《第7章 原子核与核能》试卷及答案_高中物理选择性必修 第三册_沪教版_2024-2025学年.docxVIP

《第7章原子核与核能》试卷(答案在后面)

一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）

1、下列关于原子核的说法中，正确的是：

A、原子核是由电子和质子构成

B、原子核是由中子和电子构成

C、原子核是由质子和中子构成

D、原子核是由正电子和余核子构成

2、下列关于核能的说法中，正确的是：

A、核能是指原子核内部的重力能

B、核能是指原子核内的化学能

C、核能是指原子核的放射性蜕变时释放的能量

D、核能是指原子核的热能

3、下列关于原子核的描述中，正确的是：

A、所有原子核都是由质子和中子组成的。

B、原子核的体积与原子的体积相近。

C、原子核的密度比组成它的质子和中子的密度还要大。

D、原子核的比结合能随着质量数的增加而增大。

4、下列关于核能的描述中，正确的是：

A、核裂变是指重核分裂成两个中等质量的核，同时释放出大量能量。

B、核聚变是指轻核结合成重核，同时释放出大量能量。

C、核能的利用主要依赖于核裂变，因为核聚变过程难以控制。

D、核能的利用在自然界中是自发进行的，不需要人为干预。

5、题干：在^{235}_{92}U核裂变反应中，产生的新核X，若其质子数为Z，质量数为A，以下是关于Z、A的可能值的正确关联。

A.Z=92,A=235

B.Z=140,A=234

C.Z=57,A=140

D.Z=92,A=144

6、题干：放射性同位素^{14}{7}N在宇宙射线的作用下，经过一系列反应最后变成^{14}{6}C。已知过程中涉及的粒子为α粒子、β粒子和γ射线，过程涉及的基本相互作用有：

A.1次α衰变、1次β衰变

B.1次β衰变、1次α衰变

C.1次α衰变、1次β衰变、1次核反应

D.1次β衰变、1次核反应、1次α衰变

7、下列关于核反应的描述中，正确的是（?）

A、在α衰变中，原子的质量数减少2，电荷数减少1

B、在β衰变中，原子的质量数增加1，电荷数减少1

C、在核裂变过程中，重核吸收一个慢中子后会裂变成两个相近的轻核，同时释放出更多的中子

D、在核聚变过程中，轻核融合成重核，释放出巨大的能量

二、多项选择题（本大题有3小题，每小题6分，共18分）

1、下列关于原子核结构的描述中，正确的是：

A、原子核由质子和中子组成，质子带正电，中子不带电。

B、原子核的半径与原子的半径大致相同。

C、原子核的质量主要集中在质子上，因为中子的质量接近于质子的质量。

D、原子核的电荷量等于核外电子的总电荷量。

2、关于核能的释放，以下说法正确的是：

A、核裂变是指重核分裂成两个或两个以上较轻的核，同时释放出大量的能量。

B、核聚变是指两个轻核结合成一个较重的核，同时释放出大量的能量。

C、核裂变和核聚变都能在自然界中自发发生。

D、核裂变和核聚变都涉及到原子核内部结构的改变。

3、关于原子核的电荷数和质量数，下列说法正确的是（）

A、原子核的电荷数等于中子数和质子数之和。

B、原子核的质子数等于中子数和电荷数之和。

C、原子核的中子数等于质子数和电荷数之差。

D、原子核的质量数等于质子数和中子数之和。

三、非选择题（前4题每题10分，最后一题14分，总分54分）

第一题

一、简答题

请简要说明玻尔模型的内容，并解释玻尔模型预测出的氢原子光谱与实验测得光谱的一致性。

第二题

【题目】

核能在现代能源体系中起着重要作用。核反应堆是将核裂变能转化为电能的关键装置。请回答以下问题：

核反应堆中发生的核裂变反应是质量亏损导致的的能量释放，写出一个典型的铀核裂变反应方程式，并求出该反应中释放的核能。已知铀-235核的质量为235.04392u，中子质量为1.00867u，质量亏损值为1.99266u，1u对应的能量是931.5MeV。

在核反应堆中，除了裂变反应产生的热量需要被带走以保持系统稳定，还需要设计冷却模块和循环系统来维持反应堆内温度。假设一台核反应堆配备了冷却水作为冷却介质，冷却水的质量流量为20kg/s，水的比热容为4.18kJ/(kg·K)，冷却水初始温度为20°C，通过核反应堆后温度升到80°C。

问：（1）单位时间内通过核反应堆的水带走的热量是多少？（2）为了保证冷却水系统的工作效率，冷却塔需提供多少功率以将水冷却回初始温度？（取1MeV=1.6×10^6J）

第三题

题目：

已知一种放射性同位素X，其半衰期为20年。某实验室有100g这种放射性同位素X。请问：

经过多少年后，剩余的放射性同位素X的质量是25g？

如果现有200g这种放射性同位素X，求相同时间内剩余的质量。

第四题

题目描述

在一次核反应中，一个铀-235（?92235U）原子核吸收一个中子后分裂成两个较小的原子核，即氪-92（?3692Kr）和钡-141（?56141B

写出上述核反应的方程式