（新教材）2021-2022学年高二物理下学期暑假巩固练习5 原子核

1、 5 原子核一、选择题：第15题为单选题，第610题为多选题。1下列射线不是来自于原子核内的是（）A射线B射线C射线D阴极射线2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氢B镉C水D压力容器3放射性同位素发出的射线在科研、医疗、生产等诸多方面得到了广泛的应用，下列有关放射线应用的说法中不正确的是（）A轧钢厂的热轧机安装射线测厚仪对钢板厚度进行自动控制B利用射线的贯穿性能进行人体的透视C用放射线照射作物种子能使其DNA发生变异，经过筛选可以培养优良品种D用射线治疗肿瘤时一定要严格控制剂量，以免对人体正常组织造成太大的危害4科学家利用氘和氚核反应获得能量，核反应方程为

2、eq oal(2,1)Heq oal(3,1)Heq oal(4,2)Heeq oal(1,0)n。已知氘核、氚核、氦核和中子的质量分别为m1、m2、m3、m4，光在真空中的传播速度为c，则在该核反应中平均每个核子释放的核能为（）A(m1m2m3m4)c2B(m3m4m1m2)c2C(m1m2m3m4)c2D(m3m4m1m2)c25福岛第一核电站的核污水含铯、锶、氚等多种放射性物质，一旦排海将对太平洋造成长时间的污染。氚（eq oal(3,1)H）有放射性，会发生衰变并释放能量，其半衰期为12.43年，衰变方程为eq oal(3,1)Heq oal(A,Z)Xeq oal( 0,1)e，以下

3、说法正确的是（）Aeq oal(A,Z)X的中子数为3B衰变前的质量与衰变后eq oal(A,Z)X和eq oal( 0,1)e的总质量相等C自然界现存在的eq oal(3,1)H将在24.86年后衰变完毕Deq oal(3,1)H在不同化合物中的半衰期相同6粒子在很多物理实验中扮演着重要的角色，下列说法正确的是（）A图甲表示的是粒子散射实验，该实验揭示了原子核是可再分的B图乙表示的是磁场对、和射线的作用情况，其中是射线C图丙表示的是用粒子轰击氮核发现了质子D图丁表示的是铀238放出一个粒子后，质量数减少4，变成铀2347“轨道电子俘获”是放射性同位素衰变的一种形式，它是指原子核（母核）俘获一

4、个核外电子，其内部一个质子转变为中子，从而变成一个新核（子核），并且放出一个中微子的过程。中微子的质量极小，不带电，很难探测到，人们最早就是通过子核的反冲而间接证明中微子存在的。若一个静止的原子核发生“轨道电子俘获”（电子的初动量不计），则（）A母核的质量数比子核的质量数多1个B母核的电荷数比子核的电荷数多1个C子核的动量与中微子的动量大小相等D子核的动能大于中微子的动能8我国核电发展快速，2021年核能发电量达到了828. 84亿千瓦时，同比增长超过20%。重核裂变是核电站中核反应堆的主要反应，某核反应堆中的一种核裂变反应方程为eq oal(235, 92)Ueq oal(1,0)neq o

5、al(144, 56)Baeq oal(89,36)Kr3X下列说法正确的是（）A该反应生成物中X为中子B该反应生成物中X为质子Ceq oal(144, 56)Ba的比结合能比eq oal(89,36)Kr的小Deq oal(144, 56)Ba的比结合能比eq oal(235, 92)U的小9原子核的比结合能与质量数的关系图像如图所示，下列说法正确的是（）Aeq oal(89,36)Kr核比eq oal(235, 92)U核更稳定B结合能越大，质量数越大，原子核越稳定Ceq oal(4,2)He核比eq oal(6,3)Li核结合能小，比结合能大D原子核的结合能等于把其完全分解成自由核子所需

6、的最小能量102021年9月，在甘肃省武威市全球首台钍基熔盐核反应堆进行试运行放电，也标志着我国成为世界上第一个对第四代核电技术进行商业化试验运营的国家。反应堆工作原理如图所示，钍232（）吸收一个中子后会变成钍233，钍233不稳定，会变成易裂变核素铀233（）。下列说法正确的是（）A钍232变成铀233的核反应方程式是：，B中间产生的新核镤233（）从高能级向低能级跃迁时，会伴随辐射C新核铀233（）的结合能小于钍233（）D核反应堆是通过核裂变把核能直接转化为电能发电二、非选择题11核污水中常含有氚（eq oal(3,1)H）等放射性核素，处置不当将严重威胁人类安全。氚衰变的半衰期长达1

7、2.5年，衰变方程为，其中是质量可忽略不计的中性粒子，Z_，A_。若将含有质量为m的氚的核污水排入大海，即使经过50年，排入海中的氚还剩_m（用分数表示）。12硼中子俘获疗法是肿瘤治疗的新技术，其原理是进入癌细胞内的硼核吸收慢中子，转变成锂核和粒子，释放出光子。已知核反应过程中质量亏损为m，光子的能量为E0，硼核的比结合能为E1，锂核的比结合能为E2，普朗克常量为h，真空中光速为c。(1)写出核反应方程并求出光子的波长；(2)求核反应放出的能量E及氦核的比结合能E3。13镭（Ra）是历史上第一个被分离出来的放射性元素，已知能自发放出粒子而变成新核Rn，已知的质量m1226.0207u，Rn的质

8、量m2222.0101u，粒子的质量m4.0026u。如图所示，一个静止的镭核在匀强磁场中发生衰变，衰变后两粒子运动平面与磁场垂直（涉及比值时，质量可取整数）求：(1)粒子与Rn核在磁场中运动的半径之比和周期之比；(2)衰变过程中放出的能量；(3)粒子的动能。14我国首艘攻击核潜艇，代号091型，西方称其为汉级攻击核潜艇，其核反应堆采用的燃料是铀235，一个铀235裂变时释放的能量为200 MeV。在核反应堆中一般用石墨做慢化剂使快中子减速成为慢中子，达到有效裂变。已知碳核的质量是中子的12倍，假设中子与碳核的每次碰撞都是弹性正碰，而且认为碰撞前碳核都是静止的。求：(1)一个铀235裂变对应的

9、质量亏损；(2)要想将动能为E0的快中子减小到106E0的慢中子，至少经过多少次碰撞。答案与解析1.【答案】D【解析】射线、射线、射线都是在放射性物质衰变的过程中放射出的，来自于原子核的衰变，即它们均来自于原子核内，而阴极射线是阴极受热后，原子的核外电子受激发而发射出的电子，不是来自于原子核内，故选D。2.【答案】C【解析】在可控核反应堆中需要给快中子减速，轻水、重水和石墨等常用作减速剂，故选C。3.【答案】B【解析】轧钢厂的热轧机安装射线测厚仪对钢板厚度进行自动控制，A正确；利用射线的贯穿性可以为金属探伤，但射线对人体细胞伤害太大，因此不能用来透视人体，B错误；用放射线照射作物种子能使其DN

10、A发生变异，经过筛选可以培养优良品种，C正确；用射线治疗肿瘤时一定要严格控制剂量，以免对人体正常组织造成太大的危害，D正确。本题选不正确的，故选B。4.【答案】C【解析】聚变时有质量亏损，根据爱因斯坦质能方程可知，聚变时释放的能量，总共有5个核子参与反应，则平均每个核子释放的核能为，故选C。5.【答案】D【解析】根据核电荷数守恒和质量数守恒，可得核反应方程，衰变产物有，中子数为1，A错误；氚（eq oal(3,1)H）有放射性，会发生衰变并释放能量，故反应会亏损质量，衰变前的质量大于衰变后eq oal(A,Z)X和eq oal( 0,1)e的总质量，B错误；自然界现存在的eq oal(3,1)

11、H将在24.86年后即两个半衰期，衰变剩下，未衰变完毕，C错误；半衰期与化学状态无关，eq oal(3,1)H在不同化合物中的半衰期相同，D正确。6.【答案】CD【解析】图甲表示的是粒子散射实验，该实验揭示了原子的核式结构理论，并没有揭示原子核是可再分的，A错误；图乙表示的是磁场对、和射线的作用情况，因为粒子带正电，根据左手定则可知，其中是射线，B错误；图丙表示的是用粒子轰击氮核发现了质子，C正确；根据核反应方程要求质量数和电荷数守恒可以知道，铀238放出一个粒子后，质量数减少4，电荷数减少2成为新核，故D正确。7.【答案】BC【解析】原子核（称为母核）俘获一个核外电子，使其内部的一个质子变为

12、中子，并放出一个中微子，从而变成一个新核（称为子核），子核与母核相比，电荷数少1，质量数不变，故A错误，B正确；静止的原子核（称为母核）俘获电子（电子的初动量可不计）的过程中动量守恒，初状态系统的总动量为0，则子核的动量和中微子的动量大小相等，方向相反，故C正确；子核的动量大小和中微子的动量大小相等，由于中微子的质量很小，根据，中微子的动能大于子核的动能，故D错误。8.【答案】AC【解析】根据核反应中质量数守恒，电荷数守恒，可得X的电荷数为0，质量数为1，所以X为中子，故A正确，B错误；因为中等质量的原子核比结合能最大，质量数越大，比结合能越小，所以eq oal(144, 56)Ba的比结合能

13、比eq oal(235, 92)U的大，eq oal(144, 56)Ba的比结合能比eq oal(89,36)Kr的小，故C正确，D错误。9.【答案】ACD【解析】由图可知eq oal(89,36)Kr核比eq oal(235, 92)U核的比结合能大，比结合能越大，越稳定，则eq oal(89,36)Kr核比eq oal(235, 92)U核更稳定，故A正确；结合能与质量数之比越大，则原子核越稳定，结合能越大，质量数越大，他们之比不一定大，故B错误；eq oal(4,2)He核的结合能为，eq oal(6,3)Li核的结合能为，结合题图可得eq oal(4,2)He核比eq oal(6,3

14、)Li核结合能小，比结合能大，故C正确；原子核的结合能等于把其完全分解成自由核子所需的最小能量，故D正确。10.【答案】AB【解析】根据核反应的电荷数和质量数守恒可知，钍233变成铀233的核反应方程式是，A正确；中间产生的新核镤233（）从高能级向低能级跃迁时，放出能量，会伴随辐射，B正确；整个过程中释放能量，则生成的新核铀233（）更加稳定，则新核铀233（）的结合能大于钍233（），C错误；在核电站的核反应堆内部，核燃料具有的核能通过核裂变反应转化为内能，然后通过发电机转化为电能，故D错误。11.【答案】2 3 【解析】根据电荷数守恒和质量数守恒可得，；经过50年，排入海水中的氚的剩余质量为。12.【解析】(1)核反应方程为根据可求得光子的波长。(2)由质能方程可知，核反应中放出的能量由能量关系可得解得。13.【解析】(1)静止的镭核衰变时动量守恒，粒子与Rn核运动方向相反，因此均带正电，在磁场中所受洛伦兹力方向相反，偏转方向相反；又因粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，故两粒子的运动轨迹为两外切圆，由动量守恒知由可得可知由周期公式得。(2)衰变过程中的质量亏损释放的能量。(3)由及得所以粒子的动能为。14.【解析】(1)由爱因斯坦质能方程可知，裂变时释放的能量与质量亏损的关系解得故