格物学 近代物理原子核

裂变的理解及计算-原子核知识点考前进阶单选题自测题解析-浙江省等高中物理,平均正确率52.0%

2025-07-15
裂变的理解及计算-原子核知识点考前进阶单选题自测题解析-浙江省等高中物理,平均正确率52.0%
1、['带电粒子在磁场中的运动', '裂变的理解及计算', '动量守恒-系统内力远大于外力或作用时间极短']

正确率40.0%在垂直于纸面向里的匀强磁场中,静止的铀核$$\mathrm{^{2 3 8} U}$$发生$${{α}}$$衰变,生成新原子核$${{X}{,}}$$已知$${{α}}$$粒子和新核$${{X}}$$在纸面内做匀速圆周运动,则(

C

A.原子核$${{X}}$$的电荷数为$${{9}{1}{,}}$$质量数为$${{2}{3}{6}}$$

B.$${{α}}$$粒子沿顺时针方向做圆周运动

C.$${{α}}$$粒子和原子核$${{X}}$$的周期之比为$${{1}{0}}$$∶$${{1}{3}}$$

D.$${{α}}$$粒子和原子核$${{X}}$$的运动半径之比为$${{4}{5}}$$∶$${{2}}$$

2、['裂变的理解及计算', '核裂变的发现--链式反应', '结合能与比结合能', '质量亏损']

正确率40.0%下列说法正确的是$${{(}{)}}$$

D

A.链式反应在任何条件下都能发生

B.核反应过程中如果核子的平均质量减小,则要吸收核能

C.中等核的比结合能最小,因此这些核是最稳定的

D.光子的能量与动量成正比关系

3、['裂变反应', '裂变的理解及计算', '光电效应方程的基本计算', '质量亏损', '聚变反应']

正确率40.0%下列说法中正确的是(

A

A.核反应方程:$$\overset{4} {2} H e+\overset{1 4} {7} \, N \to\overset{1 7} {8} \, O+x$$,其中$${{x}}$$一定是质子

B.铀核裂变的核反应是$$2 3 5_{9 2} U \to_{5 6}^{1 4 1} B a+_{3 6}^{9 2} K r+2_{0}^{1} n$$

C.重核裂变过程会发生质量亏损,轻核聚变过程总质量会增加

D.某金属在频率为$${{ν}}$$的单色光束照射下发出光电子,其最大初动能可以等于$${{h}{ν}}$$

4、['裂变的理解及计算', '结合能与比结合能', '反应堆与核电站', '半衰期的相关计算']

正确率60.0%下列说法中正确的是(

D

A.铀$${{2}{3}{5}}$$裂变成氙$${{1}{3}{6}}$$和锶$${{9}{0}}$$并放出$${{9}}$$个中子

B.一块纯净的放射性元素的矿石,经过一个半衰期以后,它的总质量仅剩下一半

C.石墨在反应堆起到降低核反应速度的作用

D.较重的核分裂成中等质量大小的核,核子的比结合能会增加

5、['裂变的理解及计算', '半衰期的概念', 'α粒子散射实验及其解释', '电子的发现', '质能方程的理解']

正确率60.0%下列说法正确的是(

B

A.汤姆孙发现了电子,表明原子具有核式结构

B.$$2 3 5_{9 2} U+_{0}^{1} n \to_{3 8}^{9 0} S r+_{5 4}^{1 3 6} X e+x_{0}^{1} n$$是核裂变方程,其中$${{x}{=}{{1}{0}}}$$

C.同种放射性元素在化合物中的半衰期比单质中长

D.爱因斯坦的质能方程$${{E}{=}{m}{{c}^{2}}}$$中,$${{E}}$$表示的是物体以光速$${{c}}$$运动的动能

6、['裂变的理解及计算', '结合能与比结合能', '质量亏损']

正确率60.0%一个$$\mathrm{^{2 3 5} U}$$原子核在中子的轰击下发生裂变反应,其裂变方程为$$\mathrm{_{9 2}^{2 3 5} U+_{0}^{1} n \to X+_{3 8}^{9 4} S r+2_{0}^{1} n}$$则下列说法正确的是(

A

A.$${{X}}$$原子核中含有$${{8}{6}}$$个中子

B.$${{X}}$$原子核中含有$${{1}{4}{1}}$$个核子

C.因为裂变释放能量,$${{X}}$$原子核的比结合能应比$$\mathrm{^{2 3 5} U}$$原子核的小

D.因为裂变释放能量,出现质量亏损,所以裂变后的总质量数减少

7、['裂变反应', '裂变的理解及计算', '半衰期的概念', '结合能与比结合能', '半衰期的相关计算']

正确率60.0%下列说法中正确的是$${{(}{)}}$$

D

A.放射性元素的半衰期随温度的升高而变短

B.一块纯净的放射性元素的矿石,经过一个半衰期以后,它的总质量仅剩下一半

C.石墨在反应堆中起到降低核反应速度的作用

D.较重的核分裂成中等质量大小的核,核子的比结合能会增加

8、['裂变的理解及计算', '结合能与比结合能', 'β衰变的特点、本质及其方程的写法', '原子的核式结构模型', '聚变反应']

正确率40.0%以下有关近代物理内容的若干叙述正确的是$${{(}{)}}$$

B

A.卢瑟福用实验得出原子核具有复杂的结构

B.比结合能越大,表示原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定

C.重核的裂变过程质量增大,轻核的聚变过程有质量亏损

D.钍核$$2 3 4_{9 0} T h$$,衰变成镤核$$\bigoplus_{9 1}^{2 3 4} P a$$,放出一个中子,并伴随着放出光子

9、['裂变反应', '裂变的理解及计算', '核能的利用', '质能方程的计算']

正确率60.0%典型的铀核裂变是生成钡和氪,同时放出$${{x}}$$个中子:$$2 3 5_{9 2} U+_{0}^{1} n \to_{5 6}^{1 4 4} B a+_{3 6}^{8 9} K r+x_{0}^{1} n$$,铀$${{2}{3}{5}}$$质量为$${{m}_{1}}$$,中子质量为$${{m}_{2}}$$,钡$${{1}{4}{4}}$$质量为$${{m}_{3}}$$,氪$${{8}{9}}$$的质量为$${{m}_{4}}$$,下列说法正确的是(

B

A.该核反应类型属于人工转变

B.该反应放出能量$$( \ n_{1}-2 m_{2}-m_{3}-m_{4} ) \, \ c^{2}$$

C.$${{x}}$$的值是$${{4}}$$

D.该核反应比聚变反应对环境的污染少

10、['裂变反应', '裂变的理解及计算', '理解核子、电荷数和质量数', '质量亏损', '质能方程的计算']

正确率60.0%某次用中子轰击$$2 3 5_{9 2} U+_{0}^{1} n \to Y+_{5 4}^{1 2 6} X e+1 0_{0}^{1} n, ~_{9 2}^{2 3 5} U, ~_{0}^{1} n, ~ Y, ~_{5 4}^{1 2 6} X e$$的质量分别为$$m_{1}, ~ m_{2}, ~ m_{3}, ~ m_{4}$$,真空中的光速为$${{c}}$$.下列说法正确的是(

A

A.该反应过程中的质量亏损为$$m_{1}-9 m_{2}-m_{3}-m_{4}$$

B.该反应过程中释放的能量为$$\frac{1} {2} \, \left( \, m_{1}-9 m_{2}-m_{3}-m_{4} \right) \, c^{2}$$

C.该核反应属于聚变

D.$${{Y}}$$原子核中含有$${{3}{6}}$$个中子

以下是各题的详细解析: --- ### 第一题解析

铀核 $$^{238}_{92} \text{U}$$ 发生 α 衰变,生成新核 X 和 α 粒子($$^4_2 \text{He}$$)。根据衰变方程:

$$^{238}_{92} \text{U} \to ^4_2 \text{He} + ^{234}_{90} \text{X}$$

选项分析:

A. 新核 X 的电荷数为 90,质量数为 234,故错误。

B. 由左手定则,α 粒子带正电且初速度方向未知,无法直接判断运动方向,但通常衰变后动量守恒导致两者运动方向相反,需具体计算,题目未给出足够信息,故不能确定。

C. 周期公式 $$T = \frac{2\pi m}{qB}$$,α 粒子与 X 核的周期比为 $$\frac{m_\alpha / q_\alpha}{m_X / q_X} = \frac{4/2}{234/90} = \frac{2}{2.6} = \frac{10}{13}$$,故正确。

D. 半径公式 $$r = \frac{mv}{qB}$$,由动量守恒 $$m_\alpha v_\alpha = m_X v_X$$,半径比为 $$\frac{r_\alpha}{r_X} = \frac{q_X}{q_\alpha} = \frac{90}{2} = 45$$,故正确。

综上,正确答案为 B、D(题目选项可能有误,需核对)。

--- ### 第二题解析

A. 链式反应需临界条件(如铀块体积达到临界体积),并非任何条件下都能发生,故错误。

B. 核子平均质量减小时,会释放核能(如聚变或裂变),而非吸收,故错误。

C. 中等核的比结合能最大,最稳定,故错误。

D. 光子动量 $$p = \frac{E}{c}$$,故能量与动量成正比,正确。

正确答案为 D

--- ### 第三题解析

A. 核反应方程需满足质量数和电荷数守恒,$$x$$ 为质子($$^1_1 \text{H}$$),正确。

B. 铀核裂变需中子轰击,方程未体现入射中子,且产物不唯一,故错误。

C. 重核裂变和轻核聚变均释放能量,质量亏损,故错误。

D. 光电子最大初动能 $$E_k = h\nu - W$$(逸出功),除非 $$W=0$$,否则不可能等于 $$h\nu$$,故错误。

正确答案为 A

--- ### 第四题解析

A. 铀 235 裂变放出的中子数不固定,典型反应为 2-3 个,9 个中子不符合实际,故错误。

B. 矿石总质量包含未衰变核和稳定产物,不会减半,故错误。

C. 石墨是慢化剂,用于降低中子速度,而非核反应速度,故错误。

D. 较重核分裂为中等核时,比结合能增大,正确。

正确答案为 D

--- ### 第五题解析

A. 汤姆孙发现电子,但核式结构由卢瑟福提出,故错误。

B. 裂变方程中 $$x=10$$ 满足质量数守恒(235+1=90+136+10×1),正确。

C. 半衰期与物理/化学状态无关,故错误。

D. 质能方程中 $$E$$ 为静能,非动能,故错误。

正确答案为 B

--- ### 第六题解析

裂变方程:$$^{235}_{92} \text{U} + ^1_0 \text{n} \to ^{140}_{54} \text{X} + ^{94}_{38} \text{Sr} + 2^1_0 \text{n}$$。

A. $$X$$ 为 $$^{140}_{54} \text{Xe}$$,中子数=140-54=86,正确。

B. $$X$$ 核子数为 140,非 141,故错误。

C. 裂变后核比结合能增大,故错误。

D. 质量数守恒,总质量减少源于质量亏损,故错误。

正确答案为 A

--- ### 第七题解析

解析同第四题,正确答案为 D

--- ### 第八题解析

A. 卢瑟福实验证明原子核存在,复杂结构由后续研究揭示,故错误。

B. 比结合能越大,核越稳定,正确。

C. 裂变和聚变均释放能量,质量亏损,故错误。

D. 钍核衰变放出一个电子(β衰变),非中子,故错误。

正确答案为 B

--- ### 第九题解析

裂变方程:$$^{235}_{92} \text{U} + ^1_0 \text{n} \to ^{144}_{56} \text{Ba} + ^{89}_{36} \text{Kr} + 3^1_0 \text{n}$$。

A. 该反应为裂变,非人工转变,故错误。

B. 释放能量为 $$\Delta m c^2 = (m_1 + m_2 - m_3 - m_4 - 3m_2)c^2$$,题目表述有误。

C. 由质量数守恒得 $$x=3$$,故错误。

D. 裂变污染比聚变严重,故错误。

无正确选项(题目可能有误)。

--- ### 第十题解析

裂变方程:$$^{235}_{92} \text{U} + ^1_0 \text{n} \to ^{100}_{38} \text{Y} + ^{126}_{54} \text{Xe} + 10^1_0 \text{n}$$。

A. 质量亏损为 $$m_1 + m_2 - m_3 - m_4 - 10m_2$$,题目表述有误。

B. 释放能量为 $$(m_1 + m_2 - m_3 - m_4 - 10m_2)c^2$$,故错误。

C. 该反应为裂变,非聚变,故错误。

D. $$Y$$ 为 $$^{100}_{38} \text{Sr}$$,中子数=100-38=62,故错误。

无正确选项(题目可能有误)。

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