沪科版选修35 裂变及其应用 第1课时 作业.doc

5.2裂变及其应用1关于重核的裂变，以下说法正确的是( )a铀核裂变在自然界中会自发地产生b重核裂变释放出大量能量，产生明显的质量亏损，所以核子数要减少c由于重核的核子平均质量大于中等质量核的核子平均质量，所以重核裂变为中等质量的核时，要发生质量亏损，放出核能d美国扔在广岛的第一颗原子弹小男孩是用铀238制成的，之所以用铀238，是因其容易发生链式反应【解析】根据重核发生裂变的条件和裂变释放能量的原理分析可知，裂变时因铀核俘获中子发生核反应，是核能转化为其他形式能的过程，因而释放的能量远大于其俘获中子时吸收的能量；重核裂变只能发生在人为核反应中；在裂变反应中核子数是不会减少的，因此a、b错误重核裂变为中等质量的原子核时，由于平均质量减小，必然发生质量亏损，从而释放出核能，所以c正确铀235比铀238易于发生链式反应，可以短时间内放出巨大的核能，因此用铀235制作原子弹而不用铀238，故d错误【答案】c2(多选)1938年哈恩用中子轰击铀核，发现产物中有原子核钡(ba)、氪(kr)、中子和一些射线下列关于这个实验的说法中正确的是( )a这个实验的核反应方程是unbakr3nb这是一个核裂变过程，反应后粒子质量之和大于反应前粒子质量之和c这个反应中释放出的能量可以用爱因斯坦的光电效应方程来计算d实验中产生的射线穿透能力极强【解析】根据质量数守恒、电荷数守恒，铀核裂变的核反应方程应为：unbakr3n，选项a正确；铀核裂变过程中产生射线，放出能量，发生质量亏损，释放的能量根据爱因斯坦的质能方程计算，选项b、c错误；核反应中产生的射线，穿透能力极强，是能量极高的光子，选项d正确【答案】ad3铀是常用的一种核燃料，若它的原子核发生了如下的裂变反应：unxesr2n，则a_，z_.【解析】根据核反应中的质量数、电荷数守恒可知，a94，z38.【答案】94384关于核反应堆中用镉棒控制反应速度的原理，下列说法正确的是( )a镉棒能释放中子，依靠释放的多少控制反应速度b用镉棒插入的多少控制快中子变为慢中子的数量c利用镉棒对中子吸收能力强的特点，依靠插入的多少控制中子数量d镉棒对铀核裂变有一种阻碍作用，利用其与铀的接触面积的大小控制反应速度【解析】镉棒不是离子源不会释放中子，a错误，也不是减速剂，不能使快中子变为慢中子，b、d错误，镉棒对中子有吸收作用，通过中子强度检测器检测，当反应太强，镉棒能自动插入，多吸收中子，反之，自动抽出，少吸收中子，故镉棒也叫控制棒，c正确【答案】c5(多选)关于原子核反应堆，下面哪种说法是正确的( )a镉棒是核燃料，裂变时释放核能b镉棒的作用是控制反应堆的功率c石墨的作用是吸收中子d冷却剂的作用是控制反应堆的温度和输出热量【解析】核燃料即为用浓缩铀制成的铀棒，铀棒裂变时释放核能；镉棒具有很强的吸收慢中子的能力，通过控制镉棒插入的深度来控制链式反应的速度，即可控制反应堆的功率；石墨的作用是使裂变产生的快中子减速成为慢中子；冷却剂的作用是控制反应堆的温度和输出热量则b、d正确，a、c错误【答案】bd6.落在日本广岛上的原子弹，相当于2万吨tnt炸药放出的能量原子弹放出的能量约8.41013 j，试问有多少个u原子核进行分裂？该原子弹中含u的质量最小限度为多少千克？(一个u原子核分裂时所产生的能量约为200 mev)【解析】一个u原子核分裂时所产生的能量约为200 mev200106 ev2.01081.61019 j3.21011 j.设共有n个u核发生裂变：n个2.61024个，铀的质量m235103kg1.015 kg.【答案】2.61024个1.015 kg7现有的核电站比较广泛采用的核反应之一是：unndzr3n8e (1)核反应方程中的是中微子，它不带电，质量数为零试确定生成物锆(zr)的电荷数与质量数；(2)已知铀(u)核的质量为235.049 3 u，中子质量为1.008 7 u，钕(nd)核质量为142.909 8 u，锆核质量为89.904 7 u又知1 u1.660 61027 kg，试计算，1 kg铀235大约能产生的能量是多少？【解析】(1)根据电荷数和质量数守恒，可得zr的电荷数z9260840质量数a2361433190.(2)方法一：质量亏损m(mumn)(mndmzr3mn)0.217 4 u.一个铀核裂变释放能量em931.5 mev0.217 4931.5 mev202.5 mev1 kg铀核含有的原子核数为n6.021023个2.5621024个1 kg铀核产生的能量e总ne2.562202.51024mev5.21026mev5.210261061.61019 j8.31013 j.方法二：m(mumn)(mndmzr3mn)0.217 4 u0.217 41.660 61027 kg3.61028 kge