格物学 近代物理原子核

结合能与比结合能-原子核知识点回顾基础自测题答案-北京市等高中物理,平均正确率60.0%

2025-08-04
结合能与比结合能-原子核知识点回顾基础自测题答案-北京市等高中物理,平均正确率60.0%
1、['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%$${{2}{0}{2}{1}}$$年$${{5}}$$月我国的“人造太阳”工程成功创造了新的世界纪录,实现了可重复的$${{1}{.}{2}}$$亿摄氏度$${{1}{0}{1}}$$秒和$${{1}{.}{6}}$$亿摄氏度$${{2}{0}}$$秒等离子运行。“人造太阳”其实是一种全超导托卡马克核聚变实验装置,以上纪录的创造标志着我国核聚变能源开发技术水平进入世界先进行列。下列关于核聚变的说法正确的是$${{(}{)}}$$

A.我国的大亚湾核电站采用的是核聚变技术进行发电的

B.任何两个原子核都可以发生聚变

C.两个轻核结合成质量较大的原子核,核子的比结合能一定增大

D.两个轻核结合成质量较大的原子核,大核的质量与两轻核的质量之和相等

2、['半衰期的概念', '结合能与比结合能', '聚变反应', '辐射与安全']

正确率40.0%关于近代物理知识,下列说法正确的是$${{(}{)}}$$

C

A.放射性元素的半衰期随温度升高而减小

B.太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应

C.在黑体辐射中,随着温度的升高,辐射强度的极大值向频率较大的方向移动

D.原子核的结合能越大,原子核越稳定

3、['玻尔理论对氢光谱的解释', '结合能与比结合能', '热辐射 黑体与黑体辐射']

正确率60.0%下列说法正确的是(

D

A.氢光谱管内气体导电发光是热辐射现象

B.结合能大的元素,核子的平均质量大,原子核较稳定

C.核反应堆中,用镉棒将重核裂变时产生的快中子变为慢中子

D.对于一般材料的物体,辐射电磁波的情况除与温度有关外,还与材料的种类及表面状况有关

4、['裂变反应', '半衰期的概念', '结合能与比结合能', 'β衰变的特点、本质及其方程的写法']

正确率40.0%下列说法正确的是

C

A.$${{2}{0}}$$个$$\frac{2 3 8} {9 2} \, U$$的原子核经过两个半衰期后剩下$${{5}}$$个$$\frac{2 3 8} {9 2} \, U$$原子核

B.$${{β}}$$衰变所释放的电子是原子核内的质子转化成中子时产生的

C.$$2 3 5_{9 2} U+\frac1 0 n \to\frac{1 4 0} {5 4} X e+\frac{9 4} {3 8} S r+2 \frac1 0 n$$是重核裂变反应方程

D.结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固

5、['结合能与比结合能', 'β衰变的特点、本质及其方程的写法', 'α粒子散射实验及其解释', '原子的核式结构模型']

正确率60.0%下列说法中正确的是$${{(}{)}}$$

B

A.$${{β}}$$衰变现象说明原子核外存在电子

B.$$2 3 4_{9 0} T h ($$钍)核衰变为$$\L_{9 1}^{2 3 4} P a ($$镤)核时,衰变前$${{T}{h}}$$核质量大于衰变后$${{P}{a}}$$核与$${{β}}$$粒子的总质量

C.$${{α}}$$粒子散射实验的结果证明原子核是由质子和中子组成的

D.原子核的比结合能越大,则原子核中核子的平均质量(原子核的质量除以核子数)就越大,平均每个核子的质量亏损就越多,原子核越稳定

6、['核力与四种基本相互作用', '能级及能级跃迁', '结合能与比结合能', '光电效应的实验规律的理解']

正确率60.0%下列说法正确的是(

C

A.在光电效应实验中,遏止电压与入射光频率无关

B.比结合能越小,表示原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定

C.一个氢原子从$${{n}{=}{3}}$$的物体发生跃迁,可能只辐射一种频率的光子

D.核力是强相互作用的一种表现,原子核尺度内,核力比库仑力小

7、['核力与四种基本相互作用', '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', '聚变反应']

正确率60.0%关于原子核的变化$${、}$$核能及核力,下列说法正确的是

B

A.核力是一种弱相互作用,只能发生在原子核内相邻核子之间

B.某原子经过一次$${{α}}$$衰变和两次$${{β}}$$衰变后,核内质子数不变

C.将原子核完全分解成自由核子所需的最大能量为该原子核的结合能

D.$$2 3 5_{9 2} U+_{0}^{1} n \to_{5 6}^{1 4 4} B a+_{3 6}^{8 9} K r+3_{0}^{1} n$$是太阳内部发生的核反应之一

8、['结合能与比结合能', '聚变的理解及计算']

正确率80.0%$${{2}{0}{1}{9}}$$年新中国成立$${{7}{0}}$$周年之际,“两弹一星”元勋程开甲被授予“人民科学家”国家荣誉称号,程开甲曾参与了我国第一颗原子弹的研制,还参与主持了氢弹、两弹结合以及地面、首次空投、首次地下平洞、首次竖井实验等多种实验方式的$${{3}{0}}$$多次核试验,在我国的核事业发展上立下累累功勋,被称为中国“核司令”。关于核知识的叙述,下列说法正确的是$${{(}{)}}$$

A

A.太阳中的能量主要来源于氢核的聚变,发生聚变后产生的新核的比结合能增大

B.大多数核电站的能量来源于重核裂变,发生裂变后产生的新核的比结合能减小

C.核聚变与核裂变相比平均每个核子放出的能量更多,现在应用也更广

D.原子核的结合能是指组成原子核的所有核子所具有的能量之和

9、['玻尔理论的基本假设--轨道量子化和频率条件', '结合能与比结合能', '原子核的衰变', '物理学史、物理常识、研究方法']

正确率80.0%近代物理和相应技术的发展,极大地改变了人类的生产和生活方式,推动了人类文明与进步。关于近代物理知识下列说法正确的是$${{(}{)}}$$

C

A.氢原子吸收一个光子后,根据玻尔理论,其电势能将减小

B.查德威克预言了中子的存在,卢瑟福通过实验发现了中子

C.钋是氡$$( \L_{8 6}^{2 2} \, R n )$$的衰变产物之一,故钋的比结合能大于$$( \L_{8 6}^{2 2} \, R n )$$的比结合能

D.玻尔理论成功解释了大量原子光谱规律,其局限性在于保留了经典粒子的观念

10、['结合能与比结合能', '质量亏损']

正确率40.0%恒星向外辐射的能量来自其内部发生的各种热核反应,已知氘核$${^{2}_{1}{H}}$$的比结合能为$${{E}_{1}}$$,氦核$${^{4}_{2}{{H}{e}}}$$的比结合能为$${{E}_{2}}$$,则热核反应$$^2_{1} H+_{1}^{2} H {\to}_{2}^{4} \mathrm{H e}$$释放的能量可表示为$${{(}{)}}$$

D

A.$${{E}_{2}{−}{{E}_{1}}}$$

B.$$E_{2}-2 E_{1}$$

C.$$4 E_{2}-2 E_{1}$$

D.$$4 E_{2}-4 E_{1}$$

1. 解析:

A. 错误。大亚湾核电站采用的是核裂变技术,而非核聚变。

B. 错误。并非任何两个原子核都可以发生聚变,需要满足一定的条件(如高温高压)。

C. 正确。轻核聚变后生成质量较大的原子核,核子的比结合能通常增大,因为聚变释放能量。

D. 错误。聚变过程中存在质量亏损,大核的质量小于两轻核的质量之和。

正确答案:$$C$$

2. 解析:

A. 错误。放射性元素的半衰期与温度无关,是原子核本身的属性。

B. 错误。太阳辐射的能量主要来自核聚变反应,而非核裂变。

C. 正确。黑体辐射中,温度升高时,辐射强度的极大值向高频方向移动(维恩位移定律)。

D. 错误。原子核的稳定性取决于比结合能(结合能除以核子数),而非单纯的结合能大小。

正确答案:$$C$$

3. 解析:

A. 错误。氢光谱管内气体导电发光是辉光放电现象,不是热辐射。

B. 错误。结合能大的元素,核子的平均质量小(因质量亏损),原子核更稳定。

C. 错误。镉棒吸收中子,但快中子变为慢中子是通过慢化剂(如石墨或重水)实现的。

D. 正确。物体辐射电磁波的情况与温度、材料种类及表面状况均有关。

正确答案:$$D$$

4. 解析:

A. 错误。半衰期是统计规律,对少量原子核不适用,20个原子核经过两个半衰期后剩余数量不确定。

B. 错误。$$β$$衰变的电子是中子转化为质子时释放的,而非质子转化为中子。

C. 正确。此方程为典型的铀核裂变反应。

D. 错误。比结合能(而非结合能)越大,表示核子结合得越牢固。

正确答案:$$C$$

5. 解析:

A. 错误。$$β$$衰变的电子是原子核内中子转化产生的,并非核外电子。

B. 正确。衰变前后存在质量亏损,衰变前$$Th$$核质量大于衰变后$$Pa$$核与$$β$$粒子的总质量。

C. 错误。$$α$$粒子散射实验证明了原子核式结构,不能说明核由质子和中子组成。

D. 错误。比结合能越大,平均每个核子的质量亏损越多,但平均质量越小,原子核越稳定。

正确答案:$$B$$

6. 解析:

A. 错误。遏止电压与入射光频率成正比(由光电效应方程$$eU_c = hν - W$$决定)。

B. 错误。比结合能越大,原子核越稳定。

C. 正确。一个氢原子从$$n=3$$跃迁时,可能直接跃迁到基态,只辐射一种频率的光子。

D. 错误。核力是强相互作用,在原子核尺度内比库仑力大得多。

正确答案:$$C$$

7. 解析:

A. 错误。核力是强相互作用,作用范围短,但并非“弱相互作用”。

B. 错误。一次$$α$$衰变质子数减2,两次$$β$$衰变质子数加2,最终质子数不变。

C. 正确。结合能定义为将原子核完全分解为自由核子所需的最大能量。

D. 错误。此反应为重核裂变,太阳内部发生的是轻核聚变。

正确答案:$$C$$

8. 解析:

A. 正确。聚变后新核的比结合能增大,释放能量。

B. 错误。裂变后产生的新核比结合能增大,而非减小。

C. 错误。核聚变平均每个核子放出能量更多,但技术难度大,目前应用不如裂变广泛。

D. 错误。结合能是核子结合成原子核时释放的能量,而非核子本身具有的能量。

正确答案:$$A$$

9. 解析:

A. 正确。氢原子吸收光子后跃迁到高能级,电子与原子核的平均距离增大,电势能减小。

B. 错误。卢瑟福预言了中子,查德威克通过实验发现了中子。

C. 正确。衰变产物比结合能通常大于母核,故钋$$(^{218}_{84}Po)$$的比结合能大于氡$$(^{222}_{86}Rn)$$。

D. 正确。玻尔理论成功解释了氢原子光谱,但无法解释复杂原子光谱,因其保留了经典粒子观念。

正确答案:$$A$$、$$C$$、$$D$$

10. 解析:

氘核$$(^2_1H)$$的比结合能为$$E_1$$,其结合能为$$2E_1$$;氦核$$(^4_2He)$$的比结合能为$$E_2$$,其结合能为$$4E_2$$。反应释放的能量为生成核结合能与反应核结合能之差:

$$ΔE = 4E_2 - 2 \times 2E_1 = 4E_2 - 4E_1$$

正确答案:$$D$$

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