2018-2019版高中物理 第5章 核能与社会章末检测试卷 沪科版选修3-5.docx

第5章 核能与社会章末检测试卷(五)(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共60分；其中18题为单项选择题，912题为多项选择题)1现有三个核反应：NaMgeUnBaKr3nHHHen下列说法正确的是()A是裂变，是衰变，是聚变B是聚变，是裂变，是衰变C是衰变，是裂变，是聚变D是衰变，是聚变，是裂变答案C解析原子核的变化通常包括衰变、人工转变、裂变和聚变衰变是指原子核放出粒子和粒子后，变成新的原子核的变化，像本题中的核反应；原子核的人工转变是指在其他粒子的轰击下变成新的原子核的变化；裂变是重核分裂成质量较小的核，像核反应；聚变是轻核结合成质量较大的核，像核反应.综上所述，C项正确2“两弹一星”可以说长了中国人的志气，助了中国人的威风下列核反应方程中，属于研究“两弹”的基本核反应方程的是()NHeOHUnSrXe10nUThHeHHHenABCD答案C解析“两弹”指原子弹和氢弹，原子弹的核反应方程是铀核裂变，正确；氢弹的核反应方程是轻核聚变，正确，所以选项C正确3铀裂变的产物之一氪90(Kr)是不稳定的，它经过一系列衰变最终成为稳定的锆90(Zr)，这些衰变是()A1次衰变，6次衰变B4次衰变C2次衰变D2次衰变，2次衰变答案B解析原子核每经过一次衰变，质量数减少4，电荷数减少2；每经过一次衰变，电荷数增加1，质量数不变衰变的次数为n0(次)，衰变的次数为m40364(次)4典型的铀核裂变是生成钡和氪，同时放出x个中子；UnBaKrxn，铀235质量为m1，中子质量为m2，钡144质量为m3，氪89质量为m4，下列说法正确的是()A该核反应类型属于人工转变B该反应放出能量(m1xm2m3m4)c2Cx的值为3D该核反应比聚变反应对环境的污染较少答案C解析该核反应是核裂变，不是人工转变，故A错误；核反应方程UnBaKrxn中根据质量数守恒，有：235114489x，解得：x3；根据爱因斯坦质能方程，该方程放出的能量为：Emc2(m1m2m3m43m2)c2(m1m3m42m2)c2，故B错误，C正确；该核反应生成两种放射性元素，核污染较大，故D错误5原子核聚变有望给人类未来提供丰富的洁净能源当氘等离子体被加热到适当高温时，氘核参与的几种聚变反应可能发生，放出热量这几种反应的总效果可以表示为6HkHedH2n43.15MeV由平衡条件可知()Ak1，d4Bk2，d2Ck1，d6Dk2，d3答案B解析根据核反应过程中质量数守恒和电荷数守恒得124kd2,62kd解得k2，d2.6据媒体报道，叛逃英国的俄罗斯前特工利特维年科在伦敦离奇身亡，英国警方调查认为毒杀利特维年科的是超级毒药放射性元素钋(Po)若该元素发生衰变，其半衰期是138天，衰变方程为PoXHe，则下列说法中错误的是()AX原子核含有124个中子BX原子核含有206个核子C射线是由处于激发态的钋核从较高能级向较低能级跃迁时发出的D100g的Po经276天，已衰变的质量为75g答案C解析X原子核中的核子数为2104206个，B项正确中子数为206(842)124个，A项正确射线是核反应前后因质量亏损释放的能量以光子的形式放出产生的，C项错误经过两个半衰期，剩余的钋的质量为原来的四分之一，则已衰变的质量为原来的四分之三，D项正确7一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同时辐射一个光子已知质子、中子、氘核的质量分别为m1、m2、m3，普朗克常量为h，真空中的光速为c.下列说法正确的是()A核反应方程是HnHB聚变反应中的质量亏损mm1m2m3C辐射出的光子的能量E(m3m1m2)cD光子的波长答案B解析根据核反应过程中质量数守恒、电荷数守恒可知核反应方程为：HnH，故选项A错误；聚变过程中辐射出光子，质量亏损mm1m2m3，故选项B正确；由质能方程知，辐射出的光子的能量E(m1m2m3)c2，故选项C错误；由E知，光子的波长，故选项D错误8已知氘核的平均结合能为1.1MeV，氦核的平均结合能为7.1MeV，则两个氘核结合成一个氦核时()A释放出4.9MeV的能量B释放出6.0MeV的能量C释放出24.0MeV的能量D吸收4.9MeV的能量答案C解析依据题意可写出两个氘核结合成一个氦核的核反应方程为HHHe，因氘核的平均结合能为1.1MeV，氦核的平均结合能为7.1MeV，故释放的核能为E47.1MeV221.1MeV24.0MeV，故选C.9秦山核电站第三期工程的两个6105kW发电机组已实现并网发电发电站的核能来源于U的裂变，下列说法正确的是()A反应堆中核反应速度通常是采用调节U的体积来控制的B.U的一种可能的裂变是UnXeSr2nC.U是天然放射性元素，升高温度后它的半衰期会缩短D一个U裂变能放出200MeV的能量，即3.21011J答案BD解析反应堆中核反应速度由控制棒(镉棒)吸收中子的多少来控制，A错；U裂变有多种可能性，B对；放射性元素的半衰期由原子核本身决定，与温度、压强等外界条件无关，C错；通过计算知，D正确10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方程Emc2，下列说法中正确的是()AEmc2表明物体具有的能量与其质量成正比B根据Emc2可以计算核反应中释放的核能C一个中子和一质子结合成氘核时，释放出核能，表明此过程中出现了质量亏损DEmc2中的E是核反应中释放的核能答案ABC解析爱因斯坦提出的质能方程Emc2告诉我们，物体的质量与它的能量成正比核反应中若质量亏损，就要释放能量，可用Emc2计算核反应中释放的核能故上述选项只有D不正确11太阳内部发生的核反应主要是轻核的聚变，太阳中存在的主要元素是氢，氢核的聚变反应可以看做是4个氢核(H)结合成1个氦核(He)下表中列出了部分粒子的质量(1u相当于931.5MeV的能量)，以下说法中正确的是()粒子名称质子p粒子电子e中子n质量/u1.00734.00150.000551.0087A.核反应方程式为4HHe2eB核反应方程式为4HHe2eC4个氢核结合成1个氦核时的质量亏损约为0.0266uD聚变反应过程中释放的能量约为24.8MeV答案ACD解析根据核反应过程中质量数守恒和电荷数守恒关系可判断A正确，B错误；质量亏损为m(41.00734.001520.00055) u0.0266u，根据质能方程可知Emc224.8MeV，C、D正确12原子核的比结合能曲线如图1所示根据该曲线，下列判断正确的有()图1A.He核的结合能约为14MeVB.He核比Li核更稳定C两个H核结合成He核时释放能量D.U核中核子的平均结合能比Kr核中的大答案BC解析由题图图像可知He核的结合能约为28MeV，A项错误；He核比Li核的比结合能大，故He核比Li核稳定，B项正确；两个H核结合成He核时比结合能增大，释放能量，C项正确；U核中核子的平均结合能比Kr核中的小，D项错误二、填空题(本题共2小题，共8分)13(4分)历史上第一次利用加速器实现的核反应，是用加速后动能为0.5MeV的质子H轰击静止的X，生成两个动能均为8.9MeV的He.(1MeV1.61013J)(1)上述核反应方程为_；(2)质量亏损为_kg.答案(1)HLi2He(2)3.11029解析(1)HLi2He(2)mc2E末E初mkg3.11029kg14(4分)氘核和氚核聚变时的核反应方程为：HHHen.已知H的平均结合能是2.78MeV，H的平均结合能是1.09MeV，He的平均结合能是7.03MeV，则核反应时释放的能量为_MeV.答案17.6解析聚变反应前氘核和氚核的总结合能E1(1.0922.783) MeV10.52MeV反应后生成的氦核的结合能E27.034MeV28.12MeV.由于单个核子无结合能，即中子无结合能，所以聚变过程释放出的能量为EE2E1(28.1210.52) MeV17.6MeV.三、计算题(本题共3小题，共32分)15(10分)在氢弹爆炸中发生的核聚变方程为HHHen，已知H的质量为2.0136u，H的质量为3.0166u，He的质量为4.0026u，n的质量为1.0087u，阿伏加德罗常数NA6.021023mol1，求此氢弹爆炸中当合成1kg的氦时所释放的能量答案2.651027MeV解析由题意可知，当一个H核与一个H核发生反应合成一个He核时放出的能量为Emc2(2.01363.01664.00261.0087) u0.0189931.5MeV17.6MeV而1kg氦中含有的原子数目为N6.021023个1.5051026(个)所以合成1kg氦核时所放出的总能量为ENE2.651027MeV16(10分)如果把O分成8个质子和8个中子，要给它提供多少能量？把它分成4个He，要给它提供多少能量？(已知O核子的平均结合能是7.98MeV，He核子的平均结合能是7.07MeV)答案127.68MeV14.56MeV解析把O分成质子和中子需提供的能量E1167.98MeV127.68MeV.把质子和中子结合成一个He所放出的能量E247.07MeV28.28MeV.则把O分成4个He需提供的能量EE14E2127.68MeV428.28MeV14.56MeV.17(12分)一个静止的铀核U(原子质量为232.0372u)放出一个粒子(原子质量为4.0026u)后衰变成钍核Th(原子质量为228.0287u)已知1u相当于931.5MeV的能量(1)写出铀核的衰变反应方程；(2)算出该衰变反应中释放出的核能；(3)若释放的核能全部转化为新核的动能，则粒子的动能为多少？答案(1)UThHe(2)5.5MeV(3)5.41MeV解析(1)衰变反应方程为UThHe(2)质量亏损mmUmmTh0.0059uEmc20.0059931.5MeV5.5MeV(3)系统动量守恒，钍核和粒子的动量大小相等，即pTh(p)0pThp，EkThEk，EkThEkE，所以粒子获得的动能EkE5.41MeV.