鲁科版 (2019)选择性必修 第三册第5节 核能的利用与环境保护同步练习题

5.5核能的利用与环境保护同步练习2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）选择性必修第三册

一、选择题（共15题）

1．下列叙述中正确的是（　　）

A．牛顿提出了万有引力定律，并通过实验测出了万有引力常量

B．奥斯特发现了电流的磁效应，总结出了电磁感应定律

C．放射性元素发生一次β衰变，原子序数增加1

D．目前投入运营的核电站是利用了轻核的聚变

2．2017年1月9日，大亚湾反应堆中微子实验工程获得国家自然科学一等奖。大多数原子核发生核反应的过程中都伴随着中微子的产生，例如核裂变、核聚变、衰变等。下列关于核反应的说法正确的是（　　）

A．衰变为，经过3次衰变，2次衰变

B．是衰变方程，是衰变方程

C．是核裂变方程，也是氢弹的核反应方程

D．高速运动的粒子轰击氮核可从氮核中打出中子，其核反应方程为

3．2020年3月5日消息，我国自主知识产权三代核电“华龙一号”首堆福清5号机组建设顺利，预计今年并网发电。下列关于核电站的说法中正确的是（　　）

A．核反应方程可能是：

B．核反应过程中质量和质量数都发生了亏损

C．在核反应堆中利用控制棒吸收中子从而减小中子对环境的影响

D．我国现已建成的核电站发电的能量来自于重核裂变放出的能量

4．2020年11月27日00时41分，华龙一号全球首堆——中核集团福清核电5号机组首次并网成功经现场确认，该机组各项技术指标均符合设计要求，机组状态良好，并创造了全球第三代核电首堆建设的最佳业绩.这标志着中国打破了国外核电技术垄断，正式进入核电技术先进国家行列，以下关于核能的有关说法正确的是（　　）

A．华龙一号发电的核能是利用轻核聚变

B．华龙一号发电的核能是利用重核裂变

C．重核裂变过程中释放核能是因为新核的比结合能小

D．轻核聚变过程中释放核能是因为新核核子的平均质量大

5．人们发现，不同的原子核，其核子的平均质量（原子核的质量除以核子数）与原子序数有如图所示的关系．下列关于原子结构和核反应的说法正确的是（       ）

A．由图可知，原子核D和E聚变成原子核F时会有质量亏损，要吸收能量

B．已知原子核A裂变成原子核B和C时放出的γ射线能使某金属板逸出光电子，若增加γ射线强度，则逸出光电子的最大初动能增大

C．由图可知，原子核A裂变成原子核B和C时会有质量亏损，要吸收核能

D．在核反应堆的铀棒之间插入镉棒是为了控制核反应速度

6．如图所示，“核反应堆”通过可控的链式反应实现核能的释放，核燃料是铀棒，在铀棒周围放“慢化剂”，快中子和慢化剂中的碳原子核碰撞后，中子能连减少变为慢中子．下列说法不正确的是（       ）

A．中子的速度不能太快，否则不能发生核裂变

B．链式反应是指由重核裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程

C．裂变之后的新核氪的比结合能小于铀核的比结合能

D．一个裂变释放的能量是200MeV，则该核反应中质量亏损约为

7．下列关于原子和原子核的说法正确的是（　　）

A．氢原子光谱的发现是原子具有核式结构的实验依据

B．原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量守恒的规律

C．核电站应用了核裂变原理并利用镉棒控制反应进程

D．每个核子都会和其余的核子发生核力作用

8．1911年、卢瑟福通过著名的粒子散射实验发现原子内部有一个小小的核心——被称为原子核，原子核如此神秘，很长时间人们对它的研究都没有进展。直到中子的发现，它敲开了人类进入核能时代的大门。下列关于中子的说法正确的是（　　）

A．查德威克首次提出中子的概念，认为在原子核内有一种质量与质子相近的中性粒子

B．粒子轰击生成并发现中子

C．热中子反应堆中，石墨可以作减速剂，通过碰撞将快中子变为慢中子

D．利用重核裂变制选氢弹，需要中子参与，氢弹中一种可能的核反应方程为

9．下列关于核反应的说法正确的是

A．核反应堆中发生的链式反应是不可控制的

B．衰变中所放出的电子，来自原子核外内层电子

C．放射性元素原子核的半衰期与元素的物理、化学状态有关

D．卢瑟福通过对粒子散射实验的现象分析，提出了原子的核式结构模型

10．2017年11月17日，“中国核潜艇之父”——黄旭华获评全国道德模范，颁奖典礼上，习总书记为他“让座”的场景感人肺腑，下列有关核反应的说法错误的是（　　）

A．目前核潜艇是利用重核裂变提供动力 B．重核裂变反应前后一定有质量亏损

C．＋→＋＋式中d＝2 D．铀核裂变后的新核比铀核的比结合能小

11．下列叙述中符合物理学史的是（　　）

A．汤姆逊发现了电子，并首先提出原子的核式结构模型

B．查德威克在用α粒子轰击铍核的实验中发现了中子

C．为了解释黑体辐射规律，波尔提出电磁辐射的能量是量子化的

D．目前我国核电站的能量来源于轻核聚变

12．下列说法正确的是

A．氢原子光谱是一些分立的明线光谱，这很好地说明了原子中存在原子核，电子绕核高速运动

B．用波长为λ的光照射某金属表面能发生光电效应，则用波长为2λ的光照射该金属表面，逸出的光电子的最大初动能将更大

C．利用β射线的穿透能力较强的特点，可以用来检查几厘米厚的钢板中是否存在缺陷

D．在核反应堆中，为了使快中子减速，可以在铀棒周围用普通水作为减速剂

13．快中子增殖反应堆是一种新型的核反应堆，运行时一方面消耗裂变燃料，一方面又生成，真正消耗的是在热中子反应堆中不能利用的且在天然铀中占以上的。在反应堆中，吸收裂变反应释放的快中子后变成，很不稳定，经过衰变后变成，则下列说法正确的是（　　）

A．与的中子数相同

B．比少一个中子

C．该核反应堆输出能量的反应是聚变反应

D．衰变成时经过2次衰变

14．下列说法中正确的是（　　）

A．全息照片的拍摄利用了光的偏振特性

B．温度高低变化，会影响放射性元素的半衰期

C．核反应中重水等慢化剂的作用是减缓重核裂变的反应速率

D．卢瑟福粒子散射实验的一个重要应用是估算原子核的半径

15．关于下列四幅图说法正确的是

A．图甲，卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，提出了原子的“西瓜模型”

B．乙图中1为α射线，它的电离能力很弱，穿透能力很强

C．图丙，用中子轰击铀核使其发生裂变，原子弹、核电站都利用了链式反应

D．图丁，汤姆孙通过对阴极射线研究，发现了电子并揭示了原子核内还有复杂结构

二、填空题（共4题）

16．核能是一种高效的能源．在核电站中，为了防止放射性物质泄漏，核反应堆有三道防护屏障：燃料包壳，压力壳和安全壳（见图1）．结合图2可知，安全壳应当选用的材料是________．

17．核电站所需的能量是由铀核裂变提供的，裂变过程中利用______（选填“石墨”或“镉棒”）吸收一定数量的中子，控制反应堆的反应速度．核反应堆产物发生β衰变产生反电子中微子（符号），又观察到反电子中微子（不带电，质量数为零）诱发的反应：+p→n+x，其中x代表______（选填“电子”或“正电子”）．

18．为了能有效地控制裂变的________速度，就必须建立一种装置，使重核不但能进行链式反应，而且中子的________是可以控制的，这种装置叫做________.

19．为了核电站的安全,防止核放射性物质和辐射的泄漏,核电站设置了四道屏障：第一道是______________________________，能______________________________，第二道是______________________________，把_______________；第三道是______________________________；第四道是______________________________。

三、综合题（共4题）

20．科学家们研究出了一种能使铀238变成高效燃料，从而使核燃料越烧越多的“魔炉”——快中子增殖反应堆、该型反应堆中使用的核燃料是钚239，它裂变并释放出快中子，被装在反应区周围的铀238吸收后变成铀239，铀239极不稳定，经过两次β衰变后变成钚239。请据此回答下列问题。

（1）请解释快中子增殖反应堆燃料增殖的秘密。

（2）根据材料中提供的信息，写出相关的核反应方程，并指明核反应类型。

21．为了防止铀核裂变产物放出的各种射线对人体的危害和对环境的污染，需采取哪些措施？

22．熟识物理情景、摄取有效科普信息是学习物理的方法这一，请阅读下面的信息：

根据以上信息，运用已学过的物理知识，回答下列问题：

（1）将三座电站的发电能力（一定时间内的发电量）E水、E核和E火按由强到弱的顺序排列；

（2大亚湾核电站4是102利用原子核1裂536变反应释放出能量发电的，核反应方程为，解出方程中的k值；

（3）目前我国平均发电耗煤为标准煤370g/（kw·h），试计算比较，娄山关火电厂的发电耗煤较全国高还是低？（计算结果保留为整数）

23．秦山核电站第一期工程于1984年开工，1991年建成并投入运行。工程装机容量为300MW，如果的完全裂变时产生的能量为，并且假定产生的能量都变成了电能，那么每年要消耗多少千克？（一年按365天计算）

参考答案：

1．C

2．A

3．D

4．B

5．D

6．C

7．C

8．C

9．D

10．D

11．B

12．D

13．D

14．D

15．C

16．混凝土

17．镉棒；正电子

18．     链式反应     再生率     核反应堆

19．     作为核燃料的二氧化铀陶瓷芯块     将绝大部分的裂变产物留在芯块内     性能相当好的错合金燃料包壳     芯块密封在壳内     压力壳     防辐射泄漏的安全壳

20．

(1)钚239裂变并释放出快中子，被装在反应区周围的铀238吸收后变成铀239，铀239极不稳定，经过两次β衰变后变成钚239。这样的过程周而复始，从而使核燃料越烧越多。

(2) 钚239裂变的核反应方程

铀238吸收中子的核反应方程(原子核的人工转变)

铀239经过两次β衰变后变成钚239

21．

核反应堆外面需要修建很厚的水泥保护层，用来屏蔽射线；对放射性废料，要装入特制的容器，埋入地层深处进行处理。

22．（1）；（2）10；（3）高于全国水平

23．120