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1、我带领班子成员及全体职工，积极参加县委、政府和农牧局组织的政治理论学习，同时认真学习业务知识，全面提高了自身素质，增强职工工作积极性，杜绝了纪律松散第4章 核能章末检测(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题5分，共50分其中17题为单项选择题，810题为多项选择题)1现已建成的核电站的能量来自于()A天然放射性元素衰变放出的能量B人工放射性同位素衰变放出的能量C重核裂变放出的能量D化学反应放出的能量答案C解析核电站是利用铀235裂变释放出核能来发电的，选项C正确2在核反应式UnSrXekX中()AX是中子，k9 BX是中子，k10CX是质子，k9 DX是质子，k10
2、答案B解析核反应方程应遵循电荷数守恒和质量数守恒，在题目所给核反应中，设X的质子数为x，则核反应方程的左边质子数为92092，右边质子数为3854kx92，x0，X的质子数为0，所以X为中子，左边质量数为2351236，右边质量数为90136k1236，k10，所以k的数值为10.3氘核H和氚核H结合成氦核He的核反应方程如下：HHHen17.6 MeV，下列说法正确的是()A这个核反应称为人工核反应B要发生这样的核反应，需要将反应物质的温度加热到几百万开尔文，式中17.6 MeV是核反应中吸收的能量C核反应后生成物的总质量比核反应前物质的总质量减少了3.11029 kgD核反应后生成物的总质
3、量比核反应前物质的总质量增加了3.11029 kg答案C解析HHHen17.6 MeV为轻核聚变反应(或热核反应)，选项A错误；17.6 MeV是反应中释放出的能量，选项B错误；由Emc2可知，质量减少m3.11029 kg，选项C正确，D错误4原子核聚变可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.由守恒条件可知()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124kd262kd解式得k2，d2.5一个质子和一个
4、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)c2D光子的波长 答案B解析根据核反应过程质量数守恒和电荷数守恒可知，得到的氘核为H，故A错误；聚变反应过程中辐射一个光子，质量亏损mm1m2m3，故B正确；由质能方程知，辐射出的光子的能量为Emc2(m2m1m3)c2，故C错误；由c及Eh得，故D错误6.如图1所示，“中国月球着陆探测器”在中国航天馆揭开神秘面纱它将带着中国制造的月球车，在38万千米之外的月
5、球表面闲庭信步月球的表面长期受到宇宙射线的照射，使得“月壤”中的He含量十分丰富，科学家认为，He是发生核聚变的极好原料，将来He也许是人类重要的能源，所以探测月球意义十分重大关于He下列说法正确的是()图1A.He的原子核内有三个中子两个质子B.He的原子核内有两个质子两个中子C.He发生核聚变，放出能量，一定会发生质量亏损D.He原子核内的核子靠万有引力紧密结合在一起答案C解析He是氦元素的一种同位素，质量数是3，电荷数是2，原子核内有两个质子一个中子，所以A、B错误；发生核聚变放出能量就会有质量亏损，C正确；原子核内的核子是靠核力紧密结合在一起的，而不是靠万有引力紧密结合在一起的，D错误
6、7下列说法正确的是()A天然放射性元素Th(钍)经过4次衰变和8次衰变变成Pb(铅)B衰变产生的射线穿透能力最强C质子、中子、粒子的质量分别是m1、m2、m3，质子和中子结合成一个粒子，释放的能量是(2m12m2m3)c2D由爱因斯坦质能方程可知，质量和能量可以相互转化答案C解析天然放射性元素Th(钍)衰变变成Pb，根据质量数守恒和质子数守恒，需要经过n6次衰变、经过m2n(9082)4次衰变，即天然放射性元素Th(钍)经过6次衰变和4次衰变变成Pb(铅)，选项A错误；衰变产生的射线电离能力最强，穿透能力最弱，选项B错误；质子和中子结合成一个粒子，需要两个质子和两个中子，质量亏损m2m12m2
7、m3，由质能方程可知，释放的能量Emc2(2m12m2m3)c2，选项C正确；爱因斯坦质能方程只是反映了质量与能量之间的关系，质量和能量不可以相互转化，选项D错误8“两弹一星”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()A.NHeOHB.UnSrXe10nC.UThHeD.HHHen答案BD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，B选项正确氢弹的核反应方程是轻核聚变，D选项正确9下列关于爱因斯坦质能方程的说法中正确的是()AEmc2中的E是物体以光速c运动的动能BEmc2是物体各种形式能的总和C由Emc2知，在核反应中，亏损的质量m
8、转化成能量E放出D由Emc2知，在核反应中亏损的静质量转化为动质量，被放出的能量带走答案BD解析由爱因斯坦质能方程Emc2表明物体的质量与其他各种形式的能量之间的关系，选项A错误，B正确；Emc2表明，在核反应中，亏损m的质量将产生Emc2的能量，选项C错误，D正确10关于核反应方程ThPaXE(E为释放出的核能，X为新生成粒子)，已知Th的半衰期为T，则下列说法正确的是()A.Pa没有放射性B.Pa比Th少1个中子，X粒子是从原子核中射出的，此核反应为衰变CN0个Th经2T时间因发生上述核反应而放出的核能为N0E(N0数值很大)D.Th的比结合能为答案BC解析原子序数大于83的原子核均具有放
9、射性，A项错误；该核反应为衰变，是原子核内的一个中子转化为一个质子，同时释放出一个电子，B项正确；N0个Th原子核经2T时间发生衰变的个数为N0，由核反应方程知，放出的核能为N0E，C项正确；由比结合能的定义知，D项错误二、填空题(本题共1小题，共6分)11(6分)在下列描述的核过程的方程中，属于衰变的是_，属于衰变的是_，属于裂变的是_，属于聚变的是_(填正确答案标号)A.CNeB.PSeC.UThHeD.NHeOHE.UnXeSr2nF.HHHen答案CABEF解析衰变的反应物只有一个，生成物有He或e；重核裂变的反应物是U核和中子，生成中核；氢核聚变是轻核合成为中核三、计算题(本题共4小
10、题，共44分)12(10分)已知氘核的质量mD3.344 61027 kg.如果用入射光子照射氘核使其分为质子和中子，质子质量mp1.672 61027 kg，中子质量mn1.674 91027 kg.求入射光子的频率答案3.941020 Hz解析氘核分为质子和中子，增加的质量为mmpmnmD(1.672 61.674 93.344 6)1027 kg0.002 91027 kg.吸收的入射光子的能量为Emc20.002 91027(3108)2 J2.611013 J.由公式Eh知，入射光子的频率为 Hz 3.941020 Hz.13(10分)两个氘核聚变产生一个中子和一个氦核，已知氘核质量
11、mD2.013 6 u，氦核质量mHe3.015 0 u，中子质量mn1.008 7 u.(1)计算释放出的核能；(2)若反应前两氘核的动能均为Ek00.35 MeV，它们正碰发生聚变，且反应后释放的核能全部转变为动能，则反应产生的氦核和中子的动能各为多大？答案(1)3.26 MeV(2)0.99 MeV2.97 MeV解析(1)核反应方程为：HHnHe.该反应质量亏损m2mDmHemn0.003 5 u.由质能方程得释放核能Em931.5 MeV0.003 5931.5 MeV3.26 MeV.(2)由动量守恒有0mHevHemnvn由能量守恒有：mHevmnvE2Ek0由式代入数据可得Ek
12、He0.99 MeV，Ekn2.97 MeV.14(12分)在可控核反应堆中需要使快中子减速，轻水、重水和石墨等常用作慢化剂中子在重水中可与核碰撞减速，在石墨中与核碰撞减速上述碰撞可简化为弹性碰撞模型某反应堆中快中子与静止的靶核发生对心正碰，通过计算说明，仅从一次碰撞考虑，用重水和石墨作减速剂，哪种减速效果更好？答案用重水作减速剂减速效果更好解析设中子质量为Mn，靶核质量为M，由动量守恒定律得Mnv0Mnv1Mv2由能量守恒定律得MnvMnvMv解得v1v0在重水中靶核质量MH2Mn，v1Hv0v0在石墨中靶核质量MC12Mn，v1Cv0v0与重水靶核碰后中子速度较小，故重水减速效果更好15(
13、12分)太阳内部持续不断地发生着四个质子聚变为一个氦核同时放出两个正电子的热核反应，这个核反应释放出的大量能量就是太阳的能源(1)写出这个核反应方程(2)这个核反应能释放多少能量？(3)已知太阳每秒释放的能量为3.81026 J，则太阳每秒减少的质量为多少千克？(mp1.007 3 u，mHe4.001 5 u，me0.000 55 u)答案(1)4HHe2e(2)24.78 MeV(3)4.2109 kg解析(1)核反应方程应为4HHe2e.(2)反应前的质量m14mp41.007 3 u4.029 2 u，反应后的质量m2mHe2me4.001 5 u20.000 55 u4.002 6 u，mm1m20.026 6 u.由质能方程得，释放能量E0.026 6931.5 MeV24.78 MeV.(3)由质能方程Emc2得每秒减少的质量m kg4.2109 kg.经过专家组及技术指导员的共同努力，科技入户工作取得了很大的成绩，促进了小麦 产量的大幅提升，农民种粮收益明显提高，得到了广大群众的一致赞许和社会各界的广泛好评。
