原子核、核反应练习题
高三物理原子核物理练习题及答案
高三物理原子核物理练习题及答案一、选择题1.以下哪个是不稳定的原子核？A. 氘核B. 氦核C. 镭核D. 铀核答案：C2.下列物质中，具有中子最多的是：A. 氢B. 氮C. 铁D. 铀答案：D3.以下哪个是半衰期较短的放射性同位素？A. 铀-238B. 铀-235C. 钍-232D. 钚-239答案：D4.下列几种放射线中，穿透能力最强的是：A. α射线B. β射线C. γ射线D. X射线答案：C5.核反应中质量守恒定律及能量守恒定律的基础是：A. 爱因斯坦质能方程B. 力守恒定律C. 电荷守恒定律D. 反射定律答案：A二、填空题1.法拉第定律指出，电流的大小与通过导线的_____成正比，与导线的长度及截面积的____成反比。
答案：电压、电阻2.铀-238衰变成钍-234时，放射出____和____。
答案：α粒子、氚核3.芬特方法通过测量放射性同位素的_____测定样品的年龄。
答案：衰变产物4.质子数为92的核素是_____。
答案：铀5.链式反应是指每个裂变核生成的中子都能引起_____个新的裂变核裂变。
答案：大于1个三、计算题1.一个铀-235核裂变时，平均产生3个中子，使周围8个铀-235核继续裂变。
假设每次裂变放出的能量为210MeV，求铀-235核裂变的倍增时间。
答案：根据倍增时间的定义，我们有Td = (N-1) × τ其中，Td为倍增时间，N为平均每次裂变释放的中子数，τ为平均裂变时间。
由题意可知，N = 3裂变时间τ = 1秒/8 = 0.125秒将N和τ代入上述公式，解得Td = (3-1) × 0.125 = 0.25秒2.一个样品中的放射性同位素含量初试为1000g，经过5个半衰期后剩余多少克？答案：根据半衰期的定义，经过一个半衰期放射性同位素的质量会剩下原来的一半。
因此，经过5个半衰期，剩余的质量为原质量的(1/2)^5倍。
即，剩余质量 = 1000g × (1/2)^5 = 1000g × 1/32 = 31.25g四、解答题1.请简述核聚变和核裂变的基本原理及其应用领域。
原子核的结构和裂变反应练习题
原子核的结构和裂变反应练习题
一、选择题
1. 原子核最重要的组成部分是：
A. 质子和中子
B. 电子和中子
C. 电子和质子
D. α粒子和中子
2. 质子的电荷是：
A. 正电荷
B. 负电荷
C. 中性
D. 两极性
3. 质子的相对质量是：
A. 1
B. 0
C. 1836
D. 1/1836
4. 质子和中子的总数称为：
A. 原子核数
B. 原子数
C. 质数
D. 中子数
5. α粒子是由下面哪个组成的：
A. 两个质子和两个中子
B. 两个质子和一个中子
C. 一个质子和两个中子
D. 一个质子和一个中子
二、填空题
1. 原子核由质子和中子组成，质子的电荷是________，中子的电荷是________。
2. 质子和中子的相对质量分别是________和________。
3. 原子核的直径约为________。
4. α粒子是________的一种。
三、简答题
1. 简述原子核的结构以及质子、中子和电子的作用。
2. 解释原子核的直径为什么很小。
3. 原子核的结构对于一个元素的化学性质有什么影响？
四、分析题
1. 利用质子和中子的相对质量，计算一个原子核中质子和中子的比例。
以氢原子为例。
五、应用题
1. 根据裂变反应的原理，解释核反应堆的工作原理。
六、综合题
1. 综合运用所学知识，描述一个核反应堆的结构和工作原理。
注意：以上练习题仅供练习使用，不代表考试试题。
请按要求回答，并检查答案准确性。
九年级物理原子和核能部分练习题
九年级物理原子和核能部分练习题
1. 在原子核中，质子和中子的数量分别是多少？质子和中子分
别带有什么电荷？
2. 原子的质量主要集中在哪里？
3. 什么是原子核的电荷数？
4. 原子的质量数是指什么？
5. 下列元素中，哪一个元素的原子核内的质子数与中子数相等？（A）氢（B）铍（C）碳（D）铕
6. 原子核中的质子和中子是由什么粒子组成的？
7. 原子核的直径大约是多少？
8. 什么是放射性衰变？
9. 核反应中会释放出什么？
10. 核裂变和核聚变有什么区别？
答案
1. 质子的数量等于原子核的原子序数，中子的数量等于质子数
减去原子序数。
质子带有正电荷，中子不带电荷。
2. 原子的质量主要集中在原子核中。
3. 原子核的电荷数等于质子数减去电子数。
4. 原子的质量数等于质子数加上中子数。
5. (A) 氢
6. 原子核中的质子和中子是由夸克组成的。
7. 原子核的直径的量级约为10^-14米。
8. 放射性衰变是指原子核发射放射性粒子以降低自身能量和不稳定性的过程。
9. 核反应会释放能量。
10. 核裂变是指原子核分裂的过程，核聚变是指原子核融合的过程。
高中物理,原子和原子核,典型题,精品含答案
《原子和原子核》典型题1．(多选)下列说法正确的是( )A.天然放射性现象说明原子核内部具有复杂的结构B.a粒子散射实验说明原子核内部具有复杂的结构C.原子核发生p衰变生成的新核原子序数增加D.氢原子从能级3跃迁到能级2辐射出的光子的波长小于从能级2跃迁到能级1辐射出的光子的波长2.(多选)下列说法中正确的是( )A. p衰变现象说明电子是原子核的组成部分B.目前已建成的核电站的能量来自于重核裂变C.一个氢原子从n = 3的激发态跃迁到基态时，能辐射3种不同频率的光子D.卢瑟福依据极少数a粒子发生大角度散射提出了原子核式结构模型3.(多选)下列说法正确的是( )A.发现中子的核反应方程是4Be+2He f国+0nB.汤姆孙发现了电子，说明原子核有复杂的结构C.卢瑟福在a粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型D.要使金属发生光电效应，照射光的频率必须超过某一数值4.(多选)下列说法中正确的是( )A.放射性元素的半衰期是针对大量原子核的统计规律B.a、P、Y射线比较，a射线的电离作用最弱C.光的波长越短，光子的能量越大，光的粒子性越明显D.原子的全部正电荷和全部质量都集中在原子核里5.(多选)以下是有关近代物理内容的若干叙述，其中正确的是( )A.紫外线照射到金属锌板表面时能产生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大B.每个核子只跟邻近的核子发生核力作用C.原子核式结构模型是由汤姆孙在a粒子散射实验基础上提出的D.太阳内部发生的核反应是热核反应6.（多选）下列说法正确的是（）A.方程式赞U-204Th+2He是重核裂变反应方程B.铯原子核（甯Cs）的结合能小于铅原子核您Pb）的结合能C.P衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子时所产生的D.核力是短程力，与核子间的距离有关，有时表现为引力，有时表现为斥力7.（多选）关于原子核的结合能，下列说法正确的是（）A.原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量8.一重原子核衰变成a粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能C.铯原子核（甯Cs）的结合能小于铅原子核您Pb）的结合能D.比结合能越大，原子核越不稳定8.自然界里一些放射性重元素往往会发生一系列连续的衰变，形成放射系.如图所示为锕系图的一部分，纵坐标N表示中子数，则图中U衰变成Po, 经历了次a衰变，次P衰变.9. （1）（多选）卢瑟福通过实验首次实现了原子核的人工转变，其核反应方程为：2He+174N f gO+l H,下列说法正确的是（）A.卢瑟福通过该实验提出了原子的核式结构模型B.实验中是用a粒子轰击氮核的C.卢瑟福通过该实验发现了质子D.原子核在人工转变的过程中，电荷数一定守恒（2）为确定爱因斯坦的质能方程A E=A mc2的正确性，设计了如下实验：用动能为E 1 = 0.60 MeV的质子轰击静止的锂核7U,生成两个a粒子，测得两个a粒子的动能之和为E2=19.9 MeV,已知质子、a粒子、锂粒子的质量分别取m =1.007 3 u、m a=4.001 5 u、m Li=7.016 0 u,求：①写出该反应方程；②通过计算说明A E=A mc2正确.(1 u= 1.660 6义10f kg)10．(1)(多选)关于天然放射现象，下列叙述正确的是( )A.若使放射性物质所在处的压强升高，其半衰期将减小B.当放射性元素的原子的核外电子具有较高能量时，将发生P衰变C.在a、|3、Y这三种射线中，Y射线的穿透能力最强，a射线的电离能力最强D.铀核(燹U)衰变为铅核(/Pb)的过程中，要经过8次a衰变和6次P衰变(2)用速度大小为v的中子轰击静止的锂核(6Li),发生核反应后生成氚核和a 粒子.生成的氚核速度方向与中子的速度方向相反，氚核与a粒子的速度之比为7：8,中子的质量为m，质子的质量可近似看成m，光速为c.①写出核反应方程；②求氚核和a粒子的速度大小；③若核反应过程中放出的核能全部转化为a粒子和氚核的动能，求出质量亏损.11.(1)下列说法正确的是()A. P射线的穿透能力比Y射线强B.电子的衍射图样表明实物粒子也具有波动性C.雷Bi的半衰期是1小时，质量为m的超Bi经过3小时后还有6m没有衰变D.对黑体辐射的研究表明，温度越高，辐射强度极大值所对应的电磁波的频率不变(2)氢原子的能级如图所示.氢原子从n = 3能级向n =1能级跃迁所放出的光子，恰能使某种金属产生光电效应，则该金属的逸出功为eV;用一群处n=4能级的氢原子向低能级跃迁时所发出的光照射该金属，产生的光电子最大初动能为eV.n.㈤足V«--- ------ 04----------------- 0.853----------------- -L5I2------------------- 3A1----------------- 13,6(3)—静止的铀核(燹U)发生a衰变转变成钍核(Th),已知放出的a粒子的质量为m,速度为v0,假设铀核发生衰变时，释放的能量全部转化为a粒子和钍核的动能.①试写出铀核衰变的核反应方程；②求出铀核发生衰变时的质量亏损.(已知光在真空中的速度为如不考虑相对论效应)《原子和原子核》典型题参考答案1．解析：选AC.天然放射性现象说明原子核内部具有复杂的结构，选项A正确；a粒子散射实验说明原子具有核式结构，选项B错误；根据电荷数守恒和质量数守恒知，B衰变放出一个电子，新核的电荷数增加1，即原子序数增加，故C正确；氢原子从能级3跃迁到能级2辐射出的光子的能量小于从能级2跃迁到能级1辐射出的光子的能量，故从能级3跃迁到能级2辐射出的光子的波长大于从能级2跃迁到能级1辐射出的光子的波长，选项D错误.2．解析：选BD.P衰变现象不能说明电子是原子核的组成部分，A选项是错误的；目前已建成的核电站的能量来自于重核裂变，故B选项正确；一群氢原子从n= 3的激发态跃迁到基态时，能辐射03 = 3种不同频率的光子，而一个氢原子从n = 3的激发态跃迁到基态时，只能是三种可能频率中的一种或两种，故C 选项错误；卢瑟福依据极少数a粒子发生大角度散射提出了原子核式结构模型，D选项正确.3．解析：选ACD.发现中子的核反应方程是4Be + 4He - i62C + 0n，选项A正确；汤姆孙发现了电子，说明原子有复杂的结构，选项B错误；卢瑟福在a粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型，选项C正确；要使金属发生光电效应，照射光的频率必须超过某一数值，即超过这种金属的极限频率，选项D 正确．4．解析：选AC.放射性元素的半衰期是针对大量原子核的统计规律，A正确；a、区Y三种射线电离本领依次减弱，贯穿本领依次增强，B错误；根据公式c 二人可得光的波长越短，频率越大，根据公式E=hv可得频率越大，光子的能量越大，光的粒子性越明显，C正确；原子的正电荷都集中在原子核里，绝大部分质量在原子核里，不是全部质量，D错误.5．解析：选BD.根据爱因斯坦光电效应方程E k= hv - %可知，最大初动能与光的照射强度无关，与光的频率有关，选项A错误；核子之间的核力是短程力，每个核子只跟邻近的核子发生核力作用，选项B正确；原子核式结构模型是由卢瑟福在a粒子散射实验基础上提出的，选项C错误；太阳内部发生的核反应是聚变反应，属于热核反应，选项D正确.6．解析：选BCD.方程式赞U-204Th+ g He的反应物只有一个，生成物有g He , 属于a衰变，选项A错误；由原子核的平均结合能的曲线可知，铯原子核的比结合能与铅原子核的比结合能差不多，而铯原子核的核子数少得多，所以铯原子核的结合能小于铅原子核的结合能，选项B正确；B衰变所释放的电子不是来源于原子核外面的电子，而是原子核内的中子转化成质子时所产生的（0n-]H+ 01 e）,选项C正确；相邻的质子与质子、中子与质子、中子与中子既不会融合在一起（斥力），又相距一定距离组成原子核（引力），选项D正确.7．解析：选ABC.原子核的结合能等于核子结合成原子核所释放的能量，也等于将原子核完全分解成核子所需要的最小能量，A正确；重核衰变时释放能量，从能量守恒的角度可以理解，要把衰变产物分解成单个核子需要更多的能量，所以衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能，B正确；原子核的结合能是该原子核的比结合能与核子数的乘积，铯原子核（甯Cs）的比结合能与铅原子核（208Pb）的比结合能差不多，但铯原子核。
高中物理选修三第五章《原子核》经典练习题
一、选择题1．贝可勒尔在120 年前首先发现了天然放射现象，如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用。
下列属于核聚变的是（ ）A ．23411120H H He n +→+B ．427301213130He Al P n +→+C ．14140671C N e -→+D ．2351131103192053390U n I Y 2n +→++ 2．一 静 止 的 铀 核 放 出 一 个 α粒 子 衰 变 成 钍 核 ， 衰 变 方 程 为238234492902U Th He →+，下列说法正确的是（ ） A ．23892U 中含有42HeB ．衰变后钍核的动量大小等于α粒子的动量大小C ．衰变后 α粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量D ．200 个铀核经过一个半衰期后就只剩下 100 个铀核3．下列说法正确的是（ ）A ．2382349290U Th X →+中X 为电子，核反应类型为β衰变B ．234112H+H He+Y →中Y 为中子，核反应类型为人工核转变C ．2351136909205438U+n Xe+Sr+K →，其中K 为10个中子，核反应类型为重核裂变D ．14417728N+He O+Z →，其中Z 为氢核，核反应类型为轻核聚变4．现有核电站是利用核能发电，对于缓解能源危机起到了重要作用。
我们现在利用核能发电主要是利用了（ ）A ．重核的裂变B ．轻核的聚变C ．两种方式共存D ．核能发电对环境污染严重5．2020年3月15日中国散列中子源利（CSNS ）利用中子成像技术帮助中国科技大学进行了考古方面的研究。
散射中子源是研究中子特性、探测物质微观结构和运动的科研装置。
CNSN 是我国重点建设的大科学装置，将成为发展中国家拥有的第一台散裂中子源。
下列关于中子研究的说法正确的是（ ）A ．α粒子轰击147N ，生成178O ，并产生了中子 B ．23892U 经过4次α衰变，2次β衰变，新核与原来的原子核相比，中子数少了6个 C ．放射性β射线其实质是高速中子流，可用于医学的放射治疗D ．核电站可通过控制中子数目来控制核反应剧烈程度6．静止的一氡核22286Rn 放出一个α粒子后变为一个新核，α粒子动能为αE 。
初三物理原子物理与核能练习题及答案20题
初三物理原子物理与核能练习题及答案20题题目一：1. 一个α粒子质子数为2，中子数为2，目前质量数为4。
请问它的符号表示是什么？答案: α题目二：2. 核反应中，物质A放射出一个α粒子变成物质B，这个过程的核反应方程式应该如何表示？答案: A → B + α题目三：3. 核反应中，若物质B放射出一个质子，变成物质A，这个过程的核反应方程式应该如何表示？答案: B → A + 质子题目四：4. 一个核反应过程如下：物质C放射出一个中子，变成物质D，同时还放出一个γ射线。
这个过程的核反应方程式应该如何表示？答案: C → D + 中子+ γ题目五：5. 下面的哪种粒子在射入物质D中发生湮灭？a) α粒子b) 质子c) 中子d) 电子答案: d) 电子题目六：6. 以下哪个能量转化方式在核能反应中不存在？a) 大气压b) 辐射能c) 动能d) 光能答案: a) 大气压题目七：7. β粒子是带有电量的带质量粒子。
请问它的符号表示是什么？答案: β题目八：8. 以下哪个是稳定的核素？a) 24Fb) 39Pc) 42nd) 92U答案: c) 42n题目九：9. 以下哪个不是核能反应中常见的放射性射线？a) α射线b) β射线c) γ射线d) δ射线答案: d) δ射线题目十：10. 下列孩子糖果其中哪种与其他三种不同？a) 错误答案b) 错误答案c) 错误答案d) 正确答案答案: d) 正确答案题目十一：11. 以下哪个是核反应中的聚变？a) 射线的释放b) 重元素核裂变成轻元素核c) 轻元素核聚合成更重的元素核d) 原子核共享e) 两种原子核结合成一个原子核答案: c) 轻元素核聚合成更重的元素核题目十二：12. 下列哪个是混合物？a) 盐水b) 纯净水c) 纯银d) 纯铁答案: a) 盐水题目十三：13. 核反应中，α粒子和γ射线一起放射的情况下，如何表示？答案: A → B + α + γ题目十四：14. 在核反应中，质子数相同，中子数不同的同位素称为什么？答案: 同位素的同位素题目十五：15. 哪个是不稳定的核素？a) 40Arb) 50nc) 60Fed) 70O答案: b) 50n题目十六：16. 以下哪种不是核能反应中的释放能量形式？a) 热能b) 光能c) 动能d) 震动能答案: d) 震动能题目十七：17. 以下哪个是常见的自然辐射源？a) 火柴b) 月亮c) 碳酸饮料d) 钢丝刷答案: b) 月亮题目十八：18. 哪种射线具有最大的穿透能力？a) α射线b) β射线c) γ射线答案: c) γ射线题目十九：19. 以下哪种不是高能粒子？a) 中子b) 电子c) 质子d) 正电子答案: b) 电子题目二十：20. 下列哪个是复合物？a) 水分子b) 纯石墨c) 钠离子d) 纳米钻石答案: a) 水分子以上是初三物理原子物理与核能练习题及答案的20道题。
原子核、核衰变练习
1、原子核的组成：已知镭的原子序数是88，原子核质量数是226.试问：(1)镭核中有几个质子？几个中子？(2)镭核所带电荷量是多少？(3)若镭原子呈现中性，它核外有几个电子？(4)Ra22888是镭的一种同位素，让Ra22688和Ra22888以相同速度垂直射入磁感应强度为B的匀强磁场中，它们运动的轨迹半径之比是多少？2、三种射线的比较：1、将α、β、γ三种射线分别射入匀强磁场和匀强电场，图19-1-6表示射线偏转情况中正确的是( )3、图中P为放在匀强电场中的天然放射源，其放出的射线在电场的作用下分成a、b、c三束，以下判断正确的是（）A．a为α射线、b为β射线B．a为β射线、b为γ射线C．b为γ射线、c为α射线D．b为α射线、c为γ射线在匀强磁场中有一个原来静止的放射性原子核，．．．．【解析】因为R=，又在衰变前后动量守恒，粒子与新核动量大小相等，因此半径与电量成反比，r1：r2=2：1，则电量之比为1：2，只有B项符合题意，此题考查带电粒子在磁场中的运动和动量守恒定律。
2、一个原来静止在匀强磁场中的原子核发生衰变，放出某种粒子后，在匀强磁场中形成如图所示的径迹，原子核放出的粒子可能是A．氦核 B．电子 C．光子 D．正电子重核的裂变1、关于重核的裂变，以下说法正确的是（）A.核裂变释放的能量等于它俘获中子时得到的能量B.中子从铀块中通过时，一定发生链式反应C.重核裂变释放出大量能量，产生明显的质量亏损，所以核子数要减小D.由于重核的核子平均质量大于中等质量核的核子平均质量，所以重核裂变为中等质量的核时，要发生质量亏损，放出核能1、写出下列核反应的类型：14 7N＋42He→178O＋11H ________________，238 92U →23490Th＋42He _________________，2 1H＋31H →42He＋1n ________________，204 80Hg＋1n→20278Pt＋211H＋1n ________________，234 90Th → 23490Pa+01-e ________________，210 84Po →20682Pb＋42He ________________。
高三物理原子核试题答案及解析
高三物理原子核试题答案及解析1. 假设两个氘核在一直线上相碰发生聚变反应生成氦的同位素和中子，已知氘核的质量是2.013 6 u ，中子的质量是1.008 7 u ，氦核同位素的质量是3.015 0 u.(1)聚变的核反应方程式是________，在聚变核反应中释放出的能量为______ MeV.(保留两位有效数字)(2)若氚核和氦核发生聚变生成锂核，反应方程式为H ＋He→Li ，已知各核子比结合能分别为E H ＝1.112 MeV 、E He ＝7.075 MeV 、E Li ＝5.603 MeV ，求此核反应过程中释放的核能 ． 【答案】(1) H ＋H→He ＋n 3.3 (2)7.585 MeV 【解析】(1)在核反应前后质量数和核电荷数守恒，由爱因斯坦的质能方程可知在聚变核反应中释放出的能量为（2.013 6 u+2.013 6 u-1.008 7 u-3.015 0 u ）×931.5MeV="3.3"MeV(2)比结合能为平均每个核子的能量，所以释放的能量为1.112 MeV×3+7.075 MeV×4-5.603 MeV×7="7.585" MeV2. 中子和质子结合成氘核时,质量亏损为Δm,相应的能量ΔE=Δmc 2="2.2" MeV 是氘核的结合能.下列说法正确的是( )A ．用能量小于2.2 MeV 的光子照射静止氘核时,氘核不能分解为一个质子和一个中子B ．用能量等于2.2 MeV 的光子照射静止氘核时,氘核可能分解为一个质子和一个中子,它们的动能之和为零C ．用能量大于2.2 MeV 的光子照射静止氘核时,氘核可能分解为一个质子和一个中子,它们的动能之和为零D ．用能量大于2.2 MeV 的光子照射静止氘核时,氘核可能分解为一个质子和一个中子,它们的动能之和不为零【答案】AD【解析】用能量小于等于结合能的光子照射氘核时,氘核一定不能分解,所以A 正确,B 错误.用能量大于结合能的光子照射氘核时,氘核可能分解,只要分解,分解出的质子和中子动能之和一定不为零(若动能之和为零就分不开了),所以C 错误,D 正确.3. (山东临沂一模)如图所示是原子核的核子平均质量与原子序数Z 的关系图象.下列说法中正确的是( )A ．若D ､E 能结合成F,结合过程一定要释放能量B ．若D ､E 能结合成F,结合过程一定要吸收能量C ．若A 能分裂成B ､C,分裂过程一定要释放能量D ．若A 能分裂成B ､C,分裂过程一定要吸收能量【答案】AC【解析】核反应过程中,核子数守恒,反应后比反应前核子平均质量减小,则反应过程一定要放出能量,反之,反应后核子平均质量增大,则反应过程中一定要吸收能量,由图象易知A ､C 正确.实际上在这里A 项为轻核的聚变反应,C 项为重核的裂变反应.4. 放射性元素的原子核在α衰变或β衰变生成新原子核时,往往会同时伴随__________辐射.已知A､B两种放射性元素的半衰期分别为T1和T2,经过t=T1·T2时间后测得这两种放射性元素的质量相等,那么它们原来的质量之比mA mB=__________.【答案】γ 2T22T1【解析】由半衰期公式m=m0结合题意可得mA·mB·所以5.太阳内部持续不断地发生着4个质子聚变为一个氦核的热核反应，这个核反应释放出的大量能量就是太阳的能源．(1)写出这个核反应方程．(2)这一核反应能释放出多少能量？(3)已知太阳每秒释放能量为3.8×1026 J，则太阳每秒减少的质量为多少kg?(4)若太阳质量减小万分之三，热核反应不能继续进行，计算太阳还能存在多少年？(mp＝1.0073u，mα＝4.0015 u，me＝0.00055 u，太阳的质量为2×1030 kg)【答案】(1)4H―→He＋2e(2)24.78 MeV (3)4.2×109 kg(4)4.5×109年【解析】(1)核反应方程是4H―→He＋2 e.(2)这一核反应的质量亏损是Δm＝4mp －mα－2me＝0.0266 uΔE＝Δmc2＝0.0266×931.5 MeV≈24.78 MeV.(3)由ΔE＝Δmc2得每秒太阳质量减少Δm＝＝ kg≈4.2×109 kg.(4)太阳的质量为2×1030 kg，太阳还能存在的时间为t＝＝s≈1.4×1017 s即为4.5×109年．6.太阳的能量来源是轻核的聚变，太阳中存在的主要元素是氢，核聚变反应可以看做是4个氢核结合成1个氦核同时放出2个正电子．试写出核反应方程，并由表中数据计算出该聚变反应过程中释放的能量(取1 u＝×10－26 kg)．粒子名称质子pα粒子电子e中子n质量/u 1.0073 4.00150.00055 1.0087【答案】：见解析【解析】核反应方程为4H―→He＋2e,4个氢核结合成1个氦核时的质量亏损为Δm＝(1.0073×4－4.0015－2×0.00055)u＝0.0266 u＝4.43×10－29 kg由爱因斯坦质能方程得，聚变反应过程中释放的能量为ΔE＝Δmc2＝4.43×10－29×(3×108)2 J＝4.0×10－12 J.7.（2010·北京·15）太阳因核聚变释放出巨大的能量，同时其质量不断减少。
核反应核能非常全的练习题
一、单选题：1、光子能量为E的一束光，照射容器中的氢气(设氢原子处于n=3的能级)，氢原子吸收光子后，能发出频率为ν1，ν2，ν3，ν4，ν5，ν6的6种光，且ν1＜ν2＜ν3＜ν4＜ν5＜ν6，则E等于： [ ]A．hν1 B．hν 6C．h(ν6－ν1)D．h(ν1+ν2+ν3+ν4+ν5+ν6)2、硼10浮获一个粒子后，生成氮13，放出x粒子。
而氮13是不稳定的，它放出y粒子而变成碳13，那么x粒子和y粒子分别是[]A．中子和正电子B．中子和电子C．质子和正电子D．质子和中子3、原子质量单位为u(kg)，1u=931.5Mev，真空中光速为c(m/s)．当质量分别为(kg)和(kg)的原子核结合为质量为M(kg)的原子核时释放的能量是[ ]4、下列粒子由静止开始经加速电压为U的电场之后，运动速度最大的是[] A．质子B．氘核C．α粒子D．钠离子5、静止的镭核Ra发生衰变，释放出的粒子的动能为．假定衰变时能量全部以动能形式释放出去，则衰变过程中总的质量亏损是 [ ]A．；B．；C．；D．．6、静止的铀原子核U，经过衰变，变成钍Th，假设衰变时释放出的能量全部转化成粒子和钍核的动能，则粒子的动能跟钍核动能之比是 [ ] A．1：1 B．4：234 C．1：45 D．234：47、质量为m的中子以速度射入静止的碳核，碳核质量为M.入射后，中子与碳核结合在一起，这过程所形成的新核和新核的速度分别是[ ]8、一个氘核和一个氚核结合成一个氦核时,质量亏损为。
已知阿伏加德罗常数为，真空中的光速为c，若1mol氘和1mlo氚完全发生核反应生成氦，则在这个核反应中释放的能量为 [ ]9、一束含有不同带电粒子的粒子流，垂直于磁场方向射入一个匀强磁场中，在匀强磁场中回转半径不相同的是[]A．动量相同的质子与氘核B．动量相同的氘核与α粒子C．速度相同的氘核与α粒子D．动能相同的质子与α粒子10、根据爱因斯坦的质能方程，ΔE=Δmc2，即发生质量亏损Δm时，相应地要释放能量ΔE=Δmc2．那么下面的哪些核反应是可以释放核能的反应？ [ ] A．由平均核子质量较小的原子核变为平均核子质量较大的原子核的反应B．由平均核子质量较大的原子核变为平均核子质量较小的原子核的反应C．由核子数较大的原子核变为核子数较小的原子核的反应D．由核子数较小的原子核变为核子数较大的原子核的反应11、太阳辐射的能量主要来自太阳内部的哪种反应[ ]A．化学反应B．放射性衰变C．核裂变反应D．热核反应12、氢核、中子、氘核的质量分别是，那么氘核的结合能是[ ] A．；B．；C．；D．．13、最初发现中子的核反应是[ ]A．B．C．D．14、原子质量单位为u，真空中的光速为c，当质量为kg和kg的原子核结合为质量为Mkg的原子核时，释放的能量是 [ ]A． B．C．()×931.5MeV D．()×931.5MeV15、重核的裂变和轻核的聚变是人类利用核能的两种主要方法，下面关于它们的说法中正确的是 [ ]A．裂变和聚变过程都有质量亏损B．裂变过程有质量亏损，聚变过程质量有所增加C．裂变过程质量有所增加，聚变过程有质量亏损D．裂变和聚变过程质量都有所增加16、原子的核式结构学说的实验基础是[ ]A．汤姆逊对电子荷质比的测定B．卢瑟福的α粒子散射实验C．居里夫妇发现放射性元素D．查德威克发现中子17、He式表示的是 [ ]A．衰变方程 B．衰变方程C．发现中子的核反应方程 D．铀核裂变方程18、α粒子轰击硼10，变为氮13，放出X粒子，而氮13具有放射性，它放出Y粒子变为碳13，则X粒子和Y粒子分别是[]A、质子和电子B、质子和中子C、中子和正电子D、中子和电子19、以下说法正确的是[]A．光的色散实验证实了光的波动说B．杨氏双缝干涉实验证实了光的粒子说C．α粒子轰击铍核的实验揭示了原子的核式结构D．α粒子轰击氮核的实验发现了质子是原子核的组成部分20、核反应方程，原来靶核中含有的中子数是 [ ]A．9个 B．5个 C．4个 D．3个21、下列核反应方程中，哪个是不平衡的 [ ]22、以下几个原子核反应式中，X代表粒子的反应式是 [ ]23、查德威克最初发现中子的核反应方程是[]24、最早证实卢瑟福设想的中子的核反应是[ ]25、历史上发现中子的核反应是下列四个核反应方程中的[ ]A．B．C．D．26、查德威克最初发现中子的核反应方程是[]27、下列核反应方程式中发现质子的核反应方程是[]28、太阳辐射的能量主要是来自太阳内部的[]A．化学反应B．放射性衰变C．裂变反应D．热核反应29、重核的裂变和轻核的聚变是人类利用原子核能的两种主要方法，下面关于它们的说法中正确的是[]A．裂变和聚变过程都有质量亏损B．裂变过程有质量亏损，聚变过程质量有所增加C．裂变过程质量有所增加，聚变过程有质量亏损D．裂变和聚变过程质量都有所增加30、质子、中子、氦核的质量分别为．氦核的结合能是[]31、两个质量均为m的核子，结合成一个质量为m'的原子核时，放出的能量是[]32、碳原子的原子量是12.000000u，氢原子的原子量是1.007825u，质子质量是1.007276u，中子质量是1.008665u．12个核子结合成碳原子核时，释放的能量所相当的质量是[]A．0.098940u B．0.087312uC．0.095646u D．以上答案都不对33、原子核的裂变和聚变都是人类利用原子核能的途径，我国已建设了秦山和大亚湾两座核电站，下面关于这两座核电站的说法中正确的是[ ]A．它们都是利用核裂变释放的原子核能B．它们都是利用核聚变释放的原子核能C．一座是利用核裂变释放原子核能，另一座是利用核聚变释放原子核能D．以上说法都不正确34、已知质子的质量为，中子的质量为，α粒子的质量为，则[]35、一个氘核和一个氚核结合成一个氦的过程中，释放出的能量是△E。
高中物理原子核习题练习
原子核练习一、选择题1.（多选题）关于核反应方程23490Th→23491Pa＋X＋ΔE(ΔE为释放出的核能，X为新生成粒子)，已知23490Th的半衰期为T，则下列说法正确的是()A. 23490Th的半衰期T由原子核内部的因素决定，跟原子所处的物理、化学状态无关B. 23491Pa比23490Th少1个中子，X粒子是从原子核中射出的，此核反应为β衰变C. N个23490Th经2T时间因发生上述核反应而放出的核能为3NΔE / 4 (N数值很大)D.23490Th的比结合能为ΔE / 2342.现有三个核反应：①2411Na→2412Mg+01e②23592U+1n→14156Ba+9236Kr+31n③21H+31H→42He+1n下列说法正确的是（）A．①是裂变，②是β衰变，③是聚变 B．①是聚变，②是裂变，③是β衰变C．①是β衰变，②是裂变，③是聚变 D．①是β衰变，②是聚变，③是裂变3.（多选题）某放射性元素的原子核发生两次α衰变和六次β衰变，关于它的原子核的变化，下列说法中正确的是（）A．核子数减小8 B．质子数减小2 C．质子数增加2 D．中子数减小104.下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是（）A．β粒子带负电，所以β射线有可能是核外电子B．氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能减小，电势能增大C．太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的轻核聚变D．居里夫妇发现了铀和含铀矿物的天然放射现象5.（多选题）在下列四个方程中，x1，x2，x3和x4各代表某种粒子，判断正确的是（）①U+n→Sr+Xe+3x1②H+x2→He+n③U→Th+x3④Mg+He→Al+x4．A．x1是中子B．x2是质子C．x3是α粒子 D．x4是氚核6.（多选题）下列说法正确的是（）A．光电效应实验揭示了光的粒子性B．太阳内部进行的热核反应属于重核的裂变C．γ射线一般伴随着α射线或β射线产生，在这三种射线中γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱D．天然放射线中的β射线是高速电子流，是原子的核外电子受到激发后放出的7.（单选）下列说法中正确的是（）A．电子的发现说明原子是可分的B．天然放射现象说明原子具有核式结构C．光电效应证实了光具有波动性D．天然放射现象中的α、β、γ射线都能在电场中发生偏转8.（多选）下列说法中正确的是 ()A．光电效应现象显示了光的波动性B．天然放射现象的发现，揭示了原子核有复杂结构C．γ射线是波长很短的电磁波，它的穿透能力比β射线要强D．一个氘核(21H)与一个氚核(31H)聚变生成一个氦核(42He)的同时，放出一个质子Th经过6次α衰变和4次β衰变后成为稳定的原子核Pb 发现中子的核反应方程是Be+He→C+n个10.（多选）钍核Th90，具有放射性，它放出一个电子衰变成镤核a P91，伴随该过程放出光子，下列说法中正确的：A．该电子就是钍原子核外的内层电子B．该电子是从原子核放射出来的C．给钍元素加热，钍元素的半衰期将变短D．原子核的天然放射现象说明原子核是可分的11.如图是氢原子的能级示意图．当氢原子从n=4的能级跃迁到n=3的能级时，辐射出光子a；从n=3的能级跃迁到n=2的能级时，辐射出光子b．以下判断正确的是（）A．在真空中光子a的波长大于光子b的波长B．光子b可使氢原子从基态跃迁到激发态C．光子a可使处于n=4能级的氢原子电离D．大量处于n=3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多辐射2种不同谱线12.下列说法中正确的有▲A．α粒子散射实验揭示了原子核有复杂结构B．电子的衍射现象说明实物粒子也具有波动性C．放射性元素的半衰期与原子所处的物理、化学状态有关D．玻尔将量子观念引入原子领域，并能够解释氢原子的光谱特征13.（多选题）如图所示为氢原子的能级图，若用能量为12.75eV的光子去照射大量处于基态的氢原子，则（）A．氢原子能从基态跃迁到n=4的激发态上去B．有的氢原子能从基态跃迁到n=3的激发态上去C．氢原子最多能发射3种波长不同的光D．氢原子最多能发射6种波长不同的光14.（多选）如图所示为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于n=3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，用这些光照射逸出功为2.49eV的金属钠，下列说法中正确的是（）A．从n=3的激发态跃迁到n=2的激发态时所发出的光的波长最短B．这群氢原子能发出3种频率不同的光，且均能使金属钠发生光电效应C．金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为9.60eVD．从n=3的激发态跃迁到基态时所发出的光能使金属钠发生光电效应，且使光电子获得最大初动能15.（多选）氢原子能级如图，当氢原子从n=3跃迁到n=2的能级时，辐射光的波长为656nm，以下判断正确的是（）四、计算题16.卢瑟福用α粒子轰击氮核发现质子。
(整理)核反应堆物理分析和原子核物理习题
S(t)：为外中子源强度。
106.解释上题等号右边各项的物理意义。问一临界反应堆阶跃输入一正反应性ρ，试求中子密度的时间响应N(t)，假定无任何反馈，且外中源S(t)＝0。
答案： ：t时刻单位时间内瞬发中子的产生数。
：t时刻第1－6组缓发中子的产生率的总和。
132.试说明次临界反应堆内中子总数表达式的由来？
答案：假定外中子源和中子通量密度分布是均匀的（即点堆模型），设中子源每代发出S个源中子，那么在反应堆内经过增殖后
第一代末的中子数N1=S+SKeff
第二代末的中子数N2=S+SKeff+SK2eff
……
第m代末的中子数Nm=S(1++Keff+K2eff+……+Kmeff)
答案：次临界下稳定后增加公式：
∴ 稳定后有：N=1050×105=1.05×108中子
135.假定全部为新装燃料的反应堆内已测过235U的自发裂变中子强度为50中子/每代。堆的次临界度为1pcm，假定中子不会从堆内泄漏出去，堆外无中子射入反应堆。试从理论上估算：当中子数趋于稳定时，中子总数约为多少？
答案：原子序数Z相同但质量数A不同的核素叫同位素。
铀的同位素有23392U、23592U、和23892U
钚的同位素有23994Pu、24094Pu、和24194Pu
氢的同位素有11H、21H、和31H
140.天然铀中U－238约占99.3%，U－235约占0.7%。
141.天然硼中B－10约占18.83%，B－11约占81.17%，对中子吸收最强的是B－10。
在该区以上是共振区。有多个共振峰存在。在高能区是微观截面的平滑区。103.试说明235U的裂变截面随中子能量的大致变化规律。
人教版初中高中物理选修三第五章《原子核》经典测试题(含答案解析)
一、选择题1．下列核反应中，属于原子核的衰变的是（ ）A ．427301213150He Al P n +→+B ．32411120H H He n +→+ C ．235190136192038540U n Sr Xe +10n ++→D ．238234492902U Th He →+2．下列说法正确的是（ ）A ．23892U 衰变为22286Rn 要经过4次α衰变和2次β衰变B ．衰变中产生的β射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的C ．查德威克发现了中子，并第一次实现了人工合成放射性同位素D ．汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子，并准确测出了电子的电荷量3．2020年3月15日中国散列中子源利（CSNS ）利用中子成像技术帮助中国科技大学进行了考古方面的研究。
散射中子源是研究中子特性、探测物质微观结构和运动的科研装置。
CNSN 是我国重点建设的大科学装置，将成为发展中国家拥有的第一台散裂中子源。
下列关于中子研究的说法正确的是（ ）A ．α粒子轰击147N ，生成178O ，并产生了中子B ．23892U 经过4次α衰变，2次β衰变，新核与原来的原子核相比，中子数少了6个C ．放射性β射线其实质是高速中子流，可用于医学的放射治疗D ．核电站可通过控制中子数目来控制核反应剧烈程度 4．静止的一氡核22286Rn 放出一个α粒子后变为一个新核，α粒子动能为αE 。
若衰变放出的能量全部变为新核和α粒子的动能。
真空中的光速为c ，则该反应中的质量亏损为（ ） A ．α28486E c ⋅ B ．α28684E c ⋅ C ．α2218222E c ⋅ D ．α2222218E c ⋅ 5．静止的氡核弱22286Rn 放出α粒子后变成钋核21884Po ，α粒子动能为k E α.若衰变放出的能量全部变为反冲核和α粒子的动能，真空中的光速为c ，则该反应中的质量亏损为 A ．24218k E c α⋅ B ．0 C ．2222218k E c α⋅ D ．2218222k E c α⋅ 6．太阳内部持续不断地发生着4个质子(11H)聚变为1个氦核(42He)的热核反应，核反应方程是141242H He X →+，这个核反应释放出大量核能．已知质子、氦核、X 的质量分别为1m 、2m 、3m ，真空中的光速为c ．下列说法中正确的是A ．方程中的X 表示中子(10n)B ．方程中的X 表示电子(01-e)C ．这个核反应中质量亏损124m m m ∆=-D ．这个核反应中释放的核能2123(42)E m m m c ∆=--7．在核反应方程41417278He+N O+X →中，X 表示的是A ．质子B ．中子C ．电子D ．α粒子8．下列叙述中正确的是A ．牛顿提出了万有引力定律，并通过实验测出了万有引力常量B ．奥斯特发现了电流的磁效应，总结出了电磁感应定律C ．美国科学家密立根通过油滴实验，测定出电子的荷质比D ．卢瑟福发现了质子，查德威克发现了中子，质子和中子统称为核子 9．下列说法正确的是A ．天然放射现象的发现揭示了原子具有核式结构B ．温度升高，放射性元素衰变的半衰期减小C ．原子核发生β衰变后原子序数不变D ．人工放射性同位素的半衰期比天然放射性物质短的多，因此放射性废料容易处理 10．关于天然放射线性质的说法正确的是（） A ．γ射线就是中子流 B ．α射线有较强的穿透性 C ．β射线是高速电子流 D ．电离本领最强的是γ射线11．钍核23290Th 经过6次α衰变和4次β衰变后变成铅核，则A ．铅核的符号为20882Pb ，它比23290Th 少8个中子B ．铅核的符号为20478Pb ，它比23290Th 少16个中子C ．铅核的符号为20882Pb ，它比23290Th 少16个中子D ．铅核的符号为22078Pb ，它比23290Th 少12个中子12．原子核23892U 在天然衰变为20682Pb 的过程中，所经过的α衰变次数质子数减少的个数、中子数减少的个数依次为（ ） A ．8、10、22B ．10、22、8C ．22、8、10D ．8、22、1013．某放射性元素X 的原子核发生了β衰变，产生了新的元素Y 原子核，同时放出γ光子，下列判断正确的是（ ） A ．Y 比X 原子序数小B ．Y 原子核比X 原子核核子平均质量小C ．X 原子核放出β射线，表明X 原子核内有β粒子D ．γ光子来自X 原子核14．下列叙述中符合物理史实的是（ ） A ．汤姆生发现电子，从而提出了原子核式结构学说 B ．爱因斯坦提出的光子说圆满的解释了光电效应现象C ．贝克勒尔通过对天然放射性现象的研究，发现了原子核中含有质子D ．麦克斯韦提出了电磁场理论，并用实验证实了电磁波的存在 15．关于质能方程E =mc 2，下列说法正确的是（ ） A ．质量和能量可以相互变化B ．当物体向外释放能量△E 时，其质量必定增加△m ，满足△E =△mc 2C ．物体的核能可以用mc 2表示D ．mc 2是物体所蕴藏能量的总和二、填空题16．正电子发射计算机断层显像（PET ）的基本原理是：将放射性同位素15O 注入人体，参与人体的代谢过程。
核化学试题及答案
核化学试题及答案一、单项选择题（每题2分，共10分）1. 原子核中质子数和中子数之和称为：A. 原子序数B. 相对原子质量C. 核素D. 同位素答案：C2. 下列元素中，哪个是放射性元素？A. 碳B. 氢C. 铀D. 氧答案：C3. 放射性衰变中，原子核的质子数和中子数会发生变化，这种变化称为：A. 核反应B. 核衰变C. 核裂变D. 核聚变答案：B4. 半衰期是指放射性元素衰变到其原始数量的一半所需的时间，其单位是：A. 秒B. 分钟C. 年D. 天答案：C5. 核反应方程式中，质量数和电荷数必须：A. 相等B. 不相等C. 相加D. 相减答案：A二、填空题（每题2分，共10分）1. 核裂变是指重原子核在吸收中子后，分裂成两个或多个较轻原子核的过程，同时释放出大量的______和______。
答案：能量；中子2. 核聚变是指轻原子核在高温高压条件下结合成更重的原子核，并释放出______的过程。
答案：能量3. 放射性同位素的______衰变是不稳定原子核通过发射正电子或电子俘获的方式转变为稳定原子核的过程。
答案：β4. 放射性元素的______衰变是指原子核通过发射α粒子（即氦核）来减少质子数和中子数的过程。
答案：α5. 核反应方程式中，______守恒和______守恒是核反应必须遵守的两个基本守恒定律。
答案：质量数；电荷数三、简答题（每题5分，共20分）1. 请简述核裂变和核聚变的区别。
答案：核裂变是指重原子核分裂成较轻原子核的过程，通常需要吸收中子才能发生，而核聚变是指轻原子核结合成较重原子核的过程，通常需要极高的温度和压力才能实现。
两者的主要区别在于参与反应的原子核的质量和能量的释放方式。
2. 什么是核反应堆，它的作用是什么？答案：核反应堆是一种能够控制和维持核裂变反应的设备，其主要作用是利用核裂变释放的能量来产生热量，进而产生蒸汽推动涡轮发电，或者用于其他工业和科研目的。
3. 放射性同位素在医学上有哪些应用？答案：放射性同位素在医学上的应用包括诊断和治疗。
《好题》初中高中物理选修三第五章《原子核》经典练习题(含答案)
一、选择题1．下列核反应中，属于原子核的衰变的是（ ）A ．427301213150He Al P n +→+B ．32411120H H He n +→+ C ．235190136192038540U n Sr Xe +10n ++→D ．238234492902U Th He →+2．一 静 止 的 铀 核 放 出 一 个 α粒 子 衰 变 成 钍 核 ， 衰 变 方 程 为238234492902U Th He →+，下列说法正确的是（ ）A ．23892U 中含有42HeB ．衰变后钍核的动量大小等于α粒子的动量大小C ．衰变后 α粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量D ．200 个铀核经过一个半衰期后就只剩下 100 个铀核 3．下列说法正确的是（ ） A ．2382349290U Th X →+中X 为电子，核反应类型为β衰变B ．234112H+H He+Y →中Y 为中子，核反应类型为人工核转变C ．2351136909205438U+n Xe+Sr+K →，其中K 为10个中子，核反应类型为重核裂变D ．14417728N+He O+Z →，其中Z 为氢核，核反应类型为轻核聚变4．我国科学家为解决“玉兔号”月球车长时间处于黑夜工作的需要，研制了一种小型核能电池，将核反应释放的核能转变为电能，需要的功率并不大，但要便于防护其产生的核辐射。
请据此猜测“玉兔号”所用核能电池有可能采纳的核反应方程是（ ）A ．32411120H+H He+n →B ．235114192192056360U+n Ba+Kr+3n →C ．238238094951Pu Am+e -→ D ．274301132150Al+He P+n →5．静止的氡核弱22286Rn 放出α粒子后变成钋核21884Po ，α粒子动能为k E α.若衰变放出的能量全部变为反冲核和α粒子的动能，真空中的光速为c ，则该反应中的质量亏损为 A ．24218k E c α⋅ B ．0 C ．2222218k E cα⋅ D ．2218222k E cα⋅ 6．下列说法正确的是（ ）A ．某种频率的光照射金属能发生光电效应，若增加入射光的强度，则单位时间内发射的光电子数增加B ．在核反应堆中，镉棒的作用是使快中子变为慢中子C ．结合能越大，原子核越稳定D ．入射光的频率不同，同一金属的逸出功也会不同7．在匀强磁场里有一个原来静止的放射性碳14，它所放射的粒子与反冲核X 的径迹是两个相切的圆．圆的直径比为7∶1，碳14的衰变方程是( )A ．14410624C He X →+ B ．14115606C e X -→+C ．14014617C e X -→+ D ．14212615C H X →+8．某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论，其中的两个核反应方程为，112131671H+C N+Q →，115121762H+N C+X+Q →，方程式中Q 1，Q 2表示释放的能量，相关的原子核质量见下表：A ．X 是32He ，Q 2>Q 1B ．X 是42He ，Q 2>Q 1 C ．X 是32He ，Q 2<Q 1D ．X 是42He ，Q 2<Q 19．关于天然放射线性质的说法正确的是（） A ．γ射线就是中子流 B ．α射线有较强的穿透性 C ．β射线是高速电子流D ．电离本领最强的是γ射线 10．2020年11月27日0时41分，华龙一号核电5号机组首次并网成功，标志着我国正式进入核电技术先进国家行列。
(必考题)初中高中物理选修三第五章《原子核》习题(答案解析)
一、选择题1．下列核反应中，属于原子核的衰变的是（ ）A ．427301213150He Al P n +→+B ．32411120H H He n +→+ C ．235190136192038540U n Sr Xe +10n ++→D ．238234492902U Th He →+2．下列关于原子和原子核的说法正确的是（ ）A ．卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出了原子核是由质子和中子组成的B ．23892U （铀)衰变为23491Pa （镤)要经过1次α衰变和2次β衰变C ．质子与中子结合成氘核的过程中发生质量亏损并释放能量D ．β射线是原子核外电子挣脱原子核的束缚后而形成的电子流 3．一 静 止 的 铀 核 放 出 一 个 α粒 子 衰 变 成 钍 核 ， 衰 变 方 程 为238234492902U Th He →+，下列说法正确的是（ ）A ．23892U 中含有42HeB ．衰变后钍核的动量大小等于α粒子的动量大小C ．衰变后 α粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量D ．200 个铀核经过一个半衰期后就只剩下 100 个铀核4．碘131的半衰期约为8天，若某药物含有质量为m 的碘131，经过24天后，该药物中碘131的含量大约还有（ ） A ．二分之一 B ．四分之一 C ．八分之一 D ．十六分之一5．静止的一氡核22286Rn 放出一个α粒子后变为一个新核，α粒子动能为αE 。
若衰变放出的能量全部变为新核和α粒子的动能。
真空中的光速为c ，则该反应中的质量亏损为（ ） A ．α28486E c⋅ B ．α28684E c⋅ C ．α2218222E c⋅ D ．α2222218E c⋅ 6．下列说法正确的是A ．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫假设法B ．平均速度、瞬时速度以及加速度，是牛顿首先建立起来的C ．自然界的四个基本相互作用是：强相互作用、万有引力、弹力、电磁相互作用D ．根据速度定义式v ＝x t ∆∆，当△t 极短时，x t∆∆就可以表示物体在t 时刻的瞬时速度，该定义应用了物理的极限法7．质子和中子质量分别为m 1和m 2，当它们结合成氘核时，产生能量E ，并以γ射线的形式放出．已知普朗克常数为h ，真空中的光速为c ，则氘核的质量和γ射线的频率的表达式分别为（ ）A ．122(),E E m m c h -+B ．122(),E Em m c h+- C ．122(),E h m m c E++ D ．122(),E E m m c h++ 8．恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应．核反应方程为448224He He Be γ+→+ .以下说法正确的是( )A ．该核反应为裂变反应B ．热核反应中有质量亏损C ．由于核反应中质量数守恒，所以质量也是守恒的D ．任意原子核内的质子数和中子数总是相等的 9．下列哪些事实表明原子核具有复杂结构 A ．α粒子的散射实验 B ．天然放射现象 C ．阴极射线的发现 D ．X 射线的发现10．麻省理工学院要建人类史上第一个可控核聚变发电站．该发电站的核反应方程可能是A ．23411120H H He n +→+B ．238234492902U Th He →+C ．2351891441920365603U n Kr Ba n +→++D ．1441717281N He O H +→+11．钍核23290Th 经过6次α衰变和4次β衰变后变成铅核，则A ．铅核的符号为20882Pb ，它比23290Th 少8个中子B ．铅核的符号为20478Pb ，它比23290Th 少16个中子C ．铅核的符号为20882Pb ，它比23290Th 少16个中子D ．铅核的符号为22078Pb ，它比23290Th 少12个中子12．一个静止的原子核abX 经α衰变放出一个α粒子并生成一个新核，α粒子的动能为E 0．设衰变时产生的能量全部变成α粒子和新核的动能，则在此衰变过程中的质量亏损为（ ） A ．2E cB ．()024E a c -C ．()024a E c -D ．()024aE a c -13．放射性元素A 经过2次α衰变和1次β 衰变后生成一新元素B ，则元素B 在元素周期表中的位置较元素A 的位置向前移动了A．1位B．2位C．3位D．4位14．在下列四个核反应式中，X表示中子的是（）A．147N＋X→178O＋11HB．23490Th→23491Pa＋XC．X＋126C→137ND．23592U＋1n→9038Sr＋13654Xe＋10X15．最近几年，原子核科学家在超重元素的探测方面取得重大进展。
【优质文档】高中物理原子核练习题
A. α
B. α粒子从 F
C.α
D. 放射性物质放出的 γ射线射到屏上产生的 6.一个质子以 1.0× 107 m/s 的速度撞入一个静止的铝原子核后被俘获，
铝原子核变为硅原子核，
已知铝原子核的质量是质子的 27 倍，硅原子核的质量是质子的 28 倍，则下列判断中正确的是
A. 核反应方程为
27 13
92 36
Ｋ
r），已知
235
92 U 、
141 56
Ba、
92 36
Ｋr
和中子的质量
分别是 235.0439 ｕ， 140.9139u， 91.8973u 和 1.0087u.
(1)写出铀裂变反应方程，并计算一个铀 235 (2)我国秦山核电站功率为 3× 105 kW ，假设铀 235 能够完全裂变， 其中一半的核能转化为
二、填空题。
9.
234 90
Th
234 91
Pa +_______.
234 90
Th
衰变为
234
91 Pa 的半衰期是
1.2 min ，则 64 g
234 90
Th
经过
6 min
还有
_______ g
尚未衰
变.
10.原子核 A 经过若干次衰变后变成原子核 B，已知 B 核的中子数比 A 核少 m， B 核的质子数 比 A 核少 n，则此衰变过程中共有 ________次α 衰变， ________次β 衰变 .
a 粒子的动能，则核反应后两个 a 粒子具有总
15、太阳现正处于主序星演化阶段，它主要是由电子的
1
4
1 H 、 2 He 等原子核组成，维持太
阳辐射的是它内部的核聚变反应，
高中物理选择性必修三第五章原子核综合训练
＝6，再结合电荷数的变化情况和衰变规律来判
定β衰变的次数（设为y），2x－y＝90－82＝8，y＝2x－8＝4，钍核
中的中子数为232－90＝142，铅核中的中子数为208－82＝126，所以
钍核比铅核多16个中子，铅核比钍核少8个质子，β衰变所放出的电子
来自原子核内，A、B正确。
针对性训练
ΔE＝Δm×931 MeV 解得ΔE＝0.007 4×931 MeV≈6.89 MeV。
针对性训练
1.能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之一。下列关于核
反应方程的说法，正确的是（
）
A. H+ H→ He+ n是α衰变
B.
U+
n→
Xe+
Sr＋1
之一，故D正确。
典型例题
核聚变反应
方程不平衡
核裂变反应
α衰变是自
发的
典型例题
（多选）下列核反应方程正确的是（ BD ）
氦核
电子
a=1
b=3
典型例题
BD
3
2
4
2
1
0
4
2
典型例题
花岗岩、砖砂、水泥等建筑材料是室内氡的最主要来源。人呼吸时，氡气
会随气体进入肺脏，氡衰变放出的α射线像小“炸弹”一样轰击肺细胞，使肺细
（3）原子核分解成核子时要吸收一定的能量，相应的质量增加Δm，
吸收的能量为ΔE＝Δmc2。
典型例题
解析
方程（1）是α衰变，（2）是β衰变，在反应过程中均有能量
释放，故答案A错误。
方程（3）是第一次实现原子核的人工转变(卢瑟福发现质子），
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原子核
教学目标
1.通过人类认识原子核组成得过程复习,使学生明确认识依赖于实践;科学得认识源于科学家们得科学实验与研究探索.从而培养学生得科学态度与探索精神.
学生应知道一些重要得物理事实:天然放射性得发现,质子、中子、放射性同位素得发现等,恰恰就是明确原子核组成得实验基础.
２.掌握衰变及原子核人工转变得规律——质量数守恒、核电荷数守恒.学生应能根据实际写出正确得核反应方程.应用衰变规律分析解决相关问题,并明确半衰期得意义.
3.明确核力、结合能、平均结合能、质量亏损、爱因斯坦质能方程得意义，并掌握其应用——获得核能得途径(裂变、聚变).
教学重点、难点分析
1．放射性元素衰变时,通常会同时放出α、β与γ三种射线,即α、β衰变核反应同时放出γ射线(释放能量）.在某些特殊情况下,某些放射性元素只放出α或只放出β射线.但任何情况下都不会只放出γ射线,γ射线只能伴随α或β射线放出.
发现放射性同位素得同时，发现正电子得核反应可称为放射性同位素得+β衰变,其核反应方程为
放射性元素得半衰期只决定于原子核得性质,与元素所处物理、化
对应质量关系
2.写四类核反应方程,即衰变、人工转变、裂变、聚变核反应时，要遵循三个守恒,即质量数、荷电核数、能量守恒.但要以核反应得事实为基础，不能仅根据质量数、荷电核数两个守恒而书写出事实上不存在得核反应.另外，核反应通常就是不可逆得,方程中只能用“→”连接并指示反应方向，而不能用“=”连接.
β衰变与+β衰变中,新原子核得荷电核数得变化，可理解为在原来得核中有:
３.△Ｅ＝△mc2这一爱因斯坦质能关系式,就是释放原子核能得重要理论依据.具体应用之计算核能时要注意单位得统一,△m单位就是“kｇ”,△E单位就是“J”;若△m单位就是“U”,则△Ｅ得单位就是“ＭｅV”.
此结论可在计算中直接应用.
4．裂变与聚变均就是释放原子核能(结合能)得核反应,应理解为反应后均发生质量亏损，所以都释放出核能以γ光形式辐射;重核裂变、轻核聚变都就是变成中等质量核,即都就是由核子平均结合能小得核变成核子平均结合能大得核;又都就是在一定条件下才能完成得核反应,即必须先吸收能量(有中子轰击或超高温存在),再释放能量;就是由于生成新核得核子平均结合能大，所以反应吸收得能量小于核子平均结合能与核子数乘积(释放得能量）.
5.在无光子辐射得情况下,核反应中释放得核能转化为生成新核与粒子得动能.此种情况可应用动量守恒与能量守恒计算核能.
教学过程设计
教师活动
问:人类就是怎样认识到微观原子核得组成得?
再通过以下具体问题引导同学回答:
学生活动
同学们瞧书、讨论.
可请瞧过“居里夫人传”得同学,简要谈谈居里夫人得业绩与为科学事业得献身精神.
问:何时何人发现放射性现象？
答:1８96年法国人贝克勒尔首先发现了铀得放射性现象.随后居里夫妇发现了有更强放射性得元素钋与镭．
问：三种放射线得本质就是什么？与物质作用效果有何区别？
γ射线就是γ光子.依α、β、γ顺序电离本领减弱,穿透本领增强.
问：放射性现象得发现有什么重大意义?
答:说明原子核就是可分得.因为知道了三种射线得本质后,通过思考分析即能断定:α粒子得质量、电性与电量与原子核外电子大不相同；β射线中得电子能量远大于核外电子得能量;γ射线能量也大于核外层电子受激辐射得X射线能量.所以三种射线就是由原子核发出得.
问:原子核得衰变有什么规律?写衰变核反应方程得法则就是什么？如何理解β衰变与+β衰变后新原子核得核电核数得变化?
答：原子核衰变过程服从质量数、核电荷数以及能量守恒.一般α衰变与β衰变得同时要释放能量,以γ射线形式放出.
写衰变核反应方程得法则为:
β衰变后新核荷电荷数加1就是由于原核中有1个中子
+β衰变后新核荷电荷数减1就是由于原核中有１个质
问:什么就是半衰期?其长短由什么决定？如何计算衰变后剩余原子核数?
答:放射性元素得原子核有半数发生衰变需要得时间叫放射性元素得半衰期.半衰期只由元素得性质决定,与元素所处物理化学状态无关.
据荷电荷数与质量数守恒应有:
92=82+2n-ｍ
238=２06+4ｎ
以上二式联立解得ｎ=8,ｍ=6.故此题所述核反应方程为:
问:何时、何人发现了质子、中子、放射性同位素?相应得人工转变核反应方程就是什么?
答:1919年英国人卢瑟福发现了质子.方程为:
19３2年英国人查德威克发现中子．方程为
1９３4年约里奥、居里与伊里芙、居里夫妇发现放射性同位素．方程为
问:同位素得原子核组成上有什么相同点与不同点?放射性同位素有什么方面得应用？
以致物理性质不同．均满足:质量数(核子数)＝质子数+中子数．
放射性同位素一就是应用它得射线（γ射线得穿透性）;二就是应用它作为示踪原子.
问:核能就是怎样释放得——获得核能得途径就是什么？
启发：1896年发现放射性现象后,经过45年,到1942美国芝加哥大学足球场建成人类得第一个原子反应堆.其间有几十位物理学家获诺贝尔奖,才使人类进入“核时代”.反应堆作为可控裂变核反应得核能源,其废料有长期副作用．未来“最干净得能源”——可
控“热核反应”，即“聚变”核反应缓慢释放核能问题得解决,科学家们已经做了半个世纪得努力,现仍在力争实现中.
同学们瞧书、讨论.
问:什么就是核力、结合能、平均结合能、质量亏损与爱因斯坦得质能方程?
答：核子(质子与中子)之间在小于2、0×10-15m得距离时,所存在很强得引力叫核子力,即核力．
核子结合成原子核时所释放得能(或原子核分解成核子吸收得能),叫原子核得结合能,即核能.
核子结合成原子核时减少得质量叫质量亏损.质量亏损△m=原来核子得总质量-原子核得质量
爱因斯坦质能方程为：E＝mc2或△E=△mc２
人类获得核能得途径就是什么？
答:
两种核反应中均发生质量亏损，因而释放出结合能△Ｅ．若亏损△m=lu,则△E=９３1、5MeV．<／PGＮ0296、TXT／PGN>
质量为3、0１5０u.
(2)计算上述核反应中释放得核能
(3)若两氘核以相等得动能０、35MeV作对心碰撞即可发生上述核反应,且释放得核能全部转化为机械能,则反应生成得
解：
(2)△m=2、01３6×2-(3、0１50+1、0087)=0、０03５u
释放得核能：
△Ｅ＝△mｃ２＝931、5×0、0０３5＝3、26MeＶ
ｖ1与v２,则由动量守恒与能量守恒应有:
m1ｖ1-m2v2＝0
E k1+E k2=2Ｅｋ０+△E
解方程组,可得:
教师酌情回答
同学们提问题.
同步练习
一、选择题
质子数为
[ ]
A.9２
B.8８
Ｃ．１38 Ｄ.２26
2.在下列4个核反应式中,ｘ表示了中子得就是哪些 [ ]
3.设某放射性同位素A得半衰期为T,另一种放射性同位素B得半衰期为T/2.在初始时刻,Ａ得原子核数目为Ｎ0,B得原子核数目为4N0,则
［ ]
A．经过时间2T,A、B得原子核数目都等于Ｎ0/2
B.经过时间２T，A、B得原子核数目都等于N0/4
C．经过时间３T，A、B得原子核数目都等于N0/8
D.经过时间4T，A、B得原子核数目都等于Ｎ0/16
4.质子、中子组成氦核,质量分别就是ｍｐ、m n与mα,则
[]Ａ.mα>2(mｐ+ｍn) B.mα=2(m p+mｎ)
C.mα＜2(m p+ｍn)D．以上三种情况都有可能
５.根据爱因斯坦质能关系方程，可以说明 [ ] Ａ．任何核反应，只要伴随能量得产生,则反应前后各物质得质量与一定不相等
B.太阳不断地向外辐射能量，因而它得总质量一定不断减少
C．虽然太阳不断地向外辐射能量,但它得总质量就是不变得
D．若地球从太阳获得得能量大于地球向外辐射得能量,则地球得质量将不断增大６.某原子核A经过P次α衰变,Q次β衰变后变成原子核B,则 [ ]
Ａ.核A得质量数比核B得质量数多4P个
B．核A得质子数比核B得质子数多（２Ｐ-Ｑ)个
C.核A得中子数比核Ｂ得中子数多（2P＋Ｑ)个
D.核为Ａ得中性原子中得电子数比核为B得中性原子中得电子数少(Q-2P)个
二、非选择题
个α粒子，α粒子得速度方向同原子核原来运动方向相反,大小为2v,那么,所生成得新核得速率为_＿＿___,方向为__＿__＿.
8.一个中子以速度ｖ0与一个静止得原子核作正碰,若碰撞过程无动能损失,原子核得质量为A,则原子得到得能量Ｅ与中子得初始能量Ｅ０得比值E∶E０=______．
9.两个中子与两个质子结合成氦核,同时释放一定得核能.若中子质量mｎ=1、００87u,质子质量m H＝1、０073ｕ，氦核质量ｍα=4、0026u,试计算生成1kg氦时，要释放多少核能？
１0.某核电站发电能力为5×１05kw,用235Ｕ作为核燃料,已知每个23５U核裂变平均释放20０MeV得能量，设释放得核能全部转化为电能,则该电站每天消耗多少235Ｕ?
它放射出一个α粒子后变成Po(钋)核．若放出得α粒子运动方向与磁场方向垂直,求（1)α粒子与Po核在匀强磁场中得径迹圆半径之比？
（2)α粒子与Pｏ核两次相遇时间间隔与α粒子运动周期得关系．
参考答案
1.B
2.B C D
3.Ｂ４．C
５．A B D 6.A B C D
9.6、59×1014Ｊ１0.527g 1１.(1)42∶1
(2)α粒子要转1０9圈，Po核转84圈才能相遇，故两次相遇时间间隔△t＝１09Ｔα.。