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1、第五章 核能与社会章末检测(第5章)(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(17题为单项选择题，812题为多项选择题，每小题5分，共60分)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、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()NHeOHUnSrXe10nUThHeHHHenA 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在核反应方程式UnSrXekX中()AX是中子，k9 BX是中子，k10CX是质子，k9 DX是质子，k10答案B解析设X的电荷数是Z，质量数是A，根据题意设核反应的关系式，由电荷数守恒得9203854kZ解得kZ0，由质量数守恒得235190136kA解得kA10.综合解得k0，Z0，可知X是中子；A1
3、，k10，可知选项B正确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，
4、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6HkHedH2n43.15 MeV由平衡条件可知()Ak1，d4 Bk2，d2Ck1，d6 Dk2，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
5、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D100 g的Po经276天，已衰变的质量为75 g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
6、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关于聚变，以下说法正确的是()A两个氘核可以聚变成一个中等质量的原子核，同时释放出能量B同样质量的物质发生聚变时放出的能量比同样质量的物质裂变时释放的能量大得多C聚变反应的条件是聚变物质的体积达到临界体积D发生聚变反应时的原子核必须有足够大的动能答案BD9秦山核电站第三期工程的两个6105 kW发电机组已实现并
7、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200 MeV的能量，即3.21011 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；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
8、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据新华社报道，由我国自行设计、研制的世界第一套全超导核聚变实验装置(又称“人造太阳”)已完成了首次工程调试下列关于“人造太阳”的说法正确的是()A“人造太阳”的核反应方程是HHHenB“人造太阳”的核反应方程是UnBaKr3nC根据公式Emc2可知，核燃料的质量相
9、同时，聚变反应释放的能量比裂变反应大得多D根据公式Emc2可知，核燃料的质量相同时，聚变反应释放的能量与裂变反应相同答案AC解析HHHen是轻核聚变方程，故A项正确；根据轻核聚变特点，相同质量的核燃料，轻核聚变释放的能量比裂变反应大得多，故选项C正确12.图11994年3月，中国科学院等研制成功了比较先进的HT7型超导托卡马克如图1所示，托卡马克(Tokamak)是研究受控核聚变的一种装置，这个词是torodal(环形的)，kamera(真空室)，magnit(磁)的头两个字母以及katushka(线圈)的第一个字母组成的缩写词根据以上信息，下列判断中可能正确的是()A核反应原理是氘原子核在装
10、置中聚变成氦核，同时释放出大量的能量，和太阳发光的原理类似B线圈的作用是通电产生磁场使氘核等带电粒子在磁场中旋转而不溢出C这种装置同我国秦山、大亚湾核电站所使用核装置的核反应原理相同D这种装置可以控制热核反应速度，使聚变能缓慢而稳定地发生答案ABD解析可控核聚变在实验阶段已有大的进展，原料是氘或其同位素等轻核，A对由于聚变温度太高，没有什么容器能够耐这么高的温度，但磁场可以把它们约束在一个小范围内，因此B对我国秦山、大亚湾核电站的核反应为裂变，而不是聚变，所以C错这种反应人们在实验室里可以人为控制反应速度，不过离实用阶段还有一段距离，所以D对二、填空题(本题共2个小题，共10分)13(5分)历
11、史上第一次利用加速器实现的核反应，是用加速后动能为0.5 MeV的质子H轰击静止的X，生成两个动能均为8.9 MeV的He.(1 MeV1.61013 J)(1)上述核反应方程为_；(2)质量亏损为_kg.答案(1)HLiHeHe(2)3.11029解析(1)HLiHeHe(2)mc2E末E初m kg3.11029 kg14(5分)氘核和氚核聚变时的核反应方程为：HHHe_，请将方程补充完整已知H的平均结合能是2.78 MeV，H的平均结合能是1.09 MeV，He的平均结合能是7.03 MeV，则核反应时释放的能量为_ MeV.答案n17.6解析由质量数字恒和电荷数守恒知核反应方程为HHHe
12、n.聚变反应前氘核和氚核的总结合能E1(1.0922.783) MeV10.52 MeV反应后生成的氦核的结合能E27.034 MeV28.12 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EE2E1(28.1210.52) MeV17.6 MeV.三、计算题(本题共3小题，共30分)15(8分)在氢弹爆炸中发生的核聚变方程为HHHen，已知H的质量为2.013 6 u，H的质量为3.016 6 u，He的质量为4.002 6 u，n的质量为1.008 7 u，阿伏加德罗常数NA6.021023 mol1，求此氢弹爆炸中当合成1 kg 的氦时所释放的能量答案2.65
13、1027 MeV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(2.013 63.016 64.002 61.008 7) u0.018 9931.5 MeV17.6 MeV而1 kg氦中含有的原子数目为N6.021023个1.5051026(个)所以合成1 kg氦核时所放出的总能量为ENE2.651027 MeV16(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7.98 MeV，He核子的平均结合能是7.07 MeV)答案127.68 MeV14.56 MeV解析把O分成质子和中子需提供的能量E1167.98 MeV127.68 MeV.把质子和中子结合成一个He所放出的能量E247.07 MeV28.28 MeV.则把O分成4个He需提供的能量EE14E2127.68 MeV428.28 MeV14.56 MeV.17(12分)一个静止的铀核U(原子质量为232.037 2 u)放出一个粒子(原子质量为4.002 6 u)后衰变成钍核Th(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；(3)若释放的核能全部转化为新核的动能，则粒子的动能为
