高中物理選修三5.4核裂變和聚變練習(xí)1（含答案）

魯科版（2019）高中物理（選擇）必修第三冊5.4核裂變和聚變同步練習(xí)一、多選題1．下列說法正確的是（

）A．放射性元素的半衰期與原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件無關(guān)B．β衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子和電子時所產(chǎn)生的C．結(jié)合能越大，原子中核子結(jié)合的越牢固，原子核越穩(wěn)定D．各種氣體原子的能級不同，躍遷時發(fā)射光子的能量（頻率）不同，因此利用不同的氣體可以制成五顏六色的霓虹燈E．根據(jù)波爾理論，氫原子的核外電子由較高能級躍遷到較低能級時，要釋放一定頻率的光子，同時電子的動能減小，電勢能增大二、單選題2．在下列四個核反應(yīng)方程中，X代表質(zhì)子的是（）A． B．C． D．3．下列關(guān)于核力與核能的說法正確的是（）A．核力是強(qiáng)相互作用的一種表現(xiàn)，任意兩個核子之間都存在核力作用B．原子核的比結(jié)合能越大，表示原子核中核子結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn)定C．核力是引起原子核β衰變的原因D．原子核中所有核子單獨(dú)存在時的質(zhì)量總和等于該原子核的總質(zhì)量4．下列核反應(yīng)方程中，屬于α衰變的是（）A．N+He→O+HB．U→Th+HeC．H+H→He+nD．Th→Pa+e5．下列說法中錯誤的是（

）A．若氫原子從n=6能級向n=1能級躍遷時輻射出的光不能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則氫原子從n=6能級向n=2能級躍遷時輻射出的光也不能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)B．核泄漏事故污染物能夠產(chǎn)生對人體有害的輻射，其核反應(yīng)方程式為，可以判斷x為電子C．盧瑟福通過對α粒子散射實驗結(jié)果的分析，提出了原子核內(nèi)有中子存在D．質(zhì)子、中子、α粒子的質(zhì)量分別是m1、m2、m3，質(zhì)子和中子結(jié)合成一個α粒子，釋放的能量是（2m1+2m2m3）c26．月球上特有的能材料，總共大約有100萬噸，是由太陽風(fēng)里的大量中子打人月球表面X粒子中形成的，月球表面稀薄的氣體里，每立方厘米中有數(shù)個粒子，收集這些可以在月球上建立He發(fā)電站，其中X粒子應(yīng)該為（

）A． B． C． D．7．首次用實驗驗證“愛因斯坦質(zhì)能方程”的核反應(yīng)方程是，已知mLi＝7.0160u，mH＝1.0078u，mHe＝4.0026u，則該核反應(yīng)方程中的k值和質(zhì)量虧損分別是()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，中國核聚變?nèi)〉昧酥卮蟮耐黄疲叭嗽焯枴毖b置首次放電成功。氫的同位素氘（又叫重氫）和氚（又叫超重氫）聚合成氦，核反應(yīng)方程是，關(guān)于該反應(yīng)下列說法中正確的是（）A．該反應(yīng)為聚變反應(yīng)，聚變過程中質(zhì)量有所增加B．方程中的X表示中子，中子是貝克勒爾發(fā)現(xiàn)的C．的比結(jié)合能比的比結(jié)合能大D．該反應(yīng)后核子的平均質(zhì)量減小9．“共和國勛章”獲得者于敏與合作者提出了原子核相干結(jié)構(gòu)模型，填補(bǔ)了中國原子核理論的空白，使中國核武器技術(shù)發(fā)展邁上了一個新臺階。下列關(guān)于原子核裂變和聚變的描述，正確的是（）A．核反應(yīng)堆中鈾核俘獲一個中子后分裂為兩個或幾個中等質(zhì)量的原子核，并吸收大量能量B．鈾核裂變?yōu)閮蓚€中等質(zhì)量的原子核的反應(yīng)過程中，核子的比結(jié)合能減小C．重水在核反應(yīng)堆中的作用是使快中子變?yōu)槁凶覦．根據(jù)ΔE=Δmc2可知，質(zhì)量相同的核燃料裂變和聚變釋放的能量相同參考答案試題解析1．ABD【解析】試題分析:A、原子核的半衰期由核內(nèi)部自身因素決定，與原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件無關(guān)．故A正確；B、β衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子和電子時所產(chǎn)生的．故B正確；C、比結(jié)合能越大，原子中核子結(jié)合的越牢固，原子核越穩(wěn)定．與原子核的結(jié)合能無關(guān)．故C錯誤；D、根據(jù)波爾理論，各種氣體原子的能級不同，躍遷時發(fā)射光子的能量（頻率）不同，因此利用不同的氣體可以制成五顏六色的霓虹燈．故D正確；E、根據(jù)波爾理論，氫原子的核外電子由較高能級躍遷到較低能級時，要釋放一定頻率的光子，電勢能減?。煌瑫r，根據(jù)：，可知電子的動能隨軌道的減小而增大．故E錯誤．故選ABD.2．A【解析】根據(jù)核反應(yīng)的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知：A．該反應(yīng)中X的質(zhì)量數(shù)為1，電荷數(shù)為1，為質(zhì)子，選項A正確；B．該反應(yīng)中X的質(zhì)量數(shù)為1，電荷數(shù)為0，為中子，選項B錯誤；C．該反應(yīng)中X的質(zhì)量數(shù)為4，電荷數(shù)為2，為α粒子，選項C錯誤；D．該反應(yīng)中X的質(zhì)量數(shù)為4，電荷數(shù)為2，為α粒子，選項D錯誤。故選A。3．B【解析】A．核力是強(qiáng)相互作用的一種表現(xiàn)，但是力的作用范圍很小，只對相鄰的原子核有作用。A錯誤；B．原子核的穩(wěn)定程度由比結(jié)合能決定，比結(jié)合能越大，越穩(wěn)定。B正確；C．引起原子核β衰變的原因是弱相互作用，而核力是強(qiáng)相互作用。C錯誤；D．原子核中所有核子單獨(dú)存在時的質(zhì)量總和大于該原子核的總質(zhì)量，因為自由核子形成原子核時要釋放能量，根據(jù)質(zhì)能方程，質(zhì)量要發(fā)生虧損。D錯誤。故選B。4．B【解析】A．該反應(yīng)是人工核反應(yīng)方程，是盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程，故A錯誤；B．α衰變是放射性元素的原子核放出α粒子（He）的核反應(yīng)，故B正確；C．H+H→He+n是輕核的聚變反應(yīng)，故C錯誤；D．Th→Pa+e是衰變方程，故D錯誤。故選B。5．C【解析】A．根據(jù)玻爾理論可知，氫原子從n=6能級向n=1能級躍遷時輻射出的光的能量大于氫原子從n=6能級向n=2能級躍遷時輻射出的光的能量，結(jié)合光電效應(yīng)發(fā)生的條件可知，若氫原子從n=6能級向n=1能級躍遷時輻射出的光不能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則氫原子從n=6能級向n=2能級躍遷時輻射出的光也不能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)．故A正確，不符合題意；B．根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒與電荷數(shù)守恒可知，衰變后的產(chǎn)物x的質(zhì)量數(shù)為0，電荷數(shù)為1，衰變方程為：，所以x是電子．故B正確，不符合題意；C．盧瑟福通過對α粒子散射實驗結(jié)果的分析，提出了原子核式結(jié)構(gòu)理論．故C錯誤，符合題意；D．質(zhì)子、中子、α粒子的質(zhì)量分別是m1、m2、m3，質(zhì)子和中子結(jié)合成一個α粒子的過程中虧損的質(zhì)量為(2m1+2m2m3)，根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程可知釋放的能量是（2m1+2m2m3）c2．故D正確，不符合題意．故選C.6．D【解析】根據(jù)題意應(yīng)有，由電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒可知X粒子應(yīng)為。A．。故A不符合題意。

B．。故B不符合題意。

C．。故C不符合題意。

D．。故D符合題意。故選D。7．C【解析】根據(jù)核反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可得：7＋1＝4k；3＋1＝2k，可得k＝2；m前＝mLi＋mH＝7.0160u＋1.0078u＝8.0238u，反應(yīng)后的總質(zhì)量m后＝2mHe＝2×4.0026u＝8.0052u，反應(yīng)前后質(zhì)量虧損為Δm＝m前－m后＝8.0238u－8.0052u＝0.0186u；A.1和4.0212u，與結(jié)論不相符，選項A錯誤；B.1和2.0056u，與結(jié)論不相符，選項B錯誤；C.2和0.0186u，與結(jié)論相符，選項C正確；D.2和1.9970u，與結(jié)論不相符，選項D錯誤；8．D【解析】A．該反應(yīng)為聚變反應(yīng)，重核的裂變和輕核的聚變都會放出核能，根據(jù)愛因斯坦的質(zhì)能方程，一定有質(zhì)量虧損，所以A錯誤；B．根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)，方程中的X表示中子，是查德威克發(fā)現(xiàn)的，所以B錯誤；CD．聚變反應(yīng)是放能反應(yīng)，發(fā)生質(zhì)量虧損，反應(yīng)后核子的平均質(zhì)量減小，的比結(jié)合能比，的比結(jié)合能小，所以C錯誤；D正確；故選D。9．C【解析】A．核反應(yīng)堆中鈾核俘獲一個中子后