2019-2020年高中物理第十九章原子核6重核的裂變練習新人教版選修.doc

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2019-2020年高中物理第十九章原子核6重核的裂變練習新人教版選修 1．現(xiàn)在核電站發(fā)電的能量來自于(　　) A．天然放射性元素衰變放出的能量 B．人工放射性同位素放出的能量 C．重核裂變放出的能量 D．化學反應(yīng)放出的能量 解析：重核裂變過程中質(zhì)量虧損，伴隨著巨大能量放出，因此目前核電站均是采用了重核裂變放出的能量進行發(fā)電的．故A、B、D錯誤，C正確． 答案：C 2．鈾核裂變時，對于產(chǎn)生鏈式反應(yīng)的重要因素，下列說法中正確的是(　　) A．鈾塊的質(zhì)量是重要因素，與體積無關(guān) B．為了使裂變的鏈式反應(yīng)容易發(fā)生，最好直接利用裂變時產(chǎn)生的中子 C．若鈾235的體積超過它的臨界體積，裂變的鏈式反應(yīng)就能夠發(fā)生 D．能否發(fā)生鏈式反應(yīng)與鈾塊的質(zhì)量無關(guān) 解析：要使鈾核裂變產(chǎn)生鏈式反應(yīng)，鈾塊的體積必須大于臨界體積．但鈾核的質(zhì)量無論怎樣，只要組成鈾塊的體積小于臨界體積，則不會發(fā)生鏈式反應(yīng)，裂變反應(yīng)中產(chǎn)生的中子為快中子，這些快中子不能直接引發(fā)新的裂變．如果鈾塊的質(zhì)量大，則其體積大，若超過臨界體積則發(fā)生鏈式反應(yīng)．由此知A、B、D錯誤，C正確． 答案：C 3.U吸收一個慢中子后，分裂成Xe和Sr，還放出(　　) A．1個α粒子　　　 B．3個中子 C．10個中子 D．10個質(zhì)子 解析：設(shè)放出的粒子的質(zhì)量數(shù)為x，電荷數(shù)為y，核反應(yīng)過程滿足質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒．由題意可得 由此判斷該核反應(yīng)放出的一定是中子，且個數(shù)是10. 答案：C 4．一個U原子核在中子的轟擊下發(fā)生一種可能的裂變反應(yīng)，其裂變方程為U＋n→X＋Sr＋2n，則下列敘述正確的是(　　) A．X原子核中含有86個中子 B．X原子核中含有141個核子 C．因為裂變時釋放能量，根據(jù)E＝mc2，所以裂變后的總質(zhì)量數(shù)增加 D．因為裂變時釋放能量，出現(xiàn)質(zhì)量虧損，所以生成物的總質(zhì)量數(shù)減少 解析：X原子核中的核子數(shù)為(235＋1)－(94＋2)＝140(個)，B錯誤．中子數(shù)為140－(92－38)＝86(個)，A正確．裂變時釋放能量，出現(xiàn)質(zhì)量虧損，但是其總質(zhì)量數(shù)是不變的，C、D錯． 答案：A 1．我國秦山核電站第三期工程中有兩個60萬千瓦的發(fā)電機組，發(fā)電站的核能來源于92U的裂變，現(xiàn)有四種說法： ①92U原子核中有92個質(zhì)子，143個中子； ②92U的一種可能裂變是變成兩個中等質(zhì)量的原子核，核反應(yīng)方程為92U＋n→54Xe＋Sr＋2n； ③92U是天然放射性元素，常溫下它的半衰期約為45億年，升高溫度半衰期縮短； ④一個92U裂變能放出200 MeV的能量，合3.210－11 J. 以上說法中完全正確的是(　　) A．①②③　　　　　 B．②③④ C．①③④ D．①②④ 解析：92U有核子數(shù)235個，質(zhì)子數(shù)92個，中子數(shù)235－92＝143，①正確；裂變反應(yīng)式滿足質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)也守恒，②正確；半衰期與溫度無關(guān)，③錯；根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程知④正確，所以D項正確． 答案：D 2．在核反應(yīng)方程式U＋n―→Sr＋Xe＋kX中(　　) A．X是中子，k＝9 B．X是中子，k＝10 C．X是質(zhì)子，k＝9 D．X是質(zhì)子，k＝10 解析：核反應(yīng)方程應(yīng)遵循電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒，在題目所給的核反應(yīng)中，設(shè)X的質(zhì)子數(shù)為x，則核反應(yīng)方程的左邊質(zhì)子數(shù)為92＋0＝92，右邊質(zhì)子數(shù)為38＋54＋x＝92，x＝0，X的質(zhì)子數(shù)為0，所以X為中子，左邊質(zhì)量數(shù)為235＋1＝236，右邊質(zhì)量數(shù)為90＋136＋k1＝236，k＝10，所以k的數(shù)值為10. 答案：B 3．鎘棒在核反應(yīng)堆中的作用是(　　) A．使快中子變慢中子 B．使慢中子變快中子 C．使反應(yīng)速度加快 D．控制反應(yīng)速度，調(diào)節(jié)反應(yīng)速度的快慢 解析：在核反應(yīng)堆中石墨起變快中子為慢中子的作用，鎘棒起吸收中子、控制反應(yīng)速度、調(diào)節(jié)功率大小的作用． 答案：D 4．為使鏈式反應(yīng)平穩(wěn)進行，可采用下列的辦法　(　　) A．鈾塊可制成任何的體積 B．鈾核裂變釋放的中子可直接去轟擊另外的鈾核 C．通過慢化劑將產(chǎn)生的中子減速 D．用鎘棒可作為慢化劑使中子減速 解析：由于使鈾塊發(fā)生鏈式反應(yīng)的體積應(yīng)大于臨界體積，故A錯誤，鈾核裂變釋放出的為快中子，不能直接再去轟擊鈾核，必須用慢化劑減速，而鎘棒是用于控制中子數(shù)量的，故C正確，B、D錯誤． 答案：C 5．(多選)山東榮成石島灣核電站總裝機規(guī)模400萬千瓦．核電站與火電站相比較，其優(yōu)勢在于(　　) A．核燃料釋放出的能量遠大于相等質(zhì)量的煤放出的能量 B．就可采儲量來說，地球上核燃料資源遠多于煤炭 C．核電站造成的污染大于相等發(fā)電能力的火電站 D．核電站比火電站更容易建造 解析：核電站與火電站相比，相等質(zhì)量的核燃料放出的能量比煤放出的能量要大很多，地球上可開采核礦石儲量所能提供的能量約為煤、石油的15倍，只要措施得當，核電站造成的污染很小，核能屬于清潔能源，A、B均正確，C錯誤；核電站的建造難度較大，D錯誤． 答案：AB 6．一個鈾235吸收一個中子發(fā)生核反應(yīng)時大約放出196 MeV的能量，則1 g純92U完全發(fā)生核反應(yīng)時放出的能量為(NA為阿伏加德羅常數(shù))(　　) A．NA196 MeV B．235NA196 MeV C．235196 MeV D.196 MeV 解析：由于1 mol的鈾核質(zhì)量為235 g，1 g鈾235的摩爾數(shù)為，因此1 g鈾235釋放的能量E＝196 MeV，故D正確． 答案：D 7．用中子轟擊鈾核(U)，其中的一個可能反應(yīng)是分裂成鋇(Ba)和氪(Kr)兩部分，放出3個中子．各個核和中子的質(zhì)量如下： mU＝390.313 910－27 kg， mn＝1.674 910－27 kg， mBa＝234.001 610－27 kg， mKr＝152.604 710－27 kg. 試寫出核反應(yīng)方程，算出反應(yīng)中釋放的核能． 解析：根據(jù)反應(yīng)前后的質(zhì)量數(shù)守恒、核電荷數(shù)守恒和反應(yīng)中的能量守恒，就可以寫出核反應(yīng)方程． 根據(jù)該反應(yīng)前后的質(zhì)量虧損，用愛因斯坦的質(zhì)能方程就可算出釋放的核能． 此鈾核裂變方程為： n＋U→Ba＋Kr＋3n. 則核反應(yīng)前后的質(zhì)量虧損為： Δm＝mU＋mn－mBa－mKr－3mn＝0.357 810－27 kg. 由愛因斯坦的質(zhì)能方程可得釋放的核能為： ΔE＝Δmc2＝0.357 810－27(2.997 9108)2 J≈ 3．215 710－11 J. 答案：n＋U→Ba＋Kr＋3n 3．215 710－11 J