物理粤教版 (2019)第三节 核力与核反应方程优秀同步训练题

5.3 核力与核反应方程  同步练习

一、单选题

1．“β衰变”的实质是原子核内一个中子（）转变为一个质子（），同时释放一个电子（）若质子的质量为，中子的质量为，电子的质量为，光速为c，则该核反应过程释放出的核能为（　　）

A． B．

C． D．

2．1956年吴健雄用半衰期为5.27年的出o 放射源对李政道和杨振宁提出的在弱相互作用中宇称不守恒进行实验验证。o的衰变方程式为o→i+x（其中是反中微子，它的电荷为零，质量可认为等于零）。下列说法正确的是（　　）

A．X是电子

B．增大压强可使o的半衰期变为6年

C．o衰变能释放出x，说明其原子核内有x

D．o的比结合能比i的比结合能大

3．以下说法不正确的是（　　）

A．卢瑟福通过对粒子散射实验结果的分析，提出了原子的核式结构

B．原子的特征谱线是由于原子从高能态向低能态跃迁时放出光子而形成的

C．由核反应方程可知，平均结合能比大

D．汤姆孙通过对不同材料做阴极发出的射线研究，并研究光电效应等现象，说明电子是原子的组成部分，是比原子更小的基本的物质单元

4．在α粒子散射的实验中，当α粒子最接近金核时（　　）

A．α粒子动能最小 B．α粒子受到的库仑力最小

C．α粒子电势能最小 D．α粒子与金核间有核力作用

5．首次用实验验证“爱因斯坦质能方程”的核反应方程是LiH→He，已知mLi=7.016 0 u，mH=1.0078u，mHe=4.002 6 u，则该核反应方程中的K值和质量亏损分别是（　　）

A．1和4.021 2 u B．1和2.005 6 u C．2和0.018 6 u D．2和1.997 0 u

6．“嫦娥五号”中有一块“核电池”，在月夜期间提供电能的同时还能提供一定能量用于舱内温度控制。“核电池”利用了的衰变，衰变方程为，下列说法正确的是（　　）

A．比的中子数少4个

B．在月球上和在地球上半衰期相同

C．一个衰变为释放的核能为

D．发生的是α衰变，α射线具有极强的穿透能力可用于金属探伤

7．截止到2022年9月份，用来储存福岛核废水的储存罐将会全部用完，日本已经确定将福岛第一核电站核污水排入大海。核废水中包含氘、钴60、锶90、碘129、铀235等60多种高污染核素，这些放射性物质直接排入大海，会对太平洋周边海域造成极大的危害。氚经过β衰变放出的电子被人体吸入是有害的，其他核素的半衰期更长，危害更大，例如锶90的半衰期约为28年，碘129的半衰期约为1570万年，这些核素与海洋生物具有很强的亲和力，对人类具有很强的危害性。下列判断正确的是（　　）

A．氚的β衰变方程为 

B．β衰变的实质为

C．钴60的比结合能小于碘129的比结合能 

D．温度升高，分子热运动剧烈程度增加，铀235的半衰期会缩短

8．如图所示，图甲为原子核的比结合能与质量数关系曲线，图乙为原子核的平均核子质量与原子序数的关系曲线，根据两曲线，下列说法正确的是（　　）

A．根据图甲可知，核的结合能约为7MeV

B．根据图甲可知，核的结合能比核的结合能更大

C．根据图乙可知，核D裂变成核E和F的过程中，比结合能减小

D．根据图乙可知，若A、B能结合成C，结合过程一定要吸收能量

9．2021年考古学家利用技术进一步证实了中国历史上商代的存在。已知的半衰期为8267年，其衰变方程为，下列判断正确的是（　　）

A．的比结合能一定大于

B．四个经过8267年一定还剩余两个

C．β衰变的本质是核内一个质子转化成了一个中子和一个电子

D．生物体中以CaCO3形式存在的14C半衰期比单质14C的半衰期更长

10．如图所示，某轧钢厂的热轧机上安装了一个射线测厚仪，探测器探测到的射线强度与钢板的厚度有关。已知测厚仪采用放射性同位素作为放射源，发生衰变时放出射线和射线，半衰期为74天，适合透照厚度在之间的钢板，下列说法正确的是（　　）

A．探测器探测到的射线增强，说明钢板的厚度增加

B．192 g放射性同位素经过148天全部完成衰变

C．若衰变产生的新核用X表示，则的衰变方程为

D．的比结合能比衰变后的产物X的比结合能大

二、多选题

11．核能作为一种新能源在现代社会中已不可缺少，我国在完善核电安全基础上将加大核电站建设。核泄漏中的钚（Pu）是一种具有放射性的超轴元素，它可破坏细胞基因，提高患癌的风险。已知钚的一种同位素的半衰期为24100年，其衰变方程为，则下列说法中正确的是（　　）

A．衰变发出的射线是波长很短的光子，穿透能力很强

B．X原子核中含有143个中子

C．8个经过24100年后一定还剩余4个

D．衰变过程的总质量不变

12．如图所示，某轧钢厂的热轧机上安装了一个射线测厚仪，探测器探测到的射线强度与钢板的厚度有关。已知测厚仪采用放射性同位素作为放射源，发生衰变时放出射线和射线，半衰期为74天，适合透照厚度在之间的钢板，下列说法正确的是（　　）

A．探测器探测到的射线增强，说明钢板的厚度增加

B．放射性同位素经过148天全部完成衰变

C．若衰变产生的新核用表示，则的衰变方程为

D．的比结合能比衰变后的产物的比结合能小

13．已知、、的静止质量分别是226.0254u、222.0175u、4.0026u，u为原子质量单位，且1u相当于931.5MeV。当发生α衰变时，下列说法正确的是（　　）

A．的质量等于组成它的核子的质量之和

B．发生一次衰变释放的核能为4.93695MeV

C．因的比结合能比小，所以比更稳定

D．一个静止的发生一次衰变，产生的和的速度之比约为111：2

14．在匀强磁场中静止着一个原子核，某一时刻由于放出一个粒子，结果得到一张两个相切圆的径迹照片（如图所示），今测得两个相切圆半径之比为1∶44，已知碰感应强度大小为B，方向垂直纸面向外，粒子轨道半径为R。以m、q分别表示粒子的质量和电荷量，M表示新核的质量，新核的元素符号用Y表示，以下说法正确的是（　　）

A．圆轨道2是粒子的径迹，粒子和新核绕行的方向均为顺时针

B．圆轨道1是粒子的径迹，粒子绕行的方向为顺时针，新核绕行的方向为逆时针

C．X原子核原来所含的质子数是88

D．若衰变过程释放的核能都转化为粒子和新核Y的动能，则衰变过程的质量亏损为

三、填空题

15．经研究，核辐射的影响最大的是铯137（），可广泛散布到几百千米之外，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E，则该反应过程中质量亏损为_____________。[已知碘（I）为53号元素，钡（Ba）为56号元素]

16．1932年，瓦尔顿用质子加速器进行人工核蜕变实验，验证了质能关系的正确性。在实验中，锂原子核俘获一个质子后成为不稳定的铍原子核，随后又蜕变为两个原子核，核反应方程为，已知、、X的质量分别为，、，则X为______；该反应______（选填“吸收”“释放”）的核能为______MeV。（保留3位有效数字）

四、解答题

17．放射性同位素被考古学家称为“碳钟”，它可以用来判定古代生物体的年代。求：

（1）宇宙射线中高能量的中子碰到空气中的氮原子后，会形成，很不稳定，易发生衰变，其半衰期为5720年，放出射线，写出有关的2个核反应方程；若衰变过程中释放的核能为，则该反应过程中质量亏损为多少？（真空中光速为）

（2）若测得一古生物体遗骸中含量只有活体中的12.5%，则此遗骸的年代约有多少年？

18．用速度几乎是零的慢中子轰击静止的硼核（），产生锂核（）和粒子。已知中子质量，硼核质量，锂核质量，粒子质量。（计算结果均保留小数点后两位数字）

（1）写出该反应的核反应方程。

（2）求出该反应放出的能量。

（3）若核反应中放出的能量全部变成生成核的动能，则锂核和粒子的动能各是多少？（相当于）