主题七 核能及其应用（B卷·能力提升卷）-《物理（通用类）》（高教版第三版）单元过关卷(原卷版+解析版)

编写说明：本套试卷紧扣《物理（通用类）》（高教版第三版）教材，以教材章节为基准精准覆盖核心考点。 每个章节设置AB卷，A卷为基础巩固卷，侧重基础考点训练，帮助学生扎实掌握知识要点；B卷为能力提升卷，注重知识整合与全面检测，引导学生构建知识网络。全书设计4份综合测试卷，模拟实战情境，聚焦解题能力突破，全面提升应试能力与知识应用水平。 主题七 核能及其应用 （B卷·能力提升） 考试时间：60分钟 满分：100分 班级 姓名 学号 成绩 一、单项选择题(本大题共15小题，每小题3分，共45分.在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的) 1．原子的体积绝大部分是核外空间，但原子的质量主要集中在（　　） A．所有核外电子上 B．原子外表面 C．原子核与核外空间各一半 D．原子核内 【答案】D 【解析】质子和中子的质量远大于电子质量，因此原子质量主要集中在核内，D正确。A错误：电子只占原子质量的很小部分；B错误：原子没有承载主要质量的实体外壳；C错误：质量不是按空间体积均匀分配的。 2．区分不同化学元素时，决定元素种类的是原子核内的（　　） A．中子数 B．质子数 C．质子数与中子数之和 D．核外暂时具有的电子数 【答案】B 【解析】核电荷数即质子数决定元素种类，B正确。A错误：同一种元素可以具有不同中子数的同位素；C错误：同一种元素的同位素可有不同质量数；D错误：失去或得到电子形成离子时，元素种类仍可不变。 3．设元电荷的大小为。某中性原子核带电荷，它全部核外电子的总电荷应为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【解析】原子电中性要求核内正电荷与核外负电荷的代数和为零，A正确。B错误：核外电子带负电；C错误：核外负电荷的大小不能超过核内正电荷而仍保持中性；D错误：核外电子的总电荷不为零。 4．以下现象中，主要能量来源属于轻核聚变的是（　　） A．太阳持续发光发热 B．煤炭燃烧 C．电热丝通电发热 D．水由高处流下推动水轮 【答案】A 【解析】太阳内部的轻核聚变为其持续辐射提供能量，A正确。B错误：煤炭燃烧主要是化学反应；C错误：电热丝把电能转化为内能；D错误：该过程主要利用重力势能。 5．对目前常见的商用核电站，关于其反应堆能量来源的表述正确的是（　　） A．主要通过核燃料普通燃烧放热 B．依靠发电机转动不断制造核能 C．主要利用可控的裂变链式反应 D．必须让反应不受控制才能发电 【答案】C 【解析】目前常见商用核电站利用可控裂变释放能量，C正确。A错误：核燃料释放核能不等同于普通化学燃烧；B错误：发电机把机械能转化为电能；D错误：核电利用要求反应受到控制。 6．在需要辐射防护管理的工作场所，按规定佩戴个人剂量计，其主要用途是（　　） A．使周围所有射线立即消失 B．完全代替屏蔽和管理措施 C．记录和监测个人受到的辐射剂量 D．仅凭外观判断所有设备安全 【答案】C 【解析】个人剂量计用于监测受照情况，为防护管理提供依据，C正确。A错误：剂量计是监测工具，不会消除周围射线；B错误：监测不能代替其他防护措施；D错误：安全判断不能只看外观。 7．硫原子核的质量数是32，核电荷数是16。某硫离子带有2个负的元电荷，该离子的中子数、核外电子数依次是（　　） A．， B．， C．， D．， 【答案】C 【解析】中子数；带两个负元电荷表示电子比质子多2个，故电子数为18，C正确。A错误：带负电应是电子多而不是电子少；B错误：把质量数误当成中子数；D错误：电荷变化发生在核外，没有使中子数增加。 8．一个核内共有24个核子的中性原子，核电荷为。它因电离失去2个电子后，下列数据正确的是（　　） A．核外电子10个，核内核子仍为24个 B．核外电子12个，核内核子22个 C．核外电子14个，核内核子24个 D．核外电子10个，核内核子26个 【答案】A 【解析】初始电子数为12，失去2个后剩10个，电离不改变核子数，A正确。B错误：把失去的电子当成了核子；C错误：把失去电子误算成得到电子；D错误：核外电子变化不增加核子数。 9．在核反应中，根据质量数和核电荷数守恒，粒子是（　　） A．质子 B．电子 C．中子 D．氦核 【答案】C 【解析】质量数守恒给出，核电荷数守恒给出，故为中子，C正确。A错误：质子的电荷数为1，不符合本题电荷数守恒；B错误：电子的质量数和电荷数均不符合本题；D错误：其质量数与电荷数都过大。 10．某核能释放过程放出的能量为。取，相应的质量亏损为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【解析】先换算，再用得，D正确。A错误：没有将千焦换算成焦耳；B错误：错误地用能量除以光速而不是光速平方；C错误：错误地把能量乘以光速平方。 11．课堂简化模型中，每次某核反应释放，其中50%转化为可利用能量。要得到的可利用能量，需发生的反应次数为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【解析】所需总释放能量为，除以单次释放能量，得次，B正确。A错误：忽略了只有一半能量可利用；C错误：把可利用能量乘以效率后再除以单次能量；D错误：反应次数应由能量相除求得，不是能量相乘。 12．某核电站简化模型的热输入功率为，电输出功率为，其余均作为未利用热功率散出。电能转换效率与未利用热功率分别为（　　） A．， B．， C．， D．， 【答案】A 【解析】效率，未利用热功率为，A正确。B错误：把未利用的比例当成效率；C错误：损失功率应由输入减输出求得；D错误：与题给的输入、输出功率不符。 13．一组理想原子模型中共有50个中性原子，仅包括质量数20的甲和质量数22的乙；两者的核电荷数都为10。全部原子核内共有540个中子，则甲原子的个数为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【解析】甲、乙每核中子数分别为10和12，设甲有个，则，解得，D正确。A错误：这是乙原子的个数；B错误：代入后总中子数不是540；C错误：若全部为甲，中子总数只有500。 14．某核能释放过程在内对应的质量亏损总量为，释放能量的25%转化为电能。取，平均电功率为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【解析】核能，电能为，再除以得，D正确。A错误：没有考虑25%的转换效率；B错误：把电能数值当成了功率；C错误：把总释放能量乘以时间且遗漏效率。 15．某核过程使一个原子核的质量数减少4、核电荷数减少2。若变化前后的原子均处于电中性状态，下列比较正确的是（　　） A．元素种类不变，只有电子数减少2 B．元素种类改变，中子数和电子数均减少2 C．中子数减少4，电子数不变 D．质量数减少4，所以质子数减少4 【答案】B 【解析】核电荷数减少2使元素改变；中子数变化为，中性原子的电子数也随核电荷数减少2，B正确。A错误：核电荷数已改变，元素种类随之改变；C错误：没有扣除质子数的变化，且忽略电中性条件；D错误：质子数由核电荷数确定，题设仅减少2。 二、填空题(本大题共5小题，每小题3分，共15分). 16．在核素符号中，元素符号左上方的质量数，表示核内______的总数。 【答案】质子和中子 【解析】质量数等于质子数与中子数之和，也就是核子总数。 17．以元电荷的大小为电荷单位，一个中子所带净电荷为______ 。 【答案】 【解析】中子不带净电荷，因此其电荷为。 18．某原子核的质量数为44，中子数是质子数的倍，该原子核的核电荷数为______。 【答案】 【解析】设质子数为，则，解得，这也是核电荷数。 19．某核电装置在内输出电能，电能转换效率为40%，其平均热输入功率为______ 。 【答案】 【解析】电输出功率，故。 20．某核能释放过程的质量亏损总量为。释放能量的40%转化为电能，其中四分之一用于装置自身，其余全部外供。取，外供电能为______ 。 【答案】 【解析】核能，发电量为。 外供电能为。 三、解答题（本大题共4小题，每小题10分，共40分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤) 21．比较两种氧原子核和。请回答： （1）两种原子核各有多少个质子 （2）两种原子核各有多少个中子 （3）它们是否互为同位素，并说明判断依据。 【答案】(1)8个，8个；(2)8个，10个；(3)是，质子数相同而中子数不同。 【解析】（1）两种原子核的核电荷数均为8，质子数均为8（3分）； （2）中子数依次为和（3分）； （3）它们互为同位素（2分），因为核内质子数相同而中子数不同（2分）。 22．某核能释放过程对应的质量亏损为。取，其中25%的释放能量转化为电能，其余作为未利用热量散出，忽略储能变化。求： （1）核反应释放的总能量 （2）产生的电能 （3）未利用热量，并用一个能量关系式核对结果。 【答案】(1)；(2)；(3)，。 【解析】（1）（3分）； （2）（3分）； （3）（2分），核对有（2分）。 23．课堂用理想模拟数据说明射线测厚原理，以下不是实际实验记录。在相同照射、探测条件下，同种材料越厚，扣除背景后的透射计数越少。每分钟背景计数为100，标准样品的读数为600，待测样品的读数为450，两读数均含背景。请回答： （1）标准样品每分钟的净透射计数 （2）待测样品每分钟的净透射计数，并判断它比标准样品厚还是薄 （3）说明检测区设置合适屏蔽的作用，以及能否用肉眼直接判断电离辐射是否存在。 【答案】(1)500；(2)350，比标准样品厚；(3)屏蔽可减弱穿透的射线，不能用肉眼直接判断电离辐射是否存在。 【解析】（1）标准样品净计数为（3分）； （2）待测样品净计数为（1分），净计数较少，故待测样品更厚（2分）； （3）合适的屏蔽可减弱穿透的射线，从而减少不必要的照射（2分）；肉眼不能直接判断电离辐射是否存在，应依据专业检测与管理要求（2分）。 24．在一个核电站课堂能量模型中，稳定热输入功率为，发电环节把40%的输入热能转化为电能。发出的电能有10%用于电站自身，余下部分送入电网；送电环节再损失其中的5%，其余到达用户。考察，忽略储能变化。求： （1）该时段总热输入能量 （2）发出的总电能及电站自用电能 （3）到达用户的电能，并求从总热输入到用户用电的总效率。 【答案】(1)；(2)，；(3)，。 【解析】（1）（3分）； （2）（2分）， （1分）； （3）（2分）， 总效率（2分）。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 编写说明：本套试卷紧扣《物理（通用类）》（高教版第三版）教材，以教材章节为基准精准覆盖核心考点。 每个章节设置AB卷，A卷为基础巩固卷，侧重基础考点训练，帮助学生扎实掌握知识要点；B卷为能力提升卷，注重知识整合与全面检测，引导学生构建知识网络。全书设计4份综合测试卷，模拟实战情境，聚焦解题能力突破，全面提升应试能力与知识应用水平。 主题七 核能及其应用 （B卷·能力提升） 考试时间：60分钟 满分：100分 班级 姓名 学号 成绩 一、单项选择题(本大题共15小题，每小题3分，共45分.在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的) 1．原子的体积绝大部分是核外空间，但原子的质量主要集中在（　　） A．所有核外电子上 B．原子外表面 C．原子核与核外空间各一半 D．原子核内 2．区分不同化学元素时，决定元素种类的是原子核内的（　　） A．中子数 B．质子数 C．质子数与中子数之和 D．核外暂时具有的电子数 3．设元电荷的大小为。某中性原子核带电荷，它全部核外电子的总电荷应为（　　） A． B． C． D． 4．以下现象中，主要能量来源属于轻核聚变的是（　　） A．太阳持续发光发热 B．煤炭燃烧 C．电热丝通电发热 D．水由高处流下推动水轮 5．对目前常见的商用核电站，关于其反应堆能量来源的表述正确的是（　　） A．主要通过核燃料普通燃烧放热 B．依靠发电机转动不断制造核能 C．主要利用可控的裂变链式反应 D．必须让反应不受控制才能发电 6．在需要辐射防护管理的工作场所，按规定佩戴个人剂量计，其主要用途是（　　） A．使周围所有射线立即消失 B．完全代替屏蔽和管理措施 C．记录和监测个人受到的辐射剂量 D．仅凭外观判断所有设备安全 7．硫原子核的质量数是32，核电荷数是16。某硫离子带有2个负的元电荷，该离子的中子数、核外电子数依次是（　　） A．， B．， C．， D．， 8．一个核内共有24个核子的中性原子，核电荷为。它因电离失去2个电子后，下列数据正确的是（　　） A．核外电子10个，核内核子仍为24个 B．核外电子12个，核内核子22个 C．核外电子14个，核内核子24个 D．核外电子10个，核内核子26个 9．在核反应中，根据质量数和核电荷数守恒，粒子是（　　） A．质子 B．电子 C．中子 D．氦核 10．某核能释放过程放出的能量为。取，相应的质量亏损为（　　） A． B． C． D． 11．课堂简化模型中，每次某核反应释放，其中50%转化为可利用能量。要得到的可利用能量，需发生的反应次数为（　　） A． B． C． D． 12．某核电站简化模型的热输入功率为，电输出功率为，其余均作为未利用热功率散出。电能转换效率与未利用热功率分别为（　　） A．， B．， C．， D．， 13．一组理想原子模型中共有50个中性原子，仅包括质量数20的甲和质量数22的乙；两者的核电荷数都为10。全部原子核内共有540个中子，则甲原子的个数为（　　） A． B． C． D． 14．某核能释放过程在内对应的质量亏损总量为，释放能量的25%转化为电能。取，平均电功率为（　　） A． B． C． D． 15．某核过程使一个原子核的质量数减少4、核电荷数减少2。若变化前后的原子均处于电中性状态，下列比较正确的是（　　） A．元素种类不变，只有电子数减少2 B．元素种类改变，中子数和电子数均减少2 C．中子数减少4，电子数不变 D．质量数减少4，所以质子数减少4 二、填空题(本大题共5小题，每小题3分，共15分). 16．在核素符号中，元素符号左上方的质量数，表示核内______的总数。 17．以元电荷的大小为电荷单位，一个中子所带净电荷为______ 。 18．某原子核的质量数为44，中子数是质子数的倍，该原子核的核电荷数为______。 19．某核电装置在内输出电能，电能转换效率为40%，其平均热输入功率为______ 。 20．某核能释放过程的质量亏损总量为。释放能量的40%转化为电能，其中四分之一用于装置自身，其余全部外供。取，外供电能为______ 。 三、解答题（本大题共4小题，每小题10分，共40分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤) 21．比较两种氧原子核和。请回答： （1）两种原子核各有多少个质子 （2）两种原子核各有多少个中子 （3）它们是否互为同位素，并说明判断依据。 22．某核能释放过程对应的质量亏损为。取，其中25%的释放能量转化为电能，其余作为未利用热量散出，忽略储能变化。求： （1）核反应释放的总能量 （2）产生的电能 （3）未利用热量，并用一个能量关系式核对结果。 23．课堂用理想模拟数据说明射线测厚原理，以下不是实际实验记录。在相同照射、探测条件下，同种材料越厚，扣除背景后的透射计数越少。每分钟背景计数为100，标准样品的读数为600，待测样品的读数为450，两读数均含背景。请回答： （1）标准样品每分钟的净透射计数 （2）待测样品每分钟的净透射计数，并判断它比标准样品厚还是薄 （3）说明检测区设置合适屏蔽的作用，以及能否用肉眼直接判断电离辐射是否存在。 24．在一个核电站课堂能量模型中，稳定热输入功率为，发电环节把40%的输入热能转化为电能。发出的电能有10%用于电站自身，余下部分送入电网；送电环节再损失其中的5%，其余到达用户。考察，忽略储能变化。求： （1）该时段总热输入能量 （2）发出的总电能及电站自用电能 （3）到达用户的电能，并求从总热输入到用户用电的总效率。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $