粤教版选修35 裂变和聚变 第1课时 作业 (1).docx

4.5裂变和聚变1.关于重核的裂变，下列说法正确的是()a核裂变释放的能量等于它俘获中子时得到的能量b中子从铀块中通过时，一定发生链式反应c重核裂变释放出大量的能量，产生明显的质量亏损，所以核子数减少d重核裂变为中等质量的核时，要发生质量亏损，放出核能答案d解析核裂变释放的能量来源于裂变过程的质量亏损，是核能转化为其他形式能的过程，其能量远大于俘获中子时吸收的能量，a错误，d正确；发生链式反应是有条件的，铀块的体积必须大于或等于临界体积，否则中子从铀块中穿过时，可能碰不到原子核，则不会发生链式反应，b错误；重核裂变时，核子数守恒，c错误2中国承诺到2020年碳排放量下降40%45%，为了实现负责任大国的承诺，我们将新建核电站项目目前关于核电站获取核能的基本核反应方程可能是()a.unsrxe10nb.namgec.nheohd.uthhe答案a解析重核的裂变是指质量数较大的原子核分裂成两个中等质量的原子核，a是裂变反应，a正确；b为衰变，c是发现质子的反应，d是衰变3(多选)如图所示，托卡马克(tokamak) 是研究受控核聚变的一种装置，这个词是toroidal(环形的)、kamera(真空室)、magnit(磁)的头两个字母以及katushka(线圈)的第一个字母组成的缩写词根据以上信息，下述判断中可能正确的是()a这种装置的核反应原理是轻核的聚变，同时释放出大量的能量，和太阳发光的原理类似b线圈的作用是通电产生磁场使带电粒子在磁场中旋转而不溢出c这种装置同我国秦山、大亚湾核电站所使用核装置的核反应原理相同d这种装置可以控制热核反应速度，使聚变能缓慢而稳定地进行【解析】聚变反应原料在装置中发生聚变，放出能量，故a正确；线圈通电时产生磁场，带电粒子在磁场中受洛伦兹力作用不飞出，故b正确；核电站的原理是裂变，托卡马克的原理是聚变，故c错误；该装置使人们可以在实验中控制反应速度，平稳释放核能，故d正确【答案】abd4.(多选)下列关于聚变的说法中,正确的是() a.要使聚变产生,必须克服库仑斥力做功b.轻核聚变需要几百万摄氏度的高温,因此聚变又叫热核反应c.原子弹爆炸能产生几百万摄氏度的高温,所以氢弹利用原子弹引发热核反应d.太阳和许多恒星内部都在激烈地进行着热核反应解析:聚变时,要使轻核之间的距离达到10-15 m,所以必须克服库仑斥力做功。原子核必须有足够的动能,才能使它们接近核力能发生作用的范围。实验证明,原子核必须处在几百万摄氏度以上的高温才有这样的能量,氢弹是利用原子弹爆炸获得高温引发热核反应的。在太阳和许多恒星内部存在着热核反应。答案:abcd5.(多选)下列说法中正确的是()a.目前还未发现媒介子、轻子和夸克三类粒子的内部结构b.自然界存在的能量守恒定律、动量守恒定律及电荷守恒定律,对基本粒子不适用c.反粒子与其对应的粒子相遇时,会发生湮灭现象d.强子是参与强相互作用的粒子,质子是最早发现的强子解析:媒介子、轻子和夸克在现代实验中还没有发现其内部结构,故a正确;反粒子带等量异种电荷,反粒子与其对应的粒子相遇时会发生湮灭现象,故c正确;质子是最早发现的强子,故d正确。答案:acd6.我国自主研发制造的国际热核聚变核心部件在国际上率先通过权威机构认证,这是我国对国际热核聚变项目的重大贡献。下列核反应方程中属于聚变反应的是()“人造太阳”核心部件首获国际认证a.12h+13h24he+01nb.714n+24he817o+11hc.24he+1327al1530p+01nd.92235u+01n56144ba+3689kr+301n解析:核聚变是指质量小的原子核,比如氘和氚,在一定条件下互相聚合,生成新的质量更大的原子核,故a正确。b、c项,属于发现质子、中子的人工转变方程,d项属于重核裂变方程,故b、c、d错。答案:a7现有的核电站常用的核反应之一是：unndzr3n8e(1)核反应方程中的是反中微子，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)已知铀核的质量为235.043 9 u，中子的质量为1.008 7 u，钕(nd)核的质量为142.909 8 u，锆核的质量为89.904 7 u，1 u1.660 61027 kg,1 u相当于931.5 mev的能量试计算1 kg铀235裂变释放的能量为多少？答案(1)4090(2)8.11013 j解析(1)锆的电荷数z9260840，质量数a23614690.(2)1 kg铀235中铀核的个数为n2.561024(个)不考虑核反应中生成的电子质量，1个铀235核裂变产生的质量亏损为m0.212 u，释放的能量为e0.212931.5 mev197.5 mev，则1 kg铀235完全裂变释放的能量为ene2.561024197.5 mev8.11013 j.8每昼夜消耗220 g铀235的原子能发电站，如果效率为25%，它能产生的电功率为多大？(每个铀核裂变时放出的能量是200 mev)【解析】一昼夜消耗的铀所能产生的核能为：e2006.0210231061.61019 j1.81013 j，电功率p w5.2107 w.【答案】5.2107 w9在衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出中微子的性质十分特别，因此在实验中很难探测.1953年，莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统，利用中微子与水中h的核反应，间接地证实了中微子的存在(1)中微子与水中的h发生核反应，产生中子(n)和正电子(e)，即：中微子hne可以判定，中微子的质量数和电荷数分别是_(2)上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体后，可以转变为两个光子()，即ee2已知正电子和电子的质量都为9.11031 kg，反应中产生的每个光子的能量约为_j正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子，原因是什么？【解析】(1)发生核反应前后，粒子的质量数和电荷数均不变，据此可知中微子的质量数和电荷数都是0.(2)产生能量是由于质量亏损两个电子转变为两个光子之后，质量变为零，则emc2，故一个光子的能量为，代入数据得8.21014 j正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体，故系统总动量为零，故只有产生2个光子，此过程才遵循动量守恒定律【答案】(1)0和0(2)8.21014110有一种聚变反应是四个氢核聚变成一个氦核，同时放出两个正电子求：(1)该聚变反应释放多少能量？(2)若1 g氢完全聚变，能释放多少能量？(3)1 g氢完全聚变，释放的能量相当于多少煤完全燃烧放出的热能？(已知煤的热值q3.36107 j/kg，氢核质量为1.008 142 u，氦核质量为4.001 509 u，电子的质量为0.000 549 u) 【解析】(1)核反应方程为：4hhe2e，所以m4mhmhe2me41.008 142 u4.001 509 u20.000 549 u0.029 961 ue0.029 9