高中物理 第十九章 原子核 6 重核的裂變課堂演練 新人教版選修35

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1、 6 重核的裂變 1．原子反應(yīng)堆是實(shí)現(xiàn)可控制的重核裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的一種裝置，它主要由哪四部分組成(　　) A．原子燃料、減速劑、冷卻系統(tǒng)和控制調(diào)節(jié)系統(tǒng) B．原子燃料、減速劑、發(fā)熱系統(tǒng)和傳熱系統(tǒng) C．原子燃料、減速劑、碰撞系統(tǒng)和傳熱系統(tǒng) D．原子燃料、中子源、原子能存聚系統(tǒng)和輸送系統(tǒng) 解析：原子反應(yīng)堆主要由四部分組成： 原子燃料、減速劑、冷卻系統(tǒng)和控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)．故選A. 答案：A 2．鈾核裂變時(shí)，對(duì)于產(chǎn)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的重要因素，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．鈾塊的質(zhì)量是重要因素，與體積無(wú)關(guān) B．為了使裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)容易發(fā)生，最好直接利用裂變時(shí)產(chǎn)生的中子 C．若鈾235的

2、體積超過(guò)它的臨界體積，裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)就能夠發(fā)生 D．能否發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)與鈾塊的質(zhì)量無(wú)關(guān) 解析：要使鈾核裂變產(chǎn)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，鈾塊的體積必須大于臨界體積．但鈾核的質(zhì)量無(wú)論怎樣，只要組成鈾塊的體積小于臨界體積，則不會(huì)發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?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(guò)臨界體積則發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)．由此知A、B、D錯(cuò)誤，C正確． 答案：C 3.U吸收一個(gè)慢中子后，分裂成Xe和Sr，還放出(　　) A．1個(gè)α粒子　　　 B．3個(gè)中子 C．10個(gè)中子 D．10個(gè)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(guò)程滿足質(zhì)量數(shù)守恒和電

3、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(gè)數(shù)是10. 答案：C 4．一個(gè)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(gè)中子 B．X原子核中含有141個(gè)核子 C．因?yàn)榱炎儠r(shí)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?yàn)榱炎儠r(shí)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(gè))，B錯(cuò)誤．中子數(shù)為140－(92－38)＝86(個(gè))，A正確．裂變時(shí)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、

4、D錯(cuò)． 答案：A A級(jí)　抓基礎(chǔ) 1．(多選)下列關(guān)于重核裂變的說(shuō)法中，正確的是(　　) A．核裂變反應(yīng)是一個(gè)吸能反應(yīng) B．核裂變反應(yīng)是一個(gè)放能反應(yīng) C．核裂變反應(yīng)的過(guò)程質(zhì)量虧損 D．核裂變反應(yīng)的過(guò)程質(zhì)量增加 解析：核裂變反應(yīng)的過(guò)程有質(zhì)量虧損，根據(jù)質(zhì)能方程可知是一個(gè)放能反應(yīng)，故選BC. 答案：BC 2.下列核反應(yīng)中，表示核裂變的是（　?。? A.92U→90Th＋He　　　　　 B.6C→7N＋e C.92U＋n→56Ba＋Kr＋3n D.Be＋He→6C＋n 解析：A是α衰變方程；B是β衰變方程；C是重核裂變方程；D是原子核的人工轉(zhuǎn)變方程；故選C. 答案：C

5、3.（多選）鈾核在被中子轟擊后分裂成兩塊質(zhì)量差不多的碎塊，這類核反應(yīng)定名為核裂變.1947年中國(guó)科學(xué)家錢三強(qiáng)、何澤慧在實(shí)驗(yàn)中觀察到鈾核也可能分裂為三部分或四部分，其概率大約是分裂為兩部分的概率的千分之三.關(guān)于鈾核的裂變，下列說(shuō)法正確的是（　?。? A.裂變的產(chǎn)物不是唯一的 B.裂變的同時(shí)能放出2～3個(gè)或更多個(gè)中子 C.裂變能夠釋放巨大能量，每個(gè)核子平均釋放的能量在裂變反應(yīng)中比在聚變反應(yīng)中的大 D.裂變物質(zhì)達(dá)到一定體積（即臨界體積）時(shí)，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)才可以持續(xù)下去 解析：因鈾核也可能分裂為三部分或四部分，則裂變的產(chǎn)物不是唯一的，選項(xiàng)A正確；因裂變是鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，則裂變的同時(shí)能放出2～3個(gè)或更多個(gè)中

6、子，在重新轟擊鈾核發(fā)射裂變，選項(xiàng)B正確；核子在一次聚變反應(yīng)中釋放的能量不一定比裂變反應(yīng)多，但平均每個(gè)核子在聚變中釋放的能量一定大，故C錯(cuò)誤；裂變物質(zhì)達(dá)到一定體積（即臨界體積）時(shí)，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)才可以持續(xù)下去，選項(xiàng)D正確；故選ABD. 答案：ABD 4．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92U的裂變，現(xiàn)有四種說(shuō)法： ①92U原子核中有92個(gè)質(zhì)子，143個(gè)中子； ②92U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(gè)92U裂變能

7、放出200 MeV的能量，合3.210－11 J. 以上說(shuō)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(gè)，質(zhì)子數(shù)92個(gè)，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(wú)關(guān)，③錯(cuò)；根據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程知④正確，所以D項(xiàng)正確． 答案：D B級(jí)　提能力 5．一個(gè)鈾235吸收一個(gè)中子后的核反應(yīng)方程是U＋n→Xe＋Sr＋10n，放出的能量為E，鈾235核的質(zhì)量為M，中子的質(zhì)量為m，氙136核的質(zhì)量為m1，鍶90核的質(zhì)量為m2，真空中光速為c，則釋放的能量E等于(　　)

8、A．(M－m1－m2－10m)c2 B．(M＋m－m1－m2)c2 C．(M－m1－m2－9m)c2 D．(m1＋m2＋9m－M)c2 解析：鈾235裂變時(shí)的質(zhì)量虧損Δm＝M＋m－m1－m2－10m＝M－m1－m2－9m.由質(zhì)能方程，可得ΔE＝Δmc2＝(M－m1－m2－9m)c2. 答案：C 6．一個(gè)鈾235吸收一個(gè)中子發(fā)生核反應(yīng)時(shí)大約放出196 MeV的能量，則1 g純92U完全發(fā)生核反應(yīng)時(shí)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

9、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(gè)可能反應(yīng)是分裂成鋇(Ba)和氪(Kr)兩部分，放出3個(gè)中子．各個(gè)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(xiě)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(xiě)出核反應(yīng)方程． 根據(jù)該反應(yīng)前后的質(zhì)量虧損，用愛(ài)因斯坦的質(zhì)能方

10、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(ài)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 6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375