2016-2017学年高中物理 第十九章 原子核新人教版选修3-5_4

1 第十九章 原子核 6 重核的裂变 1现在核电站发电的能量来自于( ) A天然放射性元素衰变放出的能量 B人工放射性同位素放出的能量 C重核裂变放出的能量 D化学反应放出的能量 解析：重核裂变过程中质量亏损，伴随着巨大能量放出，因此目前核电站均是采用了 重核裂变放出的能量进行发电的故 A、B、D 错误，C 正确 答案：C 2铀核裂变时，对于产生链式反应的重要因素，下列说法中正确的是( ) A铀块的质量是重要因素，与体积无关 B 为了使裂变的链式反应容易发生，最好直接利用裂变时产生的中子 C若铀 235 的体积超过它的临界体积，裂变的链式反应就能够发生 D能否发生链式反应与铀块的质量无关 解析：要使铀核裂变产生链式反应，铀块的体积必须大于临界体积但铀核的质量无 论怎样，只要组成铀块的体积小于临界体积，则不会发生链式反应，裂变反应中产生的中 子为快中子，这些快中子不能直接引发新的裂变如果铀块的质量大，则其体积大，若超 过临界体积则发生链式反应由此知 A、B 、D 错误，C 正确 答案：C 3. U 吸收一个慢中子后，分裂成 Xe 和 Sr，还放出( )23592 13654 9038 A1 个 粒子 B3 个中子 C10 个中子 D10 个质子 解析：设放出的粒子的质量数为 x，电荷数为 y，核反应过程满足质量数守恒和电荷数 守恒由题意可得 由此判断该核反应放出的一定是中子，且个数是 10. 答案：C 4一个 U 原子核在中子的轰击下发生一种可能的裂变反应，其裂变方程为 U23592 23592 nX Sr2 n，则下列叙述正确的是( )10 9438 10 AX 原子核中含有 86 个中子 2 BX 原子核中含有 141 个核子 C因为裂变时释放能量，根据 E mc2，所以裂变后的总质量数增加 D因为裂变时释放能量，出现质量亏损，所以生成物的总质量数减少 解析：X 原子核中的核子数为(2351)(942)140(个)，B 错误中子数为 140(9238)86(个)，A 正确裂变时释放能量，出现质量亏损，但是其总质量数是不 变的，C、D 错 答案：A 1我国秦山核电站第三期工程中有两个 60 万千瓦的发电机组，发电站的核能来源于 92U 的裂变，现有四种说法：235 92U 原子核中有 92 个质子，143 个中子；235 92U 的一种可能裂变是变成两个中等质量的原子核，核反应方程为 92U n235 235 10 54Xe Sr2 n；139 9538 10 92U 是天然放射性元素，常温下它的半衰期约为 45 亿年，升高温度半衰期缩短；235 一个 92U 裂变能放出 200 MeV 的能量，合 3.2 1011 J.235 以上说法中完全正确的是( ) A B C D 解析： 92U 有核子数 235 个，质子数 92 个，中子数 23592143，正确；裂变235 反应式满足质量数守恒，电荷数也守恒，正确；半衰期与温度无关，错；根据爱因斯 坦质能方程知正确，所以 D 项 正确 答案：D 2在核反应方程式 U n Sr Xe kX 中( )23592 10 9038 13654 AX 是中子， k9 BX 是中子， k10 CX 是质子， k9 DX 是质子， k10 解析：核反应方程应遵循电荷数守恒和质量数守恒，在题 目所给的核反应中，设 X 的 质子数为 x，则核 反应方程的左边质子数为 92092，右边质子数为 3854 x92， x0，X 的质子数为 0，所以 X 为中子，左边质量数为 2351236，右 边质量数为 90136 k1236， k10，所以 k 的数值为 10. 答案：B 3镉棒在核反应堆中的作用是( ) A使快中子变慢中子 B使慢中子变快中子 3 C使反应速度加快 D控制反应速度，调节反应速 度的快慢 解析：在核反应堆中石墨起变快中子为慢中子的作用，镉棒起吸收中子、控制反应速 度、调节功率大小的作用 答案：D 4为使链式反应平稳进行，可采用下列的办法 ( ) A铀块可制成任何的体积 B铀核裂变释放的中子可直接去轰击另外的铀核 C通过慢化剂将产生的中子减速 D用镉棒可作为慢化剂使中子减速 解析：由于使铀块发生链式反应的体积应大于临界体积，故 A 错误，铀核裂变释放出 的为快中子，不能直接再去轰击铀核，必须用慢化剂减速，而镉棒是用于控制中子数量的， 故 C 正确，B、D 错误 答案：C 5(多选)山东荣成石岛湾核电站总装机规模 400 万千瓦核电站与火电站相比较，其 优势在于( ) A核燃料释放出的能量远大于相等质量的煤放出的能量 B就可采储量来说，地球上核燃料资源远多于煤炭 C核电站造成的污染大于相等发电能力的火电站 D核电站比火电站更容易建造 解析：核电站与火电站相比，相等质量的核燃料放出的能量比煤放出的能量要大很多 ， 地球上可开采核矿石储量所能提供的能量约为煤 、石油的 15 倍，只要措施得当，核电站 造成的污染很小，核能属于清洁能源，A、B 均正确，C 错误；核电站的建造难度较大，D 错误 答案：AB 6一个铀 235 吸收一个中子发生核反应时大约放出 196 MeV 的能量，则 1 g 纯 92U 完全发生核反应时放出的能量为( NA为阿伏加德罗常数)( )235 A NA196 MeV B235 NA196 MeV C235196 MeV D. 196 MeV NA235 解析：由于 1 mol 的铀核质量为 235 g，1 g 铀 235 的摩尔数为 ，因此 1 g 铀 235 1235 释放的能量 E 196 MeV，故 D 正确 NA235 答案：D 4 7用中子轰击铀核( U)，其中的一个可能反应是分裂成钡( Ba)和氪( Kr)两部23592 14156 9236 分， 放出 3 个中子各个核和中子的质量如下： mU390.313 910 27 kg， mn1.674 910 27 kg， mBa234.001 610 27 kg， mKr152.604 710 27 kg. 试写出核反应方程，算出反应中释放的核能 解析：根据反应前后的质量数守恒、核电荷数守恒和反应中的能量守恒，就可以写出 核反应方程 根据该反应前后的质量亏损，用爱因斯坦的质能方程就可算出释放的核能 此铀核裂变方程为： n U Ba Kr3 n.10 23592 14156 9236 10 则核反应前后的质量亏损 为： m mU mn mBa mKr3