第2章第六节第七节知能优化训练

1(单选)(2011年高考重庆卷)核电站泄漏的污染物中含有碘131和铯137.碘131的半衰期约为8天，会释放射线；铯137是铯133的同位素，半衰期约为30年，发生衰变时会辐射射线下列说法正确的是()A碘131释放的射线由氦核组成B铯137衰变时辐射出的光子能量小于可见光光子能量C与铯137相比，碘131衰变更慢D铯133和铯137含有相同的质子数解析：选D.射线是由原子核内一个中子变成一个质子而放出的电子构成，选项A错误；光子的频率高于可见光的频率，由光子能量Eh知选项B错误；由于铯137的半衰期比碘131的半衰期长，所以碘131比铯137衰变更快，选项C错误；同位素具有相同质子数和不同中子数，选项D正确2(单选)科学家发现在月球上含有丰富的He(氦3)它是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料，其参与的一种核聚变反应的方程式为HeHe2HHe.关于He聚变下列表述正确的是()A聚变反应不会释放能量B聚变反应产生了新的原子核C聚变反应没有质量亏损D目前核电站都采用He聚变反应发电解析：选B.聚变反应时将质量较小的轻核聚变成质量较大的核，聚变过程会有质量亏损，要放出大量的能量但目前核电站都采用铀核的裂变反应因此B正确3(单选)热核反应是一种理想能源的原因下列说法不正确的是()A就每一个核子平均来说，比重核裂变时释放的能量多B对环境的放射性污染较裂变轻，且较容易处理C热核反应的原料在地球上储量丰富D热核反应的速度容易控制解析：选D.受控热核反应的实际应用的技术尚不成熟，它的反应速度是不易控制的4(单选)正电子、负质子等都属于反粒子，它们跟普通电子、质子的质量、电量均相等，而电性相反，科学家设想在宇宙的某些部分可能存在完全由反粒子构成的物质反物质.1997年年初和年底，欧洲和美国的科研机构先后宣布：他们分别制造出了9个和7个反氢原子，这是人类探索反物质的一大进步，你推测反氢原子的结构是()A由一个带正电荷的质子与一个带负电荷的电子构成B由一个带负电荷的质子与一个带正电荷的电子构成C由一个不带电的中子与一个带负电荷的电子构成D由一个带负电荷的质子与一个带负电荷的电子构成解析：选B.由题目中所给的信息知，物质与反物质的质量相同，电荷量相同，而电性相反，所以选B.5(2011年复旦大学附属中学高二测试)秦山核电站第一期工程装机容量为30万千瓦如果1 g铀235完全裂变时要产生的能量为8.21010 J，并且假定所产生的能量都变成了电能，试探究分析每年要消耗多少铀235？(一年可按365天计算)解析：秦山核电站一年由铀235裂变产生的总能量为：EPt3.0108365243600 J9.461015 J1 g铀235裂变释放的能量：E8.21010 J所以每年需消耗的铀235为：m g1.15105 g115 kg.答案：115 kg一、单项选择题1镉棒在核反应堆中的作用是()A使快中子变慢中子B使慢中子变快中子C使反应速度加快D控制反应速度，调节反应速度的快慢解析：选D.在核反应堆中石墨起变快中子为慢中子的作用，镉棒起吸收中子，控制反应速度，调节功率大小的作用2目前核电站利用的核反应是()A裂变，核燃料为铀B聚变，核燃料为铀C裂变，核燃料为氘 D聚变，核燃料为氘解析：选A.核电站利用核能发电，它的核心设施是核反应堆反应堆中的核反应主要是铀235吸收慢中子后发生的裂变，反应堆利用浓缩铀制成铀棒，作为核燃料，选项A正确3原子反应堆是实现可控制的重核裂变链式反应的一种装置，它主要有哪四部分组成()A原子燃料、减速剂、冷却系统和控制调节系统B原子燃料、减速剂、发热系统和传热系统C原子燃料、调速剂、碰撞系统和控制调节系统D原子燃料、减速剂、原子能聚存系统和输送系统解析：选A.目前核反应堆组成有：核燃料、减速剂、控制调节系统与冷却系统4我国秦山核电站第三期工程中有两个60万千瓦的发电机组，发电站的核能来源于U的裂变，现有4种说法：U原子核中有92个质子，有143个中子U的一种可能裂变是变成两个中等质量的原子核，反应方程式为：UnXeSr2nU是天然放射性元素，常温下它的半衰期约为45亿年，升高温度，半衰期缩短一个U裂变能放出200 MeV的能量，合3.21011 J以上说法中正确的是()A BC D解析：选D.由U的质量数和电荷数关系易知正确；由核反应方程中电荷数守恒和质量数守恒知正确；半衰期不受外界因素干扰，故错误；通过计算知正确，故正确选项为D.5现在，科学家们正在设法寻找“反物质”，所谓“反物质”是由“反粒子”构成的，“反粒子”与其对应的正粒子具有相同的质量和相同的电量，但电荷的符号相反据此，反粒子为()A.He B.HeC.He D.He解析：选D.这类问题在前两年的高考中经常出现根据题目中的描述，结合粒子的特点很容易选出正确选项为D.6美国科学杂志评出的2001年世界十大科技突破中，有一次是加拿大萨德伯里中微子观测站的结果，该站揭示了中微子失踪的原因，即观测到的中微子数目比理论值少是因为部分中微子在运动中转化为一个子和一个子在上述研究中有以下说法，正确的是()A若发现子和中微子的运动方向一致，则子的运动方向与中微子的运动方向相反B若发现子和中微子的运动方向一致，则子的运动方向与中微子的运动方向可能一致C若发现子和中微子的运动方向相反，则子的运动方向与中微子的运动方向一定相反D若发现子和中微子的运动方向相反，则子的运动方向与中微子的运动方向可能相反解析：选B.中微子在转化为子和子的前后过程中满足动量守恒定律若发现子和中微子的运动方向一致，则子的动量方向可能与中微子相同，也可能相反，所以选项A错误，B正确若发现子和中微子的运动方向相反，则子的动量一定与中微子相同，即子的运动方向与中微子的运动方向一定相同，所以选项C、D错误二、双项选择题7目前我国已经建成秦山和大亚湾核电站并投入使用，请根据所学物理知识，判定下列说法中正确的是()A核能发电对环境的污染比火力发电要小B核能发电对环境的污染比火力发电要大C都只利用重核裂变释放大量的原子能D既有重核裂变，又有轻核聚变释放大量的原子能解析：选AC.目前核电站的反应堆都利用裂变，燃料为铀235.82000年8月21日，俄罗斯“库尔斯克”号核潜艇在巴伦支海遇难，沉入深度约为100 m的海底，“库尔斯克”号核潜艇的沉没再次引起人们对核废料与环境问题的重视几十年来人们向巴伦支海海域倾倒了不少核废料，核废料对海洋环境有严重的污染作用其原因有()A铀、钚等核废料有放射性B铀、钚等核废料的半衰期很短C铀、钚等重金属有毒性D铀、钚等核废料会造成爆炸解析：选AC.放射性对人体组织、生物都是有害的，核废料的主要污染作用是其放射性，且其半衰期长，在很长时间内都具有放射性，另外核废料中有大量重金属，但不会自发爆炸，所以选项A、C正确9下列所述正确的是()A原子是组成物质的不可再分的最小微粒B原子是最大的微粒C原子由原子核和核外电子构成，质子和中子组成了原子核D质子、中子本身也是复合粒子，它们也有着自己复杂的结构解析：选CD.由原子结构的知识及本节内容可知C、D正确10(2011年天津高二质检)已知介子、介子都是由一个夸克(夸克u或夸克d)和一个反夸克(反夸克或反夸克)组成的，它们的带电量如下表所示，表中e为元电荷.ud 带电量eeeeee下列说法正确的是()A由u和组成 B由d和组成C由u和组成 D由d和组成解析：选AD.根据电荷量关系可知，由于介子带有e的电荷量，又由于介子是由一个夸克和一个反夸克组成，根据题意可知介子(e)应由一个夸克u(e)和一个反夸克 (e)组成，A正确；同理介子由夸克d和反夸克组成，D正确故正确答案为A、D.三、非选择题11在核反应堆中，为了使中子减速成为慢中子，必须用重水或石墨作减速剂，使快中子跟减速剂的原子核相碰(设这些碰撞是弹性正碰)，以达到减速的目的你认为用原子量大的作减速剂效果好还是用原子量小的作减速剂效果好？试作相应说明和计算(设减速原子核原来是静止的)解析：因中子与减速剂原子核发生弹性碰撞，碰撞过程动量和动能都守恒设中子质量为m，减速剂原子核质量为M，中子的初速度为v0，有mv0mv1Mv2，mvmvMv，解得v1v0.可见，当M越接近m时，v1越小，即原子量小的减速效果好答案：见解析12现有的核电站比较广泛采用的核反应之一是UnNdZr3(n)8(e).(1)核反应方程中的是中微子，它不带电，质量数为零试确定生成物锆(Zr)的电荷数与质量数(2)已知铀(U)核的质量为235.0493 u，中子质量为1.0087 u，钕(Nd)核质量为142.9098 u，锆核质量为89.9047 u；又知1 u1.66061027 kg，