沪科版选修35裂变及其应用　 第1课时 作业.docx

3.5核裂变一、选择题1在核反应堆外修建很厚的水泥层是为了防止（）a核爆炸b射线外泄c核燃料外泄d快中子外泄2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3关于原子核反应堆，下面哪种说法是正确的（）a铀棒是核燃料，裂变时释放核能b镉棒的作用是控制反应堆的反应速度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能4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5下列关于目前核电站利用的核反应、核燃料的说法正确的是（）a裂变，燃料是铀b衰变，燃料是铀c裂变，燃料是氘d衰变，燃料是镭6下列说法中正确的是（）a氢原子由较高能级跃迁到较低能级时，电子动能增加，原子势能减少b原子核的衰变是原子核在其他粒子的轰击下而发生的c衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的d放射性元素的半衰期随温度和压强的变化而变化二、非选择题7已知在铀235裂变成钡和氪的过程中，质量亏损m0.215 3 u，则反应中平均每个核子释放的能量为多少？8某些放射性化学元素在一定条件下发生衰变，产生一个新核以及一个质量较小的粒子，同时放出能量，当一个镭核（）发生衰变时，产生一个粒子以及一个氡核（86rn），过程如下：，若已知衰变时释放的能量（即粒子与核的动能之和）为4.87 mev，求粒子的动能9.如图353所示是原子核的核子平均质量m与原子序数z的关系图像，下列说法正确的是()图353a若d、e能结合成f，结合过程一定要释放能量b若d、e能结合成f，结合过程一定要吸收能量c若c、b能结合成a，结合过程一定要释放能量d若f、c能结合成b，结合过程一定要释放能量10在铀核裂变成钡和氪的裂变反应中，质量亏损m0.215 3 u，那么，(1)一个铀核裂变释放的能量为多少？(2)反应中平均每个核子释放的能量为多少？11.在可控核反应堆中需要给快中子减速，轻水、重水和石墨等常用作减速剂中子在重水中可与h核碰撞减速，在石墨中与6c核碰撞减速上述碰撞可简化为弹性碰撞模型某反应堆中快中子与静止的靶核发生对心正碰，通过计算说明，仅从一次碰撞考虑，用重水和石墨作减速剂，哪种减速效果更好？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50104 kw的核电站，用铀235作为核燃料，假设核裂变释放的能力全部被用来发电，那么一天需要纯铀235的质量是多大？(阿伏加德罗常数取6.021023mol1)13.核电站中采用反应堆使重核裂变，将释放的巨大能量转化成电能(1)完成下列核反应方程式：unndzr3n8ee(e为中微子，质量数和电荷数均为零)(2)依据上述核反应方程式计算：1 kg铀235全部裂变产生多少千焦的能量？(已知u、n、nd和zr的质量分别为：235.043 9 u、1.008 7 u、142.909 8 u、89.904 7 u)需要燃烧多少吨标准煤才能释放出相同的能量？(标准煤燃烧值：2.94107 j/kg)答案1答案：bcd2答案：bc3答案：abd解析：知道铀棒的作用是提供核燃料；镉棒是控制棒，吸收中子控制反应速度，a、b对石墨是减速剂，c错冷却剂用水或液态金属钠在反应堆外循环流动，吸收反应堆的热能，控制温度，d对故正确选项为a、b、d4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5答案：a6答案：ac解析：原子核的衰变是自发进行的，选项b错误；半衰期是放射性元素的固有特性，不会随外部因素而改变，选项d错误7答案：0.86 mev解析：铀核裂变为不同的产物时，每个核子释放的能量不同，一般来说平均每个核子释放的能量约为1 mev由爱因斯坦质能方程，可求得铀核裂变时放出的能量：emc20.215 3931.5 mev201 mev铀核中含有235个核子，所以平均每个核子释放的能量为mev0.86 mev8答案：4.78 mev解析：设镭核衰变前是静止的，系统动量为零，由动量守恒定律得mvmrnvrn（其中v和vrn是粒子与氡核的速度）将上式转变为，即，即mekmrnekrn（其中ek和ekrn是粒子与氡核的动能）同时，由题意知ekekrn4.87 mev，可解得ek4.78 mev9.解析：由图可知：fe原子核的核子平均质量最小，故较小的核d、e结合成较大的核f时，因为f的核子平均质量小于d、e的，故出现质量亏损，由质能方程可知，该过程释放能量，故a正确、b错因为c、b核子的平均质量小于a的，故核c、b结合成核a时要吸收能量，故c错因为c核子的平均质量介于f、b核子的之间，故d不能确定答案：a10.解析：(1)由爱因斯坦质能方程，可以求得铀核裂变时放出的能量为：em931.5 mev0.215 3931.5 mev200.6 mev.(2)平均每个核子释放的能量为： mev0.85 mev.答案：(1)200.6 mev(2)0.85 mev11.解析：设中子质量为mn，靶核质量为m，由动量守恒定律：mnv0mnv1mv2，由能量守恒：mnvmnvmv，解得：v1v0.在重水中靶核质量：mh2mn，v1hv0v0，在石墨中靶核质量：mc12mn，v1cv0v0，与重水靶核碰后中子速度较小，故重水减速效果更好答案：重水减速效果更好12.解析：铀235释放的能量等于一天发电的电能计算出50104 kw的核电站一天发出的电能，也就是一天所需的铀235释放的核能，进而求出铀235的质量核电站每天的发电总量为：e243 6005.0108 j4.321013 j要得到这么多能量需要裂变的铀原子数目为n个1.351024个则对应纯铀235的质量为m235103 kg0.527 kg.答案：0.527 kg13.解析：(1)由电荷数和质量数守恒可得：x90，y40，所以该原子核为zr.(2)铀235裂变过程中的质量亏损为：mmumnmndmzr3mn(235.043 91.008 7142.909 889.904 731.008 7) u0.212 u，释放的能量为em931.5 mev0.212931.5 mev197.5 mev3.161014kj，1 kg铀235中所含的原子核数目