2026年四川省人教版高中物理选修第二册第11单元习题

2026年四川省人教版高中物理选修第二册第11单元习题一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.在《2026年四川省人教版高中物理选修第二册第11单元习题》中，关于核反应方程\(_{92}^{238}\text{U}\rightarrow_{90}^{234}\text{Th}+X\)的描述，下列说法正确的是（）A.该反应是α衰变，释放的粒子X是质子B.该反应是β衰变，释放的粒子X是中子C.该反应是α衰变，释放的粒子X是氦核（\(_{2}^{4}\text{He}\)）D.该反应是β衰变，释放的粒子X是电子2.根据第11单元内容，某放射性同位素镭-226的半衰期为1600年，若初始质量为1kg，经过6400年后，剩余镭-226的质量约为（）A.0.25kgB.0.5kgC.0.75kgD.1kg3.在研究放射性衰变规律时，第11单元指出，放射性元素的衰变率与其原子核数目N的关系为\(R=\lambdaN\)，其中λ为衰变常数。若某时刻镭-226的衰变率为100次/秒，衰变常数为\(1.2\times10^{-11}\text{s}^{-1}\)，则此时镭-226的原子核数目N约为（）A.\(8.3\times10^{12}\)个B.\(1.6\times10^{13}\)个C.\(2.4\times10^{14}\)个D.\(3.3\times10^{15}\)个4.根据第11单元关于核能的计算公式\(\DeltaE=\Deltamc^2\)，若某核反应中质量亏损\(\Deltam=1\times10^{-29}\text{kg}\)，则释放的能量约为（）A.\(9\times10^{-12}\text{J}\)B.\(1.8\times10^{-10}\text{J}\)C.\(9\times10^{-8}\text{J}\)D.\(1.8\times10^{-6}\text{J}\)5.在核反应堆中，第11单元介绍了中子慢化剂的作用。下列材料中，最适合作为中子慢化剂的是（）A.铀-235B.重水（\(\text{D}_2\text{O}\)）C.铝-27D.石墨6.根据第11单元关于核裂变的描述，铀-235发生链式反应的条件之一是裂变产生的中子能够引发新的铀-235裂变。下列说法正确的是（）A.铀-235裂变时只释放α粒子B.铀-235裂变时释放的中子能量越高，链式反应越容易发生C.链式反应的发生与裂变碎片的质量分布有关D.铀-235裂变时不会产生新的放射性核素7.在研究核聚变时，第11单元指出，氘核（\(_{1}^{2}\text{H}\)）和氚核（\(_{1}^{3}\text{H}\)）发生聚变时，可能释放的核反应方程为\(_{1}^{2}\text{H}+_{1}^{3}\text{H}\rightarrow_{2}^{4}\text{He}+_{0}^{1}\text{n}+\DeltaE\)。下列说法正确的是（）A.该反应释放的能量比核裂变更大B.该反应需要极高的温度和压力条件C.该反应产生的氦-4是稳定的核素D.该反应是自然界中太阳辐射的主要能量来源8.根据第11单元关于放射性同位素应用的描述，下列应用中，利用了放射性同位素射线穿透性的例子是（）A.利用放射性同位素进行医学诊断B.利用放射性同位素进行工业探伤C.利用放射性同位素进行食品保鲜D.利用放射性同位素进行地质勘探9.在核反应方程\(_{92}^{235}\text{U}+_{0}^{1}\text{n}\rightarrow_{56}^{141}\text{Ba}+_{36}^{92}\text{Kr}+X\)中，根据第11单元关于核反应守恒的规律，粒子X的性质是（）A.质子（\(_{1}^{1}\text{H}\)）B.中子（\(_{0}^{1}\text{n}\)）C.α粒子（\(_{2}^{4}\text{He}\)）D.β粒子（电子，\(_{-1}^{0}\text{e}\)）10.根据第11单元关于核辐射防护的描述，下列措施中，能够有效减少放射性物质对人体的外照射的是（）A.增加与放射性物质的接触时间B.使用铅板或混凝土屏蔽辐射C.提高放射性物质的浓度D.穿戴普通衣物防护辐射二、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.根据第11单元内容，某放射性同位素的半衰期为50天，若初始有1000个原子核，经过150天后，剩余的原子核数目约为______个。2.在核反应方程\(_{92}^{238}\text{U}\rightarrow_{90}^{234}\text{Th}+X\)中，粒子X的符号为______，该反应属于______衰变。3.根据第11单元关于质能方程\(\DeltaE=\Deltamc^2\)的描述，若质量亏损\(\Deltam=2\times10^{-30}\text{kg}\)，则释放的能量约为______J（保留两位有效数字）。4.在核反应堆中，中子慢化剂的作用是______，常用的中子慢化剂有______和______。5.根据第11单元关于核裂变的描述，铀-235发生链式反应的条件之一是裂变产生的中子能够______新的铀-235原子核。6.根据第11单元关于核聚变的描述，氘核和氚核发生聚变时，可能释放的核反应方程为______。7.在研究放射性同位素应用时，第11单元指出，利用放射性同位素射线穿透性进行工业探伤的原理是______。8.根据第11单元关于核反应守恒的规律，核反应方程\(_{92}^{235}\text{U}+_{0}^{1}\text{n}\rightarrow_{56}^{141}\text{Ba}+_{36}^{92}\text{Kr}+X\)中，粒子X的质量数为______，电荷数为______。9.根据第11单元关于核辐射防护的描述，能够有效减少放射性物质对人体的外照射的措施是______，常用的屏蔽材料有______和______。10.根据第11单元关于放射性同位素衰变规律的内容，若某放射性同位素的衰变常数为\(0.01\text{年}^{-1}\)，则其半衰期约为______年。三、判断题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.根据第11单元内容，放射性同位素的半衰期与其原子核数目有关，原子核数目越多，半衰期越长。2.在核反应方程\(_{92}^{238}\text{U}\rightarrow_{90}^{234}\text{Th}+X\)中，粒子X是氦核（\(_{2}^{4}\text{He}\)），该反应属于α衰变。3.根据第11单元关于质能方程\(\DeltaE=\Deltamc^2\)的描述，核反应中质量亏损越大，释放的能量越多。4.在核反应堆中，控制棒的作用是吸收中子，调节链式反应的速率。5.根据第11单元关于核裂变的描述，铀-235裂变时只产生一种裂变碎片。6.根据第11单元关于核聚变的描述，核聚变是自然界中太阳辐射的主要能量来源。7.在研究放射性同位素应用时，第11单元指出，利用放射性同位素进行医学诊断的原理是利用其射线对组织的杀伤作用。8.根据第11单元关于核反应守恒的规律，核反应方程\(_{92}^{235}\text{U}+_{0}^{1}\text{n}\rightarrow_{56}^{141}\text{Ba}+_{36}^{92}\text{Kr}+X\)中，粒子X是中子（\(_{0}^{1}\text{n}\)）。9.根据第11单元关于核辐射防护的描述，能够有效减少放射性物质对人体的内照射的措施是佩戴防护口罩。10.根据第11单元关于放射性同位素衰变规律的内容，若某放射性同位素的衰变常数为\(0.02\text{年}^{-1}\)，则其半衰期约为35年。四、简答题（本大题共8小题，每小题2分，共16分）1.根据第11单元内容，简述放射性衰变的规律及其应用。2.在核反应堆中，中子慢化剂的作用是什么？常用的中子慢化剂有哪些？3.根据第11单元关于核裂变的描述，简述铀-235发生链式反应的条件。4.根据第11单元关于核聚变的描述，简述核聚变与核裂变的主要区别。5.在研究放射性同位素应用时，第11单元指出，利用放射性同位素进行工业探伤的原理是什么？6.根据第11单元关于核反应守恒的规律，简述核反应方程中质量数和电荷数守恒的原理。7.根据第11单元关于核辐射防护的描述，简述减少放射性物质对人体的外照射和内照射的措施。8.根据第11单元关于放射性同位素衰变规律的内容，简述衰变常数与半衰期之间的关系。五、应用题（本大题共8小题，每小题4分，共24分）1.某放射性同位素的半衰期为10天，初始有100g，经过30天后，剩余多少克？2.在核反应堆中，铀-235发生链式反应时，每次裂变释放2.5个中子。若初始有1个中子，经过4次裂变后，总共释放了多少个中子？3.根据第11单元关于核能的计算公式\(\DeltaE=\Deltamc^2\)，若某核反应中质量亏损\(\Deltam=3\times10^{-29}\text{kg}\)，则释放的能量约为多少焦耳？4.在核反应方程\(_{92}^{235}\text{U}+_{0}^{1}\text{n}\rightarrow_{56}^{141}\text{Ba}+_{36}^{92}\text{Kr}+X\)中，粒子X的性质是什么？5.根据第11单元关于核聚变的描述，简述氘核和氚核发生聚变的可能核反应方程及其能量释放情况。6.在研究放射性同位素应用时，第11单元指出，利用放射性同位素进行工业探伤的原理是什么？举例说明其应用场景。7.根据第11单元关于核辐射防护的描述，简述减少放射性物质对人体的外照射和内照射的措施，并举例说明。8.根据第11单元关于放射性同位素衰变规律的内容，若某放射性同位素的衰变常数为\(0.05\text{年}^{-1}\)，则其半衰期约为多少年？【标准答案及解析】一、单项选择题1.C解析：根据核反应方程\(_{92}^{238}\text{U}\rightarrow_{90}^{234}\text{Th}+X\)，质量数守恒：238=234+A，得A=4；电荷数守恒：92=90+Z，得Z=2。因此，粒子X是氦核（\(_{2}^{4}\text{He}\)），该反应属于α衰变。2.B解析：半衰期公式为\(N=N_0(\frac{1}{2})^{t/T}\)，其中\(N_0=1\text{kg}\)，t=6400年，T=1600年。代入计算：\(N=1\times(\frac{1}{2})^{6400/1600}=0.5\text{kg}\)。3.A解析：衰变率公式为\(R=\lambdaN\)，其中\(R=100\text{次/秒}\)，λ=\(1.2\times10^{-11}\text{s}^{-1}\)。代入计算：\(N=\frac{R}{\lambda}=\frac{100}{1.2\times10^{-11}}\approx8.3\times10^{12}\text{个}\)。4.B解析：质能方程为\(\DeltaE=\Deltamc^2\)，其中\(\Deltam=1\times10^{-29}\text{kg}\)，c≈\(3\times10^8\text{m/s}\)。代入计算：\(\DeltaE=1\times10^{-29}\times(3\times10^8)^2=9\times10^{-12}\text{J}\)。5.B解析：中子慢化剂的作用是减速中子，使其更容易引发铀-235裂变。重水（\(\text{D}_2\text{O}\)）和石墨是常用的中子慢化剂，其中重水效果更好但成本较高。6.C解析：铀-235裂变时产生多种裂变碎片，如钡-141和氪-92。链式反应的条件之一是裂变碎片的质量分布有利于释放中子，且中子能够引发新的铀-235裂变。7.B解析：核聚变需要极高的温度和压力条件（如数百万度），才能克服原子核之间的库仑斥力。氘核和氚核发生聚变时，可能释放的核反应方程为\(_{1}^{2}\text{H}+_{1}^{3}\text{H}\rightarrow_{2}^{4}\text{He}+_{0}^{1}\text{n}+\DeltaE\)。8.B解析：利用放射性同位素射线穿透性进行工业探伤的原理是利用其射线能够穿透金属等材料，通过检测射线透射后的强度变化来发现材料内部的缺陷。9.D解析：根据核反应守恒，质量数守恒：235+1=141+92+A，得A=3；电荷数守恒：92+0=56+36+Z，得Z=-4。因此，粒子X是电子（\(_{-1}^{0}\text{e}\)）。10.B解析：减少放射性物质对人体的外照射的措施是使用屏蔽材料，如铅板或混凝土，以吸收辐射。二、填空题1.250解析：半衰期公式为\(N=N_0(\frac{1}{2})^{t/T}\)，其中\(N_0=1000\)，t=150天，T=50天。代入计算：\(N=1000\times(\frac{1}{2})^{150/50}=1000\times(\frac{1}{2})^3=250\text{个}\)。2.\(_{2}^{4}\text{He}\)，α解析：根据核反应方程\(_{92}^{238}\text{U}\rightarrow_{90}^{234}\text{Th}+X\)，质量数守恒：238=234+4，得A=4；电荷数守恒：92=90+2，得Z=2。因此，粒子X是氦核（\(_{2}^{4}\text{He}\)），该反应属于α衰变。3.5.4×10⁻¹²解析：质能方程为\(\DeltaE=\Deltamc^2\)，其中\(\Deltam=2\times10^{-30}\text{kg}\)，c≈\(3\times10^8\text{m/s}\)。代入计算：\(\DeltaE=2\times10^{-30}\times(3\times10^8)^2=1.8\times10^{-12}\text{J}\)，保留两位有效数字为5.4×10⁻¹²J。4.减速中子，重水，石墨解析：中子慢化剂的作用是减速中子，使其更容易引发铀-235裂变。常用的中子慢化剂有重水（\(\text{D}_2\text{O}\)）和石墨。5.引发解析：铀-235发生链式反应的条件之一是裂变产生的中子能够引发新的铀-235原子核。6.\(_{1}^{2}\text{H}+_{1}^{3}\text{H}\rightarrow_{2}^{4}\text{He}+_{0}^{1}\text{n}+\DeltaE\)解析：氘核和氚核发生聚变时，可能释放的核反应方程为\(_{1}^{2}\text{H}+_{1}^{3}\text{H}\rightarrow_{2}^{4}\text{He}+_{0}^{1}\text{n}+\DeltaE\)。7.利用射线穿透金属等材料，检测射线透射后的强度变化解析：利用放射性同位素射线穿透性进行工业探伤的原理是利用其射线能够穿透金属等材料，通过检测射线透射后的强度变化来发现材料内部的缺陷。8.3，-4解析：根据核反应守恒，质量数守恒：235+1=141+92+A，得A=3；电荷数守恒：92+0=56+36+Z，得Z=-4。9.使用屏蔽材料，铅板，混凝土解析：减少放射性物质对人体的外照射的措施是使用屏蔽材料，如铅板或混凝土，以吸收辐射。10.22.3解析：半衰期公式为\(T=\frac{\ln2}{\lambda}\)，其中\(\lambda=0.01\text{年}^{-1}\)。代入计算：\(T=\frac{0.693}{0.01}\approx22.3\text{年}\)。三、判断题1.×解析：放射性同位素的半衰期与其原子核数目无关，半衰期是原子核固有的属性。2.√解析：根据核反应方程\(_{92}^{238}\text{U}\rightarrow_{90}^{234}\text{Th}+X\)，质量数守恒：238=234+4，得A=4；电荷数守恒：92=90+2，得Z=2。因此，粒子X是氦核（\(_{2}^{4}\text{He}\)），该反应属于α衰变。3.√解析：核反应中质量亏损越大，释放的能量越多，根据质能方程\(\DeltaE=\Deltamc^2\)。4.√解析：控制棒的作用是吸收中子，调节链式反应的速率。5.×解析：铀-235裂变时产生多种裂变碎片，如钡-141和氪-92。6.√解析：核聚变是自然界中太阳辐射的主要能量来源。7.×解析：利用放射性同位素进行医学诊断的原理是利用其射线对组织的显影作用，而非杀伤作用。8.×解析：根据核反应守恒，质量数守恒：235+1=141+92+A，得A=3；电荷数守恒：92+0=56+36+Z，得Z=-4。因此，粒子X是电子（\(_{-1}^{0}\text{e}\)）。9.×解析：减少放射性物质对人体的内照射的措施是避免摄入或吸入放射性物质，而非佩戴防护口罩。10.√解析：半衰期公式为\(T=\frac{\ln2}{\lambda}\)，其中\(\lambda=0.02\text{年}^{-1}\)。代入计算：\(T=\frac{0.693}{0.02}\approx35\text{年}\)。四、简答题1.放射性衰变的规律是原子核自发地放射出α粒子、β粒子或γ射线，转变为另一种原子核的过程。其应用包括：医学诊断（如放射性碘治疗甲状腺疾病）、工业探伤（如利用放射性同位素射线穿透金属检测缺陷）、地质勘探（如利用放射性同位素测定岩石年龄）等。2.中子慢化剂的作用是减速中子，使其更容易引发铀-235裂变。常用的中子慢化剂有重水（\(\text{D}_2\text{O}\)）和石墨。3.铀-235发生链式反应的条件包括：裂变产生的中子能够引发新的铀-235原子核、中子慢化剂能够将快中子减速为热中子、控制棒能够调节中子数目以维持反应的稳定性。4.核聚变与核裂变的主要区别：核聚变是轻原子核结合成重原子核的过程，释放的能量更大，但需要极高的温度和压力条件；核裂变是重原子核分裂成轻原子核的过程，条件相对较低，但产生的放射性废物较多。5.利用放射性同位素射线穿透性进行工业探伤的原理是利用其射线能够穿透金属等材料，通过检测射线透射后的强度变化来发现材料内部的缺陷。例如，在石油勘探中，利用放射性同位素射线检测地下管道的泄漏。6.核反应方程中质量数和电荷数守恒的原理是：在核反应过程中，反应前后的质量数和电荷数保持不变。质量数守恒意味着反应前后的原子核质量数之和相等；电荷数守恒意味着反应前后的原子核电荷数之和相等。7.减少放射性物质对人体的外照射的措施是使用屏蔽材料，如铅板或混凝土，以吸收辐射。减少内照射的措施是避免摄入或吸入放射性物质，如加强通风、佩戴防护口罩等。8.衰变常数与半衰期之间的关系是：半衰期是放射性同位素衰变到一半所需的时间，衰变常数是描述衰变快慢的参数。两者之间的关系为\(T=\frac{\ln2}{\lambda}\)，其中\(T\)为半衰期，\(\lambda\)为衰变常数。五、应用题1.解：半衰期公式为\(N=N_0(\frac{1}{2})^{t/T}\)，其中\(N_0=100\text