物理新导学笔记沪科通用选修3-5讲义：第5章核能与社会章末检测试卷(五)含答案

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1、章末检测试卷(五)( 时间： 90 分钟 满分：100 分)一、选择题 体题共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： 24Na-24Mg + 0e2351141921 92U + on 56Ba +36Kr + 30n 1h+ ；H-2He+ 0n下列说法正确的是()A.是裂变，是 3衰变，是聚变B.是聚变，是裂变，是 3衰变C.是3衰变，是裂变，是聚变D.是3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a粒子和3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

2、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() 14N+2He-17o+：H 292u+0n-38sr+156Xe +100n 292u-290Th + 4He 2H+3h- 24He 10nA. B. C. D.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 .铀裂变的产物之一氯9

3、0(90Kr)是不稳定的，它经过一系列衰变最终成为稳定的错90(40Zr),这些衰变是()A. 1次a衰变，6次3衰变B. 4次3衰变C. 2次a衰变D. 2次a衰变，2次3衰变答案 B解析 原子核每经过一次a衰变，质量数减少 4,电荷数减少2;每经过一次 3衰变，电荷90 90数增加1,质量数不变.a衰变的次数为n = 一4=0（次），3衰变的次数为 m = 40 36=4（次）.4.典型的铀核裂变是生成根和氟，同时放出x个中子；235U + 1n 144Ba + 89Kr+x0n,铀235质量为mi,中子质量为 m2,钢144质量为m3,氟89质量为m4,下列说法正确的是（）A .该核反应

4、类型属于人工转变2B.该反应放出能量（mi xm2m3m4）cC. x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292u +（1n- 146Ba+39Kr+ x0n中根据质量数守恒，有：235+1= 144+89+x,解得：x=3;根据爱因斯坦质能方程，该方程放出的能量为：AE= Am c2=（m1 + m2m3m43m2）c2=（m1一 m3mU 2m2）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.当笊等离子体被加热到适当高温时，笊核参与的几

5、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62H k2He+d1H + 2（1n +43.15 MeV由平衡条件可知（）A. k=1, d=4B, k= 2, d= 2C. k= 1, d = 6D. k= 2, d = 3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12=4k+ d+2,6=2k+d解得 k= 2, d=2.6.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一一放射性元素针（284Po）.若该元素发生“衰变，其半衰期是138天，衰变方程为284Po-X+4He+ 丫，则下列说法中错误的是（）A.

6、X原子核含有124个中子B . X原子核含有206个核子C. 丫射线是由处于激发态的针核从较高能级向较低能级跃迁时发出的一 210D. 100 g的84Po经276天，已暴变的质量为 75 g 答案 C解析 X原子核中的核子数为 210 4 = 206个，B项正确.中子数为 206(84 2)= 124个,A项正确.丫射线是核反应前后因质量亏损释放的能量以丫光子的形式放出产生的，C项错误.经过两个半衰期，剩余的针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笊核，同时辐射一个丫光子.已知质子、中子、笊核的质量分别为 m1、m2、m3,

7、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：H + 0n-：H+ 丫8 .聚变反应中的质量亏损m=m+m2-m3C.辐射出的 丫光子的能量 E= (m3m一 m2)cD. 丫光子的波长 仁一4-2(m1+m2m3 c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：1H+0n-2H+ 丫，故选项A错误；聚变过程中辐射出丫光子，质量亏损 m=m+m2 m3,故选项B正确；由质能方程知，辐射出的丫光子的能量E=(m1+m2-m3)c2,故选项C错误；由E=hc知，丫光子的波长甘h,故选项D错误.(m1 + m2 m3 C8 .已知笊核的平均结合能

8、为1.1 MeV ,氨核的平均结合能为 7.1 MeV ,则两个笊核结合成一个氨核时()A.释放出4.9 MeV的能量B .释放出6.0 MeV的能量C.释放出24.0 MeV的能量D.吸收4.9 MeV的能量答案 C解析 依据题意可写出两个笊核结合成一个氨核的核反应方程为2H + 2H - 2He,因笊核的平均结合能为1.1 MeV,氨核的平均结合能为7.1 MeV,故释放的核能为AE=4X7.1 MeV - 2X 2X 1.1 MeV =24.0 MeV ,故选 C.59 .秦山核电站第三期工程的两个6X10 kW发电机组已实现并网发电.发电站的核能来源一 235于92U的裂变，下列说法正

9、确的是 （）A.反应堆中核反应速度通常是采用调节2352U的体积来控制的B.292u 的一种可能的裂变是 292u+0n- 154xe+35Sr+20nc.292u是天然放射性元素，升高温度后它的半衰期会缩短D. 一个292u裂变能放出200 MeV的能量,即3.2X1011 J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；292U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 E=mc2,

10、下列说法中正确的是（）A. E = mc2表明物体具有的能量与其质量成正比B.根据正=Amc2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笊核时，释放出核能，表明此过程中出现了质量亏损D. E = mc2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E=mc2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AE=Amc2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（1H）结合成1个氨核（4He）.下表中列出了部分粒子的质量（1 u

11、相当于931.5 MeV的能量），以下说法中正确的是 （）粒子名称pa粒子电子e刊n质里/u1.007 34.001 50.000 551.008 7A.核反应方程式为 41H 2He + 21eB .核反应方程式为 41H 2He+ 2 1eC. 4个氢核结合成1个氨核时的质量亏损约为0.026 6 uD.聚变反应过程中释放的能量约为24.8 MeV答案 ACDA正确，B错误；质量亏损为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Am =(4X 1.007 3-4.001 5 2X 0.000 55) u= 0.026 6 u ,根据质能方程可知AE=Amc2=24.8MeV, C、

12、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（）比结合帼MeV图14A.2He核的结合能约为 14 MeVB.4He核比3Li核更稳定C.两个2H核结合成4He核时释放能量D.235U核中核子的平均结合能比39Kr核中的大答案 BC解析 由题图图像可知2He核的结合能约为28 MeV , A项错误；2He核比6Li核的比结合能大,故2He核比3Li核稳定，B项正确；两个2H核结合成2He核时比结合能增大，释放能量， C项正确；292U核中核子的平均结合能比36Kr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

13、核反应，是用加速后动能为0.5 MeV的质子1H轰击静止的AX ,生成两个动能均为8.9 MeV的4He.（1 MeV = 1.6X 10 13 J）（1）上述核反应方程为 ;（2）质重亏损为答案（1）lH + 3Li心H4 22g-解析(1)：H + 7Li -24He13一kg(2) Amc2= E 末 一 E 初E末一E初(2X8.90.5 产 1.6X103 108Am=2c= 3.1 x 10 29 kg14. （4分）笊核和瓶核聚变时的核反应方程为：2H + 3H2He+ on.已知1H的平均结合能是 2.78 MeV , 2H的平均结合能是1.09 MeV , 2He的平均结合能

14、是 7.03 MeV,则核反应时释放的能量为 MeV.答案 17.6解析聚变反应前笊核和瓶核的总结合能Ei= （1.09 X 2+ 2.78X 3） MeV =10.52 MeV反应后生成的氮核的结合能E2= 7.03X4 MeV =28.12 MeV.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AE= E2 E1= （28.12- 10.52） MeV = 17.6 MeV.三、计算题（本题共3小题，共32分）15. （10分）在氢弹爆炸中发生白核聚变方程为 2H + 3H-2He 十几 已知2H的质量为2.013 6 u, 3H的质量为3.016 6 u , 2He的质

15、量为4.002 6 u , 0n的质量为1.008 7 u ,阿伏加德罗常数 Na =6.02X 1023 mo1，求此氢弹爆炸中当合成 1 kg的氨时所释放的能量.答案 2.65 X 1027 MeV解析 由题意可知，当一个2H核与一个1H核发生反应合成一个2He核时放出的能量为2 一AE= zmc2= （2.013 6+3.016 6 4.002 6- 1.008 7） u = 0.018 9 X 931.5 MeV = 17.6 MeV而1 kg氨中含有的原子数目为NmLOXG.OZX 1023个=1.505x 1026（个）所以合成1 kg氨核时所放出白总能量为E=NAE= 2.65X

16、 1027 MeV16. （10分）如果把18。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4He,要给它提供多少能量？（已知限。核子的平均结合能是 7.98 MeV, 2He核子的平均结合能是7.07 MeV）答案 127.68 MeV 14.56 MeV解析把160分成质子和中子需提供的能量AE1= 16X 7.98 MeV = 127.68 MeV.把质子和中子结合成一个 4He所放出的能量AE2= 4X7.07 MeV = 28.28 MeV.则把1f8o分成4个4He需提供的能量AE = AE1-4AE2= 127.68 MeV 4X 28.28 MeV =14.56 M

17、eV.23217. (12分)一个静止的铀核92U(原子质量为232.037 2 u)放出一个a粒子(原子质量为4.002 6 u)后衰变成社核290Th(原子质量为228.028 7 u),已知1 u相当于931.5 MeV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;a粒子的动能为多少?(3)若释放的核能全部转化为新核的动能，则答案 (1)232U 228Th+ 2He (2)5.5 MeV (3)5.41 MeV解析(1)衰变反应方程为232U228Th+2He(2)质量亏损Am = mu- ma- m?h= 0.005 9 u2AE=淅c = 0.005 9 X 931.5 MeV 5.5 MeV(3)系统动量守恒，灶核和a粒子的动量大小相等，即PTh+ ( p a)= 02pTh=Pa, EkTh=2m；2Pa L ALEka= , EkTh + Eka= AE, 2m a所以a粒子获得的动能Eka=m a+ mThmTh 5.41 MeV.