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典型的铀核裂变是生成钡和氪，同时放出x个中子： unbakrxn，铀235质量为m1，中子质量为m2，钡144质量为m3，氪89的质量为m4，下列说法正确()a. 该核反应类型属于人工转变b. 该反应放出能量(m12m2m3m4)c2c. x的值是2d. 该核反应比聚变反应对环境的污染少【答案】 b2链式反应中，重核在裂变时放出的粒子可引起其他重核的裂变，这种粒子是（ ）a. 电子 b. 中子 c. 质子 d. 粒子【答案】 b【解析】链式反应中，重核在裂变时放出的中子可引起其他重核的裂变，形成链式反应，故选b.3下列说法正确的是a. 氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后就一定剩下1个原子核了b. 原子核内的中子转化成一个质子和一个电子，这种转化产生的电子发射到核外，就是粒子，这就是衰变的实质c. 光子的能量由光的强度所决定d. 只要有核反应发生，就一定会释放出核能【答案】 b【解析】半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少数原子核的衰变无意义，选项a错误；原子核内的中子转化成一个质子和一个电子，这种转化产生的电子发射到核外，就是粒子，这就是衰变的实质，选项b正确；光子的能量由光的频率所决定，选项c错误；有核反应发生，必须要有质量亏损才会释放出核能，选项d错误；故选b.4一静止的铀核放出一个粒子衰变成钍核，衰变方程为，下列说法正确的是a. 衰变后钍核与粒子的动能之比为1：1b. 衰变后钍核与粒子的动量大小之比为1：1c. 铀核的半衰期等于其放出一个粒子所经历的时间d. 衰变后粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量【答案】 b点睛：本题考查了原子核的衰变，知道半衰期的定义，注意衰变过程中动量守恒，总动量为零，以及知道动量和动能的大小关系5用中子轰击原子核产生裂变反应,其可能的裂变方程为，、的质量分别为、，原子核的半衰期为,其比结合能小于原子核的比结合能,光在真空中的传播速度为.下列叙述正确的是a.原子核中含有56个中子 b. 若提高的温度,的半衰期将会小于 c. 裂变时释放的能量为 d. 原子核比原子核更稳定【答案】 c【解析】根据质量数和电荷数守恒原子，则y原子核中电荷数为92-36=56，质量数为235+1-3=233，则中子数为177，故a错误半衰期的大小与温度、压强等因素无关，由原子核内部因素决定，故b错误根据爱因斯坦质能方程知，裂变时释放的能量e=mc2=（m1-2m2-m3-m4）c2，故c正确原子核的比结合能比y原子核的比结合能小，可知y原子核比原子核更稳定，故d错误故选c点睛：解决本题的关键知道质量数、电荷数、中子数之间的关系，掌握爱因斯坦质能方程，知道半衰期的大小与原子核所处的物理环境和化学状态无关6恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应核反应方程为.以下说法不正确的是( )a. 该核反应为聚变反应b. 热核反应中有质量亏损c. 热核反应会放出巨大能量d. 由于核反应中质量数守恒，所以质量也是守恒的【答案】 d点睛：此题考查核聚变与核裂变的定义，核聚变的核反应方程等多读课本，掌握聚变反应与裂变反应的特点以及它们的区别是解答的关键7用著名的公式e=mc2(c是光速),可以计算核反应堆中为了产生一定的能量所需消耗的质量。下面的哪种说法是正确的( )a. 同样的公式e=mc2也可以用来计算一个手电筒发出一定能量光时所丢失的质量b. 公式e=mc2适用于核反应堆中的核能,不适用于电池中的化学能c. 只适用于计算核反应堆中为了产生一定的能量所需消耗的质量d. 公式e=mc2适用于任何类型的能量【答案】 ad【解析】公式，表明物体具有的能量与其质量成正比，能量增加，则质量增加，若核反应过程质量减小，能量减小，则会释放能量，该公式可以计算一个手电筒发出一定能量光时所丢失的质量，也可以计算电池中的化学能，故a正确b错误；公式也可计算电池中的化学能损失的质量，适用于任何类型的能量，故c错误d正确8核能作为一种新能源在现代社会中已不可缺少，我国在完善核电安全基础上将加大核电站建设。核泄漏中的钚（pu）是一种具有放射性的超铀元素，它可破坏人体细胞，提高患癌症的风险。已知钚的一种同位素 的半衰期为24100年，其衰变方程为puxhe，下列有关说法正确的是a. x原子核中含有143个中子b. 100个经过24100年后一定还剩余50个c. 由于衰变时释放巨大能量，根据emc2，衰变过程总质量增加d. 衰变发出的射线是频率很高的光子，具有很强的穿透能力【答案】 ad【解析】根据电荷数守恒、质量数守恒知，x的电荷数为92，质量数为235，则中子数为143故a正确半衰期具有统计规律，对大量的原子核适用故b错误由于衰变时释放巨大能量，根据e=mc2，衰变过程总质量减小故c错误衰变发出的放射线是波长很短的光子，具有很强的穿透能力故d正确故选d点睛：本题考查了核反应方程、半衰期、质能方程、射线的形状等基础知识点，比较简单，关键要熟悉教材，牢记这些基础知识点9下列五幅图的有关说法中不正确的是 ( )a. 原子中的电子绕原子核高速运转时，运行轨道的半径是任意的b. 发现少数粒子发生了较大偏转，说明原子的质量绝大部分集中在很小的空间范围c. 光电效应实验说明了光具有粒子性d. 射线甲由粒子组成，每个粒子带两个单位正电荷e. 链式反应属于重核的裂变【答案】 ad10下列说法中正确的是（ ）a. 电子的衍射现象说明实物粒子也具有波动性b. 衰变是原子核内部一个质子转化成一个中子的过程c. 裂变物质的体积小于临界体积时，链式反应不能进行d. 235u的半衰期约为7亿年，随地球环境的变化，半衰期可能变短【答案】 ac【解析】 电子的衍射现象说明实物粒子也具有波动性，选项a正确； 衰变是原子核内部一个中子转化成一个质子子的过程，选项b错误； 裂变物质的体积小于临界体积时，链式反应不能进行，选项c正确；半衰期与外界环境无关，选项d错误；故选ac.11在正、负电子对撞机中，一个负电子和一个正电子对撞发生湮灭而转化为一对光子。设正、负电子的静止质量均为m，对撞前的动能均为e，光在真空中的速度为c，普朗克常量为h，则对撞前后比较：（1）质量亏损m=_（2）转化成光子在真空中的波长= _【答案】 点睛：本题要知道光子的质量为零，运用能量守恒定律时，电子对撞前的动能不能忘记.12一个原来静止的锂核(li)俘获一个速度为7.7104m/s的中子后，生成一个氚核和一个氦核，已知氚核的速度大小为1.0103 m/s，方向与中子的运动方向相反计算结果保留两位有效数字。(1)试写出核反应方程；(2)求出氦核的速度大小；(3)若让一个氘核和一个氚核发生聚变时可产生一个氦核，同时放出一个中子，写出该核反应方程，并求这个核反应释放出的能量(已知氘核质量为md2.014102u，氚核质量为mt3.016050u，氦核质量mhe4.002603u，中子质量mn1.008665u，1u1.66061027kg)【答案】 (1) linhhe(2)2.0104m/s (3)2.81012j【解析】根据质量数守恒和电荷数书写核反应方程；根据动量守恒定律求解氦核的速度；求出质量亏损，再根据爱因斯坦质能方程求解核反应释放出的能量。（1）核反应方程为： （2）取中子的运动方向为正方向，由动量守恒定律： ，代入数据解得： 。（3）质量亏损为：mmdmtmhemn(2.0141023.0160504.0026031.008665) u0.018884u3.1361029kg根据爱因斯坦质能方程：emc23.1361029(3108)2j2.81012j.点睛：本题主要考查了核反应方程，在反应过程中遵循能量守恒定律和动量守恒定律。13假设某航空母舰的动力来自核反应堆，其中主要的核反应方程式是( ).（1）在括号内填写前的系数；（2）用m1、m2、m3分别表示、核的质量，m表示中子的质量，则上述反应过程中一个铀235核发生裂变产生的核能e是多少？（3）假设核反应堆的功率p6.0105 kw，若一个铀235核裂变产生的能量为2.81011 j，则该航空母舰在海上航行一个月需要消耗多少kg铀235？(铀235的摩尔质量m0.235 kg/mol，一个月约为t2.6106 s，阿伏加德罗常数na6.01023 mol1，计算结果保留两位有效数字)【答案】 （1）3（2）(m1m2m32m)c2（3）22 kg【解析】(1)由质量数与核电荷数守恒可知，产生的中子数为3；(2)由题意知，质量亏损为m=m1-m2-m3-2m，由质能方程可知，释放的核能为：(3)一个月内核反应产生的总能量为：e=pt同时所以解得：【点睛】核反应过程中质量数与核电荷数守恒，应用质量数与核电荷数守恒、应用质能方程即可正确解题，注意计算的正确性14用中子轰击锂核()发生核反应，产生氚和粒子并放出4.8 mev的能量（1）写出核反应方程式；（2）求上述反应中的质量亏损为多少(保留两位有效数字)；（3）若中子与锂核是以等大反向的动量相碰，则粒子和氚的动能之比是多少？【答案】 (1) linhhe4.8 mev.(2) 8.51030 kg. (3) 34【解析】（1）根据质量数和电荷数守恒可正确书写出该核反应方程（2）依据，算出亏损质量（3）根据动量守恒方程可正确求解粒子和氚的动能之比（1）根据质量数和电荷数守恒可得（2）质量亏损为（3）设m1、m2、v1、v2分别为氦核、氚核的质量和速度，由动量守恒定律得.氦核、氚核的动能之比15用中子轰击li发生核反应，生成氚核和粒子，并放出4.8 mev的能量(1 u相当于931.5 mev的能量)。(1)写出核反应方程；(2)求出质量亏损；(3)若中子和li是以等值反向的动量相碰,则生成的氚核和粒子的动能之比是多少?【答案】 （1） （2） （3）【解析】（1）核反应方程： （2）根据质能方程 可得： （或8.3510-31kg）（3）设m1、m2、v1、v2分别为氦核和氚核的质量和速度根据动量守恒： 所以粒子和氚核的动能之比为： 16一个静止的氡核，放出一个粒子后衰变为钋核 ，同时放出一定的能量。已知m氡222.086 63 u、m4.002 6 u、m钋218.076 6 u，1 u相当于931.5 mev的能量。（1）写出上述核反应方程；（2）求出发生上述核反应放出的能量。【答案】 （1）（2）6.92 mev【解析】(1) (2)质量亏损m222.086 63 u4.002 6 u218.076 6 u0.007 43 u根据质能方程，核反应放出的能量emc26.92 mev17h的质量是3.016 050 u，质子的质量是1.007 277 u，中子的质量是1.008 665 u则：一个质子和两个中子结合为氚核时，是吸收还是放出能量？该能量为多少？【答案】 放出能量 【解析】 (1)根据电荷数守恒、质量数守恒，一个质子和两个中子结合为氚核时得：h+2nh2个中子和1个质子结合成h时：m=2mn+mpmh=1.007277u+21.008665u3.016050u=0.008557u，发生了质量亏损，所以将放出能量；根据爱因斯坦质能方程,放出的能量为：e=mc2=0.008557931.5=7.97mev，18裂变反应是目前核能利用中常用的反应，以原子核为燃料的反应堆中，当俘获一个慢中子后发生的裂变可以有多种方式。其中一种可表示为：反应前后原子核的静止质量分别为mu = 235.0439u, mn = 1.0087u, mx = 138.9178u, ms = 93.9154u（以原子质量单位u为单位），已知1u的质量对应的能量为mev，求 ：（1）此裂变反应前后的质量亏损是多少？（2）释放出的能量是多少？【答案】 【解析】（1）裂变反应前后的质量亏损是：m=（235.0439+1.0087-138.9178-93.9154-31.0087）=0.1937 u；（2）根据爱因斯坦质能方程得：e=mc2=0.19379.3102mev=1.8102mev19卢瑟福用粒子轰击氮核发现