【教育资料】人教版高中物理选修12 第三章 核能 单元检测学习专用

第三章核能知识建构专题应用专题一核式结构模型卢瑟福的原子核式结构模型很好地解释了α粒子的散射现象，并为人们认识原子和原子核的大小提供了条件。

【例题1】根据卢瑟福的原子核式结构模型，下列说法正确的是()。

A．原子的正电荷均匀分布在整个原子范围内B．原子质量均匀分布在整个原子范围内C．原子中的正电荷和质量都均匀分布在整个原子范围内D．原子中的全部正电荷和几乎全部质量都集中在很小的区域范围内专题二原子核的衰变及半衰期1．原子核的衰变是指原子核放出α粒子或β粒子变成新的原子核。

α衰变是原子核放出两个质子和两个中子的结合体，β衰变是原子核内的一个中子变成一个质子并放出一个电子，γ衰变是在发生α衰变和β衰变时，产生的新核由较高能量状态向较低能量状态跃迁时发生的。

不论发生哪种衰变，衰变前后的电荷数和质量数都是不变的。

2．放射性元素的衰变规律由放射性元素的原子核内部本身的因素决定，跟原子所处的化学状态和物理条件都没有关系。

放射性元素的半衰期是一个统计概念，对少数或个别原子核无意义。

对某种放射性元素的原子核而言，经过t时间后，没有衰变的原子核的质量m＝1 () 2tmτ，或没有衰变的原子核的个数N＝1 () 2tNτ。

【例题2】天然放射性元素钍(23290Th)经历一系列α衰变和β衰变之后，变成铅(20880Pb)。

(1)试分析共经历了几次α衰变和几次β衰变。

(2)写出核衰变方程。

(3)测得某放射性元素的样品，每分钟放射出8×104个α粒子，57天后测该样品，发现每分钟仅放出1×104个α粒子，求出这种元素的半衰期。

专题三核能的计算重核的裂变和轻核的聚变存在质量亏损，根据爱因斯坦质能方程ΔE＝Δmc2，质量的变化必然引起能量的变化，因此，两种核反应中均伴随能量的释放。

根据ΔE＝Δmc2是计算释放的核能的主要方法。

【例题3】新华社2007年1月15日电继去年9月首次成功放电后，我国“人造太阳”实验装置——位于合肥的全超导非圆截面核聚变实验装置(EAST)14日23时01分至15日1时连续放电四次，单次时间长约50毫秒，从而标志着第二轮物理实验的开始。

人教版（新课程标准）高中物理选修1-2第三章核能四、裂变和聚变课后训练一、单选题1.在核反应方程1327Al+24He →1530P+X 中，X 表示的是（ ）A. 质子B. 中子C. 电子D. α粒子 2.下列说法正确的是( )A. α 粒子散射实验的结果证明原子核是由质子和中子组成的B. 比结合能越大，原子核中的核子结合得越牢固，原子核越稳定C. 核力是短程力，其表现一定为吸引力D. 质子、中子、 α 粒子的质量分别为 m 1 、 m 2 、 m 3 ，由2个质子和2个中子结合成一个 α 粒子，释放的能量是 (m 1+m 2−m 3)c 23.对下列各原子核变化的方程，表述正确的是（ ） A. 715N+11H →612C+24He 是α衰变 B. 13H+12H→24He+01n是β衰变 C.92238U→92234Th+24He是核裂变反应 D. 92235U+01n→54140Xe+3894Sr+201n 是核裂变反应 4.已知氘核的平均结合能为1.1 MeV ，氦核的平均结合能为7.1 MeV ，则两个氘核结合成一个氦核时( ) A. 释放出4.9 MeV 的能量 B. 释放出6.0 MeV 的能量 C. 释放出24.0 MeV 的能量 D. 吸收4.9 MeV 的能量5.科学家使用核反应获取氚，再利用氘和氚的核反应获得能量，核反应方程分别为： X+Y →H 24e+H 13+4.9MeV 和 H 12+H 13→H 24e+X +17.6MeV ，下列表述正确的有（ ）A. X 是质子B. Y 的质子数是3，中子数是6C. 氘和氚的核反应是核聚变反应D. 两个核反应都没有质量亏损6.有一种典型的铀核裂变，生成钡和氪，同时放出3个中子，其核反应方程可表示为， U 92235+X →56144Ba +3689Kr +301n 已知部分原子核的比结合能与核子数的关系如图所示，下列说法正确的是（ ）A. 核反应方程中，X 粒子是正电子B. 核反应方程中，X 粒子是质子C. U 92235 、 B 56144a 和 K 3689r 相比， B 56144a 核的比结合能最大，所以最稳定D. 裂变产物的结合能之和大于反应前铀核的结合能7.居室装修中经常用到的花岗岩、大理石等装饰材料含有放射性元素。

人教版高中物理选修1-2第三章核能单元检测学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．某元素的原子核可以俘获自身核外的一个K电子而转变成新元素，这种现象称为K 俘获，在K俘获的过程中，原子核将会以光子的形式放出K电子的结合能．关于K俘获的过程，下列说法中正确的是（）A．原子序数不变B．原子序数减小C．原子总质量不变D．原子总质量减小2．下列说法正确的是( )A．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应B．汤姆生发现电子，表明原子具有核式结构C．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的波长太短D．按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子总能量增大3．关于下列四幅图的说法正确的是：A．甲图中A处能观察到大量的闪光点，B处能看到较多的闪光点，C处观察不到闪光点B．乙图中处于基态的氢原子能吸收能量为10.4 eV的光子而发生跃迁C．丙图中用弧光灯照射原来就带电的锌板时，发现验电器的张角变大，则锌板原来带负电D ．丁图中1为α射线，它的电离作用很强可消除静电4．静止的氡核弱22286Rn 放出α粒子后变成钋核21884Po ，α粒子动能为k E α.若衰变放出的能量全部变为反冲核和α粒子的动能，真空中的光速为c ，则该反应中的质量亏损为A ．24218k E c α⋅ B ．0 C ．2222218k E c α⋅ D ．2218222k E c α⋅ 5．有关原子结构和原子核的认识，下列说法正确的是A ．居里夫人最先发现天然放射现象B ．伦琴射线的发现揭示了原子具有核式结构C ．在光电效应中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关D ．在衰变方程23994Pu→X ＋42He ＋γ中，X 原子核的质量数是2346．关于原子核知识，下列描述正确的是（ ）A ．温度升高，放射性元素衰变的半衰期减小B ．放射性物质23892U 发生β衰变所释放的电子来源于核外电子C ．平均结合能越大，原子核越稳定D ．用中子轰击铀核，产生几个中等质量原子核的现象属于核聚变7．下列说法正确的是（ ）A ．汤姆生发现电子，表明原子具有核式结构B ．接收无线电波时需要对电磁波进行调制C ．核聚变又称热核反应，可见核聚变时要吸收能量D ．真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的8．下列关于结合能和比结合能的说法中，正确的有（ ）A ．核子结合成原子核吸收的能量或原子核拆解成核子放出的能量称为结合能B ．比结合能越大的原子核越稳定，但它的结合能不一定越大C ．重核与中等质量原子核相比较，重核的结合能和比结合能都大D ．中等质量原子核的结合能和比结合能均比轻核的要大9．如图所示，阴极射线管接通电源后，电子束由阴极沿x 轴正方向射出，在荧光板上会看到一条亮线．要使荧光板上的亮线向z 轴负方向偏转，可采用的方法是A ．加一沿y 轴负方向的磁场B ．加一沿z 轴正方向的磁场C ．加一沿y 轴正方向的电场D ．加一沿z 轴负方向的电场 10．与原子核内部变化有关的现象是 （ ）A ．电离现象B ．光电效应现象C ．天然放射现象D ．α粒子散射现象 11．核反应方程2342349091Th Pa+X 中的X 表示（ ） A ．质子B ．电子C ．光子D ．中子二、多选题12．关于下列四幅图的说法不正确的是A ．原子中的电子绕原子核高速运转时，运行轨道的半径是任意的B ．光电效应实验说明了光具有波动性C ．电子束通过铝箔时的衍射图样证实了电子具有波动性D ．发现少数粒子发生了较大偏转，说明原子的正电荷和绝大部分质量集中在很小空间范围13．关于物体的质量，下列说法正确的是( )A ．在牛顿力学中，物体的质量是保持不变的B ．在牛顿力学中，物体的质量随物体的速度变化而变化C．在相对论力学中，物体静止时的质量最小D．在相对论力学中，物体的质量随物体的速度的增大而增大14．下列说法正确的是()A．玻尔对氢原子光谱的研究导致原子的核式结构模型的建立B．可利用某些物质在紫外线照射下发出荧光来设计防伪措施C．天然放射现象中产生的射线都能在电场或磁场中发生偏转D．强黄光能使某金属发生光电效应，那么同频率弱黄光也能15．下列说法中正确的是（）A．康普顿效应表明光子只具有能量，不具有有动量B．光子在空间出现的概率可以通过波动的规律确定C．设质子、中子、α粒子的质量分别为m1、m2、m3，两个质子和两个中子聚合成一个α粒子，释放的能量是(m1+m2-m3)c2D．汤姆逊通过阴极射线在电场和磁场中的偏转实验，发现阴极射线是由带负电的粒子组成的，并测出了该粒子的比荷三、填空题16．质子的质量m p，中子的质量为m n，它们结合成质量为m的氘核，放出的能量应为________（真空中的光速为c）17．一直以来人们都认为________是构成物质的最小粒子，直到1897年物理学家________发现了带________电的________，从此打破了原子不可再分的神话．H轰击锂核18．科学家用质子轰击锂核的实验来验证“爱因斯坦质能方程”，已知质子117Li能产生两个α粒子，m Li=7.016u，m H=1.0078u，m He=4.0026u，1u相当于931.5MeV，3则此核反应的方程式为________，此核反应释放的核能为________ MeV（保留3位有效数字）．19．核反应堆中的燃料是________．用石墨、重水等作为________，使裂变时产生的中子速度减小，易于被铀核吸收．用镉棒来________，以控制反应的________，再用水等流体在反应堆内外循环流动，传输反应中产生的热量．20．经典相对性原理：________规律在任何________中都是相同的．还可以表述为：在一个________内进行的任何力学实验都不能判断这个________是否相对于另一个惯性系做匀速直线运动；或者说，任何惯性参考系都是________的．四、解答题21．中科院等离子物理研究所设计并制造的世界上首个“人造太阳”实验装置大部件已安装完毕．若在此装置中发生核反应的方程是224112H+H He ， 已知21H 、42He 核的比结合能分别为E H =1.11MeV 、E He =7.07MeV ， 试求此核反应过程中释放的核能． 22．1926年美国波士顿的内科医生卢姆加特等首次应用放射性氡研究人体动、静脉血管床之间的循环时间，被誉为“临床核医学之父”．氡的放射性同位素有27种，其中最常用的是 22286Rn ， 22286Rn Rn 经过x 次α衰变和y 次β衰变后变成稳定的 20682P ．（1u=931.5MeV ）①求x 、y 的值；②一个静止的氡核（ 22286Rn ）放出一个α粒子后变成钋核（ 21884Po ），已知质量亏损△m=0.0002u ，若释放的核能全部转化为钋核和α粒子的动能，试写出该衰变方程，并求出α粒子的动能．23．238U 的半衰期是4.5×109年，假设一块矿石中含有2kg 238U ．求：(1)经过45亿年后，还剩多少238U ？(2)假设发生衰变的铀都变成了206Pb ， 矿石中含有多少铅？(3)这时铀、铅的质量之比是多少？24．物理学家们普遍相信太阳发光是由于其内部不断发生从氢核到氦核的核聚变反应。

人教版（新课程标准）高中物理选修1-2第三章核能三、放射性衰变课后训练一、单选题1.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2.我国第一代核潜艇总设计师黄旭华院士于2019年9月29日获颁“共和国勋章”。

核动力潜艇上核反应堆中可能的一个核反应方程为 U 92235+n 01→B 56144a+K 3689r +x n 01+ΔE (其中△E 为释放出的核能)。

下列说法正确的是（ ）A. 该核反应属于原子核的衰变B. 核反应方程式中x=2C. U 92235 的比结合能为 ΔE 235D. U 92235 核的比结合能小于 B 56144a 核的比结合能 3.治疗性放射性同位素钪47在澳大利亚首次生产，这标志着癌症靶向治疗又向前迈进了一大步。

已知钪47原子核表示为 2147Sc ，下列说法正确的是（ ）A. 该原子核的质子数为26B. 该原子核的中子数为47C. 若2147Sc 的半衰期为n 天，则10g 2147Sc 经8n 天全部发生了衰变 D. 2147Sc 发生衰变时可能产生对人体有害的射线4.关于人工放射性及其应用，说法正确的是（ ）A. 原子弹和氢弹的原料都来自于人工放射性获得的元素B. 人工制造的放射性元素具有半衰期长的优势C. 人工制得的放射性同位素半衰期较短D. 在用于示踪原子时，应该用天然放射性元素5.半衰期是指具有放射性的元素有半数发生衰变的时间，那么（ ）A. 随着衰变的进行，元素总量越来越少，半衰期也越来越短B. 对于某种特定的元素，半衰期是个不变的值C. 半衰期随温度或化学变化而变化D. 8个氡原子经过一个半衰期的时间后，剩余4个氡原子6.有一种放射性元素 X ，它的氧化物 X 2O 的半衰期为 4 天，X 2O 与 F 2 能发生如下反应：2X 2O+2F 2=4XF+O 2 ， 则下列说法正确的是（ ）A. XF 中 X 的半衰期为 4 天B. 单质 X 的半衰期为 8 天C. 升高温度有可能使放射性元素 X 的半衰期缩短D. 若有 2 个 X 2O 分子，经过 4 天就只剩 1 个了7.在存放放射性元素时，若把放射性元素①置于大量水中；②密封于铅盒中；③与轻核元素结合成化合物．则（ ）A. 措施①可减缓放射性元素衰变B. 措施②可减缓放射性元素衰变C. 措施③可减缓放射性元素衰变D. 上述措施均无法减缓放射性元素衰变8.花岗岩、大理石等装修材料，不同程度地含有铀92238U 、 90234Th 钍等元素，会释放出放射性惰性气体氡 86222Rn 。

学年人教版高中物理选修12第三章核能单元测试一、单项选择题1.原来运动的原子核衰变出α粒子的动能为E k0，假定衰变时发生的能量全部以动能方式释放出来，那么此衰变进程的质量盈余是〔〕A. B. C. D.2.卢瑟福经过对α粒子散射实验结果的剖析，提出了原子外部存在〔〕A. 电子B. 中子C. 质子D. 原子核3.以下关于恒星演化的表达中不正确的选项是〔〕A. 星云中的气体和尘埃一旦紧缩成一个原恒星时，一颗新的恒星就降生了B. 恒星的燃料消耗殆尽时，它就会收缩变成巨星或超巨星C. 几个超巨星紧缩在一同时，构成了黑洞D. 超巨星能够爆炸成为超新星4.以下说法正确的选项是( )A. 卢瑟福经过α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型B. 结合能越大，原子核结构一定越动摇C. 假设运用某种频率的光不能使某金属发作光电效应，那么需增大入射光的光照强度才行D. 发作β衰变时，元素原子核的质量数不变，电荷数添加35.以下说法中正确的选项是〔〕A. 光电效应是原子核吸收光子向外释放电子的现象B. 一群处于n=3能级激起态的氢原子，自发跃迁时能收回3种不同频率的光C. 放射性元素发作一次β衰变，原子序数添加2D. 汤姆生经过α粒子散射实验树立了原子的核式结构模型6.阴极射线管中的高电压的作用是〔〕A. 使管内气体电离B. 使管内发生阴极射线C. 使管中阻碍物的电势降低D. 使电子减速7.惯性系s中有一边长为l的正方形，从相对s系沿x方向以接近光速匀速飞行的飞行器上测得该正方形的图象是图中的〔〕A. B.C. D.二、多项选择题8.关于原子和原子核，以下说法正确的选项是〔〕A. 原子核的半衰期与环境的温度、压强有关B. 目前核电站的能量来自轻核的聚变C. 自然放射现象中收回的三种射线是从原子核内放出的看不见的射线D. 核反响方程→ h+ 发作的是α衰变9.关于非惯性系，以下说法正确的选项是〔〕A. 匀速运动的参考系是非惯性系B. 变速运动的参考系是非惯性系C. 牛顿定律在非惯性系中不再成立D. 牛顿定律在非惯性系中依然成立10.原子核的结合能和质量盈余关系亲密，以下说法正确的选项是〔〕A. 原子核的结合能等于使其完全分解成自在核子所需的最小能量B. 原子核的比结合能越大，说明组成原子核的核子数越大，原子核就越动摇C. 核燃料要用比结合能小的核D. 衰变成α粒子和，α粒子和的质量之和一定小于的质量E. 氕和氚结分解氦原子核，其质量盈余所对应的能量等于该氦原子核的结合能三、填空题11.如下图，是应用放射线自动控制铝板厚度的装置．假设放射源能放射出α、β、γ三种射线，而依据设计，该消费线压制的是3mm厚的铝板，那么是三种射线中的________射线对控制厚度起主要作用．当探测接纳器单位时间内接纳到的放射性粒子的个数超越规范值时，将会经过自动装置将M、N两个轧辊间的距离调________一些．12.当物体的速度v＝0.9c〔c为光速〕时，物体的质量增大到原质量的________倍.13.如下图为卢瑟福发现质子的实验装置．M是显微镜，S是荧光屏，窗口F处装有银箔，氮气从阀门T充入，A是放射源．写出该实验的核反响方程为：________；充入氮气后，调整银箔厚度，使S上________〔填〝能见到〞或〝见不到〞〕质子惹起的闪烁．四、解答题14.请同窗们思索并回答以下几个效果：①如下图，参考系相关于参考系运动时，人看到的光速应是多少？②参考系相关于参考系以速度v向右运动，人看到的光速应是多少？③参考系相关于参考系以速度v向左运动，人看到的光速又是多少？五、综合题15.1930年发现，在真空条件下用质量为m1的α粒子轰击质量为m2的时，会发生一种质量为m3，贯串才干强且不带电、质量与质子很接近的粒子和另一种质量为m4的原子核．〔1〕写出这个进程的核反响方程．〔2〕求出此进程中释放出的核能．〔光在真空中的速度为C〕16.钚的放射性同位素运动时衰变为铀核和α粒子，并放出能量为0.097MeV的γ光子，其它的能量都转化为和α粒子的动能．：、和α粒子的质量区分为m Pu＝239.0521u、m U＝235.0439u和mα＝4.0026u，1u＝931.5MeV/c2.〔1〕写出衰变方程.〔2〕求α粒子的动能〔疏忽γ光子的动量〕．答案解析局部一、单项选择题1.【答案】D2.【答案】D3.【答案】C4.【答案】A5.【答案】B6.【答案】D7.【答案】C二、多项选择题8.【答案】CD9.【答案】B,C10.【答案】A,C,D三、填空题11.【答案】β；大12.【答案】2.2913.【答案】24He+714N→817O+11H；见不到四、解答题14.【答案】依据狭义相对论实际，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相反的，都应是.剖析：狭义相对论的两个基本假定：①物理规律在一切惯性系中都具有相反的方式．这叫做相对性原理．②在一切的惯性系中，光在真空中的传达速率具有相反的值C．这叫光速不变原理．它通知我们光〔在真空中〕的速度c是恒定的，它不依赖于发光物体的运动速度．五、综合题15.【答案】〔1〕解：核反响方程为：答：写出这个进程的核反响方程：．〔2〕解：核反响进程中的质量盈余：△m=m1+m2﹣m3﹣m4依据爱因斯坦质能方程可知，反响进程中释放的核能：E=〔m1+m2﹣m3﹣m4〕C2；答：求出此进程中释放出的核能〔m1+m2﹣m3﹣m4〕C2．16.【答案】〔1〕衰变方程为→＋ He＋γ〕〔2〕上述衰变进程的质量盈余为放出的能量为这些能量是铀核的动能E U、α粒子的动能Eα和γ光子的能量Eγ之和由④⑤⑥式得设衰变后的铀核和α粒子的速度区分为v U和vα，那么由动量守恒有⑧又由动能的定义知⑨由⑧⑨式得＝⑩由⑦⑩式得代入题给数据得 .。

新人教版选修1-2《第3章核能》同步练习物理试卷一、选择题（本大题共7个小题，每小题6分．共42分．每小题至少有一个答案是正确的，把正确答案的字母填在题后的括号内．）1. 下列说法正确的是（）A.康普顿发现了电子B.卢瑟福提出了原子的核式结构模型C.贝史勒尔发现了铀和含铀矿物的天然放射现象D.伦琴发现了X射线2. 卢瑟福原子核式结构理论的主要内容有（）A.原子的中心有个核，叫做原子核B.原子的正电荷均匀分布在整个原子中C.原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里D.带负电的电子在核外绕着核旋转3. 关于同位素，下列说法中正确的是（）A.一种元素的几种同位素在元素周期表中的位置相同B.一种元素的几种同位素的化学性质、物理性质都相同C.同位素都具有放射性D.互称同位素的原子含有相同的质子数4. (A)元素Χ的原子核可用符号a b X表示，其中a、b为正整数，下列说法中正确的是（）A.a等于此原子核中的质子数，b等于此原子核中的中子数B.a等于此原子核中的中子数，b等于此原子核中的质子数C.a等于此元素的原子处于中性状态时核外电子数，b等于此原子核中的质子数加中子数D.a等于此原子核中的质子数，b等于此原子核中的核子数5. 关于放射性现象的下列说法中，正确的是（）A.原子核发生α衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了4B.原子核发生α衰变时，生成核与α粒子的总质量等于原来的原子核的质量C.原子核发生β衰变时，生成核的质量数比原来的原子核的质量数多1D.单质的铀238与化合物中的铀238的半衰期是相同的6. 下列说法正确的是（）A.核子结合成原子核时，要吸收能量B.α射线、β射线和γ射线相比较，γ射线的穿透能力最强C.增大压强、降低温度，可以减小放射性元素的半衰期D.我国大亚湾核电站是利用核裂变放出的能量来发电的7. 表示放射性元素碘131β衰变的方程是（）A.53131I→51127Sb+24HeB.53131I→54131Xe+−10eC.53131I→53130I+01nD.53131I→52130Te+11H二、非选择题（本题共5小题，共58分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位）放射性同位素钍232经α、β衰变会生成氡，其衰变方90232Tℎ→86220Rn+xα+yβ，则x ＝________，y＝________．完成下列核反应，并指出衰变方式：（1）90234Tℎ→91234Pa+________，属于________。

高中物理人教版选修12 第三章核能（含解析）高中物理选修1-2第三章核能（含解析）一、单选题1.以下说法中正确的是（）A. 汤姆孙通过实验发现了质子B. 贝克勒尔通过实验发现了中子C. 卢瑟福通过实验提出了原子的核式结构模型D. 查德威克发现了天然发发射现象说明原子具有复杂结构2.关于原子核知识，下列描述正确的是（）A. 温度升高，放射性元素衰变的半衰期减小B. 放射性物质U发生β衰变所释放的电子来源与核外电子C. 平均结合能越大，原子核越稳定D. 用中子轰击铀核，产生几个中等质量原子核的现象属于核聚变3.太阳因核聚变释放出巨大的能量，同时其质量不断减少．太阳每秒钟辐射出的能量约为4×1026 J，根据爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟减少的质量最接近（）A. 1036kgB. 1018k gC. 1013kgD. 109kg4.中广核集团现拥有大亚湾核电站、岭澳核电站一期、岭澳核电站二期等在运行的核电机组，核电站利用的是（）A. 放射性元素衰变放出的能量B. 人工放射性同位素放出的能量C. 重核裂变放出的能量D. 轻核聚变放出的能量5.下列叙述正确的是（）A. 两个质子之间，不管距离如何，核力总是大于库仑力B. 由爱因斯坦质能方程E=mc2可知，质量可以转变为能量C. 质子与中子的质量不等，但质量数相等D. 天然放射现象说明原子核内部有电子6.下列说法中正确的是（）A. 中子和质子结合成氘核时放出能量B. 升高放射性物质的温度，可缩短其半衰期C. 某原子核经过一次α衰变和一次β衰变后，核内中子数减少4个D. γ射线的电离作用很强，可用来消除有害静电7.在核反应堆中，为了使快中子的速度减慢，可选用作为中子减速剂的物质是（）A. 水B. 镉C. 氧D. 氢二、多选题8.一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同时辐射一个γ光子．已知质子、中子、氘核的质量分别为m1、m2、m3，普朗克常量为h，真空中的光速为c．下列说法正确的是（）子B. 该核反应中产生的新粒子为质子C. 该核反应中释放出的核能为3.26MeV D.该核反应中释放出的核能为4.10 MeV11.下列说法中正确的是( )A. 万有引力可以用狭义相对论做出正确的解释B. 电磁力可以用狭义相对论做出正确的解释C. 狭义相对论是惯性参考系之间的理论 D.万有引力理论无法纳入狭义相对论的框架12.下列说法正确的是（）A. 太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应B. 原子核经过6次α 衰变和4次β 衰变后成为原子核C. 用升温、加压或发生化学反应的方法不能改变放射性元素的半衰期D. 以mD 、mp、mn分别表示氘核、质子、中子的质量，则mD =mp+mnE. 天然发射现象中的γ射线是原子核受激发产生的13.目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等材料，这些岩石都不同程度的含有放射性元素，如有些含有铀、钍的花岗岩会释放出放射性气体氡，氡会发生放射性衰变，放出α、β、γ射线：已知氡的半衰期为3.8天，则下列说法正确的是（）A. 发生α衰变时，生成的核和原来相比，中子数少2B. 发生β衰变时，释放出电子，说明原子核内有电子存在C. γ射线一般伴随着α和β射线产生，其中γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱 D. 若只有4个氡核，经过7.6天一定只剩下一个氡核三、填空题14.用中子轰击锂核（Li）发生核反应，生成氚核和α粒子，并释放出4.8Mev的能量，请写出核反应方程________．15.氢弹的工作原理是利用氢核聚变放出巨大能量．在某次聚变中，一个氘核与一个氚核结合成一个氦核．已知氘核的比结合能是1.09MeV；氚核的比结合能是2.78MeV；氦核的比结合能是7.03MeV ．则氢核聚变的方程是________一次氢核聚变释放出的能量是________ MeV ．16.在贝克勒尔发现天然放射现象后，人们对放射线的性质进行了深入研究，如图为三种射线在同一磁场中的运动轨迹，请图中各射线的名称：1射线是________，2射线是________，3射线是________．17.天然放射性现象发出的射线中，存在α射线、________和γ射线，其中α射线的本质是高速运动的________核（填写元素名称）．18.某人工核反应如下：P+1327AL→X+N式中P代表质子，N代表中子，X代表核反应产生的新核．由反应式可知，新核X的质子数为________，中子数为________．19.质子的质量mp ，中子的质量为mn，它们结合成质量为m的氘核，放出的能量应为________（真空中的光速为c）20.电视机显像管是应用了________原理．四、计算题21.一个氘核和一个氚核发生聚变，放出一个中子和17.6MeV的能量．计算2克氘和3克氚聚变放出的能量，并写出核反应方程．22.如图所示，在列车车厢的光滑水平面上有一个质量为m=5 kg的小球，正随车厢以20 m/s的速度匀速前进.现在给小球一个水平向前的F=5 N的拉力作用，求经10 s时，车厢里的观察者和地面上的观察者看到小球的速度分别是多少？五、综合题23.一个锂受到一个质子的轰击，变成两个α粒子．已知一个氦原子核的质量是6.6466×10﹣27kg，一个锂原子核的质量是1.16506×10﹣26kg，一个氢原子核的质量是1.6736×10﹣27kg，（1）试写出这一过程的核反应方程；（2）计算这一过程中的质量亏损；（3）计算这一过程中所释放的核能．24.一个静止的氡核Rn，放出一个α粒子后衰变为钋核Po，同时放出能量为E=0.26MeV的光子．假设放出的核能完全转变为钋核与α粒子的动能，不计光子的动量．已知M氡=222.08663u、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；（3）确定钋核与α粒子的动能．25.已知氘核的质量为2.0136U ，中子的质量为1.0087U ，He核的质量为3.0150U ，两个速率相等的氘核对心碰撞聚变成He并放出一个中子，释放的核能也全部转化为机械能．（质量亏损为1U时，释放的能量为931.5MeV ．除了计算质量亏损外，He的质量可以认为是中子的3倍．）（1）写出该核反应的反应方程式；（2）该核反应释放的核能是多少？（3）若测得反应后生成中子的动能是3.12MeV ，则反应前每个氘核的动能是多少MeV？答案解析部分一、单选题1.【答案】C【考点】原子的核式结构【解析】【分析】卢瑟福是质子的发现者，A错。

核能及其利用（1）班级______姓名______学号______一、选择题1、下列核反映中正确的是（）2、放射性元素所放出的β粒子，是（）A．原子核的最外层电子B．原子核外电子跃迁时所放出的C．原子核内的质子衰变时放出的D．原子核内的中子衰变时放出的3、处于静止状态的原子核XZA，经过α衰变后变成Y核，已知α粒子的动能为Ek，则Y核的动能为（）4、质子、中子和氦核的质量分别为mp、mn和mα，则它们的大小满足关系式（）A．mα＜2(mp+mn) B．mα=2(mp+mn)C．mα＞2(mp+mn) D．mα=2(mn-mp)5、鄙人列反映方程中，x代表质子的方程是（）6、氢原子辐射一个光子后，会发生的情况是（）A．电子绕核运转的半径增大B．电子动能增大C．氢原子电势能增大D．原子的能级值增大7、用中子轰出铝27，产生钠24和X粒子，钠24具有放射性，它衰变成镁24．则这里的X 粒子和钠24的衰变分别是（）A．质子和α衰变B．电子和α衰变C．α粒子和β衰变D．正电子和β衰变二、填空题8、在中子、质子、电子、正电子、α粒子中选出一个适当的粒子，分别填鄙人列核反映式的横线上：9、中子的质量为1.0087u，质子的质量为1.0073u，氘核的质量为2.0136u，中子和质子结合成氘核时释放的能量为______J．计算结果取两位有效数字，1u=1.7×10-27kg．10、一个原子核经过一次α衰变和一次β衰变后，成为一新原子核．则新核与本来核比拟，质子少了______个；中子少了_____个．11、一个锂核（Li73）受到一个质子的轰击，变成两个 粒子，这一过程的核反映方程是_____。

已知一个氢原子的质量是1.6736×10-27kg，一个锂原子的质量是11.6505×10-27kg，一个氦原子的质量是6.6466×10-27kg．上述核反映所释放的能量等于____J。

本 章 测 评１.卢瑟福的α粒子散射实验显示出（ ）A.原子内的正电荷全部集中在原子核里B.原子内的正电荷均匀分布在它的全部体积上C.原子内的正电荷分布在原子的外壳上D.原子的几乎全部质量集中在核里思路解析：α粒子大多数不偏转，说明原子内非常空旷，几乎全部质量集中在比较小的核里，少数α粒子能靠近较小的核，受到正电荷的排斥而大幅偏转，说明原子内的正电荷全部集中在原子核里.答案：AD2.一个原子序数是Z 、质量数是M 的原子核，它由（ ）A.Z 个质子、M 个中子组成B.Z 个中子、M 个质子组成C.Z 个质子、M-Z 个中子组成D.M-Z 个中子、M+Z 个质子组成思路解析：根据质量数等于核电荷数加中子数，核电荷数等于质子数等于原子序数，所以C正确.答案：C3.某原子核经两次β衰变，一次α衰变，形成一个新核，则（ ）A.新核的核电荷数与原核相等B.新核的质量数和原核相等C.新核的中子数比原核少4个D.新核的质子数比原核少2个思路解析：一次α衰变质量数减少4，电荷数减少2，两次β衰变不改变质量数，电荷数增加2，所以新核的核电荷数与原核相等．新核的质量数比原核少4，也即新核的中子数比原核少4个.答案：AC4.关于核能的下列说法中，正确的是（ ）A.核能是使原子核分解为核子时放出的能B.核能是核子结合成原子核时需要吸收的能C.核能是核子结合成原子核时吸收的能或原子核分解为核子时放出的能D.核能是核子结合成原子核时放出的能或原子核分解为核子时所吸收的能思路解析：核子结合成原子核时，核子间的核力做正功放出能，原子核分解为核子时，核子间的核力做负功吸收能．答案：D5.某放射源经过两个半衰期后（ ）A.原子核衰变掉50％B.原子核衰变掉25％C.原子核衰变掉75％D.放射性强度减小到原来的25％ 思路解析：根据N=N 0（21）T t 得原子核还剩余25％，衰变掉75％. 答案：C6.在卢瑟福的α粒子散射实验中，有极少数α粒子发生大角度偏转，其原因是（ ）A.原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上B.正电荷在原子中是均匀分布的C.原子中存在着带负电的电子D.原子只能处于一系列不连续的能量状态中思路解析：解答此题要求熟悉核式结构对α粒子散射现象的解释：由于电子与α粒子质量的悬殊，所以可判断：使α粒子偏转的不可能是带负电的电子；又由于只有极少数α粒子发生大角度偏转，所以又可判断：原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的范围内.故选A.答案：A7.实验表明原子核具有复杂结构的是（）A.α粒子的散射实验B.天然放射现象C.阴极射线的发现D.X射线的发现思路解析：实验发现，从原子核中能够放出射线，而这一事实只能说明原子核具有复杂的结构，故正确选项为B．答案：B8.如图3-1所示，放射源产生的放射线可以通过铅盒的穿孔射出，射线经过垂直纸面向外的匀强磁场后，分成三束打在荧光屏上形成三个亮点P、Q、R.关于放射源产生的射线，下列说法中正确的有（）图3-1A.打到P处的是α射线B.打到R处的是β射线C.打到Q处的是γ射线D.打到Q处的是X射线思路解析：由带电粒子在磁场中运动时，若速度与磁场垂直，则受到洛伦兹力作用，根据左手定则，打在P处的粒子带负电，应为β射线．打在R处的粒子带正电，应为α射线．打在Q处的粒子不带电，应为γ射线．答案：C9.用“γ刀”治疗肿瘤，不用麻醉，病人在清醒的状态下经较短时间可完成手术.在此过程中，主要利用的是（）①γ射线具有极强的穿透本领②γ射线很容易地绕过障碍物到达病灶区域③γ射线具有很强的电离能力，从而使癌细胞电离而被破坏④γ射线具有很高的能量A.①②B.②③C.①②③D.①④思路解析：γ射线是一种具有极强穿透本领的频率很高的电磁波，具有很高的能量，但波长短衍射性差.答案：D10.下列关于放射性元素衰变的描述，错误的是（）A.原子核放出电子后，它的质量数不变而电荷数却减少1B.核衰变时放出的射线都是由带电粒子所组成的C.半衰期表示放射性元素衰变的快慢，它和外界的温度、压强无关D.γ衰变不改变元素在周期表中的位置思路解析：一次α衰变质量数减少4，电荷数减少2，一次β衰变不改变质量数电荷数，增加1，所以α衰变、β衰变都会生成新核.而γ衰变放出的γ射线是一种具有极强穿透本领的频率很高的电磁波，不是带电粒子，也不改变元素在周期表中的位置.放射性元素衰变的快慢，是原子核内部决定的，它和外界的温度、压强无关.答案：CD11.关于放射性元素原子核的衰变，下列叙述中正确的是（ ）A.γ射线是伴随α射线或β射线而发射出来的B.半衰期的大小不随化学状态、温度等变化而变C.某核放出一个β粒子或α粒子后，都变成一种新元素的原子核D.若原来有某种放射性元素的原子核10个，则经一个半衰期后，一定有5个原子核发生了衰变思路解析：一次α衰变质量数减少4，电荷数减少2，一次β衰变不改变质量数，电荷数增加1，所以α衰变、β衰变都会生成新核.由于α衰变、β衰变使原子核处于激发态，γ射线便是伴随α衰变、β衰变而发射出来的一种具有很高能量的电磁波.放射性元素衰变的快慢，是由原子核内部决定的，它和化学状态及外界的温度、压强无关.但半衰期是大量原子衰变的统计规律，10个、5个原子用半衰期研究没有意义.答案：ABC12.放射性同位素可作示踪原子，在医学上可以确定肿瘤位置等用途，今有四种不同的放射性同位素R 、P 、Q 、S ，它们的半衰期分别为半年、38天、15天和2天，则我们应选用的同位素应是（ ）A.SB.QC.PD.R思路解析：放射性元素放出的射线会对人、环境等产生危害，所以应选用半衰期短的同位素. 答案：A13.下列核反应中正确的是（ ）A.105B+(α粒子）→137N+11HB.2713Al+10n→2712Mg+(质子）C.94Be+42He→126C+(中子） D.147N+42He→178O+（氘核）思路解析：根据质量数守恒和电荷数守恒可判断出B 、C 项正确.亦可用代入法.答案：BC14.用中子轰击铝27，产生钠24和 X 粒子，钠24具有放射性，它衰变成镁24.则这里的X 粒子和钠24的衰变分别是（ ）A.质子和α衰变B.电子和α衰变C.α粒子和β衰变D.正电子和β衰变思路解析：铝27产生钠24,质量数减少3，α衰变质量数减少4，β衰变不改变质量数，所以X 粒子只能是正电子，且衰变出3个正电子.而钠24衰变成镁24，质量数不改变，所以钠24的衰变只能是β衰变.答案：D15.若元素A 的半衰期为4天，元素B 的半衰期为5天，则相同质量的A 和B 经过20天，衰变的质量之比m A ∶m B 为（ ）A.30∶31B.31∶30C.1∶2D.2∶1 思路解析：根据衰变规律m ＝m 0(21)t/τ，20天对于元素A 是5个半衰期，对于元素B 是4个半衰期．因为原来A 和B 的质量相同，都设为m 0，则衰变的A 和B 的质量分别是m a =m 0-m 0(21)5,m b =m 0-m 0(21)4,则m a ∶m b =31∶30，故正确选项为B ． 答案：B 16.用动能为E k1=0.9 MeV 的质子去击静止的锂核73Li ，生成两个α粒子，测得这两个α 粒子的动能之和E k =19.9 MeV .（1）写出该核反应方程；（2）用E k1、E k 计算核反应过程中释放出的能量ΔE 1；（3）已知质子、α粒子和锂核73Li 的质量分别为：m p =1.007 3 u 、m α=4.001 5 u 、m Li =7.016 0u,1 u 相当的能量为E 0=931.5 MeV ，由此通过有关的计算，你可以得到什么结论？ 思路解析：本题考查核反应方程的书写和核能的计算.解答：（1）11H+73Li→242He. （2）核反应中释放总能量为ΔE 1=E k -E k 1=19.0 MeV .（3）ΔE 2=Δm·c 2=18.9 MeV .由于ΔE 1=ΔE 2，则在误差允许范围内爱因斯坦质能方程正确.答案：（1）略（2）19.0 MeV（3）18.9 MeV ，在误差允许范围内质能方程成立17.一个铀核衰变为钍核时释放出 一个α粒子，已知铀核的质量为3.853 131×10-25 kg ，钍核的质量为3.786 567×10-25 kg ，α粒子的质量为6.646 72×10-27 kg.在这个衰变过程中释放出的能量等于多少？（保留两位有效数字）思路解析：本题考查的是考生的计算能力与质能方程的应用．放出的能量利用ΔE ＝Δm·c 2来计算，若反应过程中质量亏损1 u （碳单位），就会释放931．5 MeV 的能量，若以千克为单位则乘以c 2.解：Δm ＝m U -m T h-m α=(3．853 131×10－25-3．786 567×10－25-6．646 72×10－27) kg ＝9．7×10－30 kg ．ΔE ＝Δmc 2＝9．7×10－30×（3×108）2 J ＝8．7×10－13 J ．答案：8.7×10-13 J。

2019-2019 学年人教版高中物理选修 1-2 第三章核能单元测试一、单项选择题1.本来静止的原子核衰变出α粒子的动能为E k0，假定衰变时产生的能量所有以动能形式开释出来，则此衰变过程的质量损失是（）A. B. C. D.2.卢瑟福经过对α粒子散射实验结果的剖析，提出了原子内部存在（）A. 电子B. 中子C. 质子D. 原子核3.以下对于恒星演化的表达中不正确的选项是（）A.星云中的气体和灰尘一旦收缩成一个原恒星时，一颗新的恒星就出生了B.恒星的燃料耗费殆尽时，它就会膨胀变为巨星或超巨星C.几个超巨星收缩在一同时，形成了黑洞D.超巨星可能爆炸成为超新星4.以下说法正确的选项是 ( )A. 卢瑟福经过α粒子散射实验提出了原子的核式构造模型B.联合能越大，原子核构造必定越稳固C.假如使用某种频次的光不可以使某金属发生光电效应，则需增大入射光的光照强度才行D. 发生β衰变时，元素原子核的质量数不变，电荷数增添35.以下说法中正确的选项是（）A.光电效应是原子核汲取光子向外开释电子的现象B. 一群处于n=3 能级激发态的氢原子，自觉跃迁时能发出 3 种不一样频次的光C. 放射性元素发生一次β衰变，原子序数增添2D. 汤姆生经过α粒子散射实验成立了原子的核式构造模型6.阴极射线管中的高电压的作用是（）A. 使管内气体电离B. 使管内产生阴极射线C. 使管中阻碍物的电势高升D. 使电子加快7.惯性系 s 中有一边长为l 的正方形，从相对 s 系沿 x 方向以靠近光速匀速飞翔的飞翔器上测得该正方形的图象是图中的（）A. B.C. D.二、多项选择题8.对于原子和原子核，以下说法正确的选项是（）A.原子核的半衰期与环境的温度、压强相关B.当前核电站的能量来自轻核的聚变C.天然放射现象中发出的三种射线是从原子核内放出的看不见的射线D. 核反响方程→h+发生的是α衰变9.对于非惯性系，以下说法正确的选项是（）A. 匀速运动的参照系是非惯性系B. 变速运动的参照系是非惯性系C. 牛顿定律在非惯性系中不再成立D. 牛顿定律在非惯性系中仍旧成立10.原子核的联合能和质量损失关系亲密，以下说法正确的选项是（）A.原子核的联合能等于使其完整分解成自由核子所需的最小能量B.原子核的比联合能越大，表示构成原子核的核子数越大，原子核就越稳固C.核燃料要用比联合能小的核D.衰变为粒子和，粒子和的质量之和必定小于的质量ααE.氕和氚联合成氦原子核，其质量损失所对应的能量等于该氦原子核的联合能三、填空题11.如下图，是利用放射线自动控制铝板厚度的装置．若是放射源能放射出α、β、γ三种射线，而依据设计，该生产线压制的是3mm 厚的铝板，那么是三种射线中的________射线对控制厚度起主要作用．当探测接收器单位时间内接收到的放射性粒子的个数超出标准值时，将会经过自动装置将M 、N 两个轧辊间的距离调 ________一些．12.当物体的速度v＝ 0.9c（ c 为光速）时，物体的质量增大到原质量的________倍 .13.如下图为卢瑟福发现质子的实验装置．M 是显微镜， S 是荧光屏，窗口 F 处装有银箔，氮气从阀门T 充入， A 是放射源．写出该实验的核反响方程为：________；充入氮气后，调整银箔厚度，使 S 上 ________（填“能见到”或“见不到”）质子惹起的闪耀．四、解答题14.请同学们考虑并回答以下几个问题：① 如下图，参照系相对于参照系静止时，人看到的光速应是多少？②参照系相对于参照系以速度v向右运动，人看到的光速应是多少？③参照系相对于参照系以速度v向左运动，人看到的光速又是多少？五、综合题15.1930 年发现，在真空条件下用质量为m1的α粒子轰击质量为m2的时，会产生一种质量为m3，贯串能力强且不带电、质量与质子很靠近的粒子和另一种质量为m4 的原子核．（1）写出这个过程的核反响方程．（2）求出此过程中开释出的核能．（已知光在真空中的速度为C）16.钚的放射性同位素静止时衰变为铀核和粒子，并放出能量为0.097MeV的光子，其余αγ的能量都转变为和α粒子的动能．已知：、和α粒子的质量分别为m Pu＝ 239.0521u、＝和＝4.0026u ，1u＝931.5MeV/c2.m U 235.0439u mα（1）写出衰变方程 .（2）求α粒子的动能（忽视γ光子的动量）．答案分析部分一、单项选择题1.【答案】 D2.【答案】 D3.【答案】 C4.【答案】 A语文课本中的文章都是优选的比较优异的文章,还有许多名家名篇。