2018-2019版高中物理 第5章 核能與社會章末檢測試卷 滬科版選修3-5.docx

第5章 核能與社會章末檢測試卷(五)(時間：90分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共12小題，每小題5分，共60分；其中18題為單項選擇題，912題為多項選擇題)1現(xiàn)有三個核反應(yīng)：NaMgeUnBaKr3nHHHen下列說法正確的是()A是裂變，是衰變，是聚變B是聚變，是裂變，是衰變C是衰變，是裂變，是聚變D是衰變，是聚變，是裂變答案C解析原子核的變化通常包括衰變、人工轉(zhuǎn)變、裂變和聚變衰變是指原子核放出粒子和粒子后，變成新的原子核的變化，像本題中的核反應(yīng)；原子核的人工轉(zhuǎn)變是指在其他粒子的轟擊下變成新的原子核的變化；裂變是重核分裂成質(zhì)量較小的核，像核反應(yīng)；聚變是輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，像核反應(yīng).綜上所述，C項正確2“兩彈一星”可以說長了中國人的志氣，助了中國人的威風下列核反應(yīng)方程中，屬于研究“兩彈”的基本核反應(yīng)方程的是()NHeOHUnSrXe10nUThHeHHHenABCD答案C解析“兩彈”指原子彈和氫彈，原子彈的核反應(yīng)方程是鈾核裂變，正確；氫彈的核反應(yīng)方程是輕核聚變，正確，所以選項C正確3鈾裂變的產(chǎn)物之一氪90(Kr)是不穩(wěn)定的，它經(jīng)過一系列衰變最終成為穩(wěn)定的鋯90(Zr)，這些衰變是()A1次衰變，6次衰變B4次衰變C2次衰變D2次衰變，2次衰變答案B解析原子核每經(jīng)過一次衰變，質(zhì)量數(shù)減少4，電荷數(shù)減少2；每經(jīng)過一次衰變，電荷數(shù)增加1，質(zhì)量數(shù)不變衰變的次數(shù)為n0(次)，衰變的次數(shù)為m40364(次)4典型的鈾核裂變是生成鋇和氪，同時放出x個中子；UnBaKrxn，鈾235質(zhì)量為m1，中子質(zhì)量為m2，鋇144質(zhì)量為m3，氪89質(zhì)量為m4，下列說法正確的是()A該核反應(yīng)類型屬于人工轉(zhuǎn)變B該反應(yīng)放出能量(m1xm2m3m4)c2Cx的值為3D該核反應(yīng)比聚變反應(yīng)對環(huán)境的污染較少答案C解析該核反應(yīng)是核裂變，不是人工轉(zhuǎn)變，故A錯誤；核反應(yīng)方程UnBaKrxn中根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒，有：235114489x，解得：x3；根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程，該方程放出的能量為：Emc2(m1m2m3m43m2)c2(m1m3m42m2)c2，故B錯誤，C正確；該核反應(yīng)生成兩種放射性元素，核污染較大，故D錯誤5原子核聚變有望給人類未來提供豐富的潔凈能源當氘等離子體被加熱到適當高溫時，氘核參與的幾種聚變反應(yīng)可能發(fā)生，放出熱量這幾種反應(yīng)的總效果可以表示為6HkHedH2n43.15MeV由平衡條件可知()Ak1，d4Bk2，d2Ck1，d6Dk2，d3答案B解析根據(jù)核反應(yīng)過程中質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒得124kd2,62kd解得k2，d2.6據(jù)媒體報道，叛逃英國的俄羅斯前特工利特維年科在倫敦離奇身亡，英國警方調(diào)查認為毒殺利特維年科的是超級毒藥放射性元素釙(Po)若該元素發(fā)生衰變，其半衰期是138天，衰變方程為PoXHe，則下列說法中錯誤的是()AX原子核含有124個中子BX原子核含有206個核子C射線是由處于激發(fā)態(tài)的釙核從較高能級向較低能級躍遷時發(fā)出的D100g的Po經(jīng)276天，已衰變的質(zhì)量為75g答案C解析X原子核中的核子數(shù)為2104206個，B項正確中子數(shù)為206(842)124個，A項正確射線是核反應(yīng)前后因質(zhì)量虧損釋放的能量以光子的形式放出產(chǎn)生的，C項錯誤經(jīng)過兩個半衰期，剩余的釙的質(zhì)量為原來的四分之一，則已衰變的質(zhì)量為原來的四分之三，D項正確7一個質(zhì)子和一個中子聚變結(jié)合成一個氘核，同時輻射一個光子已知質(zhì)子、中子、氘核的質(zhì)量分別為m1、m2、m3，普朗克常量為h，真空中的光速為c.下列說法正確的是()A核反應(yīng)方程是HnHB聚變反應(yīng)中的質(zhì)量虧損mm1m2m3C輻射出的光子的能量E(m3m1m2)cD光子的波長答案B解析根據(jù)核反應(yīng)過程中質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒可知核反應(yīng)方程為：HnH，故選項A錯誤；聚變過程中輻射出光子，質(zhì)量虧損mm1m2m3，故選項B正確；由質(zhì)能方程知，輻射出的光子的能量E(m1m2m3)c2，故選項C錯誤；由E知，光子的波長，故選項D錯誤8已知氘核的平均結(jié)合能為1.1MeV，氦核的平均結(jié)合能為7.1MeV，則兩個氘核結(jié)合成一個氦核時()A釋放出4.9MeV的能量B釋放出6.0MeV的能量C釋放出24.0MeV的能量D吸收4.9MeV的能量答案C解析依據(jù)題意可寫出兩個氘核結(jié)合成一個氦核的核反應(yīng)方程為HHHe，因氘核的平均結(jié)合能為1.1MeV，氦核的平均結(jié)合能為7.1MeV，故釋放的核能為E47.1MeV221.1MeV24.0MeV，故選C.9秦山核電站第三期工程的兩個6105kW發(fā)電機組已實現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電發(fā)電站的核能來源于U的裂變，下列說法正確的是()A反應(yīng)堆中核反應(yīng)速度通常是采用調(diào)節(jié)U的體積來控制的B.U的一種可能的裂變是UnXeSr2nC.U是天然放射性元素，升高溫度后它的半衰期會縮短D一個U裂變能放出200MeV的能量，即3.21011J答案BD解析反應(yīng)堆中核反應(yīng)速度由控制棒(鎘棒)吸收中子的多少來控制，A錯；U裂變有多種可能性，B對；放射性元素的半衰期由原子核本身決定，與溫度、壓強等外界條件無關(guān)，C錯；通過計算知，D正確10為紀念愛因斯坦對物理學的巨大貢獻，聯(lián)合國將2005年定為“國際物理年”對于愛因斯坦提出的質(zhì)能方程Emc2，下列說法中正確的是()AEmc2表明物體具有的能量與其質(zhì)量成正比B根據(jù)Emc2可以計算核反應(yīng)中釋放的核能C一個中子和一質(zhì)子結(jié)合成氘核時，釋放出核能，表明此過程中出現(xiàn)了質(zhì)量虧損DEmc2中的E是核反應(yīng)中釋放的核能答案ABC解析愛因斯坦提出的質(zhì)能方程Emc2告訴我們，物體的質(zhì)量與它的能量成正比核反應(yīng)中若質(zhì)量虧損，就要釋放能量，可用Emc2計算核反應(yīng)中釋放的核能故上述選項只有D不正確11太陽內(nèi)部發(fā)生的核反應(yīng)主要是輕核的聚變，太陽中存在的主要元素是氫，氫核的聚變反應(yīng)可以看做是4個氫核(H)結(jié)合成1個氦核(He)下表中列出了部分粒子的質(zhì)量(1u相當于931.5MeV的能量)，以下說法中正確的是()粒子名稱質(zhì)子p粒子電子e中子n質(zhì)量/u1.00734.00150.000551.0087A.核反應(yīng)方程式為4HHe2eB核反應(yīng)方程式為4HHe2eC4個氫核結(jié)合成1個氦核時的質(zhì)量虧損約為0.0266uD聚變反應(yīng)過程中釋放的能量約為24.8MeV答案ACD解析根據(jù)核反應(yīng)過程中質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒關(guān)系可判斷A正確，B錯誤；質(zhì)量虧損為m(41.00734.001520.00055) u0.0266u，根據(jù)質(zhì)能方程可知Emc224.8MeV，C、D正確12原子核的比結(jié)合能曲線如圖1所示根據(jù)該曲線，下列判斷正確的有()圖1A.He核的結(jié)合能約為14MeVB.He核比Li核更穩(wěn)定C兩個H核結(jié)合成He核時釋放能量D.U核中核子的平均結(jié)合能比Kr核中的大答案BC解析由題圖圖像可知He核的結(jié)合能約為28MeV，A項錯誤；He核比Li核的比結(jié)合能大，故He核比Li核穩(wěn)定，B項正確；兩個H核結(jié)合成He核時比結(jié)合能增大，釋放能量，C項正確；U核中核子的平均結(jié)合能比Kr核中的小，D項錯誤二、填空題(本題共2小題，共8分)13(4分)歷史上第一次利用加速器實現(xiàn)的核反應(yīng)，是用加速后動能為0.5MeV的質(zhì)子H轟擊靜止的X，生成兩個動能均為8.9MeV的He.(1MeV1.61013J)(1)上述核反應(yīng)方程為_；(2)質(zhì)量虧損為_kg.答案(1)HLi2He(2)3.11029解析(1)HLi2He(2)mc2E末E初mkg3.11029kg14(4分)氘核和氚核聚變時的核反應(yīng)方程為：HHHen.已知H的平均結(jié)合能是2.78MeV，H的平均結(jié)合能是1.09MeV，He的平均結(jié)合能是7.03MeV，則核反應(yīng)時釋放的能量為_MeV.答案17.6解析聚變反應(yīng)前氘核和氚核的總結(jié)合能E1(1.0922.783) MeV10.52MeV反應(yīng)后生成的氦核的結(jié)合能E27.034MeV28.12MeV.由于單個核子無結(jié)合能，即中子無結(jié)合能，所以聚變過程釋放出的能量為EE2E1(28.1210.52) MeV17.6MeV.三、計算題(本題共3小題，共32分)15(10分)在氫彈爆炸中發(fā)生的核聚變方程為HHHen，已知H的質(zhì)量為2.0136u，H的質(zhì)量為3.0166u，He的質(zhì)量為4.0026u，n的質(zhì)量為1.0087u，阿伏加德羅常數(shù)NA6.021023mol1，求此氫彈爆炸中當合成1kg的氦時所釋放的能量答案2.651027MeV解析由題意可知，當一個H核與一個H核發(fā)生反應(yīng)合成一個He核時放出的能量為Emc2(2.01363.01664.00261.0087) u0.0189931.5MeV17.6MeV而1kg氦中含有的原子數(shù)目為N6.021023個1.5051026(個)所以合成1kg氦核時所放出的總能量為ENE2.651027MeV16(10分)如果把O分成8個質(zhì)子和8個中子，要給它提供多少能量？把它分成4個He，要給它提供多少能量？(已知O核子的平均結(jié)合能是7.98MeV，He核子的平均結(jié)合能是7.07MeV)答案127.68MeV14.56MeV解析把O分成質(zhì)子和中子需提供的能量E1167.98MeV127.68MeV.把質(zhì)子和中子結(jié)合成一個He所放出的能量E247.07MeV28.28MeV.則把O分成4個He需提供的能量EE14E2127.68MeV428.28MeV14.56MeV.17(12分)一個靜止的鈾核U(原子質(zhì)量為232.0372u)放出一個粒子(原子質(zhì)量為4.0026u)后衰變成釷核Th(原子質(zhì)量為228.0287u)已知1u相當于931.5MeV的能量(1)寫出鈾核的衰變反應(yīng)方程；(2)算出該衰變反應(yīng)中釋放出的核能；(3)若釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為新核的動能，則粒子的動能為多少？答案(1)UThHe(2)5.5MeV(3)5.41MeV解析(1)衰變反應(yīng)方程為UThHe(2)質(zhì)量虧損mmUmmTh0.0059uEmc20.0059931.5MeV5.5MeV(3)系統(tǒng)動量守恒，釷核和粒子的動量大小相等，即pTh(p)0pThp，EkThEk，EkThEkE，所以粒子獲得的動能EkE5.41MeV.