上海市北虹高中2019-2020学年高中物理沪科版选修3-5：核能与社会 章末综合复习题（含解析）

核能与社会
1．关于原子核、原子核的衰变、核能，下列说法正确的是（ ）
A．原子核的结合能越大，原子核越稳定
B．发生α衰变时，新核与原来的原子核相比，中子数减少了2
C．卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出了原子核内有中子存在
D．衰变成要经过8次β衰变和6次α衰变
2．下列说法不正确的是（ ）
A．经过一次衰变后变为
B．由核反应方程式可以判断X为电子
C．核反应方程为轻核聚变
D．16g铋210经过15天时间，还剩2g未衰变，则铋210的半衰期为5天
3．根据里克特在 1953 年提出的公式计算，每一级地震释放的能量 E2与次一级地震能量E1的关系为 lg（E2/E1）=1.5，其中 1.0 级地震释放能量为 2.0106J。广岛原子弹爆炸的能量约相等于 13000 吨的 TNT 烈性炸药，即大概为 5.51013J。2008 年 5 月中国地震局将四川汶川大地震定为里氏 8.0级，那么汶川大地震的能量相当于多少颗广岛原子弹爆炸释放的能量（ ）
A．10 颗 B．100 颗 C．1000 颗 D．10000 颗
4．2017年11月17日，“中国核潜艇之父”——黄旭华获评全国道德模范，颁奖典礼上，习总书记为他“让座”的场景感人肺腑，下列有关核反应说法正确的是（ ）
A．目前核潜艇是利用轻核聚变提供动力
B．重核裂变反应前后一定有质量亏损
C．式中d=3
D．铀核裂变后的新核比铀核的比结合能小
5．下列说法正确的是( )
A． 是a衰变方程 B．是核聚变反应方程
C．是核裂变反应方程 D．是核聚变反应方程
6．下列说法正确的是
A．卢瑟福粒子散射实验证明了汤姆孙的“西瓜模型”的正确性
B．贝克勒尔发现天然放射性现象，该现象说明原子具有复杂结构
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
D．康普顿效应说明光具有波动性
7．关于近代物理知识的叙述，下列说法正确的是
A．大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，只能产生3种不同频率的光
B．某种原子的发射光谱是线状谱，说明该原子只能发出几种特定频率的光
C．核聚变反应中，反应前的结合能之和与反应后的结合能之和相等
D．人工转变核反应中，遵循电荷守恒、质量守恒
8．“国际热核聚变实验堆（ITER）计划”是目前全球规模最大、影响最深远的国际科研合作项目之一，ITER装置俗称“人造太阳”，该装置中发生的核反应可能是下列的（ ）
A． B．
C． D．
9．下列说法中错误的是(　　)
A．卢瑟福通过实验发现质子的核反应方程为＋→＋
B．铀核裂变的核反应方程是：→＋＋2
C．质子、中子、α粒子的质量分别为m1、m2、m3，质子和中子结合成一个α粒子，释放的能量是(2m1＋2m2－m3)c2
D．原子从a能级状态跃迁到b能级状态时发射波长为λ1的光子；原子从b能级状态跃迁到c能级状态时吸收波长为λ2的光子，已知λ1＞λ2，那么原子从a能级状态跃迁到c能级状态时将要吸收波长为的光子
10．下列说法正确的是（ ）
A．原子核的结合能是组成原子核的所有核子的能量总和
B．镭226衰变为氡222的半衰期为1620年，也就是说100个镭226核经过1620年的一定还剩下50个镭226没有发生衰变
C．γ射线的穿透能力很强，甚至能穿透几厘米厚的铅板
D．天然放射现象中放出的射线是电子流，该电子是原子的内层电子受激发后辐射出来的
11．我国秦山核电站第三期工程中有两个60万千瓦的发电机组，发电站的核能来源于的裂变，现有四种说法：
①原子核中有92个质子，143个中子；
②的一种可能裂变是变成两个中等质量的原子核，反应方程式为＋→＋＋2
③是天然放射性元素，常温下它的半衰期约为45亿年，升高温度半衰期缩短；
④一个裂变能放出200 MeV的能量，合200×106×1.6×10－19J ＝3.2×10－11J.
其中正确的是(　　)
A．①②③ B．②③④ C．①③④ D．①②④
12．下列说法正确的是
A．α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透能力和电离能力均最强
B．是核裂变方程，其中x = 10
C．发生光电效应时，入射光越强，光子的能量就越大，光电子的最大初动能就越大
D．放射性元素的原子核每放出一个 粒子，就减少一个质子，增加一个中子
13．2019年1月3日，“嫦娥四号”探测器完成了人类历史上的首次月背软着陆。“嫦娥四号”的核电池利用放射性同位素Pu衰变供电；静止的Pu衰变为铀核U和X粒子，产生热能并放出频率为ν的γ光子。已知：Pu、U和X粒子的质量分别为mPu、mU和mX，普朗克常数为h，光速为c。则下列说法正确的是
A．X粒子是He
B．U的比结合能比Pu的大
C．释放出的γ光子能量为(mPu—mU—mX)c2
D．若γ光子照射到某金属并发生光电效应，则光电子的最大初动能为hν
14．下列说法不正确的是（ ）
A．、和三种射线中，γ射线的穿透能力最强
B．放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性
C．卢瑟福通过实验发现质子的核反应方程为
D．质子、中子、粒子的质量分别为m1、m2、m3，那么质子和中子结合成一个粒子，所释放的核能为
15．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
16．关于聚变和裂变，以下说法正确的是 (　　)
A．聚变反应的条件是聚变物质的体积达到临界体积
B．太阳不断地向外辐射能量，仍保持1千万度以上的高温，其主要原因是太阳内部进行着剧烈的热核反应
C．铀核裂变时一定同时放出3个中子
D．为了使裂变的链式反应容易进行，最好用纯铀235
17．能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之下列释放核能的反应方程，表述正确的是（）
A．是α衰变
B．是核聚变反应
C．是核裂变反应
D．是β衰变
18．能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之一．下列释放核能的反应方程中，表述正确的是(　　)
A． 是原子核的人工转变
B． 是原子核的人工转变
C． 是α衰变
D． 是裂变反应
19．关于两个方程:①;②。以下说法正确的是
A．①是重核裂变反应 B．①是β衰变 C．②是轻核聚变反应 D．②是α衰变
20．下列说法正确的是
A．放射性元素自发的发出射线的现象叫天然放射现象
B．核反应方程： 属于重核裂变
C．在核反应中，虽然质量数守恒和电荷数守恒，但不满足质量守恒定律
D．可控核反应堆中的镉棒若插入深一些，链式反应就会快一些
参考答案
1．B
【解析】
比结合能的大小反映原子核的稳定程度，比结合能越大的原子核越稳定，A错误；发生衰变时，电荷数少2，质量数少4，则中子数少2，B正确；卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，建立了原子的核式结构模型，C错误；根据一次衰变，质量数减小4，质子数减小2，而一次衰变，质量数不变，质子数增加，因此铀核衰变为铅核的过程中，质量数减少32，而质子数减少10，因此要经过8次衰变，导致质子数减少16，由于质子数只减少10，所以只有发生6次衰变，故D错误．
2．C
【解析】釉核经过一次衰变后，电荷数少2，质量数少4．变为钍核，A正确；根据电荷数守恒、质量数守恒知，x的电荷数为-1，质量数为0，可知x为电子，B正确；轻核聚变反应为，C错误；根据可得，解得天，D正确．
3．C
【解析】
【详解】
四川汶川大地震定为里氏 8.0级，释放能量为：，所以，所以，相当于原子弹数目：，ABD错误，C正确
4．B
【解析】
【详解】
A．目前核潜艇是利用重核裂变提供动力,因为聚变的反应更加难控制,A错误
B．核潜艇是利用重核裂变提供动力,所以重核裂变前后释放能量,根据爱因斯坦质能方程,释放能量,一定有质量亏损,B正确
C．，根据质量数守恒，即，解得，C错误
D．因为铀核裂变过程中释放能量，所以的新核比铀核的比结合能大，D错误
5．B
【解析】
A反应是原子核的人工转变方程，选项A错误；B反应是轻核聚变方程，选项B正确；C反应是α衰变方程，选项C错误；D反应是原子核的人工转变方程，选项D错误；故选B.
6．C
【解析】
【详解】
卢瑟福α粒子散射实验否定了汤姆孙的原子的“西瓜模型”，确立了原子核核式结构模型，选项A错误；贝克勒尔发现天然放射性现象，该现象说明原子核具有复杂结构，选项B错误；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正确；康普顿效应说明光具有粒子性，选项D错误.
7．B
【解析】
大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，能产生种不同频率的光，选项A错误； 某种原子的发射光谱是线状谱，说明该原子只能发出几种特定频率的光，选项B正确；核聚变反应中放出核能，则反应前的结合能之和小于反应后的结合能之和，选项C错误；人工转变核反应中，遵循电荷数守恒、质量数守恒，选项D错误；故选B.
8．A
【解析】
【详解】
“人造太阳”的原理采用的是轻核聚变；
A．是轻核聚变反应方程，符合题意；
B．是小居里夫妇发现同位素的反应方程，不符合题意；
C．是α衰变反应方程，不符合题意；
D．是重核裂变反应方程，不符合题意；
9．B
【解析】
【详解】
卢瑟福通过实验发现质子的核反应方程为＋→＋，选项A正确；铀核裂变是通过一个中子轰击铀核，产生3个中子，写核反应方程式时，核反应前和核反应后的中子不能约，选项B错误；质子、中子、α粒子的质量分别为m1、m2、m3．2个质子和2个中子结合成一个α粒子，质量亏损△m=（2m1+2m2-m3），根据质能方程，释放的能量为△E=△mc2=（2m1+2m2-m3）c2．故C正确。已知λ1＞λ2，所以γ1＜γ2，知从a能级状态跃迁到b能级状态时发射光子的能量小于从b能级状态跃迁到c能级状态时吸收光子的能量，所以a能级的能量小于c能级的能量，有hγ2-hγ1=hγ3，即，解得：．故D正确。此题选择不正确的选项，故选B.
10．C
【解析】
【详解】
原子核的结合能是组成原子核的所有核子结合成原子核时释放出来的能量，故A错误；半衰期是对大量原子核衰变的统计规律，少量原子核衰变不能运用半衰期的统计规律，故B错误。根据三种射线的特点可知，γ射线的穿透能力很强，甚至能穿透几厘米厚的铅板，故C正确；在天然放射现象中放出的β射线就是电子流，该电子是原子核内的中子转化成质子和电子，从原子核中辐射出来的，故D错误.
11．D
【解析】
【详解】
质量数等于质子数与中子数之和，则原子核中有92个质子、143个中子，故①正确；依据发生核反应的过程满足电荷数和质量数守恒，则有，故②正确；半衰期的大小由原子核内部因素决定，与外部环境无关，即升高温度并不能使半衰期缩短，故③错误；200 MeV=200×106×1.6×10－19J ＝3.2×10－11J，故④正确。故选D。
12．B
【解析】
【详解】
A、α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透能力最强但电离能力最弱，故A错；
B、 是核裂变方程，根据电荷数和质量数守恒可求得x = 10，故B对；
C、发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，频率越高则最大初动能就越大，与入射光的强度无关，故C错；
D、按照电荷数和质量数守恒可知放射性元素的原子核每放出一个粒子，就减少一个中子，增加一个质子，故D错
13．B
【解析】
【详解】
根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，X粒子质量数为4，电荷数为2，为，选项A错误；因反应放出能量，可知的比结合能比 的大，选项B正确；反应释放的总能量为(mPu-mU-mX)c2，因为有热量放出，则释放出的γ光子能量小于(mPu-mU-mX)c2，选项C错误. 若γ光子照射到某金属并发生光电效应，根据光电效应方程可知，光电子的最大初动能小于hν，选项D错误；
14．D
【解析】
【分析】
【详解】
A.、和三种射线中，γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱．故A正确．
B.放射性元素的放射性与核外电子无关，故放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性．故B正确．
C.根据物理学史的知识可知卢瑟福通过实验发现质子的核反应方程为．故C正确．
D.一个粒子包含两个两个质子和两个中子，所以质子和中子结合成一个粒子，所释放的核能为
15．AC
【解析】
【详解】
AB.根据核反应方程，质量数守恒，电荷数守恒得X是中子，所以A正确，B错误
C.根据图像可知，中等质量大小的Sr的比结合能最大，比结合能越大，分子越稳定，C正确
D.裂变反应释放能量，所以U的质量数最多，结合能最大，但比结合能越大，越稳定，根据C选项分析，Sr的比结合能最大，最稳定，D错误
16．BD
【解析】
【详解】
裂变反应的条件是裂变物质的体积达到临界体积，选项A错误；太阳不断地向外辐射能量，仍保持1千万度以上的高温，其主要原因是太阳内部进行着剧烈的热核反应，选项B正确；重核裂变时用中子轰击重核，产生多个中子，中子又会撞击重核，产生更多的中子，使裂变不断进行下去，这就是链式反应，铀核裂变时能同时释放2～3个中子，故C错误；铀235越纯，越容易发生链式反应，故D正确。
17．BC
【解析】
【详解】
是核聚变方程，聚变是质量轻的核结合成质量大的核，故A错误，B正确；是裂变方程，裂变是质量较大的核分裂成较轻的几个核，故C正确，D错误。
18．AD
【解析】
【详解】
A．是原子核的人工转变，选项A正确；
B．是轻核聚变方程，选项B错误；
C．是人工转变方程，选项C错误；
D．是裂变反应，选项D正确。
19．BD
【解析】
【详解】
AB、方程①是原子核的衰变反应，是衰变，不是重核裂变反应，故选项B正确，A错误；
CD、核聚变是指由质量小的原子，主要是指氘或氚，在一定条件下（如超高温和高压），发生原子核互相聚合作用，生成新的质量更重的原子核，并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式，方程②是轻核聚变反应，选项C正确，D错误。
20．AC
【解析】
【详解】
A项：放射性元素自发的发出，，射线的现象叫天然放射现象，故A正确；
B项：核反应方程中放出一个粒子，所以该反应为衰变，故B错误；
C项：在核反应中，虽然质量数守恒和电荷数守恒，由于释放核能，质量亏损不质量守恒定律，故C正确；
D项：要使裂变反应激烈上些，应使控制棒插入浅一些，让它少吸收一些中子，链式反应就会快一些，故D错误．