人教版 (2019)选择性必修 第三册核裂变与核聚变同步测试题

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培优第一阶——基础过关练
一、单选题
1．下列说法正确的是（ ）
A．线状谱和连续谱都可以用来鉴别物质
B．中子的速度越快，越容易发生铀核裂变
C．玻尔的原子模型也具有局限性，因为它保留了过多经典粒子的观念
D．氡的半衰期是3.8天，则4个氡原子核经过7.6天后一定只剩下一个氡原子核
【答案】C
【详解】A．线状谱可以用来鉴别物质，连续谱不可以用来鉴别物质，A错误；B．慢中子更容易发生铀核裂变，B错误；C．玻尔的原子模型也具有局限性，因为它保留了过多经典粒子的观念，C正确；D．氡的半衰期是针对大量原子核的统计规律，D错误。故选C。
2．下列说法中错误的是（ ）
A．核聚变比核裂变更为安全、清洁
B．热量不能自发地从低温物体传到高温物体
C．铋210的半衰期是5天，16g铋210经过20天还剩下1g
D．衰变的实质在于核内的质子转化成了一个中子和一个电子
【答案】D
【详解】A．核聚变反应所产生的放射性废料较少，处理起来比较简单，而核裂变反应所产生的放射性废料较多，处理起来比较困难，所以核聚变比核裂变更为安全、清洁，故A正确；B．根据热力学第二定律，热量不能自发地从低温物体传到高温物体，故B正确；C．由半衰期公式可得
故C正确；D．衰变的实质在于核内的中子转化成了一个质子和一个电子，故D错误。本题选错误的，故选D。
3．关于粒子，下列说法中正确的是（ ）
A．光子、电子、质子和中子是组成物质的不可再分的最基本粒子
B．质量比核子大的粒子都参与强相互作用
C．强子、轻子都由夸克组成
D．许多粒子都存在反粒子
【答案】D
【详解】A．质子、中子本身有复杂结构，故A错误；B．τ子的质量比核子的质量大，但它属于轻子，不参与强相互作用，故B错误；C．现代实验还没有发现轻子的内部结构，故C错误；D．宇宙中的许多粒子都存在反粒子，故D正确。故选D。
4．下列说法的正确的是（ ）
A．目前，人们认为粒子界由夸克、强子、轻子构成
B．强子是参与强相互作用的粒子，质子是最早发现的强子
C．电子、质子和中子是组成物质的不可再分的基本粒子
D．夸克的带电荷量是电子电荷量的整数倍
【答案】B
【详解】A．按照粒子与各种相互作用的不同关系，把粒子分为三大类，即强子、轻子和媒介子，A错误；
B．强子是参与强相互作用的粒子，质子是最早发现的强子，B正确；C．质子和中子由不同的夸克组成，本身有复杂的结构，不是基本粒子，C错误；D．已知夸克有6种，它们的电荷分别为元电荷的或，D错误。故选B。
5．下列核反应为人工核转变的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】B
【详解】A．根据核裂变定义可知，为核裂变，故A错误；B．为人工转变原子核的过程，用快速粒子穿透核内部，将核转变为另一个核的过程，故B正确；C．根据核聚变的定义可知，为核聚变，故C错误；D．根据变化过程可知，为原子核发生衰变的过程，故D错误。故选B。
6．“东风”导弹的核弹头爆炸时，其中一个核反应方程为。已知、、、X的质量分别为m1、m2、m3、m4，真空中的光速为c，下列说法正确的是（ ）
A．该核反应为原子核的人工转变
B．X的比结合能比的比结合能小
C．发生一次该反应放出的能量为
D．若X原子核的半衰期为T，则经过3T时间，一定质量的X原子核衰变了的质量占初始质量的八分之一
【答案】C
【详解】A．该反应为原子核的裂变反应，不是人工转变，故A错误；B．X原子核为器Sr，根据比结合能曲线可知，中等质量的原子核比结合能大，则X原子核的比结合能比Xe的大，故B错误；C．根据质能方程可知，反应后放出的能量为故C正确；D．一定质量的X原子核经过3T时间，剩余质量即衰变了，故D错误。故选C。
7．下列关于核衰变和核反应的类型的表述正确的是（ ）
A．是衰变
B．，是衰变
C．，是重核裂变
D．，是轻核聚变
【答案】B
【详解】A．是轻核聚变，故A错误；B．是衰变，故B正确；C．是衰变，故C错误；D．是原子核的人工转变，故D错误。
故选B。
8．为了解释氢原子的发光现象，玻尔于1913年提出了原子假说。如图所示，一电子绕氢原子核做匀速圆周运动，基态的轨道半径为，电子在该轨道上运动的动能为，基态原子的能量为，某激发态的轨道半径为，电子在该轨道上运动的动能为，该激发态原子的能量为。下列说法中正确的是（ ）

A．
B．电子可以在和之间的任意轨道上稳定运动
C．处于该激发态的原子向基态跃迁时释放的光子频率为
D．氢原子的上述能级跃迁释放能量的方式和氢弹释放能量的相同
【答案】C
【详解】A．电子绕原子核做圆周运动，由库仑力提供向心力得可得电子的动能为由于，则有，故A错误；B．根据玻尔的电子轨道量子化假设，可知电子不可以在和之间的任意轨道上稳定运动，故B错误；C．处于该激发态的原子向基态跃迁时释放的光子能量为可得释放的光子频率为故C正确；D．氢原子的上述能级跃迁释放能量的方式和氢弹释放能量的不相同，氢弹是通过轻核聚变释放能量，故D错误。故选C。
9．1932年，查德威克用轰击发现了中子，自由中子是不稳定的，其衰变产物为质子、电子和反中微子，平均寿命不到15分钟。这被称为衰变。下列说法正确的是（ ）
A．中子由质子和电子组成
B．自由中子的衰变属于强相互作用过程
C．发现中子的核反应方程为：
D．中子的存在有效地调节了质子间库仑斥力对原子核稳定的影响，故中子越多原子核一定越稳定
【答案】C
【详解】A．中子由夸克组成，故A错误；B．自由中子的衰变属于弱相互作用过程，故B错误；C．发现中子的核反应方程为故C正确；D．中子的存在有效地调节了质子间库仑斥力对原子核稳定的影响，但中子过多会造成原子核不稳定，故D错误。故选C。
10．一种氘核聚变是由两个氘核聚变生成一个氨核和一个中子的过程，同时放出大量能量。已知1个氘核的质量为，1个氦核的质量为，1个中子的质量为。下列说法正确的是（ ）
A．该核反应有质量亏损，反应前后质量数减少
B．该核反应方程为
C．一次氘核聚变放出的能量为
D．一次氘核聚变放出的能量为
【答案】D
【详解】B．根据质量数与电荷守恒定，可知该核反应方程为B错误；A．由于该核反应过程放出大量能量，可知该核反应有质量亏损，但核反应遵循质量守恒定律，可知反应前后质量数不变，A错误；CD．一次氘核聚变放出的能量为C错误，D正确。故选D。
11．月壤中存在大量氦3（），氦3可以进行核聚变反应，反应方程式为：，是理想的清洁核能源。已知的质量3.0161u，的质量4.0026u，的质量1.0078u，的质量1.0087u，1u相当于的能量，下列说法正确的是（ ）
A．X是质子，释放能量约B．X是质子，释放能量约
C．X是中子，释放能量约D．X是中子，释放能量约
【答案】B
【详解】核反应遵循质量数和电荷数守恒，可知X是质子，释放的能量为故选B。
12．中科院的“人造太阳”全超导托卡马克，成功实现了1.2亿摄氏度的条件下人工可控核聚变101秒。已知该装置内部发生的核反应方程为，已知的质量为，的质量为，的质量为，X的质量为，光速为c，则下列说法正确的是（ ）
A．X为正电子
B．比更稳定
C．的结合能为
D．该反应又被称为“链式反应”
【答案】B
【详解】A．根据电荷数和质量数守恒，X的质子数为1+1-2＝0，质量数为2+3-4＝1，可知X为中子，A错误；B．核聚变的生成物比反应物更稳定，所以比更稳定，B正确；C．根据爱因斯坦质能方程，可知为该核聚变释放的能量，结合能指的是由单个核子组成原子核所释放的核能，所以并不是的结合能，C错误；D．只有重核的裂变才会出现链式反应，此核反应不会发生链式反应，D错误。故选B。
二、多选题
13．在粒子的分类中的规范玻色子包括有：（ ）
A．轻子B．光子C．胶子D．中微子
【答案】BC
【详解】规范玻色子是传递各种相互作用的粒子，如光子、中间玻色子(W和Z玻色子)、胶子；轻子是指不参与强相互作用的费米子，轻子包括电子、μ子、τ粒子和与之相应的中微子。故轻子和中微子不属于规范玻色子。光子和胶子属于规范玻色子。故选BC。
14．我们学习过的核反应有四种类型，衰变、核裂变、核聚变和人工转变。下列关于四种核反应方程及其类型的对应关系正确的是（ ）
A．属于衰变
B．属于人工核转变
C．属于核裂变
D．属于核聚变
【答案】AD
【详解】A．属于衰变，故A正确；B．属于核裂变，故B错误；C．属于人工核转变，故C错误；D．属于核聚变，故D正确。故选AD。
15．2017年1月9日，大亚湾反应堆中微子实验工程获得国家自然科学一等奖。大多数原子核发生反应的过程中都伴随着中微子的产生，如核裂变、核聚变、衰变等。下列关于核反应的说法正确的是（ ）
A．衰变为，经过3次衰变、2次衰变
B．是衰变方程，是衰变方程
C．是核裂变方程，也是原子弹的核反应方程之一
D．高速运动的粒子轰击氮核可从氮核中打出中子，其核反应方程为
【答案】AC
【详解】A．在α衰变的过程中，电荷数少2，质量数少4，在β衰变的过程中，电荷数多1，设经过了m次α衰变，则4m=234-222=12所以m=3又经过了n次β衰变，有2m-n=90-86=4所以n=2故A正确；B．核反应方程是轻核的聚变方程，中放射出电子，是β衰变方程，故B错误；
C．是核裂变方程，也是原子弹的核反应方程，故C正确；D．高速运动的α粒子轰击氮核可从氮核中打出质子，其核反应方程为故D错误。故选AC。
培优第二阶——拓展培优练
16．铀核裂变的产物是多样的，一种典型的铀核裂变生成钡和氪，同时放出3个X粒子，核反应方程是，其中铀核、中子、钡核和氪核的质量分别为m1、m2、m3和m4。下列说法正确的是（ ）
A．X是
B．X的质量为
C．铀核的结合能大于氪核的结合能
D．铀核的比结合能大于氪核的比结合能
【答案】C
【详解】A．由电荷数守恒和质量数守恒，得X电荷数为零，质量数为1，X是n。A错误；B．该核反应释放核能，存在质量亏损，X的质量小于，B错误；C．铀核的结合能大于氪核的结合能，C正确；D．铀核的比结合能小于氪核的比结合能，D错误。故选C。
17．核电站发电原理是核裂变反应所释放的能量通过热力产生电能，铀235是核电站的主要核燃料，核反应堆在工作时，铀235既发生裂变，也发生衰变，铀235裂变方程为：，衰变方程为：，则下列说法正确的是（ ）
A．裂变产生的新核X质量数为147
B．的比结合能小于的比结合能
C．衰变过程是通过吸收裂变过程释放的能量进行的
D．反应堆中镉棒插入深一些将会加快核反应速度
【答案】B
【详解】A．根据质量数守恒，裂变产生的新核X质量数为235+1-89-3=144故A错误；B．裂变反应放出核能，生成物更加稳定，则的比结合能小于的比结合能，选项B正确；C．衰变过程也是释放能量的，选项C错误；D．要使裂变反应更激烈一些，应使控制棒插入浅一些，让它少吸收一些中子，链式反应的速度就会快一些，故D错误。故选B。
18．今年两会期间，核聚变领域首席专家段旭如表示，可控核聚变技术研发已进入快车道，预计再过30年可以实现商用。下列相关描述正确的是（ ）
A．目前核电站使用的都是核聚变技术
B．核反应是核聚变
C．太阳是一个巨大的核聚变反应堆
D．原子弹是利用核聚变原理制成的
【答案】C
【详解】A．目前核电站使用的都是核裂变技术，故A错误；B．核反应是核裂变，故B错误；CD．恒星、氢弹、太阳都是利用核聚变释放能量，而原子弹利用的核裂变，故C正确，D错误；故选C。
19．新中国成立后，为了打破西方霸权主义的核威胁,巩固我们来之不易的独立自主，无数科技工作者以全世界独一无二的热情及艰苦奋斗的精神投入核武器的研制工作之中，终于在1964年、1967年分别成功爆炸我国第一颗原子弹（atm bmb）和第一颗氢弹（hydrgen bmb）。下列核反应方程可表示氢弹的爆炸原理的是（ ）

A．
B．
C．
D．
【答案】D
【详解】A．是发现质子的核反应方程，故A错误；B．是重核裂变方程，是对应原子弹爆炸的核反应方程，故B错误；C．是原子核衰变方程，故C错误；D．是氢核聚变方程，是对应氢弹爆炸的核反应方程，故D正确。故选D。
20．太阳目前处于主序星阶段，氢燃烧殆尽后将发生氦闪，进入红巨星阶段，电影《流浪地球》就是在此背景下展开，“氦闪”是氦的聚变变成碳的过程，，极不稳定，短时间再结合一个氦变成碳的过程，已知原子核的比结合能-质量数的图像如图，的纵坐标为，的纵坐标为7.69，下列说法中正确的是（ ）
A．原子核的结合能越大，原子核就越稳定
B．一次氦闪放出的核能为7.32MeV
C．氦4的核子平均质量小于碳12的核子平均质量
D．氦4的结合能为
【答案】B
【详解】A．原子核的比结合能越大，原子核就越稳定，A错误；B．一次氦闪放出的核能为B正确；C．反应过程中释放能量，核子有质量亏损，故氦4的核子平均质量大于碳12的核子平均质量，C错误；D．氦4的比结合能为，结合能为D错误；故选B。