高中物理鲁科版 (2019)选择性必修 第三册第5节 核能的利用与环境保护综合训练题

5.5核能的利用与环境基础巩固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．关于核反应与核能，下列说法正确的是（）

A．目前建成的核电站能源来自于轻核聚变

B．核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能

C．重核裂变和轻核聚变过程有质量亏损，均能向外界释放核能

D．核子平均质量越大的原子核越稳定

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．下列说法正确的是（　　）

A．贝克勒尔通过实验最早发现了电子

B．若使放射性物质的温度升高，则其半衰期增大

C．核反应属于重核的裂变

D．核反应堆用过的废料清洁无污染，没有放射性

4．下列说法正确的是（　　）

A．核力是短程力，作用范围在1.5×10-15m之内

B．镉棒可使核反应堆中的快中子变成慢中子

C．随着温度的升高，黑体热辐射强度的极大值向波长较长的方向移动

D．各种原子的发射光谱都是连续谱，可以用原子的特征谱线来鉴别物质

5．下列关于原子核的叙述中正确的是（　　）

A．居里夫人通过粒子轰击铝原子核，首次发现了中子

B．核反应堆中的“慢化剂”是为了减慢核反应速度，防止核反应过于剧烈

C．经重核裂变过程后核子的平均质量增大

D．轻核聚变过程中，会有质量亏损，要释放能量

6．如图是慢中子反应堆的示意图，对该反应堆的下列说法中正确的是（    ）

A．铀235容易吸收快中子后发生裂变反应

B．快中子跟慢化剂的原子核碰撞后能量减少，变成慢中子，慢中子容易被铀235俘获而引起裂变反应

C．控制棒由镉做成，当反应过于激烈时，使控制棒插入浅一些，让它少吸收一些中子，链式反应的速度就会慢一些

D．要使裂变反应更激烈一些，应使控制棒插入深一些，使大量快中子碰撞控制棒后变成慢中子，链式反应的速度就会快一些

7．2020年12月4日，我国新一代“人造太阳”装置——中国环流器二号M装置在成都建成并实现发电，标志着我国在核聚变反应堆建设中处于世界前列。实际上，核聚变反应堆的建设比核裂变反应堆更加困难，对技术要求更高，核聚变的产物少，比较清洁，核裂变的产物常有放射性。下列说法正确的是（　　）

A．相同质量的核原料，核聚变反应比核裂变反应产生的能量少

B．是核裂变的产物之一，仍有放射性，其发生衰变的方程是

C．核裂变反应堆主要是

D．中国环流器二号M内主要核反应是

8．2017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．重核裂变反应中一定有质量亏损

C．，式中d＝2

D．铀核裂变后生成的新核比铀核的比结合能小

9．2020年3月15日中国散裂中子源（CSNS）利用中子成像技术帮助中国科技大学进行了考古方面的研究。散射中子源是研究中子特性、探测物质微观结构和运动的科研装置。下列关于中子研究的说法正确的是（　　）

A．中子是卢瑟福用粒子轰击发现的

B．经过4次衰变，2次衰变后，新核中的中子数为136个

C．高速中子流垂直射入电场或磁场中均不偏转，实质是射线

D．核电站可通过“慢化剂”控制中子数目来控制核反应的速度

10．下列四幅图涉及不同的物理知识，其中说法正确的是（　　）

A．甲图中，链式反应属于轻核的聚变

B．乙图中，原子核D和E聚变成原子核F要放出能量

C．丙图中，卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子

D．丁图中，原来有1000个氡222，经过一个半衰期的时间，一定还剩余500个

11．现有核电站是利用核能发电，对于缓解能源危机起到了重要作用。我们现在利用核能发电主要是利用了（　　）

A．重核的裂变 B．轻核的聚变 C．两种方式共存 D．核能发电对环境污染严重

12．关于原子物理知识的叙述，下列说法正确的是（     ）

A．在核反应堆中，为了使快中子的速度减慢，可用普通水作为慢化剂

B．在光电效应实验中，用同种频率的光照射不同的金属表面，从金属表面逸出的光电子最大初动能越大，则这种金属的逸出功W0越大

C．平均结合能大的原子核转变为平均结合能小的原子核时，释放的核能等于结合能的减少

D．氢原子吸收一个光子后能量增大，核外电子的加速度增大

13．下列说法正确的是（   ）

A．原子从低能级向高能级跃迁时，只有吸收光子才能实现

B．自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能

C．放射性β射线其实质是高速中子流，可用于医学的放射治疗

D．核电站可通过控制中子数目来控制核反应剧烈程度

14．中国是核电大国，到2020年1月，已经建成19座核电站，核电站是利用原子核发生裂变反应时所产生的核能来进行发电的。关于原子核与核能，以下说法正确的是（　　）

A．组成原子核的核子之间只存在引力

B．核反应中由于核子数减少而导致质量亏损

C．比结合能越大的原子核越稳定，核子平均质量越小

D．核电站利用中等质量的原子核分裂成质量较小的原子核来获取核能

15．核电最大的优点是(    )．

A．产量大 B．可控制

C．可重复利用 D．安全、干净的能源

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．利用反应堆中的核燃料________放出的核能转变为________的发电厂，叫做________.

18．工作原理

核燃料发生________释放的能量使反应区温度升高，水或液态的金属钠等流体在反应堆内外________，把反应堆内的________传输出去，用于________，同时也使反应堆冷却。

19．在核反应堆中,控制核裂变速度的方法是______________________________.

三、综合题（共4题）

20．通过查找资料、观看科普录像，了解核能开发的社会效益及所带来的安全利用核能等问题。

21．2017年5月25日，“华龙一号”全球首堆示范工程——福清核电5号机组顺利完成穹顶吊装，工程正式由土建阶段进入安装阶段。在核电站中，核反应堆释放的核能转化为电能，核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核轴发生裂变反应，释放出大量核能。已知一个核裂变时能释放200MeV的能量，燃烧1kg煤所放出的能量为，请从数量级上感受铀完全裂变释放的能量与燃烧煤释放的能量的差异。

22．在核反应堆中，用什么方法控制核裂变的速度？

23．核反应堆中是靠熔化的钠来传递核燃烧产生的热量的，而抽动液态钠的“泵”传动部分又不允许和钠接触，因此常使用一种称为“电磁泵”的装置．这种泵的结构如图所示，N、S为磁铁的两极，C为在磁场中的耐热导管，熔融的钠从其中流过。

（1）要使钠液向图中所标方向加速流动，加在导管中钠液的电流方向应如何？

（2）查阅资料，了解核反应堆的热交换系统．

参考答案

1．C

2．A

3．C

4．A

5．D

6．B

7．D

8．D

9．B

10．B

11．A

12．A

13．D

14．C

15．D

16．混凝土

17．裂变    电能    核电站   

18．核裂变    循环流动    热量    发电   

19．用控制棒控制链式反应速度，用水降低中子运动的速度

20．

核能开发的社会效益有可以优化能源结构、保障能源安全、减少环境污染、符合世界能源利用的趋势；其问题在于核能技术及安全要求高。

21．

22．

在核反应堆中利用控制棒（镉棒或硼棒）来吸收中子，使中子的数目减少来控制核裂反应的速度。

23．（1）电流由下向上；

（2）核反应堆，又称为原子反应堆或反应堆，是装配了核燃料以实现大规模可控制裂变链式反应的装置。核燃料在裂变过程中发生链式反应，释放大量的能量，人类通过控制链式反应的速度，实现核能的利用。在压力容器中，由裂变放出的能量加热了周边的水，使水的温度升高，但因水处于高压下，它并不沸腾，水被泵到热交换器里，引起了其它水的沸腾，产生高温高压的水蒸气推动汽轮机，从而带动发电机发电。水蒸气在冷凝器中被液化为水，然后循环使用。