沪科技版·物理（高中）高三下册《第十五章·原子核》练习题

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本单元考点（6 个）

天然放射现象与三种射线原子核的衰变与半衰期原子核的人工转变与质子、中子的发现核反应方程与质量亏损核能与爱因斯坦质能方程重核裂变与轻核聚变

本单元练习题（18 题）

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1. 某轻核反应中，氘核与一种轻核结合，生成氦-4核和一个中子；某重核反应中，铀-235核吸收一个中子后裂变为钡-141核、氪-92核及若干中子。根据核电荷数守恒和核子数守恒，前一反应中的轻核为___，后一反应放出的中子数为___个。

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2. 氘核与氚核发生聚变反应，生成一个氦核并放出一个中子。已知氘核质量为2.0141u，氚核质量为3.0161u，氦核质量为4.0026u，中子质量为1.0087u，且1u相当于931.5MeV的能量。请写出该核反应方程：___（用 ²₁H、³₁H、⁴₂He、¹₀n 表示）；此反应中的质量亏损为___u（保留4位有效数字）；释放的能量为___MeV（保留3位有效数字）。

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3. 铍核俘获α粒子可发生核反应：⁹₄Be + ⁴₂He → ¹²₆C + ¹₀n。已知铍核质量为9.0122u，α粒子质量为4.0026u，碳核质量为12.0000u，中子质量为1.0087u，真空中光速c=3×10⁸m/s，1u对应能量931.5MeV。关于该反应，下列说法正确的是：A．反应中质量亏损约0.0061u，释放能量约5.7MeV，是放能反应　B．该反应是吸能反应，需吸收约5.7MeV能量　C．质量亏损约为0.0101u，释放能量约9.4MeV　D．反应前后核子总数变化，不遵循质量数守恒

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4. 历史上，查德威克用α粒子轰击铍核（⁹₄Be），发现了不带电、穿透力极强的新粒子，该实验证实了中子的存在。关于这一人工核反应，下列说法正确的是：A. 反应方程为⁹₄Be＋¹₄He→¹²₆C＋¹₀n，产生的中子质量与质子几乎相同但不带电；B. 该反应中放出的粒子是γ光子，因为γ射线穿透力强；C. 反应方程为⁹₄Be＋¹₄He→¹³₆C＋¹₁p，放出的是质子；D. 该实验说明中子带负电，故在电场中不偏转

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5. 1932年，查德威克用α粒子（⁴₂He）轰击铍核（⁹₄Be），铍核转变为碳核（¹²₆C），同时放出一种不带电、贯穿能力很强的粒子。该核反应方程为：⁹₄Be＋⁴₂He→¹²₆C＋___。该粒子的名称是______，其发现使人们认识到原子核的内部结构中存在______。

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6. 某放射性原子核的半衰期为 6 h。经过 18 h 后，尚未衰变的原子核数占初始原子核数的比例为（　）A. 1/2　B. 1/4　C. 1/8　D. 1/16

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7. 某放射性同位素的半衰期为5天。现有该同位素样品，经过一段时间后，尚未衰变的剩余质量占原质量的1/16。若不考虑其他损失，则经历的这段时间为（　　） A. 10天　　B. 15天　　C. 20天　　D. 25天

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8. 某装置中发生反应 ²H+³H→⁴He+n，反应物总质量为5.030 u，生成物总质量为5.010 u。若共发生2.0×10²⁰次反应，且每次反应释放的能量均被收集，取1 u·c²=931.5 MeV、1 MeV=1.6×10⁻¹³ J，则收集到的总能量为（　）A. 5.96×10⁵ J B. 2.98×10⁸ J C. 5.96×10⁸ J D. 3.73×10⁹ J

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9. 某粒子轰击氮核后，氮核转变为氧核并放出一种粒子：¹⁴₇N＋¹₄He→¹⁷₈O＋___。填出放出的粒子名称及其符号。

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10. 天然放射现象中，放射性物质自发放出的三种射线是 α 射线、β 射线和 γ 射线。下列关于它们的说法正确的是（）A. α 射线是高速电子流 B. β 射线是氦原子核流 C. γ 射线是电磁波 D. 三种射线都带电

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11. 某核反应中，反应前各粒子的总静质量为10.012 u，反应后为10.007 u。取1 u·c²=930 MeV，则该反应释放的核能为多少？A. 0.005 MeV B. 4.65 MeV C. 9.30 MeV D. 4.65×10² MeV

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12. 两个较轻原子核结合成一个较重原子核并释放能量的过程称为___；一个重原子核分裂成两个中等质量原子核并释放能量的过程称为___。

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13. 某装置中，两种核反应都能释放能量：反应甲由两个较轻原子核结合成一个较重原子核；反应乙由一个重原子核分裂成两个中等质量原子核。甲属于___，乙属于___。

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14. 某放射性同位素的半衰期为8天。现有质量为40 g的该同位素纯样品，在密闭容器中放置24天后，容器内尚未衰变的该同位素质量为___g；此期间已发生衰变的原子核数占初始原子核总数的比例为___。

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15. 下列关于核能释放方式的判断，正确的是（）A. 核电站主要利用重核裂变释放能量 B. 核电站主要利用轻核聚变释放能量 C. 太阳内部主要利用重核裂变释放能量 D. 太阳内部主要利用重核裂变和轻核聚变共同释放能量

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16. 关于原子核的人工转变与质子、中子的发现，下列说法正确的是：A. 卢瑟福用α粒子轰击铍核，发现了质子 B. 查德威克用α粒子轰击铍核，产生了不带电且质量与质子相近的粒子，从而发现了中子 C. 质子是卢瑟福用γ射线轰击氮核时发现的 D. 中子带负电，质量约为电子质量的两倍

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17. 某核能装置中，甲过程需使带正电的轻核在高温下接近并结合成较重核；乙过程由中子引发重核分裂，并可通过释放出的中子继续引发后续分裂。甲、乙过程分别属于 ___ 和 ___。

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18. 某重核吸收一个中子后，发生反应：²³⁹₉₄X＋¹₀n→¹⁰³₄₂A＋¹³⁴₅₂B＋k¹₀n；另有两个轻核结合成一个较重原子核并释放能量。前一反应属于___，其中 k＝___；后一反应属于___。

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