________．(填写选项前的字母)

A．0和0          B．0和1

C．1和0          D．1和1

(2)上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇，形成几乎静止的整体后，可以转变为两个光子(γ)，即   .

已知正电子和电子的质量都为9.1×10－31 kg，反应中产生的每个光子的能量约为________J正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子，原因是________________________．

(3)试通过分析比较，具有相同动能的中子和电子的物质波波长的大小______．

19．3个α粒子可以结合成一个C核，已知C核的质量为1.99302×10-26kg，α粒子的质量为6.64672×10-27kg，真空中光速c=3×108m/s，这个核反应方程是_______，反应中释放的核能为______ J（结果保留一位有效数字）．

三、综合题（共4题）

20．1932年查德威克用α粒子去轰击铍核发现了中子，并产生一个新核．已知铍核的质量为9.01219u，α粒子的质量为4.00260u，新核的质量为12.00000u，中子的质量为1.008665u．求：(1)写出核反应方程；(2)计算放出的能量．（1 u相当于931.5Mev，结果保留两位有效数字）

21．一个锂核Li受到一个质子H轰击变为2个α粒子He)．已知质子的质量为1.672 6×10-27kg,锂原子的质量为11.650 5×10-27kg,一个α粒子的质量为6.646 7×10-27kg．

(1)写出该核反应的方程.

(2)该核反应释放的核能是多少?(真空中光速c=3.0×108m/s)

22．三个α粒子结合成一个碳，已知碳原子的质量为12.0000u，氦原子的质量为4.0026u。（1u＝1.66×10－27kg）

(1)写出核反应的方程；

(2)这个核反应放出的能量是多少焦；

(3)这个能量合多少MeV。

23．用中子轰击锂核（）发生核反应，产生氚和粒子并放出的能量。

（1）写出核反应方程式。

（2）求上述反应中放出的能量对应的质量（保留2位有效数字）。

（3）若中子与锂核是以等大反向的动量相碰，则粒子和氚的动能之比是多少？

参考答案：

1．D

2．B

3．C

4．D

5．D

6．D

7．B

8．B

9．D

10．B

11．C

12．A

13．C

14．B

15．A

16．          4.14

17．          5.31    

18．     A；          反应过程中动量守恒且总动量为零，若只放出一个光子，说明反应后总动量不为零，这与动量守恒定律相违背    

19．，

20．解：（1）核反应方程为:（2分）

（2）

21．（1）     （2）

22．（1）；（2）1.165×10－12J；（3）7.28MeV

23．（1）；（2）；（3）