人教版高中物理选修23 第六章 核能与反应堆 单元检测.docx

1、人教版高中物理选修2-3 第六章 核能与反应堆 单元检测一、单选题1.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铀元素，它可破坏细胞基因，提高罹患癌症的风险已知钚的一种同位素 Pu的半衰期为24100年，其衰变方程为 PuX+ He+，下列有关说法正确的是（ ） A.X原子核中含有92个中子B.100个 Pu经过24100年后一定还剩余50个C.由于衰变时释放巨大能量，根据E=mc2 ， 衰变过程总质量增加D.衰变发出的放射线是波长很短的光子，具有很强的穿透能力2.二十世纪初，为了研究物质的内部结构，物理学家做了大

2、量的实验，揭示了原子内部的结构，发现了电子、中子和质子，如图中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是放射源则该装置是（）A.卢瑟福的粒子散射实验装置B.卢瑟福发现质子的实验装置C.汤姆生发现电子的实验装置D.查德威克发现中子的实验装置3.已知氘核的平均结合能是1.09MeV ， 氚核的平均结合能是2.78MeV ， 氦核的平均结合能是7.03MeV 在某次核反应中，1个氘核和1个氚核结合生成1个氦核并放出17.6MeV的能量，下列说法正确的是（） A.这是一个裂变反应B.核反应方程式为 H+ H He+ nC.目前核电站都采用上述核反应发电D.该核反应不会有质量亏损4

3、.原子核聚变可望给人类未来提供丰富的洁净能源当氘等离子体被加热到适当高温时，氘核参与的几种聚变反应可能发生，放出能量这几种反应总的效果可以表示为6 Hk He+d H+2 n+43.15MeV由平衡条件可知（ ） A.k=1，d=4B.k=2，d=2C.k=1，d=6D.k=2，d=35.下列说法正确的是（） A.原子核发生衰变时，新核与粒子的总质量等于原来的原子核的质量B.在原子核中，比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固C.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，电势能增大，原子的总能量不变D.太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应6.关于

4、聚变，以下说法正确的是（ ） A.两个轻原子核聚变为一个质量较大的原子核放出的能量比一个重核分裂成两个中等质量的原子核放出的能量大很多倍B.一定质量的聚变物质聚变时放出的能量比相同质量的裂变物质裂变时释放的能量小很多C.聚变发生的条件是聚变物质的体积大于临界体积D.发生聚变反应时，原子核必须有足够大的动能7.在科学技术研究中，关于原子定态，原子核变化的过程中，下列说法正确的是（） A.采用物理或化学方法可以有效地改变放射性元素的半衰期B.U衰变成 6Pb要经过8次衰变和6次衰变C.从高空对地面进行遥感摄影是利用紫外线良好的穿透能力D.原子核所含核子单独存在时的总质量小于该原子核的质量8.下列说

5、法正确的是（） A.链式反应在任何条件下都能发生B.放射性元素的半衰期随环境温度的升高而缩短C.中等核的比结合能最大，因此这些核是最稳定的D.根据E=mc2可知，物体所具有的能量和它的质量之间存在着简单的正比关系9.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10.2019年3月11日下午，日本东部海域发生里氏9.0级大地震，并引发海啸，受此影响，日本福岛第一核电站发生放射性物质泄漏事故，对人的安全及环境产生一定的危害作用下列关于核反应

6、及核衰变的一些说法中正确的是（） A.福岛核电站是依靠核聚变反应放出的核能来发电的B.核裂变过程质量亏损，核聚变过程质量增大C.放射性物质半衰期越短，污染环境时间也越短D.射线与射线一样是电磁波，但穿透本领远比射线小二、多选题11.静止的镭原子核 经一次衰变后变成一个新核Rn，则下列说法正确的是（ ） A.该衰变方程为 Ra Rn+ HeB.若该元素的半衰期为，则经过2的时间，2kg的 中有1.5kg已经发生了衰变C.若该元素的半衰期为，则经过2的时间，4个 原子核中有3个已经发生了衰变D.随着该元素样品的不断衰变，剩下未衰变的原子核 越来越少，其半衰期也变短E.若把该元素放到密闭的容器中或者

7、升高温度，则可以减慢它的衰变速度12.钍 Th具有放射性，它能放出一个新的粒子而变为镤 Pa，同时伴随有射线产生，其方程为 Th Pa+x，钍的半衰期为24天则下列说法中正确的是（） A.x为质子B.x是钍核中的一个中子转化成一个质子时产生的C.射线是镤原子核放出的D.1g钍 Th经过120天后还剩0.2g钍13.一静止的铝原子核 Al俘获一速度为1.0107 m/s的质子p后，变为处于激发态的硅原子核 Si* 下列说法正确的是（ ） A.核反应方程为p+ Al Si*B.核反应过程中系统动量守恒C.核反应过程中系统能量不守恒D.核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和14.

8、下列物理现象正确的是（ ） A.电子的衍射现象说明实物粒子也具有波动性B.链式反应属于重核的聚变C.能量越大的光子波长越长D.核力是强相互作用三、填空题15.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 H轰击锂核 Li能产生两个粒子，mLi=7.016u，mH=1.0078u，mHe=4.0026u，1u相当于931.5MeV，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） 16.在下列描述的核过程的方程中，属于衰变的是_，属于衰变的是_，属于裂变的是_，属于聚变的是_（填正确答案的标号）A. C N+ eB. P S+ eC. U Th+ HeD

9、. N+ He O+ HE. U+ n Xe+ Sr+2 nF. H+ H He+ n 17.用中子轰击锂核（ Li）发生核反应，生成氚核和粒子，并释放出4.8Mev的能量，请写出核反应方程_ 四、计算题18.（2019北京）在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核发生了一次衰变放射出粒子（ ）在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R以m、q分别表示粒子的质量和电荷量 （1）放射性原子核用 表示，新核的元素符号用Y表示，写出该衰变的核反应方程 （2）粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，求圆周运动的周期和环形电流大小 （3）设该衰变过程释放的核能都转为为粒子和新核的动能，新核

10、的质量为M，求衰变过程的质量亏损m 五、解答题19.1926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 Rn， Rn经过x次衰变和y次衰变后变成稳定的 P（1u=931.5MeV）求x、y的值；一个静止的氡核（ Rn）放出一个粒子后变成钋核（ Po），已知质量亏损m=0.0002u，若释放的核能全部转化为钋核和粒子的动能，试写出该衰变方程，并求出粒子的动能 六、综合题20.两个氘核聚变产生一个中子和氦核（氦的同位素）已知氘核的质量mD=2.01360u，氦核的质量mHe=3.0150u，

11、中子的质量mn=1.0087u （1）写出聚变方程； （2）计算释放的核能； （3）若反应前两个氘核的动能为0.35MeV，它们正面对撞发生聚变，且反应后释放的核能全部转化为动能，分别求产生的氦核和中子两者的动能；（1原子质量单位u相当于931.5MeV的能量） 21.一个静止的铀核 （原子质量为232.0372u）放出一个粒子（原子质量为4.0026u）后衰变成钍核 （原子质量为228.0287u）。（已知：原子质量单位1u=1.671027kg，1u相当于931MeV）。 （1）写出核衰变反应方程并算出该核衰变反应中释放出的核能； （2）假设反应中释放出的核能全部转化为钍核和粒子的动能，则

12、钍核获得的动能有多大？ 答案解析部分一、单选题1.【答案】D 2.【答案】B 3.【答案】B 4.【答案】B 5.【答案】D 6.【答案】D 7.【答案】B 8.【答案】C 9.【答案】C 10.【答案】C 二、多选题11.【答案】A,B 12.【答案】B,C 13.【答案】A,B 14.【答案】A,D 三、填空题15.【答案】Li+ H2 He；7.3 16.【答案】C；AB；E；F 17.【答案】Li+ + He 四、计算题18.【答案】（1）由质量数及电荷数守恒可得该衰变的核反应方程为 + ；答：放射性原子核用 表示，新核的元素符号用Y表示，则该衰变的核反应方程为 + ；（2）粒子做圆周

13、运动，洛伦兹力提供向心力，设圆周运动的速率为v，则有： ，则圆周运动的周期 ；那么相当于环形电流在周期T内通过的电量为q，则等效环形电流大小 ；答：粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，则圆周运动的周期为 ，环形电流大小为 ；（3）因为衰变时间极短，且衰变时内力远远大于外力，故认为在衰变过程中外力可忽略，则有动量守恒，设新核的速度为v，则有：mv+Mv=0；由（2）可得： ，所以， ，则衰变过程使两粒子获得动能 = ；由于衰变过程，质量亏损产生的核能全部转化为粒子的动能，故衰变过程的质量亏损 ；答：设该衰变过程释放的核能都转为为粒子和新核的动能，新核的质量为M，则衰变过程的质量亏损m为损 五、

14、解答题19.【答案】解：核反应过程质量数与核电荷数守恒，由题意可得：4x=222206，得：x=486=82+2xy得：y=4根据质量数守恒与电荷数守恒可知，衰变方程为： Rn Po+ He；质量亏损m=0.0002u，所以产生的能量：E=0.0002u931.5MeV/u=0.1863MeV=2.98081020J核反应过程系统动量守恒，以粒子的速度方向为正方向，由动量守恒定律得：mvmPovPo=0，又：E= 粒子的动能： Po核的动能： 由题可知粒子与Po核的质量数之比为218：4代入数据解得： J；答：x=4，y=4衰变方程为： Rn Po+ He，粒子的动能是2.9271020J 六

15、、综合题20.【答案】（1）解：聚变的核反应方程：2 + ；答：聚变方程：2 + ；（2）解：核反应过程中的质量亏损：m=2mDmHemn=0.0035u；释放的核能：E=mc2=0.0035931.5 MeV3.26 MeV答：释放的核能3.26 MeV；（3）解：对撞过程动量守恒，由于反应前两氘核动能相同，其动量等值反向，因此反应前后系统的动量为零，即：0=mHevHe+mnvn反应前后总能量守恒，可得： mHev2He+ mnv2n=E+2Ek0；解得：EkHe=0.99MeV；Ekn=2.97MeV；答：产生的氦核和中子两者的动能分别是0.99MeV与2.97MeV 21.【答案】（1）根据质量数和能量束守恒可得： ，在根据质能方程 代入数据可求：释放出的核能为5.49MeV（2）根据动量守恒得： ，由题意知核能全部转化为动能即： ，代入数据可求：