上海市南汇中学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．借助于能量子的假说，普朗克得出了黑体辐射的强度按波长分布的公式，与实验符合得非常好
B．德布罗意把光的波粒二象性推广到实物粒子，并用实验证实了实物粒子也具有波动性
C．结合能越大的原子核越稳定
D．任意两个核子间都存在核力作用，这种性质称为核力的饱和性
2．下列说法中正确的是（ ）
A．普朗克提出了量子化假设
B．将核子束缚在原子核内的力是电磁力
C．结合能越大，原子核结构一定越稳定
D．β衰变中放出的β射线是核外电子挣脱原子核的束缚而形成的
3．关于核反应，下列说法正确的是( )
A．目前核电站都采用，是聚变反应
B．是α衰变
C．因为裂变释放能量，出现质量亏损，所以裂变后的总质量数减少
D．铀（）经过α、β衰变形成稳定的铅（），在这一变化过程中，共有6个中子转变为质子
4．关于原子结构及原子核的知识，下列说法错误的是( )
A．维系原子核稳定的力是核力，核力可能是吸引力，也可能是排斥力
B．卢瑟福提出的原子核式模型能解释α粒子散射实验现象
C．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
D．β衰变中的电子来自原子核
5．下列说法正确的是( )
A．卢瑟福发现了质子,井在此基上提出了原子的核式结构模型
B．按照经典电磁理论,光照射某种金属时;只要的光的强度足够大,足够长,总能够发生光电效应
C．根据波尔的原子模型,大量氢原子从量子数n=4的激发态跃迁到基态时最多可辐射6种不同频率的光子
D．是聚变反应,需吸收能量
6．下列说法正确的是
A．增大压强，可以缩短放射性物质的半衰期
B．结合能越大，原子核越稳定
C．光的强度越大，照射金属时越容易发生光电效应
D．镉棒插入深度大一些，核反应堆的链式反应速度将会变慢
7．下列说法正确的是（? ）
A．某种频率的光照射金属能发生光电效应，若增加入射光的强度，则单位时间内发射的光电子数增加
B．在核反应堆中，镉棒的作用是使快中子变为慢中子
C．结合能越大，原子核越稳定
D．入射光的频率不同，同一金属的逸出功也会不同
8．在下列描述的核过程的方程中，属于裂变的是? （　　）
A．?? B．
C．??? D．
9．有关原子及原子核方面的知识，下列说法正确的是（　　）
A．放射性物质衰变时放出来的γ光子，是原子从高能级向低能级跃迁时产生的
B．若使放射性物质的温度升高，其半衰期将减小
C．β衰变所释放的电子是原子核内的质子转变为中子时所产生的
D．轻核聚变要在很高的温度下才能发生
10．通过α粒子散射实验（ ）
A．发现了电子 B．建立了原子的核式结构模型
C．爱因斯坦建立了质能方程 D．发现某些元素具有天然放射现象
11．质量为的铀核经过若干次衰变和衰变后，会变成质量为的铅核，关于该过程，下列说法中正确的是
A．衰变过程中释放出的射线的穿透能力比射线强，而电离能力比射线弱
B．铀核需经过8次衰变和6次衰变才能变成铅核
C．1个铀核衰变成铅核的过程中释放的核能为
D．外界环境温度升高、压强变大，铀核衰变的过程将加快
12．下列说法正确的是
A．红外线的光子动量大于紫外线
B．天然放射现象说明原子是有结构的
C．在发生轻核聚变或重核裂变后，核子的平均质量均变小
D．不同频率的光波在同一介质中传播的速度大小相等
13．下列关于爱因斯坦质能关系式的说法中,正确的是( )
A．只有运动物体才具有能量,静止物体没有质能
B．—定的质量总是和一定的能量相对应
C．中能量其实就是物体的内能
D．由知质量与能量可以相互转化
14．一静止的钠核发生β衰变，衰变方程为，下列说法正确的是（　　）
A．衰变后镁核的动能等于电子的动能
B．衰变后镁核的动量大小等于电子的动量大小
C．镁核的半衰期等于其放出一个电子所经历的时间
D．衰变后电子与镁核的质量之和等于衰变前钠核的质量
15．钚的一种同位素Pu，其衰变方程为PuU+He+γ， 则（ ）
A．核反应中γ光子的能量就是Pu的结合能
B．核燃料总是利用比结合能小的核
C．U核比Pu核更稳定，说明U的结合能大
D．由于衰变时释放巨大能量，所以Pu比U的比结合能小
16．核能具有高效、清洁等优点，利用核能是当今世界解决能源问题的一个重要方向．原子核的比结合能随质量数变化的曲线如图所示，根据该曲线判断下列说法正确的是（ ）
A．核的比结合能大于核的比结合能，因此核更稳定
B．核的结合能约为7MeV
C．两个核结合成核时释放核能
D．裂变成两个中等质量的核时释放核能
17．核能作为一种新能源在现代社会中己不可缺少，我国在完善核电安全基础上将加大核电站建设，核泄漏中的钚(Pu)是一种具有放射性的超铀元素，它可破坏细胞基因，提高罹患癌症的风险.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．100个经过24100年后一定还剩余50个
B．X原子核中含有143个中子
C．由于衰变时释放巨大能量，根据，衰变过程总质量减小
D．升高温度能够使Pu衰变的更快
18．关于核电站和核辐射，下列说法中正确的是（ ）
A．核反应堆发生的是轻核聚变反应
B．核反应堆发生的是重核裂变反应
C．放射性同位素的半衰期长短是由核内部本身决定，与外部条件无关
D．放射性同位素的半衰期长短与地震、风力等外部环境有关
19．对于结合能、比结合能的认识，下列说法正确的是(　　)
A．一切原子核均具有结合能
B．自由核子结合成原子核，可能吸收能量
C．结合能越大的原子核越稳定
D．比结合能越大的原子核越稳定
20．下列说法正确的是
A．半衰期越短，衰变越慢
B．紫外线照射到金属锌板表面时能发生光电效应，则当増大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能也随之増大
C．核聚变和核裂变过程都有质量亏损
D．卢瑟福的a粒子散射实验可以估测原子核的大小
参考答案
1．A
【解析】
借助于能量子的假说，普朗克得出了黑体辐射的强度按波长分布的公式，与实验符合得非常好，选项A正确；德布罗意把光的波粒二象性推广到实物粒子，认为实物粒子也具有波动性，但他没能用实验证实了实物粒子也具有波动性，故B错误；比结合能越大的原子核越稳定，选项C错误；每个核子只跟邻近的核子发生核力作用，这种性质称为核力的饱和性．故D错误；故选A.
2．A
【解析】
A、普朗克提出了量子化假设，故A正确；
B、将核子束缚在原子核内的核力，是不同于万有引力和电磁力的另一种相互作用力且每个核子只跟邻近的核子发生核力的作用，它具有饱和性，故B错误；
C、?比结合能是指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，所以比结合能越大，原子核越牢固，故C错误；
D、β衰变中产生的β射线是原子核内的中子转化为质子同时释放电子，故D错误；
故选A．
3．D
【解析】
A．目前核电站都采用是重核裂变，故A错误；
B．是原子核的人工转变，故B错误；
C．核反应前后总质量数守恒，电荷数守恒，故C错误；
D．铀（）到铅（），质量数减少32，发生了8次α，电荷数10，说明发生了6次β衰变，每次β衰变，有一个中子转变为质子，所以在这一变化过程中，共有6个中子转变为质子，故D正确．
故选：D
4．C
【解析】
A. 根据核力的性质可知，短程力核力在4?5fm以上的距离即已消失，当两核子距离为2?5fm时，它是较弱的吸引力，通常称为长程弱吸引力．核力的中程部分(1?2fm)是较强的吸引力，它比质子间的库仑力强得多，足以克服库仑排斥作用．当两核子间距离小于0.4?0.5fm时，核力为强排斥力，称为排斥芯．故A正确；
B. 卢瑟福提出的原子核式模型能解释α粒子散射实验中大多数α粒子方向几乎不变，极少数α粒子发生了大角度偏转等现象，故B正确；
C. 汤姆孙发现电子后猜想电子与带正电的物质向枣糕形状分布，故C错误；
D. β衰变中的电子是原子核内一个中子衰变成一个质子和一个电子．故D正确．
本题选择错误答案，故选C．
5．C
【解析】
卢瑟福发现了质子，并在α粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型，选项A错误；光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，与入射光的强度及照射时间均无关，故B错误；根据波尔的原子模型，大量氢原子从量子数n=4的激发态跃迁到基态时最多可辐射种不同频率的光子，选项C正确；是裂变反应，需放出能量，选项D错误；故选C.
6．D
【解析】A、半衰期与压强无关，故A错误；
B、比结合能越大，原子核越稳定，故B错误；
C、光的频率越大，越容易发生光电效应，光照强度不仅与光的频率有关，还与光子数目有关，故C错误；
D、镉棒插入深度大一些，吸收的中子多，因为链式反应深度将会变慢，故D正确；
故选D。
7．A
【解析】
【详解】
A.某种频率的光照射某金属能发生光电效应，若增加入射光的强度，就增加了单位时间内射到金属上的光子数，则单位时间内发射的光电子数将增加，故A正确；
B.镉棒的作用是吸收中子，而不是转变为慢中子，故B错误；
C.比结合能越大，原子核越稳定，故C错误；
D.金属的逸出功由金属材料决定，与入射光无关，因此同一金属的逸出功是相同，故D错误．
故选A
8．D
【解析】A、该反应放出电子，自发进行，是β衰变，故A错误；
B、该反应放出氦核，自发进行，是α衰变，故B错误；
C、该反应是轻核核聚变，故C错误；
D、铀核在中子轰击下，产生中等核，该反应是重核裂变，故D正确。
点睛：裂变是重核裂变成轻核，需要其它粒子轰击，不能自发进行，根据核反应的特点分析即可确定。
9．D
【解析】
【详解】
A.放射性的原子核在发生α衰变和β衰变后产生的新核往往处于高能级，这时它要向低能级跃迁，辐射γ光子，即γ射线，故A错误；
B.放射性物质的半衰期由原子核内部因素决定，与温度以及化学状态等无关，故B错误；
C.β衰变所释放的电子来自原子核，是原子核内的一个中子转变为一个质子和一个电子，电子释放出来，故C错误；
D.轻核聚变需在很高的温度下发生，会释放出更高的能量，所以轻核聚变又称为热核反应．故D正确．
故选D
10．B
【解析】
【分析】
【详解】
卢瑟福通过粒子散射实验并首先提出了原子的核式结构模型，故B正确，ACD错误。
11．B
【解析】
【详解】
A．衰变过程中释放出的α射线的穿透能力比β射线弱，而电离能力比β射线强，选项A错误；
B．衰变成，质量数少32，可知经历了8次α衰变，电荷数少10，根据2×8-n=10，解得n=6，知经历了6次β衰变，故B正确．
C．反应过程中释放的核能为(m1-m2 -mα)c2，选项C错误；
D．半衰期与外界条件无关，选项D错误；
故选B.
12．C
【解析】
根据，红外线的频率小于紫外线，则红外线的光子动量小于紫外线，选项A错误；天然放射现象说明原子核是有复杂结构的，选项B错误；轻核聚变和重核裂变的过程中，都会释放一定的能量，根据质量亏损可知，核子的平均质量都将减小，故C正确；不同频率的光波在同一介质中传播的速度大小不相等，选项D错误；故选C.
13．B
【解析】
不论静止，还是运动，物体均会具有能量，故A错误；爱因斯坦的质能方程，只是说明物体具有的能量与它的质量之间存在着简单的正比关系．物体的能量增大，质量也增大；能量减小了，质量也减小，E不是物体的内能．说明质量和能量在量值上的联系，但决不等同于这两个量可以相互转变，故B正确，CD错误；故选B．
【点睛】质能方程，知物体具有的能量与其质量成正比，根据可计算核反应中的能量．
14．B
【解析】A、一静止的钠核放出一个电子衰变成镁核，根据系统动量守恒知，衰变后镁核和电子动量之和为零，可知衰变后镁核的动量大小等于电子的动量大小，根据知，由于镁核和电子质量不同，则动能不同，故A错误，B正确；
C、半衰期是原子核有半数发生衰变的时间，故C错误；
D、衰变的过程中有质量亏损，即衰变后电子与镁核的质量之和小于衰变前钠核的质量，故D错误。
点睛：本题考查了原子核的衰变，知道半衰期的定义，注意衰变过程中动量守恒，总动量为零，以及知道动量和动能的大小关系。
15．BD
【解析】
【详解】
A．核反应中的能量是的结合能，A错误；
B．根据比结合越大，越稳定，则核燃料总是利用比结合能小的核，B正确；
CD．比核更稳定，说明的比结合能大，所以衰变时，会释放巨大能量，C错误D正确．
故选BD.
16．CD
【解析】
【分析】
【详解】
A．核的比结合能大于核的比结合能，故核更稳定，故A错误；
BC．核的比结合能约为7MeV，核的比结合能约为1MeV，则两个核结合成核时释放能量，故B错误，C正确；
D．核裂变成两个中等质量的核时，有质量亏损，向外释放能量，故D正确．
故选CD．
【点睛】
由图得出氦核的比结合能，抓住比结合能等于结合能与核子数的比值得出氦核的结合能；比结合能越大，原子核越稳定，通过图示得出比结合能的大小．
17．BC
【解析】
【分析】
【详解】
A．半衰期具有统计规律，对大量的原子核适用，故A错误．
B．根据电荷数守恒、质量数守恒知，X的电荷数为92，质量数为235，则中子数为143，故B正确．
C．由于衰变时释放巨大能量，根据，衰变过程总质量减小，故C正确．
D．改变元素所处的物理环境和化学状态，不会影响半衰期，故D错误．
故选BC．
【点睛】
根据电荷数守恒、质量数守恒得出X原子核中的电荷数和质量数，从而得出X原子核中的中子数；半衰期具有统计规律，对于大量的原子核适用，半衰期的大小与元素所处的物理环境和化学状态无关；根据爱因斯坦质能方程分析反应前的质量和反应后质量的大小关系．
18．BC
【解析】
核电站是利用重核的裂变来发电的，重核的裂变形成的链式反应是可在人工控制下进行的，A错误B正确；放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系，C正确D错误．
19．AD
【解析】
A、B项：核子组成原子核时，发生质量亏损所以一定释放能量，故A正确，B错误；
C、D项：比结合能越大，原子核越稳定，故C错误，D正确．
点晴：解决本题的关键注意区分结合能与比结合能，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．
20．CD
【解析】
半衰期越短，则原子核有半数发生衰变用的时间越短，衰变越快，选项A错误；紫外线照射到金属锌板表面时能发生光电效应，则当増大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能不变，但是单位时间逸出的光电子数随之増大，选项B错误；核聚变和核裂变过程都放出能量，则都有质量亏损，选项C正确；卢瑟福的a粒子散射实验可以估测原子核的大小，选项D正确；故选CD.