2021学年3 核力与结合能课后复习题

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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13题）1．下列对物理知识的理解正确的有（　　）A．射线的穿透能力较弱，用厚纸板就能挡住B．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等C．放射性元素钋的半衰期为138天，的钋经276天，已发生衰变的质量为D．质子、中子、粒子的质量分别为、、，两个质子和两个中子结合成一个粒子释放的能量是2．静止在匀强磁场中的原子核X发生α衰变后变成新原子核Y。已知核X的质量数为A，电荷数为Z，核X、核Y和α粒子的质量分别为mX、mY和mα，α粒子在磁场中运动的半径为R。则下列表述错误的是(　　)A．衰变方程可表示为X→Y＋HeB．衰变过程中释放的能量为(mX－mY－mα)c2C．核Y在磁场中运动的半径为D．核Y的动能为EkY＝3．近代物理和技术的发展，极大地改变了人类的生产和生活方式，推动了人类文明与进步。关于近代物理知识下列说法正确的是（　　）A．原子核的结合能越大，原子核越稳定B．某些原子核能够放射出粒子，说明原子核内有粒子C．核泄漏污染物铯能够产生对人体有害的辐射，核反应方程式为，为中子D．若氢原于从能级向能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则氢原子从能级向能级跃迁时辐射出的光也不能使该金属发生光电效应4．以下对物理现象和物理规律的认识中正确的是（　　）A．某种金属能否发生光电效应取决于照射光的时长B．原子核结合能越大，原子核越稳定C．查德威克发现了质子的存在D．一群氢原子处在的能级，当它跃迁到较低能级时，最多可发出 6种频率的光子5．用质子轰击锂核（）生成两个α粒子，以此进行有名的验证爱因斯坦质能方程的实验，已知质子的初动能是0.6MeV，质子、α粒子和锂核的质量分别是1.0073u、4.0015u和7.0160u。已知1u相当于931.5MeV的能量，则下列叙述正确的是（　　）A．此反应过程质量减少0.0103uB．若生成的两个α粒子的动能之和是18.3MeV，与质能方程相符C．若核反应中释放的能量是18.9MeV，与质能方程不相符D．若生成的两个α粒子的动能之和是19.5MeV与质能方程相符6．下列说法正确的是（　　）A．比结合能越大的原子核越不稳定B．黑体辐射电磁波的强度与黑体温度无关C．可以通过降低温度来减小放射性元素的半衰期D．卢瑟福的原子核式结构模型无法解释原子光谱的分立特征7．下列说法正确的是（　　）A．放射性元素的半衰期与温度有关B．结合能越大的原子核一定越稳定C．汤姆孙发现了电子，揭示了原子是有内部结构的D．奥斯特发现了“磁生电”，法拉第发现了“电生磁”8．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，下列说法正确的是（　　）A．若衰变产生的新核用X表示，则的衰变方程为B．若有放射性同位素，经过222天有没有衰变C．若已知钢板厚度标准为，探测器得到的射线变弱时，说明钢板厚度大于，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9．对公式，下列说法中正确的是A．能量可以转化为质量B．质量可以转化为能量C．能量的转化与质量的转化是成比例的D．发生核反应时，反应前的总质量大于反应后的总质量，这个反应必须吸收能量才能发生10．下列说法正确的是（　　）A．某原子核经过一次α衰变和两次β衰变后，核内中子数减少4个B．放射性物质的温度升高，其半衰期减小C．中子和质子结合氘核时吸收能量D．γ射线的电离作用很强，可用来消除有害静电11．关于核反应方程(为释放出的核能，为新生成粒子)，已知的半衰期为，则下列说法正确的是(       )A．没有放射性B．比少1个中子，X粒子是从原子核中射出的，此核反应为衰变C．N0个经2T时间因发生上述核反应而放出的核能为(N0数值很大)D．的比结合能为12．现有钚的同位素原子核静止在匀强磁场中，该离子沿与磁场垂直的方向放出粒子以后，变成铀的一个同位素原子核，同时放出一个能量为的光子（已知钚核质量，铀核质量，粒子的质量为，，下列说法正确的是（　　）A．该核反应属于裂变反应B．此过程的核反应方程为C．若不计光子的动量，则粒子与铀核在该磁场中的回转半径之比D．若不计光子的动量，铀核的动能约为0.071MeV13．下列有关核反应方程的说法正确的是（　　）A．居里夫妇发现放射性磷的反应方程式为B．查德威克发现中子的方程式为C．太阳内部的热核反应，产物X是电子D．是铀核裂变方式之一，其产物的结合能比的结合能大二、填空题（共4题）14．到现在为止,物理学家们发现了四种基本的相互作用．它们是_______________,电磁相互作用，_______________,弱相互作用．15．一种典型的铀核裂变方程是．这个反应中，符号X代表______，若该铀核裂变释放的核能为，则质量亏损是______16．北京时间2011年3月11日在日本海域发生强烈地震，并引发了福岛核电站产生大量的核辐射，经研究，其中核辐射的影响最大的是铯137（），可广泛散布到几百公里之外，且半衰期大约是30年左右．请写出铯137发生β衰变的核反应方程：____________________．如果在该反应过程中释放的核能为，则该反应过程中质量亏损为_______．（已知碘（I）为53号元素，钡（）为56号元素）17．太阳内部持续不断地发生2个质子和2个中子聚变为1个氦核的热核反应，已知质子、中子、氦核的质量分别为m1、m2、m3，真空中的光速为c。核反应中释放的核能ΔE＝________。若反应前质子和中子的动量分别为P1和P2，则氦核的动量为____________。三、综合题（共4题）18．放射性原子核U先后发生α衰变和β衰变后，变为原子核Pa、已知U质量为m1=238.0290u，Pa质量为m2=234.0239u，α粒子的质量为mα=4.0026u，电子的质量为me=0.0005u。（原子质量单位1u相当于931.5Mev的能量）则：（1）写出放射性衰变方程；（2）原子核U衰变为Pa的过程中释放能量为多少；（3）若U的半衰期是4.5×109年，假设一块矿石中含有2kgU，经过90亿年后，还剩多少U。19．一个静止的氡核，放出一个α粒子后衰变为钋核 ，同时放出一定的能量。已知M氡＝222.08663 u、mα＝4.0026u、M钋＝218.0766u，1u相当于931.5MeV的能量。（1）写出上述核反应方程；（2）求出发生上述核反应放出的能量。20．在玻尔的原子结构理论中，氢原子由高能态向低能态跃迁时能发出一系列不同频率的光，波长可以用巴耳末—里德伯公式来计算，式中λ为波长，R为里德伯常量，n、k分别表示氢原子跃迁前和跃迁后所处状态的量子数，对于每一个k，有n=k+1、k+2、k+3…．其中，赖曼系谱线是电子由n>1的轨道跃迁到k=1的轨道时向外辐射光子形成的，巴耳末系谱线是电子由n>2的轨道跃迁到k=2的轨道时向外辐射光子形成的．（1）如图所示的装置中，K为一金属板，A为金属电极，都密封在真空的玻璃管中，S为石英片封盖的窗口，单色光可通过石英片射到金属板K上．实验中：当滑动变阻器的滑片位于最左端，用某种频率的单色光照射K时，电流计G指针发生偏转；向右滑动滑片，当A比K的电势低到某一值Uc（遏止电压）时，电流计G指针恰好指向零．现用氢原子发出的光照射某种金属进行光电效应实验．若用赖曼系中波长最长的光照射时，遏止电压的大小为U1；若用巴耳末系中n=4的光照射金属时，遏止电压的大小为U2．金属表面层内存在一种力，阻碍电子的逃逸．电子要从金属中挣脱出来，必须克服这种阻碍做功．使电子脱离某种金属所做功的最小值，叫做这种金属的逸出功．已知电子电荷量的大小为e，真空中的光速为c，里德伯常量为R．试求：a．赖曼系中波长最长的光对应的频率ν1；b．普朗克常量h和该金属的逸出功W0．（2）光子除了有能量，还有动量，动量的表达式为p=（h为普朗克常量）．a．请你推导光子动量的表达式p=；b．处于n=2激发态的某氢原子以速度v0运动，当它向k=1的基态跃迁时，沿与v0相反的方向辐射一个光子．辐射光子前后，可认为氢原子的质量为M不变．求辐射光子后氢原子的速度v（用h、R、M和v0表示）．21．一个静止的氮核俘获了一个速度为2.3×107 m/s的中子生成一个复核A，A又衰变成B、C两个新核，设B、C的速度方向与中子方向相同，B的质量是中子的11倍，速度是106 m/s，B、C在同一磁场中做圆周运动的半径之比RB：RC=11：30，求：（1）C核的速度大小；（2）根据计算判断C核是什么？（3）写出核反应方程．
参考答案：1．A2．D3．D4．D5．D6．D7．C8．C9．C10．A11．B12．D13．D14．     万有引力；     强相互作用；15．     中子     16．          17．     （2m1+2m2-m3）c2     2P1+2P218.（1）；（2）1.86MeV；（3）0.5k19．（1）（2）6.92 MeV20．（1） , (2) , 21．（1）3×106m/s；（2）氦核（3）核反应方程为