高中物理选修三5.4核裂变和聚变练习1（含答案）

鲁科版（2019）高中物理（选择）必修第三册5.4核裂变和聚变同步练习一、多选题1．下列说法正确的是（

）A．放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态和外部条件无关B．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子时所产生的C．结合能越大，原子中核子结合的越牢固，原子核越稳定D．各种气体原子的能级不同，跃迁时发射光子的能量（频率）不同，因此利用不同的气体可以制成五颜六色的霓虹灯E．根据波尔理论，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能减小，电势能增大二、单选题2．在下列四个核反应方程中，X代表质子的是（）A． B．C． D．3．下列关于核力与核能的说法正确的是（）A．核力是强相互作用的一种表现，任意两个核子之间都存在核力作用B．原子核的比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定C．核力是引起原子核β衰变的原因D．原子核中所有核子单独存在时的质量总和等于该原子核的总质量4．下列核反应方程中，属于α衰变的是（）A．N+He→O+HB．U→Th+HeC．H+H→He+nD．Th→Pa+e5．下列说法中错误的是（

）A．若氢原子从n=6能级向n=1能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则氢原子从n=6能级向n=2能级跃迁时辐射出的光也不能使该金属发生光电效应B．核泄漏事故污染物能够产生对人体有害的辐射，其核反应方程式为，可以判断x为电子C．卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出了原子核内有中子存在D．质子、中子、α粒子的质量分别是m1、m2、m3，质子和中子结合成一个α粒子，释放的能量是（2m1+2m2m3）c26．月球上特有的能材料，总共大约有100万吨，是由太阳风里的大量中子打人月球表面X粒子中形成的，月球表面稀薄的气体里，每立方厘米中有数个粒子，收集这些可以在月球上建立He发电站，其中X粒子应该为（

）A． B． C． D．7．首次用实验验证“爱因斯坦质能方程”的核反应方程是，已知mLi＝7.0160u，mH＝1.0078u，mHe＝4.0026u，则该核反应方程中的k值和质量亏损分别是()A．1和4.0212u B．1和2.0056uC．2和0.0186u D．2和1.9970u8．2020年12月26日消息，中国核聚变取得了重大的突破，“人造太阳”装置首次放电成功。氢的同位素氘（又叫重氢）和氚（又叫超重氢）聚合成氦，核反应方程是，关于该反应下列说法中正确的是（）A．该反应为聚变反应，聚变过程中质量有所增加B．方程中的X表示中子，中子是贝克勒尔发现的C．的比结合能比的比结合能大D．该反应后核子的平均质量减小9．“共和国勋章”获得者于敏与合作者提出了原子核相干结构模型，填补了中国原子核理论的空白，使中国核武器技术发展迈上了一个新台阶。下列关于原子核裂变和聚变的描述，正确的是（）A．核反应堆中铀核俘获一个中子后分裂为两个或几个中等质量的原子核，并吸收大量能量B．铀核裂变为两个中等质量的原子核的反应过程中，核子的比结合能减小C．重水在核反应堆中的作用是使快中子变为慢中子D．根据ΔE=Δmc2可知，质量相同的核燃料裂变和聚变释放的能量相同参考答案试题解析1．ABD【解析】试题分析:A、原子核的半衰期由核内部自身因素决定，与原子所处的化学状态和外部条件无关．故A正确；B、β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子时所产生的．故B正确；C、比结合能越大，原子中核子结合的越牢固，原子核越稳定．与原子核的结合能无关．故C错误；D、根据波尔理论，各种气体原子的能级不同，跃迁时发射光子的能量（频率）不同，因此利用不同的气体可以制成五颜六色的霓虹灯．故D正确；E、根据波尔理论，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，电势能减小；同时，根据：，可知电子的动能随轨道的减小而增大．故E错误．故选ABD.2．A【解析】根据核反应的质量数和电荷数守恒可知：A．该反应中X的质量数为1，电荷数为1，为质子，选项A正确；B．该反应中X的质量数为1，电荷数为0，为中子，选项B错误；C．该反应中X的质量数为4，电荷数为2，为α粒子，选项C错误；D．该反应中X的质量数为4，电荷数为2，为α粒子，选项D错误。故选A。3．B【解析】A．核力是强相互作用的一种表现，但是力的作用范围很小，只对相邻的原子核有作用。A错误；B．原子核的稳定程度由比结合能决定，比结合能越大，越稳定。B正确；C．引起原子核β衰变的原因是弱相互作用，而核力是强相互作用。C错误；D．原子核中所有核子单独存在时的质量总和大于该原子核的总质量，因为自由核子形成原子核时要释放能量，根据质能方程，质量要发生亏损。D错误。故选B。4．B【解析】A．该反应是人工核反应方程，是卢瑟福发现质子的核反应方程，故A错误；B．α衰变是放射性元素的原子核放出α粒子（He）的核反应，故B正确；C．H+H→He+n是轻核的聚变反应，故C错误；D．Th→Pa+e是衰变方程，故D错误。故选B。5．C【解析】A．根据玻尔理论可知，氢原子从n=6能级向n=1能级跃迁时辐射出的光的能量大于氢原子从n=6能级向n=2能级跃迁时辐射出的光的能量，结合光电效应发生的条件可知，若氢原子从n=6能级向n=1能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则氢原子从n=6能级向n=2能级跃迁时辐射出的光也不能使该金属发生光电效应．故A正确，不符合题意；B．根据质量数守恒与电荷数守恒可知，衰变后的产物x的质量数为0，电荷数为1，衰变方程为：，所以x是电子．故B正确，不符合题意；C．卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出了原子核式结构理论．故C错误，符合题意；D．质子、中子、α粒子的质量分别是m1、m2、m3，质子和中子结合成一个α粒子的过程中亏损的质量为(2m1+2m2m3)，根据爱因斯坦质能方程可知释放的能量是（2m1+2m2m3）c2．故D正确，不符合题意．故选C.6．D【解析】根据题意应有，由电荷数守恒、质量数守恒可知X粒子应为。A．。故A不符合题意。

B．。故B不符合题意。

C．。故C不符合题意。

D．。故D符合题意。故选D。7．C【解析】根据核反应前后质量数守恒和电荷数守恒可得：7＋1＝4k；3＋1＝2k，可得k＝2；m前＝mLi＋mH＝7.0160u＋1.0078u＝8.0238u，反应后的总质量m后＝2mHe＝2×4.0026u＝8.0052u，反应前后质量亏损为Δm＝m前－m后＝8.0238u－8.0052u＝0.0186u；A.1和4.0212u，与结论不相符，选项A错误；B.1和2.0056u，与结论不相符，选项B错误；C.2和0.0186u，与结论相符，选项C正确；D.2和1.9970u，与结论不相符，选项D错误；8．D【解析】A．该反应为聚变反应，重核的裂变和轻核的聚变都会放出核能，根据爱因斯坦的质能方程，一定有质量亏损，所以A错误；B．根据质量数和电荷数，方程中的X表示中子，是查德威克发现的，所以B错误；CD．聚变反应是放能反应，发生质量亏损，反应后核子的平均质量减小，的比结合能比，的比结合能小，所以C错误；D正确；故选D。9．C【解析】A．核反应堆中铀核俘获一个中子后