教科版选修35 核裂变 第1课时 作业.docx

1(多选)为应对能源危机和优化能源结构，提高清洁能源的比重，我国制定了优先选择核能，其次加快发展风能和再生能源的政策，在核电中长期发展规划中要求2020年核电运行装机总容量达到4 000万千瓦的水平，请根据所学物理知识，判断下列说法中正确的是()a核能发电对环境的污染比火力发电要小b核能发电对环境的污染比火力发电要大c现有核电站都只利用重核裂变释放大量的原子能d现有核电站既可以利用重核裂变，又可以利用轻核裂变释放大量的原子能【解析】目前，核电站都用核裂变，其原料是轴，且核裂变在核反应堆中应用的是比较清洁的能源，故a、c正确，b、d错误。【答案】ac2下列说法正确的是()a研制核武器的钚239(94pu)由铀239(92u)经过4次衰变而产生b发现中子的核反应方程是behe6cnc20 g的92u经过两个半衰期后其质量变为15 gd.92u在中子轰击下，生成sr和54xe的核反应前后，原子核的核子总数减少【答案】b3(多选)铀核裂变是核电站核能的重要来源，其一种裂变反应式是92un56bakr3n.下列说法正确的有()a上述裂变反应中伴随着中子放出b铀块体积对链式反应的发生无影响c铀核的链式反应可人工控制d铀核的半衰期会受到环境温度的影响【解析】由质量数守恒可知有3个中子放出，故a正确铀块的体积和纯度都对链式反应的发生产生影响，故b错误核反应堆的铀核链式反应可人工控制，放射性元素的半衰期由核本身决定，故c正确，d错误【答案】ac42020年以前我国将新增投产2 300万千瓦的核电站，核电站与火电站相比较，下列说法正确的是()a核燃料释放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大于煤炭c在经济效益方面核电与火电不相上下d核电站没有任何污染e核反应堆用过的核废料具有很强的辐射性，要做特殊处理【解析】核燃料释放的能量远大于相等质量的煤放出的能量，a项正确；就可采储量所提供的能量来说，核燃量提供的能量远大于煤炭所能提供的能量，而不是采储量，b项错；在经济效益方面核电与火电不相上下，c项正确；核电站是有污染的，核反应堆用过的核废料具有很强的辐射性，要做特殊处理，d项错，e项正确【答案】ace5.原子反应堆是实现可控制的重核裂变链式反应的一种装置,它主要由哪四部分组成()a.原子燃料、减速剂、冷却系统和控制调节系统b.原子燃料、减速剂、发热系统和传热系统c.原子燃料、减速剂、碰撞系统和传热系统d.原子燃料、中子源、原子能存聚系统和输送系统答案:a解析:通过学习,我们知道核反应堆的构成分四部分:原子燃料、减速剂、冷却系统和控制调节系统。6.裂变反应中释放出的能量来自于()a.核子消失转化为能量b.原子中电子与原子核的电势能减小c.入射的中子消失转化为能量d.原子核的比结合能变大,释放出能量答案:d解析:发生核反应过程中,核子数保持守恒,中子未消失,故a错误;能量来自于原子核内部,因重核分裂为中等质量的核时,比结合能增加而释放出能量,d正确。7.一个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u+nsr+n,则下列叙述正确的是()a.x原子核中含有86个中子b.x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答案:a解析:x原子核中的核子数为(235+1)-(94+2)=140,b项错误。中子数为140-(92-38)=86,a项正确。裂变时释放能量,出现质量亏损,但是其总质量数是不变的,所以c、d项错误。8.(多选)下列关于重核裂变的说法中,正确的是()a.核裂变反应是一个吸能反应b.核裂变反应是一个放能反应c.核裂变反应的过程质量亏损d.核裂变反应的过程质量增加答案:bc9.(多选)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.核电站造成的污染远小于相等发电能力的火电站d.核电站比火电站更容易建造答案:abc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、c均正确;核电站的建造难度较大,d错误。10利用反应堆工作时释放出的热能使水汽化以推动汽轮发电机发电，这就是核电站核电站消耗的“燃料”很少，但功率却很大，目前，核能发电技术已经成熟，我国已经具备了发展核电的基本条件(1)核反应堆中的“燃料”是92u，完成下面的核反应方程式92un90()sr54xe10n；(2)一座100万千瓦的核电站，每年需要多少浓缩铀？已知铀核的质量为235.043 9 u，氙核质量为135.907 2 u，锶核质量为89.907 7 u1 u1.661027 kg，浓缩铀中铀235的含量占2%.【解析】(1)92un 90(38)srxe10n.(2)核电站每年放出的热量：qpt1.01093.610324365 j3.21016 j.一个92u裂变放出的热量：emc2(235.043 989.907 7135.907 291.008 7)1.661027(3108)2 j2.31011 j.需要浓缩铀：m2.7104 kg.【答案】(1) unsrxe10n(2)2.7104 kg11核能是一种高效的能源(1)在核电站中，为了防止放射性物质泄漏，核反应堆有三道防护屏障：燃料包壳、压力壳和安全壳图353结合图353甲可知，安全壳应当选用的材料是_(2)图乙是用来监测工作人员受到辐射情况的胸章，通过照相底片被射线感光的区域，可以判断工作人员受到何种辐射当胸章上1 mm铝片和3 mm铝片下的照相底片被感光，而铅片下的照相底片未被感光时，结合图甲分析可知工作人员一定受到了_射线的辐射；当所有照相底片被感光时，工作人员一定受到了_射线的辐射【解析】(1)核反应堆最外层是厚厚的水泥防护层，以防止射线外泄，所以安全壳应选用的材料是混凝土(2)射线可穿透几毫米厚的铝片，而射线可穿透几厘米厚的铅板【答案】(1)混凝土(2)12.u受中子轰击时会发生裂变，产生 ba和 kr，同时放出200 mev的能量，现要建设发电能力是50万千瓦的核电站，用铀235作为原子锅炉的燃料，假设核裂变释放的能量全部被用来发电，那么一天需要纯铀235的质量为多少？(阿伏伽德罗常数取6.021023 mol1)【解析】每天发电的总量e243.61035108 j4.321013 j.要得到这么多能量需要裂变的铀原子数目n1.351024(个)则对应的质量m235103 kg0.527 kg.【答案】0.527 kg13在所有能源中，核能具有能量密度大，地区适应性强的优势，在核电站中，核反应堆释放的核能被转化为电能核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量核能. (1)核反应方程式unbakrax是反应堆中发生的许多核反应中的一种，n为中子，x为待求粒子，a为x的个数，则x为_，a_.以mu、mba、mkr分别表示u、ba、kr核的质量，mn、mp分别表示中子、质子的质量，c为光在真空中传播的速度，则在上述核反应过程中放出的核能e是多少？(2)有一座发电能力为p1.00106 kw的核电站，核能转化为电能的效率40%，假定反应堆中发生的裂变反应全是本题(1)中的核反应，已知每次核反应过程放出的核能e2.781011 j，核的质量mu3901027 kg，求每年(1年3.15107 s)消耗的u的质量【解析】(1)由反应方程可知：x为n，a为3，释放的能量为e(mumbamkr2mn)c2.(2)因电站发电效率为40%，故电站消耗u的功率为p kw2.5106 kw，电站每年消耗235u的能量为wpt2.51093.15107 j7.8751016 j.每年消耗u的质量为m mukg1 105 kg.【答案】(1)n3(mumbamkr2mn)c2 (2)1 105 kg141945年7月，为了加速日本军国主义的灭亡，促使日本早日无条件投降，美国在日本的广岛、长崎投下了两枚原子弹，落在日本广岛的原子弹，其爆炸释放的能量相当于2104 t tnt爆炸的能量(约8.41013 j)，由此可知该原子弹中铀235的质量是多少千克？(已知裂变的核反应方程为92u