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1、1第五章第五章 核能与社会核能与社会章末检测章末检测( (第第 5 5 章章) )(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：NaMge2411241201U nBaKr3 n235921 01415692361 0 H H He n2 13 14 21 0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
2、，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( )N HeO H U nSrXe10 n UTh He 14 74 217 81 1235921 09038136541 023892234904 2 H H He n2 13 14 21 02A 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
3、变，正确，所以选项 C 正确3在核反应方程式U nSrXekX 中( )235921 0903813654AX 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，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；U nBaKrxn，235921 01445689361 0铀 235 质量为m1，中子质量为m2，钡 144 质量为m3，氪
4、 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U nBaKrxn 中根据质量数守恒，有：235114489x，解得：235921 01445689361 0x3；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
5、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6 HkHedH2 n43.15 MeV2 14 21 11 0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，d2.36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21084是 138 天，衰变方程为PoX He，则下列说法中错误的是( )210844 2AX 原子核含有 124 个中子BX 原子核含有 2
6、06 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 g21084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
7、 H n H1 11 03 1B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hm1m2m3c2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： H n H，故1 11 02 1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hc 子的波长，故选项 D 错误hm1m2m3c8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
8、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 发电机组已实现并网发电发电站的核能来源于U 的裂变，下列说法正确的是( )23592A反应堆中核反应速度通常是采用调节U 的体积来控制的235924B.U 的一种可能的裂变是U nXeSr2 n23592235921 01395495381 0C.U 是天然放射性元素，升高温度后它的半衰期会缩短23592D一个U 裂变能放出 200 MeV 的能量，即 3.21011 J23592答案 BD解析 反应堆中核反应速度由控制棒(
9、镉棒)吸收中子的多少来控制，A 错；U 裂变有多种23592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，
10、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 H H He n2 13 14 21 0B “人造太阳”的核反应方程是U nBaKr3 n235921 01415692361 0C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 H H He n 是轻核聚变方程，故 A
11、项正确；根据轻核聚变特点，相同质量的核2 13 14 21 0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5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
12、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
13、1 1轰击静止的 X，生成两个动能均为 8.9 MeV 的 He.(1 MeV1.61013 J)A Z4 2(1)上述核反应方程为_；(2)质量亏损为_kg.答案 (1) H Li He He (2)3.110291 17 34 24 2解析 (1) H Li He He1 17 34 24 2(2)mc2E末E初m kgE末E初 c22 8.90.5 1.6 10133 10823.11029 kg14(5 分)氘核和氚核聚变时的核反应方程为：H H He_，请将方程补充完整2 13 14 2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
14、结合能是3 12 14 27.03 MeV，则核反应时释放的能量为_ MeV.答案 n 17.61 0解析 由质量数字恒和电荷数守恒知核反应方程为H H He n.2 13 14 21 0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.6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 H H He n，已知 H 的质量为 2.013 6 2 13 14 21 02 1u， 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3 14 21 0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 2.651027 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2 13 14 2Emc2(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
