5.5核能的利用與環(huán)境保護(hù)

一、單選題

1.下列說法不正確的是（）

A.目前世界上各國的核電站都是利用輕核聚變反應(yīng)放出的能量

B.壓力和溫度對放射性元素衰變的快慢都沒有影響

C.在光電效應(yīng)現(xiàn)象中，從金屬表面逸出的光電子的最大初動能與入射光的頻率有關(guān)

D.按照玻爾理論，氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時，電子的動能減小，原子總

能量增大

2.下列說法中正確的是（）

A.鈾235裂變成赦136和錮90并放出9個中子

B.一塊純凈的放射性元素的礦石，經(jīng)過一個半衰期以后，它的總質(zhì)量僅剩下一半

C.石墨在反應(yīng)堆起到降低核反應(yīng)速度的作用

D.較重的核分裂成中等質(zhì)量大小的核，核子的比結(jié)合能會增加

3.下列說法中正確的是（）

A.核反應(yīng)堆中常用鎘棒作為“慢化劑”，使快中子減速

B.金屬發(fā)生光電效應(yīng)的截止頻率隨入射光頻率的增大而增大

C.組成原子核的核子數(shù)越多，原子核的結(jié)合能就越高，原子核就越穩(wěn)定

D.原子具有各自的特征譜線，是由于不同原子的結(jié)構(gòu)不同，能級各不相同

4.下列說法正確的是（）

A.T2靠Th+；He這是重核的裂變反應(yīng)方程

B.：H+；Hf；He+，這是輕核聚變反應(yīng)方程

C.所有的核反應(yīng)過程都會出現(xiàn)質(zhì)量虧損，因此都會向外釋放能量

D.核反應(yīng)堆產(chǎn)生的能量來自輕核聚變

5.現(xiàn)有核電站是利用核能發(fā)電，對于緩解能源危機(jī)起到了重要作用。我們現(xiàn)在利用核能發(fā)電主要是利用了

（）

A.重核的裂變B.輕核的聚變C.兩種方式共存D.核能發(fā)電對環(huán)境污染嚴(yán)重

6.下列說法中正確的是（）

A.a粒子散射實驗表明了原子核具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)

B.石墨在反應(yīng)堆起到降低核反應(yīng)速度的作用

C.燃料鈾在反應(yīng)堆中發(fā)生裂變反應(yīng)

D.將鈾棒插入得更深些，反應(yīng)堆的核反應(yīng)速度將降低

7.下列說法正確的是（）

A.通過給人注射碘的放射性同位素碘131,然后定時測量甲狀腺及鄰近組織的放射強(qiáng)度，有助于診斷甲狀

腺疾病，這是利用放射性同位素原子作為示蹤原子

B.X射線是原子核處于高能級向低能級躍遷而產(chǎn)生的

C.貝克勒爾發(fā)現(xiàn)的鈾和含鈾的礦物能發(fā)出看不見的射線，這種射線中存在X射線可使照相底版感光

D.目前核電站主要是核裂變，為控制核反應(yīng)速度，可以利用鎘棒作為慢化劑，減緩中子的速度

二、多選題

8.下列說法正確的是

A.由波爾原子模型可以推知，氫原子處于激發(fā)態(tài)，量子數(shù)越大，核外電子動能越小

B.康普頓效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)，說明了光子不但具有能量，還具有動量.

C.德布羅意指出微觀粒子的動量越大，其對應(yīng)的波長就越長

D.現(xiàn)已建成的核電站的能量均來自于核聚變

9.下列說法正確的是（）

A.核反應(yīng)堆中常用鎘棒作為“慢化劑”，使快中子減速

B.天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，揭示了原子核具有內(nèi)部結(jié)構(gòu)

C.盧瑟福通過。粒子的散射實驗，發(fā)現(xiàn)了原子的核式結(jié)構(gòu)

D.實物粒子的運(yùn)動速度越大，其物質(zhì)波的波長就越大

10.關(guān)于核電站和核輻射，下列說法中正確的是（）

A.核反應(yīng)堆發(fā)生的是輕核聚變反應(yīng)

B.核反應(yīng)堆發(fā)生的是重核裂變反應(yīng)

C.放射性同位素的半衰期長短是由核內(nèi)部本身決定，與外部條件無關(guān)

D.放射性同位素的半衰期長短與地震、風(fēng)力等外部環(huán)境有關(guān)

11.關(guān)于近代物理學(xué)，下列說法正確的是

A.玻爾原子模型能很好地解釋氫原子光譜的實驗規(guī)律

B.電子的行射現(xiàn)象說明電子具有波動性

C.德布羅意指出微觀粒子的動量越大，其對應(yīng)的波長就越大

D.目前我國核電站的能量來源于輕核聚變

12.2018年8月23日，我國"十一五’'期間重點(diǎn)建設(shè)的十二大科學(xué)裝置之首——“中國散裂中子源”項目，

正式投入運(yùn)行。這標(biāo)志著我國成為繼英美日三國之后，第四個擁有散裂中子源的國家。散裂中子源除了在

科學(xué)研究方面有極為重要作用外，其產(chǎn)生的中子還能用來治療癌癥。下列關(guān)于中子的說法正確的是（）

A.盧瑟福用a粒子轟擊《9Be,產(chǎn)生4C,發(fā)現(xiàn)了中子

B.放射性p射線其實質(zhì)是高速中子流，可用于醫(yī)學(xué)的放射治療

C.笊核聚變反應(yīng)會釋放出能量，其核反應(yīng)方程為+

D.核電站可通過控制中子數(shù)目來控制核反應(yīng)劇烈程度

三、解答題

13.查找華人科學(xué)家在粒子物理領(lǐng)域的成果和事跡，寫一篇文章，并與同學(xué)交流。

14.秦山核電站第一期工程裝機(jī)容量為3xlOS\V。如果1g鈾235完全核裂變時產(chǎn)生的能量為8.2X102J,

并且假定所產(chǎn)生的能量都變成了電能，那么每年要消耗多少鈾235?

參考答案

1.A

【詳解】

A.目前世界上各國的核電站都是利用核裂變放出的能量，故A錯誤；

B.放射性元素的半衰期與壓力和溫度無關(guān)，故B正確；

C.根據(jù)光電效應(yīng)方程線=〃丫-"知，從金屬表面逸出的光電子最大初動能與入射光的頻率有關(guān)，故C正

確；

D.氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時，原子總能量增大，根據(jù)

,e2v2

k-=m—

r~r

知，電子動能減小，故D正確。

本題選不正確的，故選A。

2.D

【解析】

發(fā)生核反應(yīng)的過程滿足電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒，鈾235裂變成值136的錮90的過程中，質(zhì)量數(shù)守恒，由于中

子的質(zhì)量數(shù)等于1,所以中子的個數(shù)：〃=235+1-136—90=10,所以可能的裂變的反應(yīng)方程式為：

第u+[nf普Xe+鸚r+10；,n,A錯誤；經(jīng)過一個半衰期以后，有一半的質(zhì)量發(fā)生衰變，產(chǎn)生新核，導(dǎo)致

剩下的總質(zhì)量要大于原質(zhì)量的一半，B錯誤；核反應(yīng)堆中的燃料是鈾，用石墨、重水作為慢化劑，石墨在

反應(yīng)堆起到使裂變時產(chǎn)生的中子速度減小，易于被鈾核吸收的作用，C錯誤；裂變和聚變都伴隨著巨大能

量的釋放，出現(xiàn)質(zhì)量虧損，根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程知道：核子的比結(jié)合能都會增加，D正確.

3.D

【詳解】

A.核反應(yīng)堆中常用石墨（或水）作為“慢化劑”，使快中子減速，鎘棒能夠吸收中子，用來控制反應(yīng)，A錯

誤;

B.金屬的截止頻率滿足/7%=%，所以截止頻率和金屬的逸出功有關(guān)，與入射光的頻率無關(guān)，B錯誤；

C.組成原子核的核子數(shù)越多，原子核的結(jié)合能就越高，原子核的比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定，C錯誤；

D.原子具有各自的特征譜線，是由于不同原子的結(jié)構(gòu)不同，能級各不相同，躍遷時產(chǎn)生光的頻率不同，D

正確。

故選D。

4.B

【詳解】

A.^Uf”Th+；He是a衰變方程，故A錯誤；

B.：H+：Hf：He+[n這是輕核聚變反應(yīng)方程，故B正確；

C.有些核反應(yīng)是吸收能量的，因此有些核反應(yīng)的質(zhì)量是增加的，故C錯誤；

D.核反應(yīng)堆產(chǎn)生的能量來自重核裂變，故D錯誤。

故選B。

5.A

【詳解】

核能發(fā)電是利用鈾原子核裂變時發(fā)出的核能來發(fā)電的，即利用了重核的裂變，故A正確，BCD錯誤。

故選Ao

6.C

【解析】

a粒子散射實驗說明原子具有核式結(jié)構(gòu)，不能說明原子核具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)；故A錯誤；石墨在反應(yīng)堆中起到

將快中子轉(zhuǎn)換為熱中子的作用，可以加快核反應(yīng)速度；故B錯誤；核反應(yīng)堆中的燃料鈾發(fā)生裂變反應(yīng)，從

而釋放出大量熱量；故c正確；將鈾棒插入的更深一些后，與中子接觸的鈾原子增大，反應(yīng)堆的核反應(yīng)速

度將加快，故D錯誤；故選C.

點(diǎn)睛：本題考查核電站的工作原理及a粒子散射實驗，要明確各種材料在受控核反應(yīng)中所起的作用.原子

核反應(yīng)堆中鈾棒是核反應(yīng)堆的燃料，鎘棒是吸收中子的材料，慢化劑（如石墨、重水等）起減慢裂變產(chǎn)生

的快中子的速度，冷卻劑把反應(yīng)堆的熱量傳遞出去，同時使反應(yīng)堆冷卻.

7.A

【詳解】

A.給人注射碘的放射性同位素碘131,做示蹤原子，有助于診斷甲狀腺的疾病，A正確；

B.X射線產(chǎn)生的物理原理是原子的內(nèi)層電子受到激發(fā)后產(chǎn)生，B錯誤；

C.1896年法國物理學(xué)家貝克勒爾發(fā)現(xiàn)有些物質(zhì)能夠發(fā)出一些看不見的射線，后來研究發(fā)現(xiàn)射線主要有三

種即：a射線、夕射線及/射線，C錯誤；

D.核反應(yīng)堆利用鎘棒吸收中子控制核反應(yīng)速度，D錯誤。

8.AB

【解析】

22

由波爾原子模型可以推知，氫原子處于激發(fā)態(tài)，量子數(shù)越大，核外電子半徑越大，根據(jù)左二=加上可知，

廠r

動能越小，選項A正確；康普頓效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)，說明了光子不但具有能量，還具有動量，選項B正確；德布

羅意指出微觀粒子的動量越大，其對應(yīng)的波長就越短，選項C錯誤；現(xiàn)已建成的核電站的能量均來自于核

裂變，選項D錯誤；故選AB.

9.BC

【詳解】

A.裂變核反應(yīng)堆中，通常用慢化劑，比如重水等讓快中子減速，A錯誤；

B.天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)揭示了原子核具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，B正確;

C.盧瑟福通過a粒子散射實驗的研究發(fā)現(xiàn)了原子的核式結(jié)構(gòu)，C正確；

D.根據(jù)德布羅意的理論

x.=—h

其速度越大物質(zhì)波的波長越短，D錯誤。

故選BC。

10.BC

【解析】

核電站是利用重核的裂變來發(fā)電的，重核的裂變形成的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是可在人工控制下進(jìn)行的，A錯誤B正確;

放射性元素衰變的快慢是由核內(nèi)部自身的因素決定的，跟原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件沒有關(guān)系，C正

確D錯誤.

11.AB

【詳解】

A.玻爾原子理論解釋氫原子光譜，故A正確；

B.電子的衍射實驗證實了物質(zhì)波的存在，說明電子具有波動性，故B正確；

C.依據(jù)德布羅意波長公式4=一可知，微觀粒子的動量越大，其對應(yīng)的波長就越短，故C錯誤；

P

D.現(xiàn)已建成的核電站的能量均來自于核裂變，故D錯誤.

12.CD

【詳解】

A.查德威克用a粒子轟擊被核，發(fā)現(xiàn)了中子；盧瑟福發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，故A錯誤。

B.放射性夕射線其實質(zhì)是高速電子流，選項B錯誤;

C.笊核聚變反應(yīng)會釋放出能量，其核反應(yīng)方程為；H+；Hf；He+：n,選項C正確;

D.核電站可通過控制中子數(shù)目來控制核反應(yīng)劇烈程度，選項D正確；

故選CD.

13.見解析

【詳解】

1958年，一個改變了黃旭華的一生。“里只說去北京出差，其他什么也沒說。我簡單收拾了一下行李

就去了?！秉S旭華說，他從上海到了北京才知道，國家要搞核潛艇。這是黃旭華人生的重要轉(zhuǎn)折點(diǎn)，從此，

他的一生與核潛艇結(jié)緣。

在此4年前，美國建造的世界第一艘核潛艇首次試航，一年前，蘇聯(lián)第一艘核潛艇下水?核潛艇剛一

問世，即被視為捍衛(wèi)國家核心利益的“殺手銅1958年6月27日，聶榮臻元帥向中共中央呈送《關(guān)于開展

研制導(dǎo)彈原子潛艇的報告》，得到毛澤東主席批準(zhǔn)。這份絕密報告，拉開了中國研制核潛艇的序幕。然而，

當(dāng)時的中國要造核潛艇，談何容易？1959年秋，赫魯曉夫訪華，中國領(lǐng)導(dǎo)人希望蘇聯(lián)幫助中國發(fā)展核潛艇,

但赫魯曉夫認(rèn)為，核潛艇技術(shù)復(fù)雜，中國搞不了。對此，毛澤東誓言：“核潛艇，一萬年也要搞出來！

”“主席這句話，體現(xiàn)了中國人自己造核潛艇的決心?！?黃旭華說，這種激勵難以言表。然而，當(dāng)時連核潛

艇長什么樣兒也不知道?！皼]辦法，只能‘騎驢找馬’，搜羅核潛艇相關(guān)信息，拼湊出核潛艇的輪廓。''黃

旭華說，他們只得帶著“三面鏡子”找有用信息：用"放大鏡''搜索相關(guān)資料，用“顯微鏡”審視相關(guān)內(nèi)容，用

“照妖鏡”分辨真假虛實。就這樣，中國核潛艇事業(yè)在一窮二白的基礎(chǔ)上起步，在一波三折中發(fā)展。

1964年10月，中國第一顆原子彈爆炸成功。原子彈上天，帶來核潛艇下海的希望。5個月后，核潛艇

研制工作全面啟動。核潛艇總體研究設(shè)計所在葫蘆島成立，黃旭華開始了“荒島求索''的人生。那是個特殊的

年代。文革時期政治運(yùn)動不斷，白天養(yǎng)豬、修豬圈、接受批判，晚上黃旭華和同事們潛心于核潛艇事業(yè)。

沒有計算機(jī)計算核心數(shù)據(jù)，就用算盤和計算尺。為了控制核潛艇的總重和穩(wěn)性，就用磅秤來稱。黃旭華和

同事們用最“土''的辦法解決了尖端的技術(shù)問題，同時用創(chuàng)新的思維解決關(guān)鍵問題。核潛艇的形狀是采用常規(guī)

線型還是水滴線型，一度困擾著黃旭華和他的同事們。美國發(fā)展核潛艇分三步走，先是采用適合水面航行

為主的常規(guī)線型，同時建造一艘常規(guī)動力水滴線型潛艇，摸索水滴型體的流體性能，在此基礎(chǔ)上研制出先

進(jìn)的水滴型核潛艇。依據(jù)大量試驗和科學(xué)論證，黃旭華提出，“三步并作一步走”，研制中國的水滴型核潛艇。

“一個偵察兵已把最佳路線偵察出來，就沒必要重走他偵察時的路線了。”黃旭華說。

功夫不負(fù)有心人。黃旭華和同事們先后突破了核潛艇中最為關(guān)鍵和重大的核動力裝置、水滴線型艇體、

艇體結(jié)構(gòu)、人工大氣環(huán)境、水下通訊、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)、發(fā)射裝置7項技術(shù)，也就是“七朵金花

1970年12月26日，中國第一艘攻擊型核潛艇順利下水。

1974年8月1日，中國第一艘核潛艇被命名為“長征一號”，正式列入海軍戰(zhàn)斗序列。

這是世界核潛艇史上罕見的速度：上馬三年后開工，開工兩年后下水，下水四年后正式入列。

1981年4月，我國第一艘彈道導(dǎo)彈核潛艇成功下水。兩年四個月后，交付海軍訓(xùn)練使用，加入海軍戰(zhàn)

斗序列。中國成為繼美、蘇、英、法之后世界上第五個擁有核潛艇的國家.

核潛艇潛入深海，才能隱蔽自己，在第一次核打擊后保存自己，進(jìn)行第二次核報復(fù)，從而實現(xiàn)戰(zhàn)略威

懾。

1988年4月29日，我國進(jìn)行核潛艇首次深潛試驗。數(shù)百米深的深潛試驗，是最危險的試驗?！焙藵撏?/p>

上一塊撲克牌大小的銅板，深潛后承受的外壓是1噸多。這么大的艇體，有一塊鋼板不合格、一條焊縫有

問題、一個閥門封不嚴(yán)，都是艇毀人亡的結(jié)局！”深潛試驗遭遇事故并不罕見。上世紀(jì)60年代，美國核潛

艇"長尾鯊'’號便在深潛試驗時沉沒，艇上一百多人全部遇難。對參試人員來說，這無疑是個巨大的心理考驗。

為增強(qiáng)參試人員