正确率40.0%某静止的原子核发生核反应且放出能量$${{Q}}$$,其方程为$${^{B}_{A}{X}}$$→$$\mathit{I^{D}}_{C} \Upsilon+\frac{F} {E} \mathbf{\Psi},$$假设释放的能量全都转化为新核 $${{Y}}$$和$${{Z}}$$的动能,其中 $${{Z}}$$原子核的速度为$${{v}{,}}$$以下结论正确的是()
D
A.$${{Y}}$$原子核的速度大小为$$\frac{E} {C} v$$
B.$${{Y}}$$原子核的动能与$${{Z}}$$原子核的动能之比为$${{D}{:}{F}}$$
C.$${{Y}}$$原子核和$${{Z}}$$原子核的质量之和比$${{X}}$$原子核的质量大$$\frac{Q} {c^{2}} ( c$$为光速)
D.$${{Y}}$$和$${{Z}}$$的结合能之和一定大于$${{X}}$$的结合能
2、['结合能与比结合能', '聚变反应']正确率60.0%svg异常
B
A.另一产物可能是氦的同位素
B.热核反应会释放巨大能量,说明聚变后比结合能增加
C.要维持热核反应需要外界一直提供能量,维持上百万开尔文的高温
D.金属镉棒能够吸收一些氘或氚,从而控制热核反应速度
3、['半衰期', '结合能与比结合能', '射线的本质及三种射线的比较']正确率80.0%关于原子物理,下列说法错误的是$${{(}{)}}$$
A.$${{β}}$$粒子是核外电子
B.半衰期与放射性元素处于何种物态、是单质还是化合物都没有关系
C.同位素的化学性质相同
D.平均结合能越大,原子核越稳定
4、['结合能与比结合能', '质量亏损', '聚变的理解及计算']正确率80.0%太阳大约在几十亿年后,会逐渐进入红巨星时期,核心温度逐渐升高,当升至某一温度时,太阳内部的氦元素开始转变为碳,即氦闪。三个$${^{4}_{2}{H}{e}}$$生成一个$${_6^{1 2} C (}$$称为$${{3}{α}}$$反应$${{)}}$$,核反应方程为$$3_{2}^{4} H e \to_{6}^{1 2} C$$,瞬间释放大量的核能。如果太阳发生氦闪,对太阳系内的生命都是毁灭性的,电影《流浪地球》讲述的就是发生在这样的背景之下的故事。下列说法中不正确的是$${{(}}$$已知$$\,_{6}^{1 2} \, C$$的质量是$$m_{c}=1 2. 0 0 0 0 u$$,$${^{4}_{2}{H}{e}}$$的质量是$$m_{H e}=4. 0 0 2 6 u$$,$${{1}{u}}$$的质量对应的能量是
A.氦闪发生的是人工转变
B.一次$${{3}{α}}$$反应释放的核能为$$7. 2 6 5 7 M e V$$
C.一次$${{3}{α}}$$反应亏损的质量为$$\triangle m=0. 0 0 7 8 u$$
D.$$\,_{6}^{1 2} \, C$$的比结合能比$${^{4}_{2}{H}{e}}$$的比结合能大,更稳定
5、['结合能与比结合能']正确率60.0%质子的质量$$m_{\mathrm{p}}=1. 6 7 2 6 \times1 0^{-2 7} \mathrm{k g},$$中子的质量$$m_{\mathrm{n}}=1. 6 7 4 9 \times1 0^{-2 7} \mathrm{k g}, \; \; \alpha$$粒子的质量$$m_{\alpha}=6. 6 4 6 7 \times1 0^{-2 7} \mathrm{k g},$$光速$$c=3 \times1 0^{8} \, \mathrm{m / s},$$则$${{α}}$$粒子的结合能是()
A
A.$$4. 3 \times1 0^{-1 2} \, \mathrm{J}$$
B.$$4. 6 \times1 0^{-1 2} \, \mathrm{J}$$
C.$$5. 3 \times1 0^{-1 2} \, \mathrm{J}$$
D.$$2. 0 \times1 0^{-1 2} \, \mathbf{J}$$
6、['结合能与比结合能', '半衰期的相关计算', '核反应', '质能方程的计算']正确率40.0%已知核反应方程$$2 3 4_{9 0} \mathrm{T h} \to_{9 1}^{2 3 4} \mathrm{P a}+\mathrm{X}+\Delta E ( \Delta E$$为释放出的核能,$${{X}}$$为新生成粒子$$), \begin{array} {l} {2 3 4} \\ {9 0} \\ \end{array} \mathrm{T h}$$的半衰期为$${{T}}$$,下列有关说法正确的是()
C
A.$$\mathrm{^{2 3 4}_{9 1} P a}$$核比$$\sb{9 0}^{2 3 4} \mathrm{T h}$$核多一个中子
B.$$\sb{9 0}^{2 3 4} \mathrm{T h}$$的比结合能为$$\frac{\Delta E} {2 3 4}$$
C.$${{X}}$$粒子是电子,此核反应为$${{β}}$$衰变
D.$${{N}_{0}}$$个$$\sb{9 0}^{2 3 4} \mathrm{T h}$$经$${{2}{T}}$$时间因发生上述核反应而放出的核能为$$\frac{1} {4} N_{0} \, \Delta\, E ( N_{0}$$数值很大)
7、['能级及能级跃迁', '结合能与比结合能', '半衰期的概念', '电子的发现']正确率60.0%不断发现和认识新现象,进而理解事物的本性,这是一切科学发展的必由之路。下列说法正确的是()
C
A.放射性元素衰变的快慢是由原子所处的化学状态和外部条件决定的
B.原子核越大,它的比结合能越大
C.电子的发现使人们认识到原子不是组成物质的最小微粒,原子本身也具有结构
D.如果大量氢原子处在$${{n}{=}{3}}$$的能级,会辐射出$${{6}}$$种不同频率的光
8、['结合能与比结合能', '质能方程的理解']正确率60.0%下列有关原子核和质能方程的说法,正确的是()
A
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
B.爱因斯坦质能方程表明,在一定条件下质量可以转化为能量
C.放射性元素发生$${{β}}$$衰变时放出的是核外电子
D.两个质子之间,不论距离如何,核力总是大于库仑力
9、['结合能与比结合能', 'α衰变的特点、本质及其方程的写法', 'β衰变的特点、本质及其方程的写法', '质量亏损']正确率60.0%关于原子核的变化,下列说法正确的是$${{(}{)}}$$
D
A.原子核发生变化时,一定会释放能量
B.原子核发生一次$${{β}}$$衰变,该原子外层就失去一个电子
C.自由核子组成原子核时,其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能
D.$${{—}}$$重原子核衰变成$${{α}}$$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
10、['裂变反应', '结合能与比结合能', '质量亏损', '聚变反应']正确率60.0%据香港$${《}$$南华早报$${》{{2}{0}{1}{6}}}$$年$${{1}{2}}$$月$${{8}}$$日报道,在合肥董铺水库核聚变研究人员让电离气体稳定燃烧了两次.
罗广南说:$${{“}}$$这是一次具有里程碑意义的事件,它增强了人类利用核聚变能的信心.$${{”}}$$关于核聚变,下列说法正确的是()
B
A.聚变反应一定比裂变反应释放的能量多
B.聚变反应比裂变反应平均每个核子放出的能量大
C.要使聚变产生,必须克服库仑引力做功
D.聚变反应中由于形成质量较大的核,故反应后总质量增大
1. 解析:
根据动量守恒,初始静止的原子核 $$^{B}_{A}X$$ 衰变后,新核 $$^{D}_{C}Y$$ 和 $$^{F}_{E}\Psi$$ 的动量大小相等、方向相反。设 $$Y$$ 的速度为 $$v_Y$$,则有:
$$D \cdot v_Y = F \cdot v \Rightarrow v_Y = \frac{F}{D} v$$
动能之比为:
$$\frac{K_Y}{K_\Psi} = \frac{\frac{1}{2} D v_Y^2}{\frac{1}{2} F v^2} = \frac{D \left(\frac{F}{D} v\right)^2}{F v^2} = \frac{F}{D}$$
质量亏损释放的能量 $$Q$$ 转化为动能,故 $$Y$$ 和 $$Z$$ 的质量之和比 $$X$$ 小 $$\frac{Q}{c^2}$$。结合能是核子结合成原子核时释放的能量,衰变后 $$Y$$ 和 $$Z$$ 的结合能之和大于 $$X$$ 的结合能。因此:
A 错误,应为 $$v_Y = \frac{F}{D} v$$;B 错误,动能之比为 $$F:D$$;C 错误,质量之和比 $$X$$ 小;D 正确。
答案:D
2. 解析:
A 错误,热核反应产物不一定是氦的同位素;B 正确,比结合能增加说明核更稳定;C 正确,聚变需要高温维持;D 错误,镉棒用于裂变反应控制。
答案:D
3. 解析:
A 错误,$$β$$ 粒子是核内中子转化为质子时放出的电子;B 正确,半衰期与物理化学状态无关;C 正确,同位素化学性质相同;D 正确,平均结合能越大越稳定。
答案:A
4. 解析:
A 错误,氦闪是自然聚变;B 和 C 通过质量亏损计算:
$$\Delta m = 3 \times 4.0026u - 12.0000u = 0.0078u$$
释放能量:
$$\Delta E = 0.0078u \times 931.5 \text{MeV}/u = 7.2657 \text{MeV}$$
D 正确,$$^{12}C$$ 比 $$^{4}He$$ 更稳定。
答案:A
5. 解析:
$$α$$ 粒子由 2 个质子和 2 个中子组成,质量亏损:
$$\Delta m = 2m_p + 2m_n - m_\alpha = 0.0505 \times 10^{-27} \text{kg}$$
结合能:
$$E = \Delta m c^2 = 4.54 \times 10^{-12} \text{J}$$
最接近选项 B。
答案:B
6. 解析:
A 错误,$$^{234}_{91}Pa$$ 比 $$^{234}_{90}Th$$ 多一个质子、少一个中子;B 错误,比结合能需除以核子数 234;C 正确,$$X$$ 是 $$β$$ 衰变的电子;D 错误,经过 $$2T$$ 剩余核数为 $$\frac{N_0}{4}$$,但衰变核数为 $$\frac{3N_0}{4}$$,释放能量为 $$\frac{3}{4}N_0 \Delta E$$。
答案:C
7. 解析:
A 错误,衰变快慢由核内部结构决定;B 错误,中等核比结合能最大;C 正确,电子发现揭示原子有结构;D 错误,$$n=3$$ 能级辐射 3 种光(3→2, 2→1, 3→1)。
答案:C
8. 解析:
A 正确,结合能是分解自由核子所需能量;B 错误,质量是能量的一种形式,不转化;C 错误,$$β$$ 衰变电子来自核内;D 错误,核力是短程力,远距离时库仑力主导。
答案:A
9. 解析:
A 错误,核变化可能吸收能量;B 错误,$$β$$ 衰变电子来自核内;C 错误,质量亏损能量等于结合能;D 正确,衰变后核更稳定,结合能之和更大。
答案:D
10. 解析:
A 错误,聚变与裂变能量释放取决于具体反应;B 正确,聚变平均每个核子放能更多;C 错误,需克服库仑斥力;D 错误,聚变后质量减小。
答案:B