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

核能与社会
1．下列说法正确的是（ ）
A．比结合能越大，原子核越稳定
B．衰变说明原子核内有电子
C．卢瑟福通过粒子的散射实验发现了质子并预言了中子的存在
D．汤姆孙发现了电子并提出了原子核式结构模型
2．下列说法正确的是( )
A．链式反应在任何条件下都能发生
B．的半衰期是1小时，质量为m的经过3小时后还有没有衰变
C．中等核的比结合能较大，因此这些核是最稳定的
D．根据E=mc2可知，物体所具有的能量和它的质量之间存在着简单的正比关系
3．氡气有天然放射性，其衰变产生的粒子可对人的呼吸系统造成辐射损伤．氡衰变方程为，衰变过程中同时产生γ射线，半衰期为3.8天，以下说法正确的是（ ）
A．该衰变过程为α衰变
B．对一个特定的氡核，在3.8天内一定会衰变
C．γ射线的穿透性比α射线弱
D．衰变后，核与X粒子的质量之和等于衰变前核的质量
4．在下列描述核过程的方程中，属于α衰变的是（　　）
A．
B．
C．
D．
5．2018年6月5日，是第47个世界环境日，“绿水青山就是金山银山”，中国向世界发出“绿色治理”的铿锵之音，中国承诺到2020年碳排放量下降40%～45%；为了实现负责任大国的承诺,我国将新建核电站项目．目前关于核电站获取核能的基本核反应方程可能是(　　)
A． B．
C． D．
6．铀原子核既可发生衰变，也可发生裂变。其衰变方程为，裂变方程为。下列正确的是（　　）
A．发生的是衰变
B．原子核中含有56个中子
C．16个原子核经过2个半衰期将会剩下4个
D．的比结合能比的比结合能小
7．核电池又叫“放射性同位素电池”，它将同位素在衰变过程中不断放出的核能转变为电能，核电池已成功地用作航天器的电源，据此猜测航天器的核电池有可能采用的核反应方程是
A． B．
C． D．
8．下列关于原子和原子核的说法正确的是（ ）
A．粒子散对实验现象中，绝大多数粒子不偏转，说明原子内几乎是“空”的
B．核聚变反应方程中，表示质子
C．放射性元素的半衰期随温度的升高而变短
D．衰变现象说明粒子是原子核的组成部分
9．下列说法正确的是
A．康普顿效应揭示了光的粒子性，表明光子除了具有能量之外还具有动量
B．放射性元素的半衰期与外界温度有关
C．结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定
D．太阳的巨大能量是核裂变产生的
10．下列说法正确的是（）
A．氢原子的光谱是连续谱
B．核反应中，质量数守恒，电荷数守恒
C．比结合能越小，原子核越稳定
D．只要人射光的强度足够大，就能发生光电效应
11．用中子轰击 原子核某次的裂变方程为 ，、、、的质量分别为、、、，半衰期为，真空中的光速为．下列说法正确的是（ ）
A．裂变时质量亏损
B．裂变时释放的能量为
C．若增大对的压力，的半衰期小于
D．原子核中含有个中子
12．下列说法正确的是（ ）
A．量子论是爱因斯坦首先提出的
B．光的强度越大，则光子的能量也就越大
C．大量氢原子从高能级向低能级跃迁时，只能发射某些特定频率的光子
D．铀发生衰变成钍时，粒子与钍的质量之和等于铀的质量
13．关于原子核与核反应，下列说法中正确的是（ ）
A．汤姆孙发现电子后猜想出原子内的正电荷集中在很小的核内
B．平均结合能越大，原子核越稳定
C．轻核的聚变反应可以在任何温度下进行
D．放射性元素的半衰期与温度和压强有关
14．下列关于核反应方程及描述正确的是（ ）
A．是居里夫妇发现人工放射性的核反应方程
B．是卢瑟福发现中子的方程
C．是核聚变反应
D．是查德威克发现质子的方程
15．关于原子和原子核，以下说法正确的是
A．汤姆孙首先发现了电子，并提出了原子的核式结构模型
B．一个氢原子从n=3的能级发生跃迁，可能只辐射1种频率的的光子
C．10个原子核经过一个半衰期后，一定还剩5个原子核没发生衰变
D．核电站利用的核能主要来源于重核的裂变
16．关于原子核的结合能和比结合能，下列说法正确的是
A．原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量
B．自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能
C．比结合能越大，原子核越稳定
D．比结合能大的原子核结合或分解成比结合能小的原子核时释放核能
17．与的核聚变发电不产生温室气体,不产生放射性物质,是一种十分清洁、安全和环保的能源,开发月球土壤中蕴藏丰富的氦3资源,对人类社会今后的可持续发展具有深远意义．该核反应可表示为(表示某种粒子),若和的质量分别为,则下列选项正确的是（ ）
A．为中子
B．这种核反应在月球上可自发进行
C．高速的粒子可以用来工业探伤
D．该反应释放的核能
18．已知钚的一种同位素的半衰期为24100年,其衰变方程为,下列有关说法正确的是（ ）
A．原子核中含有92个质子．
B．100个经过24100年后一定还剩余50个．
C．由于衰变时释放巨大能量,根据,衰变过程总质量增加．
D．衰变发出的γ放射线是波长很短的光子,具有很强的穿透能力．
19．2018年3月1日起正式实施国家环境保护新标准，新标准高度重视对进口废物放射性污染控制，放射性元素钚()发生衰变时，会产生和-种未知粒子，并放出射线，其核反应方程为，下列说法正确的是（ ）
A．X中含有124个中子82个质子
B．上述核反应为β衰变，的穿透能力比γ射线强
C．半衰期表示放射性元素衰变快慢，它和外界的温度、压强有关
D．由于衰变时释放巨大能量，根据，衰变过程总质量减小
20．下列说法正确的是（ ）
A．说明β衰变实质的反应方程是:
B．原子核中每个核子只跟邻近的核子发生核力作用
C．是核裂变反应方程，式中x=3
D．氡222衰变为钋218的半衰期是3.8天，说明每经过3.8天，10个氡222核一定衰变为5个钋218核
参考答案
1．A
【解析】
A、比结合能越大，原子核越稳定，故A正确；
B、?β衰变的本质是原子核内的一个中子释放一个电子变为质子，故B错误；
C、卢瑟福通过粒子散射实验，提出原子的核式结构模型，不是发现了质子，故C错误；
D、汤姆逊发现了电子，卢瑟福提出原子的核式结构模型，故D错误；
故选A．
2．C
【解析】
A．链式反应在满足临界体积与临界质量时，才能发生，A错误；
B．经过3个小时，即经过3个周期，所以还剩下没有衰变，B错误；
C．中等核的比结合能量大，比结合能越大，原子核越稳定，C正确；
D．爱因斯坦的质能方程E=mc2，不是质量和能量可以相互转化，二者概念根本不同，不能简单地认为物体所具有的能量和它的质量之间存在着简单的正比关系，D错误．
故选C.
3．A
【解析】
A. 根据电荷数守恒、质量数守恒得，X的电荷数为2，质量数为4，为α粒子，故A正确；
B. 对一个特定的氡核，半衰期没有意义，可能永远不衰变，也可能很快衰变，故B错误；
C. γ射线的穿透性比α射线强，故C错误；
D. 由于衰变过程中同时产生γ射线，释放出能量，会发生质量亏损，衰变后，核与X粒子的质量之和小于衰变前核的质量，故D错误．
故选A.
4．B
【解析】
A．A的衰变生成物里有电子，属于β衰变，故A错误；
B．B的衰变生成物里有α粒子，是α衰变，故B正确；
C．C反应是轻核聚变，是氢弹的基本反应方程，故C错误；
D．D是用α粒子轰击原子核发生核反应，是原子核的人工转变，是发现质子的方程，故D错误。
5．B
【解析】
现在的核电站用的是裂变反应获取能量，A是α衰变，故A错误；B是裂变反应，故B正确；C是衰变，故C错误；D是发现质子的反应．故选D．
【点睛】本题考查了重核的裂变，要记住一些特殊的核反应方程，知道属于裂变反应还是聚变反应．
6．A
【解析】
【详解】
A．根据质量数和电荷数守恒可知X为，发生的是衰变，故A项正确；
B．根据电荷数守恒、质量数守恒知，Y原子核中的电荷数为56，质量数为144，则中子数为88，故B项错误；
C．半衰期是大量的放射性元素衰变的统计规律，对个别的粒子没有意义，故C项错误；
D．因为原子核比铀核稳定，可知原子核的比结合能大于铀核的比结合能，故D项错误。
7．B
【解析】
【详解】
A．核反应方程属于核聚变方程．故A错误
B．核反应方程属于放射性同位素的衰变，符合题意．故B正确
C．核反应方程的质量数不守恒；正确核反应方程为：属于核裂变．故C错误；
D．核反应方程属于人工核反应方程．故D错误
故选B．
【点睛】
根据各个核反应方程 的特点，由衰变的特点与衰变方程判断分析即可．
8．A
【解析】
A、卢瑟福的α粒子散射实验现象中，绝大多数粒子不偏转，说明原子内绝大部分空间都是“空”的，故A正确；
B、根据核反应过程中质量数、电荷数守恒，则核聚变反应方程中，x表示中子，故B错误；
C、元素的半衰期由元素本身决定，与外界的物理、化学环境无关，故C错误；
D、衰变现象说明原子核内部还有复杂的结构，故D错误．
故选A．
9．A
【解析】
【详解】
A．康普顿效应揭示了光的粒子性，表明光子除了具有能量之外还具有动量，选项A正确；
B．放射性元素的半衰期与外界温度无关，选项B错误；
C．比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，选项C错误；
D．太阳的巨大能量是核聚变产生的，选项D错误；
故选A.
10．B
【解析】
A．氢原子的光谱是线状谱，选项A错误；
B．核反应中，质量数守恒，电荷数守恒，选项B正确；
C．比结合能越大，原子核越稳定，选项C错误；
D．只要入射光的频率足够大，就能发生光电效应，能否发生光电效应与光强无关，选项D错误；
故选B.
11．A
【解析】
【分析】
【详解】
裂变时质量亏损(m1+m2)-(m3+m4-10m2)=m1-9m2-m3-m4，选项A错误；根据质能方程可知，裂变时释放的能量(m1-9m2-m3-m4)c2，选项B错误；半衰期与外界条件无关，选项C错误；Y原子的质量数90，电荷数为54，则中子数为36个，选项D错误；故选A.
12．C
【解析】
普朗克提出了量子论，爱因斯坦提出了光子说，A错误；根据知，光子能量与光子频率有关，与光强度无关，B错误；大量氢原子从高能级向低能级跃迁时，根据公式可知，辐射光的频率大小由能级差决定，只能发射某些特定频率的光子，种类可用公式计算得出，C正确；衰变的过程中有质量亏损，即衰变后粒子与钍核的质量之和小于衰变前铀核的质量，D错误．
13．B
【解析】
A. 汤姆生发现了电子，知道电子是原子的组成部分，提出了枣糕式模型．故A错误；
B. 比结合能即每一个核子的平均结合能越大，原子核越稳定，故B正确；
C．只有在足够高的温度下，原子核有足够大的动能，相互间才能够到达足够近的距离，发生核聚变，故C错误；
D．放射性元素的半衰期只与原子核自身有关，与温度和压强无关，故D错误．
故选B
14．AC
【解析】
【详解】
A．是居里夫妇发现人工放射性的核反应方程，故A正确；
B．是查德威克发现中子的方程，故B错误；
C．氘与氚生成氦核的核反应为核聚变方程，故C正确；
D．是卢瑟福发现质子的核反应方程，故D错误；
故选AC．
15．BD
【解析】
【详解】
A．汤姆孙首先发现了电子，卢瑟福提出了原子的核式结构模型，选项A错误；
B．一个处于n=3能级的氢原子跃迁到n=1能级时，最多可以辐射两种频率的光子，即从n=3能级跃迁到n=2能级，从n=2能级跃迁到n=1能级，所以可能只辐射一种频率的光子，选项B正确；
C．半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少量的原子核不适应，选项C错误；
D．核电站利用的核能主要来源于重核的裂变，选项D正确。
故选BD。
16．AC
【解析】
【详解】
A．原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量，A正确；
B．根据质能方程可知，自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量等于该原子核的结合能，B错误；
C．比结合能的大小反映原子核的稳定程度，比结合能越大，原子核越稳定，C正确；
D．比结合能小的原子核结合或分解成比结合能大的原子核时释放核能，D错误．
故选AC。
【点睛】
比结合能：原子核结合能对其中所有核子的平均值，亦即若把原子核全部拆成自由核子，平均对每个核子所要添加的能量用于表示原子核结合松紧程度．
结合能：两个或几个自由状态的粒子结合在一起时释放的能量自由原子结合为分子时放出的能量叫做化学结合能，分散的核子组成原子核时放出的能量叫做原子核结合能．
本题考查了结合能和比结合能的区别，注意两个概念的联系和应用是关键．
17．AD
【解析】
根据电荷数守恒、质量数守恒知，X的电荷数为0，质量数为1，可知X为中子，高速的中子不能用来工业探伤，A正确C错误；该反应为聚变反应，不能自发进行，B错误；根据爱因斯坦质能方程得，释放的能量为，D正确．
18．AD
【解析】
根据电荷数守恒、质量数守恒知，X的电荷数为92，即92个质子，质量数为235，A正确；半衰期具有统计规律，对大量的原子核适用，B错误；由于衰变时释放巨大能量，根据，衰变过程总质量减小，C错误；衰变发出的放射线是波长很短的光子，具有很强的穿透能力，D正确．
19．AD
【解析】
【详解】
A．根据质量数电荷数守恒知， X中的质量数为206，电荷数为82，则中子数为206-82=124，质子数为82，则故A正确；
B．该核反应放出α粒子，是α衰变，的穿透能力比γ射线弱，故B错误；
C．半衰期的大小反映衰变的快慢，与所处的物理环境和化学状态无关，故C错误；
D．由于衰变时释放巨大能量，根据ΔE=mc?，衰变过程总质量减小，故D正确。
故选AD。
【点睛】
解决本题的关键知道核反应过程中电荷数守恒、质量数守恒，知道影响半衰期的因素，并能理解质能方程的意义。
20．ABC
【解析】
衰变的实质是原子核内部的一个中子转变成质子时释放出一个电子，即，故A正确；半核力是短程力，因此每个核子只跟邻近的核子发生核力作用，故B错误；该反应为核裂变反应方程，根据质量数守恒有：235+1=144+89+x，解得x=3，故C正确；半衰期具有统计规律，对大量的原子核适用，对少数原子核不适用，故D错误．故选ABC．
【点睛】知道衰变的实质和半核力是短程力，根据电荷数守恒、质量数守恒得出X的电荷数和质量数，从而确定X为何种粒子；半衰期是对大量放射性元素的统计规律，对于少数是不成立的．