最新精编高中人教版选修3-5高中物理第19章原子核第7、8节检测题及解析

第十九章第七节第八节基础夯实一、选择题(1～3题为单选题，4、5题为多选题)1．(江苏徐州市2015～2016年高二下期期末)一典型的铀核裂变方程是U＋→B＋r＋3，关于该反应，下列说法正确的是( )A．是质子B．该反应是核聚变反应．U的比结合能小于B的比结合能D．释放出的中子对于链式反应的发生没有作用答案：解析：该反应是裂变反应，是中子，释放的中子引起链式反应，故A、B、D错误；U的比结合能小于B的比结合能，正确。

2．2010年3月31日欧洲大型强子对撞机实现首次质子束对撞成功。

家希望以接近光速飞行的质子在发生撞击之后，能模拟宇宙大爆炸的能量，并产生新的粒子，帮助人类解暗物质、反物质、以及其他超对称现象，从根本上加深了解宇宙本质，揭示宇宙形成之谜。

欧洲研机构宣布他们已经制造出9个反氢原子。

请推测反氢原子的结构是( )A．由1个带正电荷的质子和1个带负电荷的电子构成B．由1个带负电荷的反质子和1个带正电荷的正电子构成．由1个带负电荷的反质子和1个带负电荷的电子构成D．由1个不带电荷的中子和1个带正电荷的正电子构成答案：B解析：根据反粒子定义，“反粒子”与“正粒子”具有相同的质量，但带有等量的异性电荷。

因此“反氢原子”应该具有与氢原子相同的质量，相反的电荷符号且等量的电荷量。

所以反氢原子是由H核和构成的。

3．2002年，美国《》杂志评出的《2001年世界十大技突破》中，有一次是加拿大萨德伯里中微子观测站的结果，该站揭示了中微子失踪的部分中微子在运动过程中转为一个μ子和一个τ子。

在上述研究中有以下说法，正确的是( )①若发现μ子和中微子的运动方向一致，则τ子的运动方向与中微子的运动方向一定相反②若发现μ子和中微子的运动方向一致，则τ子的运动方向与中微子的运动方向可能一致③若发现μ子和中微子的运动方向相反，则τ子的运动方向与中微子的运动方向一定一致④若发现μ子和中微子的运动方向相反，则τ子的运动方向与中微子的运动方向可能相反A．①③B．②③．③④D．①②答案：B解析：中微子在转为μ子和τ子的前后过程中满足动量守恒定律。

4．国家国防技工业局首次发布“嫦娥三号”月面虹湾局部影像图，如图所示。

家发现在月球上含有丰富的错误！未定义书签。

H(氦3)。

它是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料，其参与的一种核聚变反应的方程式为错误！未定义书签。

H＋错误！未定义书签。

H→2错误！未定义书签。

H＋错误！未定义书签。

H。

关于错误！未定义书签。

H聚变下列表述正确的是错误！未定义书签。

( )A．聚变反应不会释放能量B．聚变反应产生了新的原子核．聚变反应会有质量亏损D．目前核电站都采用错误！未定义书签。

H聚变反应发电答案：B解析：聚变反应是将质量较小的轻核聚变成质量较大的核，聚变过程会有质量亏损，要放出大量的能量。

但目前核电站都采用铀核的裂变反应。

综上所述，选项B、正确。

5．已知π＋介子、π－介子都是由一个夸克(夸克或夸克d)和一个反夸克(反夸克错误！未定义书签。

或反夸克错误！未定义书签。

)组成的，它们带电量如下表所示，表中为元电荷。

错误！未定义书签。

A．π＋由和错误！未定义书签。

组成B．π＋由d和错误！未定义书签。

组成．π－由和错误！未定义书签。

组成D．π－由d和错误！未定义书签。

组成答案：AD解析：根据题目所给图表可以知道各种粒子的带电量，由电荷守恒定律可得A、D正确，B、错误。

二、非选择题6．产生聚变的条件是________，我们往往采用________的方法满足上述条件，这种反应叫做________，太阳每秒钟辐射出的能量约为38×1026J，就是从________反应中产生的，太阳内部时刻进行着4个质子结合成一个氦核的反应，试写出核反应方程____________。

错误！未定义书签。

答案：使轻核之间的距离减小到10－15把它们的温度加热到很高热核反应热核4错误！未定义书签。

H―→错误！未定义书签。

H＋2错误！未定义书签。

7．(江苏泰州二中2015～2016年高二下期检测)太阳的能量自氢核聚变：即四个质子(氢核)聚变一个α粒子，同时发射两个正电子和两个没有静止质量的中微子。

如果太阳辐射能量的功率为P，质子错误！未定义书签。

H、氦核错误！、、，真空的光速为c，未定义书签。

H、正电子错误！未定义书签。

的质量分别为P则错误！未定义书签。

(1)写出上述核反应方程式；(2)计算每一次聚变所释放的能量ΔE；(3)计算时间内因聚变生成的α粒子。

答案：(1)4错误！未定义书签。

H→错误！未定义书签。

H＋2错误！未定义书签。

(2)ΔE＝(4P－－)c2(3)错误！未定义书签。

解析：(1)核反应方程式为：4错误！未定义书签。

H→错误！未定义书签。

H＋2错误！未定义书签。

；－－)，根据爱因斯坦质能方程：ΔE＝Δc2(2)核反应过程中的质量亏损Δ＝(4P可知，核反应释放的能量，ΔE＝(4P－－)c2。

(3)设时间内因聚变生成的α粒子为，依据能量关系P＝ΔE有，＝错误！未定义书签。

＝错误！未定义书签。

能力提升一、选择题(1～3题为单选题，4、5题为多选题)1．如图所示，托卡马克()是研究受控核聚变的一种装置，这个词是rd(环形的)、r(真空室)、g(磁)的头两个字母以及(线圈)的第一个字母组成的缩写词。

根据以上信息，下列判断中错误的是错误！未定义书签。

( )A ．这种装置的核反应原是轻核的聚变，同时释放出大量的能量和太阳发光的原类似B ．线圈的作用是通电产生磁场使带电粒子在磁场中旋转而不溢出．这种装置是家设想的其中一种方案D ．该装置是利用聚变物质的惯性进行约束答案：D解析：聚变反应原料在装置中发生聚变，放出能量，故A 对；线圈通电时产生磁场，带电粒子在磁场中受洛伦兹力作用旋转而不溢出，故B 对，该装置是家设想的其中一种方案是磁约束装置，另一种方案是利用聚变物质的惯性进行约束，故对D 错。

2．一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同时辐射一个γ光子。

已知质子、中子、氘核的质量分别为1、2、3，普朗克常量为，真空中的光速为c 。

下列说法正确的是错误！未定义书签。

( )A ．核反应方程是错误！未定义书签。

H ＋错误！未定义书签。

→错误！未定义书签。

H ＋γB ．聚变反应中的质量亏损Δ＝1＋2－3．辐射出的γ光子的能量E ＝(3－1－2)c 2D ．γ光子的波长λ＝错误！未定义书签。

答案：B解析：错误！未定义书签。

H ＋错误！未定义书签。

→错误！未定义书签。

H ＋γ，选项A 错误；由题可知，该反应的质量亏损为Δ＝1＋2－3，选项B 正确；根据爱因斯坦的质能方程E ＝c 2得，该反应辐射出的γ光子的能量为E ＝(1＋2－3)c 2，选项错误；由E ＝ν＝错误！未定义书签。

得，λ＝错误！未定义书签。

，选项D 错误。

3．(江苏泰州二中2015～2016年高二下期检测)“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(称为母核)俘获一个核外电子，使其内部的一个质子变为中子，并放出一个中微子，从而变成一个新核(称为子核)的过程。

中微子的质量远小于质子的质量，且不带电，很难被探测到，人们最早就是通过核的反冲而间接证明中微子的存在的。

一个静止的原子核发生“轨道电子俘获”，衰变为子核并放出中微子，下列说法正确的是错误！未定义书签。

( ) A．母核的质量小于子核的质量B．母核的电荷大于子核的电荷．子核的动量与中微子的动量相同D．子核的动能大于中微子的动能答案：B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中子，并放出一个中微子，从而变成一个新核(称为子核)的过程。

电荷少1，质量不变，故A错误，B正确；原子核(称为母核)俘获电子的过程中动量守恒，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，故错误；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E＝错误！未定义书签。

知，中微子的动能大于子核的动能，故D错误，故选B。

4．据新华社报道，由我国自行设计、研制的世界第一套全超导核聚变实验装置(又称“人造太阳”)已完成了首次工程调试。

下列关于“人造太阳”的说法正确的是错误！未定义书签。

( )A．“人造太阳”的核反应方程是错误！未定义书签。

H＋错误！未定义书签。

H―→错误！未定义书签。

H＋错误！未定义书签。

B．“人造太阳”的核反应方程是错误！未定义书签。

U＋错误！未定义书签。

―→错误！未定义书签。

B＋错误！未定义书签。

r＋3错误！未定义书签。

．“人造太阳”释放的能量大小的计算公式是ΔE＝Δc2D．“人造太阳”核能大小的计算公式是E＝错误！未定义书签。

c2答案：A解析：“人造太阳”是全超导核聚变实验装置，核反应是轻核聚变而不是重核裂变，故选项A正确，选项B错误。

核能大小的计算根据爱因斯坦的质能方程，故选项正确，选项D错误。

5．(江西南昌二中2015～2016年高二下期期中)－介子衰变的方程为－→π－＋π0，其中－介子和π－介子带负的元电荷，π0介子不带电，π－介子的质量为。

如图所示，两匀强磁场方向相同，以虚线MN为想边界，磁感应强度分别为B1、B2。

今有一个－介子沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场B1中，其轨迹为圆弧AP，P在MN上，－在P点时的速度为v，方向与MN垂直。

在P点该介子发生了上述衰变。

衰变后产生的－介子沿v反方向射出，其运动轨迹为如图虚线所示的“心”形图线。

则以下说法正确的是错误！未定义书签。

( )A．π0介子做匀速直线运动B．π－介子的运行轨迹为PENMDP．π－介子运行一周回到P用时为＝错误！未定义书签。

D．B1＝2B2答案：AD解析：π0介子不带电，不受洛伦兹力作用，故做匀速直线运动，A正确；根据左手定则可知：π－介子从P点沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场B1时，受到的洛伦兹力方向向上，所以π－介子的运行轨迹为PDMNEP，故B错误；π－介子在整个过程中，在匀强磁场B1中运动两个半圆，即运动一个周期，在匀强磁场B中运动半个周期，所以T＝错误！未定义书签。

＋错误！未定义书签。

，故错2误；由图象可知，π－在匀强磁场B1中运动半径是匀强磁场B2中运动半径的一半，根据r＝错误！未定义书签。

可知，B1＝2B2，故D正确。

二、非选择题6．如下一系列核反应是在恒星内部发生的。

错误！未定义书签。

p＋错误！未定义书签。

―→错误！未定义书签。

N 错误！未定义书签。

N―→错误！未定义书签。

＋＋＋νp＋错误！未定义书签。

―→错误！未定义书签。

N p＋错误！未定义书签。

N―→错误！未定义书签。

O错误！未定义书签。

O―→错误！未定义书签。

N＋＋＋νp＋错误！未定义书签。

N―→错误！未定义书签。

＋α其中p为质子，α为α粒子，＋为正电子，ν为中微子，已知质子的质量为p ＝1672 648×10－27g，α粒子的质量为α＝6644 929×10－27g, 正电子的质量为＝911×10－31g，中微子的质量可忽略不计，真空中的光速c＝300×108/，试计算该系列核反应完成后释放的能量。