人教版选修35 核裂变、核聚变 第1课时 作业.docx

五、六 核裂变 核聚变1.利用重核裂变释放核能时选用铀235,主要因为( )a.它比较容易发生链式反应b.能自动裂变,与体积无关c.铀核比较容易分裂成为三部分或四部分,因而放出更多的核能d.铀235价格比较便宜,而且它裂变时放出的核能比其他重核裂变时放出的核能要多解析:铀235俘获任何能量的中子都会发生裂变反应,吸收低能量的中子裂变的几率更大。答案:a2.一个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。答案:a3.设质子、中子、氘核的质量分别为m1、m2和m3,那么,当一个质子和一个中子结合成一个氘核时,释放的能量是( ) amc2. b(m1+m2)c2 c(m3-m2-m1)c2 d(m1+m2-m3)c2答案： d4科学家发现在月球上含有丰富的he(氦3)它是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料，其参与的一种核聚变反应的方程式为hehe2hhe.关于he聚变下列表述正确的是()a聚变反应不会释放能量b聚变反应产生了新的原子核c聚变反应没有质量亏损d目前核电站都采用he聚变反应发电【解析】聚变反应时将质量较小的轻核聚变成质量较大的核，聚变过程会有质量亏损，要放出大量的能量但目前核电站都采用铀核的裂变反应因此b正确【答案】b5关于轻核聚变释放核能，下列说法正确的是()a一次聚变反应一定比一次裂变反应释放的能量多b聚变反应比裂变反应每个核子释放的平均能量大c聚变反应中粒子的比结合能变小d聚变反应中由于形成质量较大的核，故反应后质量增加解析：选b在一次聚变反应中释放的能量不一定比裂变反应多，但平均每个核子释放的能量一定大，故a错误，b正确；由于聚变反应中释放出巨大能量，则比结合能一定增加，质量发生亏损，故c、d错误。6质子、中子和氘核的质量分别为m1、m2和m3，当一个质子和一个中子结合成氘核时，释放的能量是(c表示真空中的光速)()a(m1m2m3)c b(m1m2m3)cc(m1m2m3)c2 d(m1m2m3)c2解析：选c根据质量方程emc2知，核反应过程中释放的能量等于质量的减少量与光速c平方的乘积，c正确，a、b、d错误。7(多选)科学家发现在月球上含有丰富的he(氦3)，它是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料，其参与的一种核聚变反应方程为hehe2hhe，关于he聚变下列表述正确的是()a聚变反应会释放能量b聚变反应产生了新的原子核c聚变反应没有质量亏损d目前核电站都采用he聚变反应发电【解析】核聚变反应中产生新的原子核，同时由于发生了质量亏损，会有核能的释放，这是人类利用核能的途径之一目前核电站大多采用重核裂变的方法来释放与利用核能发电【答案】ab8关于重核裂变的说法正确的是()a重核裂变为两个中等质量的核时，重核的中子数要比裂变后的两个中等质量核的中子数少b只要用中子轰击铀块，就一定能发生链式反应c为了使裂变的链式反应容易发生，不能利用裂变时产生的中子d裂变过程中释放能量，质量亏损【解析】重核裂变为两个中等质量的核时，会产生两到三个中子，因而分裂后的中子数减小，a错误；链式反应的发生是有条件的，铀块的体积必须大于其发生链式反应的临界体积，链式反应一旦发生，中子轰击铀核裂变产生的中子再次引起其他铀核的裂变，且能不断继续下去，b、c错误；重核裂变时质量发生亏损，总能量减小，减小的能量对外释放，d对【答案】d9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，也不阻碍铀的裂变，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，当反应太强时，控制棒能自动插入，多吸收中子，反之，自动抽出，少吸收中子，故c正确【答案】c10(多选)我国秦山核电站第三期工程中有两组60万千瓦的发电机组，发电站的核能来源于u的裂变，下列说法正确的是()a.u原子核中有92个质子，143个中子；b.u的一种可能裂变是变成两个中等质量的原子核，反应方程为unxesr2n；c.u是天然放射性元素，常温下它的半衰期约为45亿年，升高温度半衰期缩短；d一个u裂变能放出200 mev的能量，合3.21011 j.【解析】由u的质量数和电荷数关系易知a正确；由核反应方程中电荷数守恒和质量数守恒知b正确；半衰期不受外界因素干扰，故c错误；因为200 mev2001061.61019 j3.21011 j，所以d正确【答案】abd11.裂变反应是目前核能利用中常用的反应，以原子核235 92u为燃料的反应堆中，235 92u俘获一个慢中子后发生裂变反应可以有多种方式，其中一种方式可表示为：235 92u10n139 54xe9438sr310n235043 91.008 7138.917 893.915 4反应方程下方的数字是中子及有关原子核静止时的质量(以原子质量单位u为单位)，已知1 u的质量对应的能量为931.5 mev，求：(1)该反应中放出的能量是多少mev?(2)1 kg铀235大约产生多少能量？(保留两位有效数字) 【解析】(1)裂变前后的质量亏损为：mmumnmxemsr3mn.由质能方程em931.5 mev，得：e(235.043 9138.917 893.915 421.008 7)931.5 mev1.8102 mev.(2)1 kg铀235的铀核数为：n1 0002356.0210232.561024(个)故1 kg铀235完全裂变产生的能量约为：ene2.5610241.8102 mev4.61026mev.【答案】(1)1.8102 mev(2)4.61026mev12.太阳内部持续不断地发生着四个质子聚变为一个氦核的热核反应，这个核反应释放出的大量能量就是太阳的能源。(mp1.007 3 u，m4.001 5 u，me0.000 55 u)(1)写出这个核反应方程。(2)这一核反应释放出多少能量？解析(1)核反应方程是4hhe2e。(2)这一核反应的质量亏损是m4mpm2me0.026 6 u，emc20.026 6931.5 mev24.78 mev。答案(1)见解析(2)24.78 mev13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)8.21014原因略14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235 92u原子核进行分裂？该原子弹中含235 92u的质量最小限度为多少千克？(一个235 92u原子核分裂时所产生