上海市大境中学2019-2020学年高中物理沪科版选修3-5：核能与社会 单元测评（含解析）

核能与社会
1．下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是
A．γ射线是高速运动的电子流
B．氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能减少
C．太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变
D．的半衰期是5天，100克经过10天后还剩下25克
2．下列关于核反应及衰变的表述正确的有（　　）
A．中，X表示
B．是轻核聚变
C．半衰期与原子所处的化学状态有关
D．衰变中产生的射线实际上是原子的核外电子挣脱
3．下列与粒子相关的说法中正确的是
A．天然放射性现象中产生的α射线速度与光速相当，贯穿能力很强
B．比结合能越小的原子核中核子结合的越牢固
C．(铀238)核放出一个α粒子后就变为(钍234)
D．高速α粒子轰击氮核可从氮核中打出中子，核反应方程为
4．参考以下几个示意图，关于这些实验或者现象，下列说法错误的是
A．核反应堆中控制棒插入，则多吸收中子让反应减弱
B．放射线在磁场中偏转，没有偏转的为γ射线，电离能力最强
C．链式反应属于重核的裂变
D．D图中，原子核D和E聚变成原子核F要放出能量
5．一个铀核()发生裂变，核反应方程是，并出现质量亏损。则
A．X是电子，裂变过程放出能量 B．X是中子，裂变过程放出能量
C．X是电子，裂变过程吸收能量 D．X是中子，裂变过程吸收能量
6．人类和平利用核能始于二十世纪五十年代，核能的开发和应用是解决能源问题的重要途径之一。下列关于核反应的描述或判断正确的是
A．是核聚变
B． 是α衰变
C．是β衰变
D．是核裂变
7．下列说法正确的是__________
A．质量数越小的原子核，比结合能越大
B．卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子核式结构模型
C．德国物理学家普朗克提出了量子假说，并成功解释了光电效应现象
D．氡的半衰期为3.8天，若取40个氡原子核，则经过7.6天剩下10个氡原子核
8．以下说法正确的是（ ）
A．黑体辐射的强度与频率的关系:随着温度的升高,各种频率的辐射强度都增加,辐射强度极大值向频率较低的方向移动
B．结合能越大,原子核结构一定越稳定
C．光子不仅具有能量,而且也具有动量
D．不同频率的光照射处于基态的氢原子时都可以被氢原子吸收
9．铀核裂变的产物是多样的，一种典型的铀核裂变的核反应方程是，则下列叙述正确的是
A．X原子核中含有86个中子
B．X原子核中含有144个核子
C．因为裂变时释放能量，出现质量亏损，所以裂变后的总质量数减少
D．因为裂变时释放能量，出现质量亏损，所以裂变后的总质量数增加
10．核反应方程表示中子轰击原子核可能发生的一种核反应，该核反应释放出的核能为ΔE。关于这个核反应，下列说法中正确的是
A．该反应属于核聚变
B．中的X为146
C．中含有56个中子
D．该反应的质量亏损为ΔE/c2
11．目前核电站所用核燃烧主要是浓缩铀发生裂变反应，一种可能的裂变方程为，则下列说法正确的是
A．X原子核中含有86个中子
B．因为裂变释放能量，出现质量亏损，所以裂变后总质量数减少
C．是天然放射性元素，半衰期约为7亿年，随着地球环境的不断变化，半衰期可能变短
D．现已建成的核电站的能量也有利用热核聚变
12．氘核和氚核可发生热核聚变而释放巨大的能量，该反应方程为： ，式中x 是某种粒子。已知： 、、和粒子x的质量分别为2.0141u、3.0161u、4.0026u和1.0087u；1u=931.5MeV/c?，c是真空中的光速.由上述反应方程和数据可知
A．粒子x是 B．该方应中的质量亏损为0.0289u
C．该反应释放出的能量约为17.6MeV D．该反应中释放的全部能量转化为粒子x的动能
13．下列说法正确的是
A．核泄漏污染物能够产生对人体有害的辐射，核反应方程式为，X为电子
B．某些原子核能够放射出粒子，说明原子核内有粒子
C．原子核的结合能越大，原子核越稳定
D．若氢原子从n=6能级向n=1能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则氢原子从n=6能级向n=2能级跃迁时辐射出的光一定能使该金属发生光电效应
14．下列说法正确的是
A．氢原子的发射光谱是连续谱
B．只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效应
C． 裂变：＋→＋＋3X，X 是中子
D．裂变产物是中等质量的核，的平均结合能大于的平均结合能
15．下列核反应方程中，属于α衰变的是
A．
B．
C．
D．
16．下列说法正确的是
A．英国物理学家查德威克发现了中子,质子和中子统称为核子
B．α粒子轰击氮原子核的核反应方程式为：
C．两个轻核结合成较重的单个原子核时要吸收能量
D．只要入射光的强度足够大就能使被入射的金属表面逸出光电子
17．下列说法正确的是（　　）
A．发现天然放射现象的意义在于使人类认识到原子具有复杂的结构
B．在光电效应实验中，用同种频率的光照射不同的金属表面，若从金属表面逸出的光电子的最大初动能越大，则这种金属的逸出功W越小
C．原子核内的某一核子与其它核子间都有核力作用
D．氢原子的核外电子，在由离核较远的轨道自发跃迁到离核较近的轨道的过程中，放出光子，电子的动能增加，原子的电势能减小
18．下列说法中正确的是　　
A．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的裂变反应
B．铀核衰变成新核和粒子，衰变产物的结合能之和一定大于铀核的结合
C．放射性元素的半衰期跟原子所处的化学状态有关系
D．用射线治疗肿瘤时一定要严格控制剂量，以免对人体正常组织造成太大的伤害
19．有中子轰击原子核产生裂变反应，其可能的裂变方程为的质量分别、、、为m1、m2、m3、m4，原子核的半衰期为T，其比结合能小于原子核的比结合能，光在真空中的传播速度为c，下列叙述正确的是（ ）
A．原子核比原子核更稳定
B．原子核中含有56个中子
C．裂变时释放的能量为（m1-2m2-m3-m4）c2
D．质量为m含铀矿石，经过一个半衰期后该矿石的质量剩下m/2
20．铀核裂变的一种方程为U＋X→Sr＋Xe＋2n，已知原子核的比结合能与质量数的关系如图所示，下列说法正确的有________．
A．X粒子是中子
B．X粒子是质子
C．U、Sr、Xe相比， Sr的比结合能最大，最稳定
D．U、Sr、Xe相比，U的质量数最多，结合能最大，最稳定
参考答案
1．D
【解析】
【详解】
γ射线是高速运动的光子流，不是电子，故A错误；氢原子辐射出一个光子后，从高能级向低能级跃迁，轨道半径减小，能级减小，速度增大，动能增大，故B错误；太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的轻核聚变，故C错误；的半衰期是5天，经过10天，即经过2个半衰期，未衰变的质量，故D正确。
2．B
【解析】
【详解】
根据质量数和电荷数守恒得 中，X的质量数为17+1-14=4，电荷数：z=8+1-7=2，表示He，故A错误；轻核聚变是把轻核结合成质量较大的核，释放出核能的反应称聚变反应，因此核反应是轻核聚变，故B正确；半衰期是一个统计规律，只与放射性元素本身有关，与所处的化学状态无关，故C错误；β衰变中产生的β射线实际上是原子核中的中子转变成质子，而放出电子，故D错误；故选B。
3．C
【解析】
【详解】
天然放射性现象中产生的射线，只有γ射线速度与光速相当，贯穿能力很强，α射线速度为光速的十分之一，电离能力较强，穿透能力较弱，选项A错误；比结合能越大的原子核中核子结合的越牢固，选项B错误；铀(238）核放出一个α粒子，电荷数少2，质量数少4，则电荷数为90，质量数为234，变为钍234，故C正确。高速α粒子轰击氮核可从氮核中打出质子，核反应方程为，故D错误。故选C。
4．B
【解析】
【详解】
根据核反应堆，控制棒的作用可知，A图中核电反应堆示意图控制棒插入深一些，让它多吸中子，中子数减少，反应速率会慢一些，故A正确。B图中中间没有偏转的为γ粒子，电离能力最弱，而穿透能力最强，故B错误。C图中重核的裂变反应物中子在生成物中出现，反应可以继续，属于链式反应，故C正确。D图中原子核D和E聚变成原子核F的过程属于聚变反应，是该反应的过程中要放出能量，故D正确。本题选错误的故选B。
5．B
【解析】
【详解】
根据质量数和电荷数守恒可知的质量数为1，电荷数为0，可知 是中子，裂变过程放出能量。故B正确。
6．D
【解析】
【详解】
A项：衰变放出的是氦核，这是衰变，故A错误；
B项：衰变放出的是氦核，衰变放出的是电子，该核反应为衰变，故B错误；
C项：几个原子核聚合成一个原子核的过程为核聚变，这是氢原子核聚变为氦原子核，故C错误；
D项：核裂变是一个原子核分裂成几个原子核的变化，质量较大的原子核才能发生核裂变，所以该核反应为裂变方程，故D正确。
故选：D。
7．B
【解析】
【详解】
A、中等大小的原子核，比结合能最大，原子核最稳定，故A错误；
B、 卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子核式结构模型，故B正确；
C、德国物理学家普朗克提出了，认为能量是由一份一份不可分割最小能量值组成，并利用能量子假说成功解释了黑体辐射的强度按波长分布的规律，爱因斯坦提出光子学，成功解析了光电效应，故C错误；
D、半衰期是一个统计规律，适用于大量原子核，不适用于数量很少的原子核，故D错误。
【点睛】
本题考查了知识点较多，考查了比结合能、原子核式结构模型、量子的假说和半衰期等，需要同学们在平时学习过程中注意掌握，同时要熟练应用。
8．C
【解析】
【详解】
随着温度的升高，一方面各种波长的辐射强度都有增加，另一方面辐射强度的极大值向波长较短、频率较高的方向移动，故A错误；比结合能越大，原子核结构一定越稳定，故B错误；康普顿效应深入地揭示了光的粒子性，遵守能量守恒和动量守恒，它表明光子不仅具有能量而且具有动量，故C正确；当吸收的光子能量等于两能级间的能级差，才能被氢原子吸收，所以不同频率的光照射处于基态的氢原子时，只有某些频率的光可以被氢原子吸收，故D错误．所以C正确，ABD错误．
9．B
【解析】根据质量数与电荷数守恒，可得X的质量数为144，电荷数为56，所以中子数为144-56=88，所以A错误；B正确；裂变时释放能量，出现质量亏损，所以裂变后的质量减少，质量数不变，所以C、D错误。
10．D
【解析】该反应属于裂变反应，故A错误；根据质量守恒可求：x=235-89-2=144，故B错误； 中含有中子数：144-56=88个，C错误；根据质能方程可求亏损的质量为Δm=ΔE/c2，D正确。
11．A
【解析】
【详解】
由核反应方程的质量数守恒和电荷数守恒可知：X原子核中含有92-38=54个质子，质量数为235+1-94-2=140个，中子数是140-54=86个；故A正确；因为裂变释放能量，出现质量亏损，所以裂变后总质量减小，但是质量数不变，选项B错误；半衰期与外界因素无关，选项C错误；现已建成的核电站的能量都是利用重核裂变反应，选项D错误；故选A.
12．C
【解析】A、根据核反应前后质量数守恒和核电荷数守恒，可判断x为中子，选项A错误；
B、该方应中的质量亏损为，故B错误；
C、由爱因斯坦质能方程可知释放出的能量为ΔE＝(2.0141+3.0161－4.0026－1.0087)×931.5MeV＝17.6 MeV，选项C正确；
D、该反应中释放一部分转化为X粒子的动能，一部分转化为的动能，故D错；
综上所述本题答案是：C
?点睛：本题难度较小，掌握核反应两个守恒观点，熟练应用爱因斯坦质能方程
13．A
【解析】
【详解】
根据质量数守恒与电荷数守恒可知，选项A的核反应方程式中，可以判断X的质量数为0，电荷数为：z=55-56=-1，所以X为电子，故A正确；原子核能够放射出β粒子，是由于原子核内发生β衰变，其中的中子转化为质子而放出的电子，故B错误；原子核的比结合能越大，原子核越稳定，故C错误；根据玻尔理论可知，氢原子从n=6能级向n=1能级跃迁时减小的能量大于氢原子从n=6能级向n=2能级跃迁时减小的能量，所以氢原子从n=6能级向n=1能级跃迁时辐射出的光子的能量大于氢原子从n=6能级向n=2能级跃迁时辐射出的光的能量，根据光电效应发生的条件可知，若氢原子从n=6能级向n=1能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则氢原子从n=6能级向n=2能级跃迁时辐射出的光也不能使该金属发生光电效应，故D错误。故选A。
14．C
【解析】
【详解】
氢原子的发射光谱是线状光谱，选项A错误；发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，与光照的时间无关，选项B错误；根据质量数和电荷数守恒可知，选项C正确；根据原子核的结合能与核子的平均结合能之间的关系可知，裂变产物是中等质量的核，的平均结合能小于的平均结合能，故D错误；故选C.
15．B
【解析】
【详解】
A反应为轻核聚变，B反应为α衰变，C反应为β衰变，D反应为人工核转变。故选B.
16．A
【解析】
【详解】
英国物理学家查德威克发现了中子，质子和中子统称为核子，选项A正确； α粒子轰击氮原子核的核反应方程式为：，选项B错误；两个轻核结合成较重的单个原子核时要放出能量，选项C错误；只要入射光的频率足够大就能使被入射的金属表面逸出光电子，从而发生光电效应，选项D错误；故选A.
17．BD
【解析】
【详解】
元素的放射性不受化学形态影响，说明射线来自原子核，说明原子核内部是有结构的，故A错误；B、由Ekm=hγ-W0可知在光电效应实验中，用同种频率的光照射不同的金属表面，若从金属表面逸出的光电子的最大初动能越大，则这种金属的逸出功W越小，故B正确；核力属于短程力，只有相近的才有作用力，故C错误；氢原子的核外电子，在由离核较远的轨道自发跃迁到离核较近的轨道的过程中，放出光子，电子的速度增加，动能增加，原子的电势能减小，故D正确；故选BD。
18．BD
【解析】
【详解】
A．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的聚变反应，故A错误；
B．衰变后的产物相对于衰变前要稳定，所以铀核衰变成粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于铀核的结合能，故B正确；
C．放射性元素的半衰期是由核内自身的因素决定的，与原子所处的化学状态无关，故C错误；
D．射线对人体细胞伤害太大，因此不能用来人体透视，在用于治疗肿瘤时要严格控制剂量，故D正确；
【点睛】
本题考查了核反应、半衰期、结合能、射线特点等基础知识点，比较简单，关键要熟悉教材，掌握并牢记这些基础知识点．
19．AC
【解析】
【详解】
A、比结合能的大小反应原子核的稳定程度，原子核的比结合能小于原子核的比结合能，所以?原子核比原子核更稳，故A正确；
B、由原子核的组成特点可知原子核中含有56个质子，中子数为：个，故B错误；
C、由于核裂变的过程中释放能量，根据爱因斯坦质能方程得裂变时释放的能量为：，故C正确；
D、经过一个半衰期后，铀的质量剩下，矿石中其他元素质量不变，故D错误；
故选AC。
20．AC
【解析】
【详解】
根据质量数和电荷数守恒可知，X的质量数为1，电荷数为0，为中子，选项A正确，B错误；根据图像可知、、 相比的比结合能最大，最稳定；的质量数最多，结合能最大，比结合能最小，最不稳定，选项C正确，D错误；故选AC.