格物学 近代物理原子核

质能方程的理解-原子核知识点课后基础自测题答案-宁夏回族自治区等高中物理,平均正确率70.0%

2025-08-04
质能方程的理解-原子核知识点课后基础自测题答案-宁夏回族自治区等高中物理,平均正确率70.0%
1、['核力与结合能', '质能方程的理解', '核反应']

正确率80.0%$${{2}{0}{2}{0}}$$年$${{1}{2}}$$月$${{4}}$$日$${{1}{4}}$$时$${{0}{2}}$$分,新一代“人造太阳”装置一中国环流器二号$${{M}}$$装置$$( H L-2 M )$$在成都建成并实现首次放电。中国“人造太阳”最高温度能达近$${{2}}$$亿度,或将造福全人类。该装置中的核反应方程式为:$$^2_{1} H+_{1}^{3} H \to_{2}^{4} H e+X.$$则$${{X}}$$是$${{(}{)}}$$

B

A.电子$$\b^{0}_{-1} e$$

B.中子$${^{1}_{0}{n}}$$

C.质子$${^{1}_{1}{H}}$$

D.正电子$${^{0}_{1}{e}}$$

2、['原子核的衰变', '质能方程的理解', '质量亏损']

正确率80.0%钚的放射性同位素$$2 3 9_{9 4} P u$$衰变为铀核$$2 3 5_{9 2} U$$和$${{X}}$$粒子。已知:$$2 3 9_{9 4} P u$$、$$2 3 5_{9 2} U$$和$${{X}}$$粒子的质量分别为$$m_{P u}=2 3 9. 0 5 2 1 u$$、$$m_{u}=2 3 5. 0 4 3 9 u$$和$$m_{x}=4. 0 0 2 6 u$$,$$1 u=9 3 1. 5 M e V$$。则下列说法正确的是$${{(}{)}}$$

A

A.$${{X}}$$粒子是$${{α}}$$粒子,该核反应释放的核能约为$$5. 2 2 M e V$$

B.$${{X}}$$粒子是$${{β}}$$粒子,该核反应释放的核能约为$$5. 2 2 M e V$$

C.$${{X}}$$粒子是$${{α}}$$粒子,该核反应释放的核能约为$$3. 7 5 M e V$$

D.$${{X}}$$粒子是$${{β}}$$粒子,该核反应释放的核能约为$$3. 7 5 M e V$$

3、['核力与结合能', '质能方程的理解', '质量亏损']

正确率80.0%svg异常

D

A.原子核$${{A}}$$比原子核$${{B}}$$的比结合能大

B.原子核$${{B}}$$比原子核$${{C}}$$更稳定

C.由原子核$${{A}}$$分裂出原子核$${{B}}$$、$${{C}}$$的过程没有质量亏损

D.由原子核$${{D}}$$、$${{E}}$$结合成原子核$${{F}}$$的过程一定释放能量

4、['能级及能级跃迁', '物理学史、物理常识、研究方法', '质能方程的理解', '质量亏损', '聚变反应']

正确率60.0%svg异常

D

A.根据$$\triangle E=\triangle m_{c}^{2}$$可知,在核裂变过程中减少的质量转化成了能量

B.太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变

C.卢瑟福首先发现了铀和含铀矿物的天然放射现象

D.由氢原子能级示意图知,处于基态的氢原子至少要吸收$$1 3. 6 0$$$${{e}{V}}$$的能量才能发生电离

5、['质能方程的理解']

正确率40.0%以$$m_{D}, ~ m_{P}, ~ m_{n}$$分别表示氘核$${、}$$质子$${、}$$中子的质量,则$${{(}{)}}$$

D

A.$$m_{D}=m_{P}+m_{n}$$

B.$$m_{D}=m_{P}+2 m_{n}$$

C.$$m_{D} > m_{P}+m_{n}$$

D.$$m_{D} < m_{P}+m_{n}$$

6、['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

7、['结合能与比结合能', 'β衰变的特点、本质及其方程的写法', '质能方程的理解']

正确率60.0%核反应$$2 3 4_{9 0} T h \to_{9 1}^{2 3 4} P a+X$$中,放出的能量为$${{E}}$$.下列相关说法中,正确的是(

D

A.$${{X}}$$是来自原子核外的电子

B.该反应是$${{β}}$$衰变,衰变的快慢与物理和化学变化有关

C.$$2 3 4_{9 0} T h$$核的比结合能大于$$\bigoplus_{9 1}^{2 3 4} P a$$核的比结合能

D.反应中的质量亏损为$$\frac{E} {c^{2}}$$

8、['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

C

A.反应产物$${{X}}$$为$${^{4}_{2}{H}{e}}$$

B.核聚变后的产物$${{X}}$$比结合能小于$${^{2}_{1}{H}}$$的比结合能

C.可控的人工轻核聚变与核裂变相比更为安全、清洁

D.要实现核聚变,需要将轻核加热到很高的温度,使它们具有足够的动能克服核力作用而碰撞结合在一起

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、['结合能与比结合能', '质能方程的理解']

正确率80.0%氚核的质量是$$3. 0 1 6 0 5 0 u$$,质子的质量为$$1. 0 0 7 2 7 7 u$$,中子的质量是$$1. 0 0 8 6 6 5 u$$。已知$${{1}{u}}$$相当于$$9 3 1 M e V$$,$$h=6. 6 3 \times1 0^{-3 4} \, J \cdot s$$,一个质子和两个中子结合为氚核时,下列说法正确的是$${{(}{)}}$$

C

A.本次核反应释放能量$$2. 6 6 M e V$$

B.本次核反应吸收能量$$7. 9 7 M e V$$

C.氚核的结合能为$$7. 9 7 M e V$$,比结合能为$$2. 6 6 M e V$$

D.如果这些能量对应一个光子能量,则该光子的频率是$$1. 9 2 \times1 0^{1 5} \, H z$$

1、核反应方程式为 $$^2_1 H + ^3_1 H \to ^4_2 He + X$$。根据质量数守恒和电荷数守恒:

质量数守恒:$$2 + 3 = 4 + A_X$$,解得 $$A_X = 1$$。

电荷数守恒:$$1 + 1 = 2 + Z_X$$,解得 $$Z_X = 0$$。

因此,$$X$$ 是中子 $$^1_0 n$$,选项 B 正确。

2、钚的衰变方程为 $$^{239}_{94} Pu \to ^{235}_{92} U + X$$。

质量数守恒:$$239 = 235 + A_X$$,解得 $$A_X = 4$$。

电荷数守恒:$$94 = 92 + Z_X$$,解得 $$Z_X = 2$$。

因此,$$X$$ 是 $$α$$ 粒子 $$^4_2 He$$。

质量亏损为 $$\Delta m = m_{Pu} - (m_U + m_X) = 239.0521 - (235.0439 + 4.0026) = 0.0056 u$$。

释放的核能为 $$\Delta E = 0.0056 \times 931.5 \approx 5.22 MeV$$,选项 A 正确。

3、题目异常,无法解析。

4、

A 错误,核反应中减少的质量转化为能量,但质量并未“转化”为能量,而是质能等价。

B 错误,太阳辐射的能量主要来自核聚变。

C 错误,天然放射现象是贝克勒尔发现的。

D 正确,基态氢原子的电离能为 $$13.6 eV$$。

5、氘核由一个质子和一个中子组成,但核子结合时会释放能量,因此氘核质量 $$m_D$$ 小于质子质量 $$m_P$$ 和中子质量 $$m_n$$ 之和,即 $$m_D < m_P + m_n$$,选项 D 正确。

6、

第一个反应:$$X + Y \to ^4_2 He + ^3_1 H + 4.9 MeV$$。

第二个反应:$$^2_1 H + ^3_1 H \to ^4_2 He + X + 17.6 MeV$$。

根据第二个反应,$$X$$ 是中子 $$^1_0 n$$,选项 A 错误。

第一个反应中,$$Y$$ 可能是 $$^6_3 Li$$(质子数 3,中子数 3),选项 B 正确。

两个反应均释放能量,说明有质量亏损,选项 C 错误。

氘和氚的核反应是核聚变,不是人工转变,选项 D 错误。

7、核反应 $$^{234}_{90} Th \to ^{234}_{91} Pa + X$$ 是 $$β^-$$ 衰变,$$X$$ 是电子 $$^0_{-1} e$$。

A 错误,$$X$$ 是核内中子转化为质子时放出的电子。

B 错误,衰变快慢与物理和化学变化无关。

C 无法判断,题目未提供比结合能数据。

D 正确,质量亏损为 $$\Delta m = \frac{E}{c^2}$$。

8、题目异常,无法解析。

9、

A 错误,原子弹和核电站的能源来自核裂变。

B 错误,目前人类主要利用核裂变。

C 错误,核反应中质量不守恒,存在质量亏损。

D 正确,轻核聚变后比结合能增加。

10、氚核的结合能计算:

质量亏损为 $$\Delta m = m_P + 2m_N - m_D = 1.007277 + 2 \times 1.008665 - 3.016050 = 0.008557 u$$。

结合能为 $$\Delta E = 0.008557 \times 931 \approx 7.97 MeV$$,选项 B 正确。

比结合能为 $$\frac{7.97}{3} \approx 2.66 MeV$$,选项 C 正确。

光子频率为 $$\nu = \frac{E}{h} = \frac{7.97 \times 1.6 \times 10^{-13}}{6.63 \times 10^{-34}} \approx 1.92 \times 10^{15} Hz$$,选项 D 正确。

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