2019-2020年高中物理 第19章 第6节 核裂变同步练习 新人教版选修3-5.doc

2019-2020年高中物理 第19章 第6节 核裂变同步练习 新人教版选修3-5一、选择题(1、2题为单选题，3、4题为多选题)1(汕头xxxx学年高二下学期检测)U吸收一个慢中子后，分裂成Xe和Sr，还放出()A1个粒子B3个中子C10个中子D10个质子答案：C解析：设放出的粒子的质量数为x，电荷数为y，核反应过程满足质量数守恒和电荷数守恒。由题意可知则由此判定该核反应放出的一定是中子，且个数是10，C选项正确。2(南昌xxxx学年高二下学期检测)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，我国将新建核电站项目。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关于铀核裂变，下述说法正确的是()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23个中子C为了使裂变的链式反应容易进行，最好用纯铀235D铀块的体积对产生链式反应无影响答案：BC解析：铀核受到中子的轰击，会引起裂变，裂变的产物是各种各样的，具有极大的偶然性，但裂变成两块的情况多，也有的分裂成多块，并放出几个中子，铀235受中子的轰击时，裂变的概率大，且可以俘获各种能量的中子而引起裂变，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，而要引起链式反应，须使铀块体积超过临界体积。故上述选项B、C正确。4关于原子核反应堆，下列说法正确的是()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功率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答案：ABD解析：铀棒是核燃料，裂变时可放出能量，A正确。镉棒吸收中子的能力很强，作用是调节中子数目以控制反应速度，即控制反应堆功率，B正确。慢中子最容易引发核裂变，所以在快中子碰到铀棒前要进行减速，石墨的作用是使中子减速，C错误。水或液态金属钠等流体在反应堆内外循环流动，把反应堆内的热量传输出去，用于发电，同时也使反应堆冷却，控制温度，D正确。二、非选择题52000年8月12日，俄罗斯“库尔斯克”号多功能核动力潜艇在巴伦支海海域沉入海底，艇上118名官兵全部遇难，消息传出，世界震惊。(1)核潜艇的动力来源是_。A放射性元素衰变释放的能量B重金属放出的化学能C重核裂变放出的核能D轻核聚变放出的核能(2)在巴伦支海，几十年来，人们在那里倾泻了不少核废料，这些核废料占沉没到全球海洋全部核物质的。前苏联的一艘核潜艇“共青团员”号在1989年沉没此海的1600m深处，已开始释放核物质，在科拉半岛上有100多艘已退役的核潜艇停泊在港口，部分已开始泄漏核废料，“库尔斯克”号的沉没再次引起人们的恐慌。核废料对海洋环境将长期起污染作用，其原因是_。A铀和钚衰变速度很快B核废料存在放射性C核废料半衰期很长D核废料中的重金属有毒(3)核物质的放射性导致海洋生物发生变异，放射性导致生物体的_。A细胞灼伤B基因突变C基因互换D基因重组(4)放射性对生物体造成损伤，其物理机制是_。A热作用B电离作用C穿透作用D物理化学作用答案：(1)C(2)BCD(3)B(4)D6我国秦山核电站第一期工程装机容量为30万千瓦。如果1g铀235完全裂变时产生的能量为8.21010J，并且假定产生的能量都变成了电能，那么，此核电站每年要消耗多少铀235？(一年按365天计算) 答案：1.15102kg解析：核电站每天的发电量为WPt3108243 600J2.5921013J每年的发电量W总365W9.461015J，而1g铀完全裂变时产生的能量为8.21010J。所以，每年消耗的铀的质量为mg1.15102kg。一、选择题(1、2题为单选题，3、4题为多选题)1(枣庄xxxx学年高二下学期检测)2020年以前我国将新增投产2300万千瓦的核电站，核电站与火电站相比较，下列说法错误的是()A核燃料释放的能量远大于相等质量的煤放出的能量B就可采储量来说，地球上核燃料资源远大于煤炭C在经济效益方面核电与火电不相上下D核反应堆用过的核废料具有很强的辐射性，要做特殊处理答案：B解析：核燃料释放的能量远大于相等质量的煤放出的能量A项正确；就可采储量所提供的能量来说，远大于煤炭所能提供的能量，而不是采储量，B项错；在经济效益方面核电与火电不相上下，C项正确；核电站是有污染的，核反应堆用过的核废料具有很强的辐射性，要做特殊处理，D正确。2我国秦山核电站第三期工程中有两个60万千瓦的发电机组，发电站的核能来源于U的裂变，现有四种说法：U原子核中有92个质子，143个中子；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；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；一个U裂变能放出200MeV的能量，合3.21011J。以个说法中完全正确的是()ABCD答案：D解析：由U的质量数和电荷数关系易知正确；由核反应方程中电荷数守恒和质量数守恒知正确；半衰期不受外界因素干扰，故错误；通过计算知正确，故答案为D。3下面是铀核裂变反应中的一个：UnXeSr10n已知铀235的质量为235.043 9u，中子质量为1.008 7u，锶90的质量为89.907 7 u，氙136的质量为135.907 2u，则此核反应中()A质量亏损为m235.043 9u1.008 7u89.907 7 u135.907 2uB质量亏损为m(235.043 91.008 789.907 7135.907 2101.0087)uC释放的总能量为E(235.043 91.008 789.907 7135.907 2101.0087)(3108)2JD释放的总能量为E(235.043 91.008 789.907 7135.907 2101.0087)931.5MeV答案：BD解析：计算亏损质量时要用反应前的总质量减去反应后的总质量，二者之差可用“u”或“kg”作单位，故A错，B对；质量单位为“u”时，可直接用“1u的亏损放出能量931.5MeV”计算总能量，故D对，当质量单位为“kg”时直接乘以(3.0108)2，总能量单位才是焦耳，故C错。4(清远市xxxx学年高二下学期期末)xx年3月由9.0级地震引发的海啸摧毁了日本福岛第一核电站的冷却系统，导致大量I泄露在大气中，I是一种放射性物质，会发生衰变而变成Xe元素。下列说法中正确的是()A福岛第一核电站是利用原子核衰变时释放的核能来发电B.I发生衰变的方程式为IXeeC.I原子核内有53个质子，78个中子D如果将碘131的温度降低到0度以下，可以延缓其衰变速度答案：BC解析：核电站是利用核裂变来发电，A错；根据原子核的结构和方程式书写规则可判BC正确；衰变与物质所处的物理、化学状态无关，D错。二、非选择题 5在各种能源中，核能具有能量密度大、地区适宜性强的优势，在核电站中，核反应堆释放的核能被转化为电能，核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量核能。核反应方程UnBaKraX是反应堆中发生的许多核反应中的一种，n为中子，X为待求粒子，a为X的个数，则X_，a_，以mU、mBa、mKr分别表示U、Ba、Kr核的质量，mn、mp分别表示中子、质子的质量，c为光在真空中的传播速度，则在上述核反应过程中放出的核能E_。答案：n3mc2(mUmBamKr2mn)c2解析：铀235裂变除生成Ba、Kr外，还产生适当数目的中子，即式中的X为中子，由电荷数和质量数守恒得产生的中子的个数为a2351141923。反应过程中的质量亏损mmUmnmBamKr3mnmUmBamKr2mn，故核能Emc2(mUmBamKr2mn)c26.2015年9月3日，是我国纪念抗日战争和世界反法西斯战争胜利70周年。1945年7月，为了加速日本军国主义的灭亡，促使日本早日无条件投降，美国在日本的广岛、长崎投下了两枚原子弹。落在日本广岛的原子弹，其爆炸力相当于2104t TNT爆炸的能量(约8.41013J)，由此可知该原子弹中铀235的质量是多少千克？(已知裂变的核反应方程UnBaKr3n201 MeV，阿伏加德罗常数N6.021023)答案：1.02kg解析：由核反应方程知，一个铀核裂变能放出201MeV的能量，1mol铀核裂变放出的能量为E16.021023201MeV1.9361013J,1 mol铀核的质量为0.235kg，则原子弹中铀核的质量为m0.235kg0.235kg1.02kg。