上海市海滨高中2019-2020学年高中物理沪科版选修3-5：核能与社会 单元测试题（含解析）

核能与社会
1．太阳能是一种绿色可再生能源，人们正大力推广和使用太阳能．太阳的巨大能量是由于太阳内部所发生的一系列核聚变反应形成的．太阳内部所发生的核反应可能是
A． B．
C． D．
2．核电站泄漏的污染物中含有人工核碘131等. 碘131（即）核不稳定，会发生β衰变，其半衰期为8天，则下列说法中正确的是（　　）
A．碘131的半衰期随气温升高而逐渐减小
B．核电站中的核反应堆所发生的是轻核聚变反应
C．经过8天后，30个放射性碘131衰变的个数一定是15个
D．碘131核的衰变方程为（X表示衰变后的元素）
3．两个原子核可聚变成一个原子核，核反应方程为已知的质量为，的质量为，的质量为关于它们质量间的关系式正确的是　　
A．2? B．
C．2? D．2?
4．原子弹威力巨大，其主要原料有铀和钚，若有一铀原子核发生了如下的裂变反应：则可能是　　
A． B．
C． D．
5．下列说法正确的是（ ）
A．光子像其他粒子一样，不但具有能量，也具有动量
B．比结合能越大，原子核越不稳定
C．将由放射性元素组成的化合物进行高温分解，会改变放射性元素的半衰期
D．原子核的质量大于组成它的核子的质量之和，这个现象叫做质量亏损
6．首次用实验验证“爱因斯坦质能方程”的核反应方程是，已知，，，则该核反应方程中的K值和质量亏损分别是　　
A．1和
B．1和
C．2和
D．2和
7．发生裂变的核反应方程为：，设、、的质量分别为、、，一个中子的质量为，则反应过程释放的能量为　　
A．
B．
C．
D．
8．为纪念爱因斯坦对物理学的巨大贡献，联合国将2005年定为“国际物理年”对于爱因斯坦提出的质能万能方程，下列说法中不正确的是　　
A．表明物体具有的能量与其质量成正比
B．根据可以计算核反应中释放的核能
C．中的E表示发生核反应过程中释放的核能，m是参与核反应的核子的总质量
D．一个质子和一个中子结合成一个氘核时释放能量，表明此过程出现了质量亏损
9．下列核反应方程中，属于原子核的人工转变的是　　
A．
B．
C．
D．
10．下列有关原子核的说法中正确的是　　
A．射线的穿透能力比射线强
B．裂变物质体积小于临界体积时，链式反应不能进行
C．原子核内部一个质子转化成一个中子时，会同时释放出一个电子
D．的半衰期约为7亿年，随地球环境的变化，它的半衰期可能变短
11．下列说法中错误的是(　　)
A．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关
B．天然放射现象的发现，揭示了原子核是由质子和中子组成的
C．据图可知，原子核A裂变成原子核B和C要放出核能量
D．据图可知，原子核D和E聚变成原子核F要放出能量
12．关于下面四个装置说法正确的是（ ）
进行的是聚变反应
A．实验可以说明α粒子的贯穿本领很强
B．实验现象可以用爱因斯坦的质能方程解释
C．是利用α射线来监控金属板厚度的变化
D．
13．“中国月球着陆探测器”在中国航天馆揭开神秘面纱它将带着中国制造的月球车，在38万千米之外的月球表面闲庭信步月球的表面长期受到宇宙射线的照射，使得“月壤”中的含量十分丰富，科学家认为，是发生核聚变的极好原料，将来也许是人类重要的能源，所以探测月球意义十分重大关于，下列说法正确的是　　
A．的原子核内有三个中子两个质子
B．的原子核内有一个中子两个质子
C．是同位素
D．原子核内的核子靠万有引力紧密结合在一起
14．大量释放核能的过程一定是　　
A．由质量较小的原子核结合成质量较大的原子核
B．由质量较大的原子核分裂成质量较小的原子核
C．由某些轻核结合为质量较大的原子核
D．由某些重核分裂为中等质量的原子核
15．重核裂变和轻核聚变是人们利用原子能的两种主要途径，下列关于它们的说法中正确的是　　
A．聚变和裂变过程都有质量亏损
B．是聚变
C．是裂变
D．是聚变
16．碳原子可看作是由6个质子和6个中子组成，已知碳原子质量为，碳原子核的质量为，质子的质量为，中子质量为，氢原子的质量为，光速为则在由单个核子结合成碳原子核的过程中所释放的能量可以用下面的哪个式子来计算？　　
A．
B．
C．
D．
17．一个原子核在中子的轰击下发生一种可能的核反应为： ， 则下列叙述中正确的是　　
A．该反应是核的裂变反应
B．X原子核中含有54个质子和140个中子
C．该核反应是太阳中进行的主要核反应
D．虽然该反应出现质量亏损，但反应前后的原子核总质量数不变
18．下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是　　
A．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增大
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克原子经过10天后还剩下25克
19．下列说法正确的是( 　)
A．是α衰变方程 B．β衰变的实质是原子核内
C．是核聚变反应方程 D．是核裂变反应方程
20．下列关于核反应的说法中正确的是　　

A．目前已建成的核电站的能量都来自于重核裂变
B．重核裂变释放出大量的能量，产生明显的质量亏损，所以核子数减少
C．由图可知，原子D和E聚变成原子核F要吸收能量
D．由图可知，原子核A裂变成原子核B和C要放出核能
参考答案
1．A
【解析】
【详解】
聚变反应是质量较轻的核聚变生成质量较大的核，由题目知A正确，而B是人工转变核反应，C是裂变反应，D是衰变反应，故选A．
2．D
【解析】
半衰期与温度无关，A错误；核电站中的核反应堆所发生的是重核裂变，B错误；半衰期是对大量原子核的一个统计规律，对少数粒子不适用，C错误；根据质量数和电荷数守恒知碘131核的衰变方程为，D正确；故选D.
3．B
【解析】
【详解】
有质量亏损，反应前的质量大于反应后的质量，即故B正确，A、C、D错误．故选B．
4．A
【解析】
【详解】
根据核反应的特点可知，核反应前后质量数和电荷数都守恒；由题，反应前的质量数：，电荷数：
A项：质量数：，电荷数：可知质量数与电荷数都守恒，故A是可能的；
B项：质量数：，质量数不守恒；电荷数：，电荷数也不守恒故B错误；
C项：质量数：，质量数不守恒；电荷数：电荷数守恒，故C错误；
D项：质量数：，电荷数：，电荷数不守恒故D错误；
故应选A．
5．A
【解析】光子像其他粒子一样，不但具有粒子性，而且也有波动性，则不但具有能量，也具有动量，故A正确；比结合能越大的原子核越稳定，B错误；放射性元素的半衰期与外界因素没有任何关系，只和本身性质有关，C错误；原子核的质量小于组成它的核子的质量之和，这个现象叫做质量亏损，故D错误；
6．C
【解析】
根据核反应前后质量数守恒和电荷数守恒可得：，可得K=2；
反应前的总质量：，反应后的总质量：，反应前后质量亏损为：，故ABD错误，C正确；
故选C．
【点睛】利用核反应方程的质量数和电荷数守恒即可正确求解，根据核子的质量求解核反应过程中的质量亏损．
7．B
【解析】
【详解】
在反应过程中的质量亏损
根据爱因斯坦质能方程得
故选B．
8．C
【解析】
【详解】
爱因斯坦提出的质能方程告诉我们，物体具有的能量与它的质量成正比，故A正确；公式中是亏损质量，是释放的核能，故B正确．公式中的E是物体具有的能量，m是物体的质量，不是参与核反应的核子的总质量，是质量亏损，故C错误．核反应中若质量亏损，就要释放能量，所以一个质子和一个中子结合成一个氘核时释放能量，表明此过程出现了质量亏损，故D正确．本题选择不正确的，故选C.
9．D
【解析】
【分析】
衰变生成物为或粒子，原子核的人工转变是由人为行为发生的和反应方程，不是自发的衰变、裂变和聚变等．
【详解】
A．C14变成N14，同时有一个电子产生，属于衰变，A错误；
B．反应方程为重核的裂变，B错误；
C．氘与氚生成氦核，属于聚变反应，C错误；
D．用粒子轰击铝原子，产生了磷原子，属于原子核的人工转变，D正确．
故选D.
10．B
【解析】
【分析】
三种射线分别是氦核、电子、电磁波，三种射线的穿透能力逐渐增强，电离能力逐渐减弱；链式反应的条件：大于临界体积；中子转化成一个质子时，会同时释放出一个电子；半衰期不受环境与化合态的影响．
【详解】
A．、、三种射线分别是氦核、电子、电磁波，三种射线的穿透能力逐渐增强，所以射线的穿透能力比射线穿透能力弱，A错误；
B．链式反应的条件：大于临界体积，因此当物质体积小于临界体积时，链式反应不能进行，B正确；
C．原子核内部一个中子转化成一个质子时，会同时释放出一个电子，C错误；
D．元素的半衰期与环境及化合态无关，D错误；
故选B。
【点睛】
考查实物粒子衍射作用，理解裂变的条件，掌握半衰期与环境及是否单质无关，注意C选项中是中子转化成质子，不是质子转化为中子．
11．B
【解析】
【详解】
根据黑体辐射规律可知，黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关，故A正确；天然放射现象的发现揭示了原子核有复杂的结构，故B错误；据图可知，原子核A裂变成原子核B和C过程中有质量亏损，故会放出核能，故C正确；据图可知，原子核D和E聚变成原子核F过程中有质量亏损，故会放出核能，故D正确；此题选择错误的选项，故选B。
【点睛】
本题考查了α粒子散射实验、卢瑟福的原子核实结构模型、质量亏损等概念，目前各大省市对于近代物理初步的知识点考查较为简单，可以适当的记忆．
12．C
【解析】
A图是α粒子散射实验，α粒子打到金箔上发生了散射，说明α粒子的贯穿本领较弱．故A错误；B图是实验室光电效应的实验，该实验现象可以用爱因斯坦的光电效应方程解释，故B错误；C图，因为α射线穿透能力较弱，金属板厚度的微小变化会使穿过铝板的α射线的强度发生较明显变化，即可以用α射线控制金属板的厚度．故C正确；D装置是核反应推的结构，进行的是核裂变反应，故D正确．故选CD．
点睛：本题要求熟悉近代物理中的各种装置，能够知道其工作的原理，要注意掌握α、β、γ三种射线的特性，电离本领依次减弱，穿透本领依次增强，能在生活中加以利用．
13．BC
【解析】
【详解】
AB.的原子核内有2个质子、个中子，故A错误，B正确；
C.是具有相同的质子数，故为同位素，故C正确；
D.原子核内的核子靠核力结合在一起，核力与万有引力性质不同，核力只存在于相邻的核子之间，故D错误。
故选BC。
14．CD
【解析】
【分析】
【详解】
在重核裂变或轻核发生聚变时释放出的大量的核能，C属于轻核聚变，D属于重核裂变，而AB不能释放大量核能，故CD正确．故选CD ．
15．AB
【解析】
【分析】
核能分为裂变和聚变两种，裂变分为两种：可控链式反应和不可控链式反应，重核的裂变和轻核的聚变都会放出核能，根据爱因斯坦的质能方程，一定有质量亏损；
【详解】
A．重核的裂变和轻核的聚变都会放出核能，根据爱因斯坦的质能方程，一定有质量亏损，故A正确；
B． 是聚变反应，故B正确；
C．是β衰变，故C错误；
D． 即不是聚变，又不是裂变，故D错误．
故选AB.
【点睛】
本题关键是明确中等大小的原子核最稳定，比结合能最大，然后根据根据爱因斯坦的质能方程分析．
16．CD
【解析】
【详解】
核子结合成碳原子核时的质量亏损：=，由质能方程可知，释放的核能， ，故选CD．
17．AD
【解析】
【分析】
【详解】
该反应为重核的裂变，故A正确；质子数即为电荷数，根据电荷数守恒可知X的原子核中有52个质子，88个中子，故B错误；该反应为裂变反应，而太阳中进行的是聚变反应，故C错误；裂变反应中出现质量亏损，亏损的质量转化为能量，但是质量数是守恒的，故D正确．故选AD．
【点睛】
解题时要根据电荷数守恒、质量数守恒确定X的电荷数和质量数，从而确定中子数，该反应为重核裂变，将释放能量．
18．BD
【解析】
【详解】
A．射线是电磁波，A错误；
B．氢原子辐射光子后，电子轨道半径减小，根据得，电子动能增大，B正确；
C．太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的轻核聚变，C错误；
D．的半衰期是5天，经过10天，即经过2个半衰期，剩余质量
D正确．
故选BD。
19．BC
【解析】
【详解】
是原子核的人工转变方程，选项A错误；β衰变的实质是原子核内的中子转化为质子时放出的电子，即，选项B正确；是核聚变反应方程，选项C正确；是α衰变方程，选项D错误；故选BC.
20．AD
【解析】
【分析】
目前世界上正在工作的核电站都是利用原子核的裂变反应释放核能的；
核反应过程中质量数和电荷数都守恒，在裂变和聚变时有质量亏损，要释放能量；
【详解】
A、目前世界上正在工作的核电站都是利用原子核的裂变反应释放核能的，核聚变反应目前还没有能很好的控制，故A正确；
B、重核裂变释放出大量的能量，产生明显的质量亏损，但核子数不变，故B错误；
C、由图可知，原子D和E聚变成原子核F，是轻核聚变，要放出能量，故C错误；
D、由图可知，原子核A裂变成原子核B和C是重核裂变，要放出能量，故D正确．
【点睛】
本题关键是知道质量亏损的概念、分析清楚图象、了解重核裂变和轻核聚变，在平时学习过程中注意加强积累．