2019-2020年高中物理 11裂變和聚變 核能的利用課后作業(yè) 新人教版選修1-2.doc

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2019-2020年高中物理 11裂變和聚變 核能的利用課后作業(yè) 新人教版選修1-2 1.利用重核裂變釋放核能時(shí)選用鈾235核,主要原因是(　　) A.它裂變放出核能比其他重核裂變多 B.它可能分裂成三部分或四部分 C.它能自動(dòng)裂變,與體積無(wú)關(guān) D.它比較容易形成鏈?zhǔn)椒磻?yīng) 解析:鈾235核易于吸收慢中子,容易形成鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。 答案:D 2.核反應(yīng)方程H+H→n,在該核反應(yīng)中將(　　) A.吸收能量　質(zhì)量增加 B.吸收能量　質(zhì)量虧損 C.放出能量　質(zhì)量虧損 D.放出能量　質(zhì)量增加 解析:聚變反應(yīng)中質(zhì)量虧損,釋放能量。 答案:C 3.U吸收一個(gè)慢中子后,分解成Ba和Kr,并放出(　　) A.1個(gè)α粒子　　　　　　　 B.1個(gè)氘核 C.3個(gè)中子 D.2個(gè)中子 解析:裂變方程為U+n→Ba+Kr+n,放出3個(gè)中子。 答案:C 4.以下說(shuō)法正確的是(　　) A.聚變是裂變的逆反應(yīng) B.如果裂變釋放能量,則聚變必定吸收能量 C.聚變需將反應(yīng)物加熱至數(shù)百萬(wàn)度以上高溫,顯然是吸收能量 D.裂變與聚變均可釋放巨大能量 解析:從形式上看,裂變與聚變似乎是互為逆反應(yīng),其實(shí)不然,因?yàn)槎叩姆磻?yīng)物與生成物全然不同。裂變是重核分裂成中等核,而聚變則是輕核聚合成為次輕核,無(wú)直接關(guān)聯(lián),并非互為逆反應(yīng),A錯(cuò)誤。既然裂變與聚變不是互為逆反應(yīng),則在能量的流向上也不必相反,所以B錯(cuò)。要實(shí)現(xiàn)聚變反應(yīng),必須使參加反應(yīng)的輕核充分接近,需要數(shù)百萬(wàn)度高溫提供能量。但聚變反應(yīng)一旦實(shí)現(xiàn),所釋放的能量遠(yuǎn)大于所吸收的能量。因此,總的說(shuō)來(lái),聚變反應(yīng)還是釋放能量,故D正確,C錯(cuò)誤。 答案:D 5.在某些恒星內(nèi),3個(gè)α粒子結(jié)合成一個(gè)C,C原子的質(zhì)量是12.000 0 u,He原子的質(zhì)量是4.002 6 u,已知1 u=1.6610-27 kg,則(1 u相當(dāng)于931.5 MeV的能量)(　　) A.反應(yīng)過(guò)程中的質(zhì)量虧損是Δm=0.007 8 u B.反應(yīng)過(guò)程中的質(zhì)量虧損是Δm=1.2910-29 kg C.反應(yīng)過(guò)程中放出的能量是7.266 MeV D.反應(yīng)過(guò)程中放出的能量是1.1610-19 J 解析:其反應(yīng)方程是HeC。其質(zhì)量虧損Δm=34.002 6 u-12.000 0 u=0.007 8 u,A項(xiàng)對(duì);Δm=0.007 81.6610-27 kg=1.2910-29 kg,B項(xiàng)對(duì);ΔE=0.007 8931.5 MeV=7.266 MeV,C項(xiàng)對(duì);ΔE=Δmc2=1.2910-29 kg(3.0108 m/s)2=1.1610-12 J,D項(xiàng)錯(cuò)。 答案:ABC 6.我國(guó)秦山核電站第三期工程中有兩個(gè)60萬(wàn)千瓦的發(fā)電機(jī)組,發(fā)電站的核能來(lái)源于U的裂變,現(xiàn)有四種說(shuō)法: ①U原子核中有92個(gè)質(zhì)子,有143個(gè)中子 U的一種可能裂變是變成兩個(gè)中等質(zhì)量的原子核,核反應(yīng)方程式為XeSr+n U是天然放射性元素,常溫下它的半衰期約為45億年,升高溫度半衰期變短 以上說(shuō)法中完全正確的有(　　) A.①②③ B.②③ C.①③ D.①② 解析:由U的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)關(guān)系易知①正確。由核反應(yīng)方程中電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒知②正確;半衰期不受外界因素干擾,故③錯(cuò)誤。故答案為D。 答案:D 7.歷史上利用加速器實(shí)現(xiàn)的核反應(yīng),是用加速后動(dòng)能為0.5 MeV的質(zhì)子p轟擊靜止的X,生成兩個(gè)動(dòng)能均為8.9 MeV的He。(1 MeV=1.610-13 J) (1)上述核反應(yīng)方程為　　　　　　　　　　　　。 (2)質(zhì)量虧損為　　　　 kg。 解析:(1)核反應(yīng)方程為pHeHe 或pLiHeHe。 (2)釋放的核能ΔE=(8.92-0.5)1.610-13 J =2.76810-12 J。 由ΔE=Δmc2得Δm= kg ≈3.110-29 kg。 答案:(1)pHeHe(或pLiHeHe)　(2)3.110-29 8.一個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子聚變?yōu)橐粋€(gè)氚核,已知質(zhì)子質(zhì)量mH=1.007 3 u,中子質(zhì)量mn=1.008 7 u,氚核質(zhì)量m=3.018 u。 (1)寫(xiě)出聚變方程。 (2)釋放出的核能有多大? (3)平均每個(gè)核子釋放的能量有多大? 解析:(1)聚變方程為H+H。(2)質(zhì)量虧損Δm=mH+2mn-m=(1.007 3+21.008 7-3.018) u=0.006 7 u。釋放的核能ΔE=Δmc2=0.006 7931.5 MeV≈6.24 MeV。(3)平均每個(gè)核子釋放的能量為 MeV=2.08 MeV。 答案:(1H+H　(2)6.24 MeV　(3)2.08 MeV