《创新设计》2015-2016学年高二物理鲁科版选修3-5章末检测：第4章 核能 WORD版含解析.docx

1、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)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“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3根据爱因斯坦的研究成果，物体

2、的能量和质量的关系是Emc2，这一关系叫爱因斯坦质能方程质子的质量为mp，中子的质量为mn，氦核的质量为m，下列关系式正确的是()Am(2mp2mn) Bm(2mp2mn) D以上关系式都不正确答案B解析核子结合成原子核时要放出能量，即有质量亏损，由核反应方程2H2nHe知，选B.4铁核的平均结合能比铀核的平均结合能大，下列关于它们的说法正确的是()A铁核的结合能大于铀核的结合能B铁核比铀核稳定C铀核发生核变化变成铁核要放出能量D铀核发生核变化变成铁核质量要亏损答案BCD解析铁核的平均结合能大，则它稳定些，铀核平均结合能小，变成铁核会放出核能，出现质量亏损，B、C、D正确5原子核聚变可望给人类

3、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，d2.6一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)c2D光子的波长 答案B解析

4、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7太阳内部持续不断地发生着4个质子(H)聚变为1个氦核(He)的热核反应，核反应方程是4HHe2X，这个核反应释放出大量核能，已知质子、氦核、X的质量分别为m1、m2、m3，真空中的光速为c.下列说法中正确的是()A方程中的X表示中子(n)B方程中的X表示电子( 01e)C这个核反应中质量亏损m4m1m2D这个核反应中释放的核能E(4m1m22m3)c2答案D解析由质量数

5、守恒和电荷数守恒知：X为01e，A、B均错；该反应中质量亏损m4m1m22m3，C错；Emc2(4m1m22m3)c2，D对8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9如图1所示，“中国月球着陆探测器”在中国航天馆揭开

6、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的原子核内有一个中子两个质子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BC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错误，B正确；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

7、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10下列关于原子结构和原子核的说法中正确的是()A卢瑟福在粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型B天然放射性元素在衰变过程中电荷数和质量数守恒，其放射线在磁场中不偏转的是射线C据图2可知，原子核A裂变成原子核B和C要放出核能图2D据图2可知，原子核D和E聚变成原子核F要吸收能量答案ABC解析卢瑟福根据粒子散射实验的结果提出了原子的核式结构模型，则选项A对；放射性元素在衰变过程中电荷数和质量数守恒，而射线不带电，它在磁场中不会偏转，则选项B对；由题图可知，A为重核，B、C为中等质量的核，重核裂变为中等质量的核将向外释放出能量，则

8、选项C对；而D、E为轻核，轻核聚变成较大质量的原子核时要向外释放巨大的能量，则选项D错综上所述，选项A、B、C正确二、填空题(本题共1小题，共10分)11(10分)现有三个核反应：A.NaMgeB.UnBaKr3nC.HHHen则_是衰变，_是裂变，_是聚变答案ABC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或粒子后，变成新的原子核的变化，像本题中的核反应A；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B；聚变是轻核结合成质量较大的核，像核反应C.三、计算题(本题共3小题，共40分)12(10分)已知氘核的质量

9、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(15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

10、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 MeV24.7

11、8 MeV.(3)由质能方程Emc2得每秒减少的质量m kg4.2109 kg.14(15分)两个氘核聚变产生一个中子和一个氦核，已知氘核质量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EkHe0.99 MeV，Ekn2.97 MeV.