格物学 近代物理原子核

质能方程的理解-原子核知识点专题基础自测题解析-宁夏回族自治区等高中物理,平均正确率66.0%

2025-07-15
质能方程的理解-原子核知识点专题基础自测题解析-宁夏回族自治区等高中物理,平均正确率66.0%
1、['相对论时空观及牛顿力学的成就与局限性', '质能方程的理解']

正确率60.0%对相对论的基本认识,下列说法正确的是(

D

A.我们发现在竖直方向上高速运动的球在水平方向变扁了

B.爱因斯坦通过质能方程阐明了质量就是能量

C.空间与时间之间没有任何联系

D.相对论认为:真空中的光速在不同的惯性系中都是相同的

2、['相对论时空观及牛顿力学的成就与局限性', '电磁波', '物理学史、物理常识、研究方法', '麦克斯韦电磁场理论', '质能方程的理解']

正确率60.0%下列关于电磁波和相对论说法正确的是(

C

A.麦克斯韦提出了电磁波理论,并用实验证实了电磁波的存在

B.变化的电场一定产生变化的磁场,变化的磁场一定产生变化的电场

C.光速不变原理是:真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的

D.$$\triangle E=\triangle m c^{2}$$表明在一定条件下减少的质量$${{△}{m}}$$可以转化为能量$${{△}{E}}$$释放出来

3、['粒子的波动性、德布罗意物质波', '理解核子、电荷数和质量数', '质能方程的理解', '动量的定义、单位和矢量性']

正确率60.0%在$${{β}}$$衰变中会产生一种新粒子叫$${{n}}$$粒子。$${{n}}$$粒子与水中的$${^{1}_{1}{H}}$$发生核反应,产生中子和正电子,核反应产生的正电子与水中的电子相遇形成几乎静止的整体后,可以转变成两个光子,已知正电子和电子的质量都为$$9. 1 \backslash\mathrm{t i m e s} ~ 1 0^{-3 1} \backslash\mathrm{k g}$$,光速$$c=3 \mathrm{\ t i m e s} ~ 1 0^{8} m / s$$,下列说法正确的是$${{(}{)}}$$

C

A.$${{n}}$$粒子的质量数和电荷数分别是$${{1}}$$和$${{0}}$$

B.反应中产生的每个光子的能量约为

C.相同动能的中子与电子的物质波波长相比较,中子的波长小于电子的波长

D.正电子与电子相遇不可能转变为一个光子的原因,是动量守恒,能量不守恒

4、['电能的输送', '核能的利用', '质能方程的理解']

正确率80.0%核电站一般分为两部分,一是利用原子核裂变生产蒸汽的核岛$${{(}}$$包括核反应堆和回路系统$${{)}}$$,二是利用蒸汽驱动汽轮发电的常规岛$${{(}}$$包括汽轮机发电系统$${{)}}$$。某核电站装机容量是$${{3}{0}{0}}$$万千瓦,核能转化为电能的效率是$${{3}{5}{%}}$$。下列说法正确的是$${{(}{)}}$$

B

A.反应堆中用水做慢化剂,可以起到减缓链式反应的作用

B.从核能到电能,中间能量还转化成了内能和机械能两种形式

C.若一直满负荷运行,参与核裂变的铀棒每年减少的质量约为$$3. 0 k g$$

D.若产生的电能通过同一线路进行远距离输电,相同电压下采用直流输电和交流输电输电线上损耗的电能相同

5、['电磁波谱', 'β衰变的特点、本质及其方程的写法', '放射性同位素及其应用', '射线的本质及三种射线的比较', '质能方程的理解', '质量亏损']

正确率60.0%下列说法中正确的是$${{(}{)}}$$

D

A.$${{β}}$$射线和$${{γ}}$$射线一样都是电磁波,但穿透本领远比$${{γ}}$$射线弱

B.在稳定的重原子核中,质子数比中子数多

C.核反应过程中如果核子的平均质量减小,则要吸收核能

D.诊断甲状腺疾病时,注入的放射性同位素碘$${{1}{3}{1}}$$作为示踪原子

6、['质能方程的理解', '质能方程的计算']

正确率60.0%$${{2}{0}{1}{8}}$$年$${{1}{1}}$$月$${{1}{6}}$$日,第$${{2}{6}}$$届国际度量衡大会上,经过$${{6}{0}}$$个成员国代表投票表决,重新定义了千克。新定义以普朗克常数为基准,从而使$${{1}}$$千克脱离了实际物体。你可能不能推导出千克的新定义,但可以通过一定的物理分析,分析下列新千克的定义(公式中$${{h}}$$为普朗克常数,$${{ν}}$$为铯原子共振频率,$${{C}}$$为光速)表示式为(

A

A.$$1 k g=1. 3 6 \times1 0^{1 8} h \nu/ C^{2}$$

B.$$1 k g=1. 3 6 \times1 0^{1 8} h^{2} \nu/ C$$

C.$$1 k g=1. 3 6 \times1 0^{1 8} h \nu^{2} / C$$

D.$$1 k g=1. 3 6 \times1 0^{1 8} h^{2} \nu^{2} / C^{2}$$

7、['能级及能级跃迁', '半衰期的相关计算', '光电效应的实验规律的理解', '质能方程的理解']

正确率60.0%下列说法正确的是(

D

A.某元素的半衰期是$${{3}}$$天,$${{1}{2}{g}}$$该元素经过$${{6}}$$天后还有$${{4}{g}}$$未衰变

B.氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大轨道时,原子的总能量增大,电子的动能增大

C.紫外线照射到金属锌板表面时能发生光电效应,若增加紫外线的照射强度,则从锌板表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大

D.质子中子$${、{α}}$$粒子的质量分别是$$m_{1}, ~ m_{2}, ~ m_{3}, 2$$个质子和$${{2}}$$个中子结合成一个$${{α}}$$粒子,释放的能量是$$( 2 m_{1}+2 m_{2}-m_{3} ) c^{2}$$

8、['理解核子、电荷数和质量数', '质能方程的理解', '核反应']

正确率60.0%科学家使用核反应获取氚,再利用氘和氚核反应获得能量,核反应方程分别为:$$\mathrm{X+Y \to_{2}^{4} ~ H e+_{1}^{3} ~ H+4. 9 M e V}$$和$$2_{1} \mathrm{H+^{3}_{1} H \to^{4}_{2} \mathrm{~ H e+X+1 7. 6 M e V}}$$,下列表述正确的有(

B

A.$${{X}}$$是质子

B.$${{Y}}$$的质子数是$${{3}}$$,中子数是$${{3}}$$

C.两个核反应都没有质量亏损

D.氘和氚的核反应是原子核的人工转变

9、['结合能与比结合能', '核力与结合能', '质能方程的理解', '聚变的理解及计算']

正确率80.0%svg异常

D

A.原子弹或核能发电厂的能源来源就是核聚变

B.轻核聚变已经成为目前人类获得核能的主要方式

C.两个轻核结合成质量较大的核,电荷守恒,质量守恒

D.两个轻核结合成质量较大的核,核子的比结合能增加

10、['质能方程的理解', '聚变的理解及计算']

正确率80.0%常言道,万物生长靠太阳。追根溯源,地球上消耗的能量绝大部分来自太阳内部持续不断的核反应释放出的核能,其典型的核反应方程是$$4_{1}^{1} H \to_{2}^{4} H e+2 X$$,释放出的能量为$${{△}{E}}$$,光在真空中的传播速度为$${{c}}$$。下列说法正确的是$${{(}{)}}$$

D

A.该核反应属于裂变反应

B.方程中$${{X}}$$为电子

C.核裂变比核聚变更为安全、清洁

D.该核反应过程的质量亏损为$$\triangle m={\frac{\triangle E} {c^{2}}}$$

1. 解析:

选项D正确。根据爱因斯坦的狭义相对论,真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的,这是光速不变原理的核心内容。选项A错误,高速运动的球在运动方向上会发生长度收缩,而不是水平方向变扁。选项B错误,质能方程 $$E=mc^2$$ 表明质量和能量可以相互转化,但质量并不等同于能量。选项C错误,相对论揭示了时间和空间是相互联系的,构成四维时空。

2. 解析:

选项C和D正确。选项C是光速不变原理的正确表述。选项D是质能方程的另一种形式,表明质量可以转化为能量。选项A错误,麦克斯韦提出了电磁波理论,但赫兹用实验证实了电磁波的存在。选项B错误,变化的电场可以产生磁场,但均匀变化的电场产生恒定的磁场,只有非均匀变化的电场才能产生变化的磁场。

3. 解析:

选项A和C正确。根据核反应方程,$$n$$粒子与氢核反应产生中子和正电子,说明$$n$$粒子是中子(质量数1,电荷数0)。选项B错误,正电子与电子湮灭产生两个光子,每个光子的能量为 $$E=m_ec^2=8.2\times10^{-14}J$$,而不是题目给出的值。选项C正确,相同动能下,质量较大的中子波长较短。选项D错误,正电子与电子湮灭必须产生至少两个光子以满足动量守恒和能量守恒。

4. 解析:

选项B和C正确。核电站中能量转化顺序为核能→内能→机械能→电能。选项C计算:年发电量 $$E=300\times10^4kW\times365\times24h=2.63\times10^{16}J$$,核能释放量 $$E_{核}=E/0.35=7.5\times10^{16}J$$,质量亏损 $$\Delta m=E_{核}/c^2\approx0.83kg$$,但题目中3.0kg可能是考虑了铀棒中仅有部分铀235参与裂变。选项A错误,慢化剂(如水)用于减缓中子速度以促进链式反应,而非减缓反应速率。选项D错误,交流输电存在趋肤效应和感抗,损耗通常大于直流输电。

5. 解析:

选项D正确。碘131是常用的示踪原子。选项A错误,$$β$$射线是电子流,不是电磁波。选项B错误,稳定重核中中子数通常多于质子数。选项C错误,核子平均质量减小意味着质量亏损,会释放核能而非吸收。

6. 解析:

选项A正确。通过量纲分析:$$h\nu$$的单位为$$J$$(能量),$$c^2$$的单位为$$m^2/s^2$$,因此$$h\nu/c^2$$的单位为$$kg$$。其他选项的量纲均不符合质量单位。

7. 解析:

选项D正确。核结合能公式为 $$\Delta E=\Delta mc^2=(2m_1+2m_2-m_3)c^2$$。选项A错误,6天后剩余质量为 $$12g\times(1/2)^2=3g$$。选项B错误,电子跃迁到高轨道时动能减小。选项C错误,光电子的最大初动能仅与入射光频率有关,与强度无关。

8. 解析:

选项B正确。第一个反应中$$Y$$为$$^6Li$$(质子数3,中子数3)。选项D错误,氘氚反应是聚变而非人工转变。选项A错误,第二个反应中的$$X$$是中子。选项C错误,两个反应均有质量亏损(释放了能量)。

9. 解析:

选项D正确。轻核聚变后比结合能增大。选项A错误,原子弹和核电站利用的是裂变。选项B错误,目前人类主要利用核裂变。选项C错误,聚变过程质量不守恒(部分质量转化为能量)。

10. 解析:

选项D正确。质量亏损公式为 $$\Delta m=\Delta E/c^2$$。选项A错误,该反应是聚变。选项B错误,$$X$$为正电子。选项C错误,聚变更清洁但控制难度大。

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