2022-2023学年鲁科版选择性5.5 核能的利用与环境保护

5.5核能的利用与环境保护

一、单选题

1.下列说法不正确的是（）

A.目前世界上各国的核电站都是利用轻核聚变反应放出的能量

B.压力和温度对放射性元素衰变的快慢都没有影响

C.在光电效应现象中，从金属表面逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率有关

D.按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子总

能量增大

2.下列说法中正确的是（）

A.铀235裂变成赦136和锢90并放出9个中子

B.一块纯净的放射性元素的矿石，经过一个半衰期以后，它的总质量仅剩下一半

C.石墨在反应堆起到降低核反应速度的作用

D.较重的核分裂成中等质量大小的核，核子的比结合能会增加

3.下列说法中正确的是（）

A.核反应堆中常用镉棒作为“慢化剂”，使快中子减速

B.金属发生光电效应的截止频率随入射光频率的增大而增大

C.组成原子核的核子数越多，原子核的结合能就越高，原子核就越稳定

D.原子具有各自的特征谱线，是由于不同原子的结构不同，能级各不相同

4.下列说法正确的是（）

A.T2靠Th+；He这是重核的裂变反应方程

B.：H+；Hf；He+，这是轻核聚变反应方程

C.所有的核反应过程都会出现质量亏损，因此都会向外释放能量

D.核反应堆产生的能量来自轻核聚变

5.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

6.下列说法中正确的是（）

A.a粒子散射实验表明了原子核具有复杂结构

B.石墨在反应堆起到降低核反应速度的作用

C.燃料铀在反应堆中发生裂变反应

D.将铀棒插入得更深些，反应堆的核反应速度将降低

7.下列说法正确的是（）

A.通过给人注射碘的放射性同位素碘131,然后定时测量甲状腺及邻近组织的放射强度，有助于诊断甲状

腺疾病，这是利用放射性同位素原子作为示踪原子

B.X射线是原子核处于高能级向低能级跃迁而产生的

C.贝克勒尔发现的铀和含铀的矿物能发出看不见的射线，这种射线中存在X射线可使照相底版感光

D.目前核电站主要是核裂变，为控制核反应速度，可以利用镉棒作为慢化剂，减缓中子的速度

二、多选题

8.下列说法正确的是

A.由波尔原子模型可以推知，氢原子处于激发态，量子数越大，核外电子动能越小

B.康普顿效应的发现，说明了光子不但具有能量，还具有动量.

C.德布罗意指出微观粒子的动量越大，其对应的波长就越长

D.现已建成的核电站的能量均来自于核聚变

9.下列说法正确的是（）

A.核反应堆中常用镉棒作为“慢化剂”，使快中子减速

B.天然放射现象的发现，揭示了原子核具有内部结构

C.卢瑟福通过。粒子的散射实验，发现了原子的核式结构

D.实物粒子的运动速度越大，其物质波的波长就越大

10.关于核电站和核辐射，下列说法中正确的是（）

A.核反应堆发生的是轻核聚变反应

B.核反应堆发生的是重核裂变反应

C.放射性同位素的半衰期长短是由核内部本身决定，与外部条件无关

D.放射性同位素的半衰期长短与地震、风力等外部环境有关

11.关于近代物理学，下列说法正确的是

A.玻尔原子模型能很好地解释氢原子光谱的实验规律

B.电子的行射现象说明电子具有波动性

C.德布罗意指出微观粒子的动量越大，其对应的波长就越大

D.目前我国核电站的能量来源于轻核聚变

12.2018年8月23日，我国"十一五’'期间重点建设的十二大科学装置之首——“中国散裂中子源”项目，

正式投入运行。这标志着我国成为继英美日三国之后，第四个拥有散裂中子源的国家。散裂中子源除了在

科学研究方面有极为重要作用外，其产生的中子还能用来治疗癌症。下列关于中子的说法正确的是（）

A.卢瑟福用a粒子轰击《9Be,产生4C,发现了中子

B.放射性p射线其实质是高速中子流，可用于医学的放射治疗

C.笊核聚变反应会释放出能量，其核反应方程为+

D.核电站可通过控制中子数目来控制核反应剧烈程度

三、解答题

13.查找华人科学家在粒子物理领域的成果和事迹，写一篇文章，并与同学交流。

14.秦山核电站第一期工程装机容量为3xlOS\V。如果1g铀235完全核裂变时产生的能量为8.2X102J,

并且假定所产生的能量都变成了电能，那么每年要消耗多少铀235?

参考答案

1.A

【详解】

A.目前世界上各国的核电站都是利用核裂变放出的能量，故A错误；

B.放射性元素的半衰期与压力和温度无关，故B正确；

C.根据光电效应方程线=〃丫-"知，从金属表面逸出的光电子最大初动能与入射光的频率有关，故C正

确；

D.氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，原子总能量增大，根据

,e2v2

k-=m—

r~r

知，电子动能减小，故D正确。

本题选不正确的，故选A。

2.D

【解析】

发生核反应的过程满足电荷数和质量数守恒，铀235裂变成值136的锢90的过程中，质量数守恒，由于中

子的质量数等于1,所以中子的个数：〃=235+1-136—90=10,所以可能的裂变的反应方程式为：

第u+[nf普Xe+鹦r+10；,n,A错误；经过一个半衰期以后，有一半的质量发生衰变，产生新核，导致

剩下的总质量要大于原质量的一半，B错误；核反应堆中的燃料是铀，用石墨、重水作为慢化剂，石墨在

反应堆起到使裂变时产生的中子速度减小，易于被铀核吸收的作用，C错误；裂变和聚变都伴随着巨大能

量的释放，出现质量亏损，根据爱因斯坦质能方程知道：核子的比结合能都会增加，D正确.

3.D

【详解】

A.核反应堆中常用石墨（或水）作为“慢化剂”，使快中子减速，镉棒能够吸收中子，用来控制反应，A错

误;

B.金属的截止频率满足/7%=%，所以截止频率和金属的逸出功有关，与入射光的频率无关，B错误；

C.组成原子核的核子数越多，原子核的结合能就越高，原子核的比结合能越大，原子核越稳定，C错误；

D.原子具有各自的特征谱线，是由于不同原子的结构不同，能级各不相同，跃迁时产生光的频率不同，D

正确。

故选D。

4.B

【详解】

A.^Uf”Th+；He是a衰变方程，故A错误；

B.：H+：Hf：He+[n这是轻核聚变反应方程，故B正确；

C.有些核反应是吸收能量的，因此有些核反应的质量是增加的，故C错误；

D.核反应堆产生的能量来自重核裂变，故D错误。

故选B。

5.A

【详解】

核能发电是利用铀原子核裂变时发出的核能来发电的，即利用了重核的裂变，故A正确，BCD错误。

故选Ao

6.C

【解析】

a粒子散射实验说明原子具有核式结构，不能说明原子核具有复杂结构；故A错误；石墨在反应堆中起到

将快中子转换为热中子的作用，可以加快核反应速度；故B错误；核反应堆中的燃料铀发生裂变反应，从

而释放出大量热量；故c正确；将铀棒插入的更深一些后，与中子接触的铀原子增大，反应堆的核反应速

度将加快，故D错误；故选C.

点睛：本题考查核电站的工作原理及a粒子散射实验，要明确各种材料在受控核反应中所起的作用.原子

核反应堆中铀棒是核反应堆的燃料，镉棒是吸收中子的材料，慢化剂（如石墨、重水等）起减慢裂变产生

的快中子的速度，冷却剂把反应堆的热量传递出去，同时使反应堆冷却.

7.A

【详解】

A.给人注射碘的放射性同位素碘131,做示踪原子，有助于诊断甲状腺的疾病，A正确；

B.X射线产生的物理原理是原子的内层电子受到激发后产生，B错误；

C.1896年法国物理学家贝克勒尔发现有些物质能够发出一些看不见的射线，后来研究发现射线主要有三

种即：a射线、夕射线及/射线，C错误；

D.核反应堆利用镉棒吸收中子控制核反应速度，D错误。

8.AB

【解析】

22

由波尔原子模型可以推知，氢原子处于激发态，量子数越大，核外电子半径越大，根据左二=加上可知，

厂r

动能越小，选项A正确；康普顿效应的发现，说明了光子不但具有能量，还具有动量，选项B正确；德布

罗意指出微观粒子的动量越大，其对应的波长就越短，选项C错误；现已建成的核电站的能量均来自于核

裂变，选项D错误；故选AB.

9.BC

【详解】

A.裂变核反应堆中，通常用慢化剂，比如重水等让快中子减速，A错误；

B.天然放射现象的发现揭示了原子核具有复杂的结构，B正确;

C.卢瑟福通过a粒子散射实验的研究发现了原子的核式结构，C正确；

D.根据德布罗意的理论

x.=—h

其速度越大物质波的波长越短，D错误。

故选BC。

10.BC

【解析】

核电站是利用重核的裂变来发电的，重核的裂变形成的链式反应是可在人工控制下进行的，A错误B正确;

放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系，C正

确D错误.

11.AB

【详解】

A.玻尔原子理论解释氢原子光谱，故A正确；

B.电子的衍射实验证实了物质波的存在，说明电子具有波动性，故B正确；

C.依据德布罗意波长公式4=一可知，微观粒子的动量越大，其对应的波长就越短，故C错误；

P

D.现已建成的核电站的能量均来自于核裂变，故D错误.

12.CD

【详解】

A.查德威克用a粒子轰击被核，发现了中子；卢瑟福发现了质子，故A错误。

B.放射性夕射线其实质是高速电子流，选项B错误;

C.笊核聚变反应会释放出能量，其核反应方程为；H+；Hf；He+：n,选项C正确;

D.核电站可通过控制中子数目来控制核反应剧烈程度，选项D正确；

故选CD.

13.见解析

【详解】

1958年，一个改变了黄旭华的一生。“里只说去北京出差，其他什么也没说。我简单收拾了一下行李

就去了。”黄旭华说，他从上海到了北京才知道，国家要搞核潜艇。这是黄旭华人生的重要转折点，从此，

他的一生与核潜艇结缘。

在此4年前，美国建造的世界第一艘核潜艇首次试航，一年前，苏联第一艘核潜艇下水•核潜艇刚一

问世，即被视为捍卫国家核心利益的“杀手铜1958年6月27日，聂荣臻元帅向中共中央呈送《关于开展

研制导弹原子潜艇的报告》，得到毛泽东主席批准。这份绝密报告，拉开了中国研制核潜艇的序幕。然而，

当时的中国要造核潜艇，谈何容易？1959年秋，赫鲁晓夫访华，中国领导人希望苏联帮助中国发展核潜艇,

但赫鲁晓夫认为，核潜艇技术复杂，中国搞不了。对此，毛泽东誓言：“核潜艇，一万年也要搞出来！

”“主席这句话，体现了中国人自己造核潜艇的决心。’'黄旭华说，这种激励难以言表。然而，当时连核潜

艇长什么样儿也不知道。“没办法，只能‘骑驴找马’，搜罗核潜艇相关信息，拼凑出核潜艇的轮廓。''黄

旭华说，他们只得带着“三面镜子”找有用信息：用"放大镜''搜索相关资料，用“显微镜”审视相关内容，用

“照妖镜”分辨真假虚实。就这样，中国核潜艇事业在一穷二白的基础上起步，在一波三折中发展。

1964年10月，中国第一颗原子弹爆炸成功。原子弹上天，带来核潜艇下海的希望。5个月后，核潜艇

研制工作全面启动。核潜艇总体研究设计所在葫芦岛成立，黄旭华开始了“荒岛求索''的人生。那是个特殊的

年代。文革时期政治运动不断，白天养猪、修猪圈、接受批判，晚上黄旭华和同事们潜心于核潜艇事业。

没有计算机计算核心数据，就用算盘和计算尺。为了控制核潜艇的总重和稳性，就用磅秤来称。黄旭华和

同事们用最“土''的办法解决了尖端的技术问题，同时用创新的思维解决关键问题。核潜艇的形状是采用常规

线型还是水滴线型，一度困扰着黄旭华和他的同事们。美国发展核潜艇分三步走，先是采用适合水面航行

为主的常规线型，同时建造一艘常规动力水滴线型潜艇，摸索水滴型体的流体性能，在此基础上研制出先

进的水滴型核潜艇。依据大量试验和科学论证，黄旭华提出，“三步并作一步走”，研制中国的水滴型核潜艇。

“一个侦察兵已把最佳路线侦察出来，就没必要重走他侦察时的路线了。”黄旭华说。

功夫不负有心人。黄旭华和同事们先后突破了核潜艇中最为关键和重大的核动力装置、水滴线型艇体、

艇体结构、人工大气环境、水下通讯、惯性导航系统、发射装置7项技术，也就是“七朵金花

1970年12月26日，中国第一艘攻击型核潜艇顺利下水。

1974年8月1日，中国第一艘核潜艇被命名为“长征一号”，正式列入海军战斗序列。

这是世界核潜艇史上罕见的速度：上马三年后开工，开工两年后下水，下水四年后正式入列。

1981年4月，我国第一艘弹道导弹核潜艇成功下水。两年四个月后，交付海军训练使用，加入海军战

斗序列。中国成为继美、苏、英、法之后世界上第五个拥有核潜艇的国家.

核潜艇潜入深海，才能隐蔽自己，在第一次核打击后保存自己，进行第二次核报复，从而实现战略威

慑。

1988年4月29日，我国进行核潜艇首次深潜试验。数百米深的深潜试验，是最危险的试验。”核潜艇

上一块扑克牌大小的铜板，深潜后承受的外压是1吨多。这么大的艇体，有一块钢板不合格、一条焊缝有

问题、一个阀门封不严，都是艇毁人亡的结局！”深潜试验遭遇事故并不罕见。上世纪60年代，美国核潜

艇"长尾鲨'’号便在深潜试验时沉没，艇上一百多人全部遇难。对参试人员来说，这无疑是个巨大的心理考验。

为增强参试人员