原子核單元測試題一、選擇題（本題共8小題，每小題6分，共計48分）1【導學號36300461】質子、中子和氘核的質量分別為m1、m2和m3。當一個質子和一個中子結合成氘核時，釋放的能量是(c表示真空中的光速)（ ）A(m1m2m3)c B(m1m2m3)cC(m1m2m3)c2 D(m1m2m3)c22【導學號36300462】下列表示重核裂變的方程是（ ）AHHHen BPSieCNHeOH DUnSrXe10n3【導學號36300463】核能作為一種新能源在現代社會中已不可缺少，我國在完善核電安全基礎上將加大核電站建設。核泄漏中的钚(Pu)是一種具有放射性的超鈾元素，它可破壞細胞基因，提高患癌癥的風險。已知钚的一種同位素Pu的半衰期為24100年，其衰變方程為PuXHe，下列有關說法正確的是（ ）AX原子核中含有92個中子B100個Pu經過24100年后一定還剩余50個C由于衰變時釋放巨大能量，根據Emc2，衰變過程總質量增加D衰變發出的放射線是波長很短的光子，具有很強的穿透能力4【導學號36300464】一個原子核在中子的轟擊下發生一種可能的裂變反應，其裂變方程為，則下列說法正確的是（ ）AX是原子核中含有86個中子BX是原子核中含有141個核子C因為裂變釋放能量，根據Emc2，所以裂變后的總質量數增加D因為裂變釋放能量，出現質量虧損，所以裂變后的總質量數減少5【導學號36300465】如圖1所示，為查德威克實驗示意圖，由天然放射性元素釙(Po)放射的射線轟擊鈹時會產生粒子流a，用粒子流a轟擊石蠟時，會打出粒子流b，經研究知道（ ）Aa為中子，b為質子Ba為質子，b為中子Ca為射線，b為中子Da為中子，b為射線6【導學號36300466】關于核電站和核輻射，下列說法中正確的是（ ）A核反應堆發生的是輕核聚變反應B核反應堆發生的是重核裂變反應C放射性同位素的半衰期長短是由核內部本身決定，與外部條件無關D放射性同位素的半衰期長短與地震、風力等外部環境有關7【導學號36300467】氦3與氘的核聚變發電不產生溫室氣體，不產生放射性物質，是一種十分清潔、安全和環保的能源，開發月壤中蘊藏豐富的氦3資源，對人類社會今后的可持續發展具有深遠意義。該核反應可表示為HeHLiX(X表示某種粒子)，若He、H和Li的質量分別為m1、m2、m3，則下列選項正確的是（ ）AX為中子B這種核反應在月球上可自發進行C高速的X粒子可以用來工業探傷D該反應釋放的核能E(m1m2m3)c28【導學號36300468】一靜止的鋁原子核Al俘獲一速度為1.0107m/s的質子p后，變為處于激發態的硅原子核Si*，下列說法正確的是（ ）A核反應方程為pAlSi*B核反應過程中系統動量守恒C核反應過程中系統能量不守恒D硅原子核速度的數量級為105m/s，方向與質子初速度的方向一致二、填空題（本題共小題，共14分）9【導學號36300469】（6分）一個氘核和一個氚核結合成氦時，釋放的核能為E，阿伏加德羅常數為NA，則4克氘核與6克氚核完全反應，發生的質量虧損是_。 10【導學號36300470】（8分）潮汐能屬于無污染能源，但能量的轉化率較低，相比之下，核能是一種高效的能源。（1）在核電站中，為了防止放射性物質泄漏，核反應堆有三道防護屏障：燃料包殼、壓力殼和安全殼，如圖2a。結合圖2b可知，安全殼應當選用的材料是_。（2）核反應堆中的核廢料具有很強的放射性，目前常用的處理方法是將其裝入特制的容器中，然后_。A沉入海底 B放至沙漠C運到月球 D深埋地下三、解答題（本題共3小題，共38分）11【導學號36300471】（12分）太陽內部四個質子聚變成一個粒子，同時發射兩個正電子和兩個沒有靜止質量的中微子。若太陽輻射能量的總功率P，質子、氦核、正電子的質量分別為mp、mHe、me，真空中光速為c求t時間內參與核反應的質子數。12【導學號36300472】（12分）一個靜止的氮核N俘獲一個速度為2.3107m/s的中子生成一個復核A，A又衰變成B、C兩個新核。設B、C的速度方向與中子速度方向相同，B的質量是中子的11倍，B的速度是106m/s，B、C兩原子核的電荷數之比為5:2。求：(1)C為何種粒子？(2)C核的速度大小。13【導學號36300473】（14分）如圖3所示，在直角坐標系虛線以下區域內有磁感應強度為B、方向垂直紙面向里的勻強磁場，虛線平行于x軸，虛線與x軸相距為h。某一時刻靜止于坐標原點的原子核X發生衰變，粒子沿x軸方向射入磁場，射出磁場時與x軸正方向的夾角為120。已知粒子質量為m，電荷量為 2，剩余核的質量為M。設衰變過程中釋放的核能全部轉化為粒子和剩余核的動能，求原子核X的質量。第10期參考答案1C解析 Emc2，其中m(m1m2m3)，則E(m1m2m3)c2 ，選項C正確，A、B、D錯誤。2D解析 HHHen是輕核聚變；PSie是產生正電子的方程；NHeOH是原子人工核反應；UnSr 54Xe10n是重核裂變。綜上可知，選項D正確。3D 解析 根據核反應方程遵循的規律，X原子核中含有92個質子，235個核子，143個中子，選項A錯誤。半衰期是對大量原子核衰變的統計規律，100個Pu經過24 100年后不一定還剩余50個，選項B錯誤；由于衰變時釋放巨大能量，衰變過程總質量不變，放出粒子的質量和生成新核的質量之和小于衰變前核的質量，選項C錯誤；衰變發出的放射線是波長很短的光子，具有很強的穿透能力，選項D正確。4A 解析 由質量數守恒和電荷數守恒知：2351a9421，92b38，解得：a =140， b =54，其中a是X的質量數，b為X的電荷數，X核中的中子數為：ab1405486， 選項A正確、選項B錯誤；裂變釋放能量，由質能關系可知，其總質量減小，但質量數守恒，選項C、D錯誤。5A 解析 射線轟擊鈹時會產生粒子流a為中子，而石蠟中含有大量氫原子（質子），轟擊石蠟的不可見射線應該是質子，選項A正確。6BC解析核反應堆發生的是重核裂變反應，選項A錯誤，B正確；放射性同位素的半衰期長短是由核內部本身決定，與外部條件無關，選項C正確，D錯誤。7AD 解析 由電荷數守恒和質量數守恒可得X為n，選項A正確；輕核聚變又稱熱核反應，必須在高溫下進行，不能在月球上自發進行，選項B錯誤；能夠用來工業探傷的是射線，并非高速中子流，選項C錯誤；由質能方程可知，該反應釋放的核能E(m1m2m3mn)c2(m1m2m3)c2，選項D正確。8ABD 解析 核反應方程為pAlSi*，選項A正確；核反應過程中系統動量守恒、能量守恒，選項B正確、C錯誤；由動量守恒定律得0m1v1m2v2，即0110728v2，解得v20.036107m/s3.6105m/s，選項D正確。9 解析 4克的氘核和6克的氚核的摩爾數都是2，因此原子核數均為2NA，由于一個氘核和一個氚核結合成氦時，釋放的核能為E，故釋放總能量為E2NAE，而Emc2，。10（1）混凝土（2）D解析（1）從圖b可以看出，射線和射線穿透能力很強，可以穿透幾毫米厚的鉛板，但不能穿透混凝土。（2）放射性元素的半衰期長，污染性強，應深埋地下。11 解析 核反應放出的能量E=mc2=(4mp-2me-mHe)c2 設t時間內參與核反應的質子數為n，依題意，Pt=nE /4 解得 12（1）粒子(氦原子核He) （2）3106m/s解析（1）靜止的氮核N俘獲一個速度為2.3107m/s的中子生成一個復核A，復核A質量數為15，B的質量數是11，則C核的質量數是4。 根據B、C兩原子核的電荷數之比為5：2可知C核的電荷數為2。 所以C為粒子(氦原子核He) 。 （2）設中子質量為m，B的質量為11m，C的質量為4m。由動量守恒定律：mv11mvB4mvC，解得vC310