高中物理人教版5本册总复习总复习 学业分层测评17

学业分层测评(十七)(建议用时：45分钟)[学业达标]1．当一个重核裂变时，它能产生的两个核()A．一定是稳定的B．含有的中子数较裂变前重核的中子数少C．裂变时释放的能量等于俘获中子时得到的能量D．可以是多种形式的两个核的组合E．含有的质子数与裂变前重核的质子数相等【解析】重核裂变为两个中等质量的核时平均要放出2个或3个中子，裂变释放的能量比俘获中子的能量大，C错误．质子数不变，中子数会减少，故B、E正确．重核裂变的产物是多种多样的，故A错误，D正确．【答案】BDE2．在下列四个方程中，X1、X2、X3、X4各代表某种粒子，判断正确的是()①eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(95,38)Sr＋eq\o\al(138,54)Xe＋3X1②eq\o\al(2,1)H＋X2→eq\o\al(3,2)He＋eq\o\al(1,0)n③eq\o\al(238,92)U→23490Th＋X3④eq\o\al(24,12)Mg＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(27,13)Al＋X4A．X1是中子 B．X2是质子C．X3是α粒子 D．X4是氚核E．X4是质子【解析】根据电荷数和质量数守恒可得X1的电荷数为0，质量数为1，因此确定X1为中子，A对；根据电荷数和质量数守恒可得X2的电荷数为1，质量数为2，因此确定X2为氘核，B错；根据电荷数和质量数守恒可得X3的电荷数为2，质量数为4，因此确定X3为α粒子，C对；根据电荷数和质量数守恒可得X4的电荷数为1，质量数为1，因此确定X4为质子，D错E正确．【答案】ACE3．关于铀核裂变，下列说法正确的是()A．铀核裂变的产物是多种多样的，但只能裂变成两种不同的核B．铀核裂变时还能同时释放2～3个中子C．为了使裂变的链式反应容易进行，最好用铀235而不用铀238D．铀块的体积对产生链式反应无影响E．要产生链式反应，应使铀块的体积达到或超过临界体积【解析】铀核受到中子的轰击，会引起裂变，放出2～3个中子，裂变的产物是各种各样的，具有极大的偶然性，只是裂变成两块的情况多，也有的分裂成多块，A错误，B正确．铀235受慢中子的轰击时，裂变的概率大，而铀238只有俘获能量在1MeV以上的中子才能引起裂变，且裂变的几率小，C正确．而要引起链式反应，需使铀块体积超过临界体积，故D错误E正确．【答案】BCE4．一个原子核eq\o\al(235,92)U在中子的轰击下发生一种可能的裂变反应，其裂变方程为eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→X＋eq\o\al(94,38)Sr＋2eq\o\al(1,0)n，则下列叙述正确的是()A．X原子核中含有140个核子B．X原子核中含有86个中子C．因为裂变时释放能量，所以裂变后粒子的总质量数增加D．因为裂变时释放能量，所以裂变后粒子的总质量数减少E．因为裂变时释放能量，所以裂变过程一定有质量亏损【解析】由核反应方程的质量数守恒和电荷数守恒可知：X原子核中含有92－38＝54个质子，235＋1－94－2－54＝86个中子.86＋54＝140个核子；故A正确，B正确；据爱因斯坦的质能方程可知，质量亏损时释放能量不是质量变成了能量，而是亏损的质量以能量的形式释放，但质量数依然守恒，故C错误，D错误E正确．【答案】ABE5．链式反应中，重核裂变时放出的可使裂变不断进行下去的粒子是________．【解析】重核的裂变需要中子的轰击，在链式反应中，不断放出高速的中子使裂变可以不断进行下去．【答案】中子6．1个铀235核吸收1个中子发生核反应时，大约放出196MeV的能量，则1g纯铀235完全发生核反应放出的能量为________MeV.【解析】1g纯铀235有eq\f(1,235)×NA个铀235核．因此1g纯铀235吸收中子完全发生核反应可以释放出eq\f(NA,235)×196MeV能量＝×1023MeV.【答案】×10237．(2023·江苏高考)核电站利用原子核链式反应放出的巨大能量进行发电，eq\o\al(235,92)U是核电站常用的核燃料.eq\o\al(235,92)U受一个中子轰击后裂变成eq\o\al(144,56)Ba和eq\o\al(89,36)Kr两部分，并产生________个中子．要使链式反应发生，裂变物质的体积要________(选填“大于”或“小于”)它的临界体积．【解析】核反应方程遵守质量数守恒和电荷数守恒，且该核反应方程为：eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)n，即产生3个中子．临界体积是发生链式反应的最小体积，要使链式反应发生，裂变物质的体积要大于它的临界体积．【答案】3大于8．在核反应中，控制铀235核裂变反应速度的方法是什么？【解析】控制铀235核裂变反应速度的方法是控制中子的数量，其有效方法是用吸收中子能力很强的镉棒插入铀燃料周围，镉棒插入的深度不同，就会控制中子的数目，达到控制核反应的目的．【答案】通过自动控制装置，改变镉棒插入的深度，以改变中子数[能力提升]9．1938年哈恩用中子轰击铀核，发现产物中有原子核钡(Ba)、氪(Kr)、中子和一些γ射线．下列关于这个实验的说法中正确的是()A．这个实验的核反应方程是eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)nB．这是一个核裂变过程，反应后粒子质量之和大于反应前粒子质量之和C．这个反应中释放出的能量可以用爱因斯坦的光电效应方程来计算D．实验中产生的γ射线，其穿透能力极强E．实验中产生的γ射线的频率很高【解析】根据质量数守恒、电荷数守恒，铀核裂变的核反应方程应为：eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)n，选项A正确；铀核裂变过程中，产生γ射线，放出能量，发生质量亏损，释放的能量根据爱因斯坦的质能方程计算，选项B、C不正确；核反应中产生的γ射线频率很高，穿透能力极强，是能量极高的光子，选项D、E正确．【答案】ADE10．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eq\o\al(235,92)U的裂变，下列说法正确的是()\o\al(235,92)U原子核中有92个质子，143个中子；\o\al(235,92)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eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(139,54)Xe＋eq\o\al(95,38)Sr＋2eq\o\al(1,0)n；\o\al(235,92)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eq\o\al(235,92)U裂变能放出200MeV的能量，合×10－11J.E．通过改变半衰期来控制链式反应的速度【解析】由eq\o\al(235,92)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、E错误；因为200MeV＝200×106××10－19J＝×10－11J，所以D正确．【答案】ABD11．已知eq\o\al(235,92)U(质量为9u)裂变后生成eq\o\al(141,56)Ba(质量为9u)和eq\o\al(92,36)Kr(质量为3u)，同时放出3个中子(每个中子质量为7u)，则1kg铀全部裂变所放出的能量相当于多少千克优质煤完全燃烧时放出的能量？(1kg优质煤完全燃烧时产生×107J的热量)【导学号：66390057】【解析】核反应方程为eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(141,56)Ba＋eq\o\al(92,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)n质量亏损为Δm＝(mU＋mn)－(mBa＋mKr＋3mn)＝9＋7)u－9＋3＋3×7)u＝3u.释放的核能为ΔE＝Δmc2＝3×MeV≈200MeV，已知235g铀有×1023个铀核，那么1kg铀内大约有eq\f(1,××1023＝×1024个铀核，由此可知1kg铀全部裂变放出的能量为ΔE＝×1024×200MeV＝×1026MeV＝×1032eV＝×1013J，则相当于优质煤的质量为M＝eq\f×1013,×107)kg＝×106kg.【答案】×106kg12．裂变反应是目前核能利用中常用的反应，以原子核eq\o\al(235,92)U为燃料的反应堆中，eq\o\al(235,92)U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：eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(139,54)Xe＋eq\o\al(94,38)Sr＋3eq\o\al(1,0)n235．0439784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1u的质量对应的能量为MeV，求：(1)该反应中放出的能量是多少MeV?(2)1kg铀235大约产生多少能量？(保留两位有效数字)【导学号：66390058】【解析】