浙江专版2019年高中物理第十九章原子核课时跟踪检测三十五核裂变含解析新人教版选修3 .doc

核裂变一、单项选择题11938年哈恩用中子轰击铀核(92U)，发现产物中有原子核钡(56Ba)、氪(Kr)、中子和一些射线。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92Un56BaKrnB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不可以用爱因斯坦的质能方程来计算D实验中产生的射线穿透能力极强解析：选D根据质量数守恒、电荷数守恒，铀核裂变的核反应方程应为92Un56BaKr3n，选项A错误；铀核裂变过程中产生射线，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错误；核反应中产生的射线，穿透能力极强，是能量极高的光子，选项D正确。2一个92U在中子的轰击下发生一种可能的裂变反应，其裂变方程为92UnXSr2n，则下列说法正确的是()AX的原子核中含有86个中子BX的原子核中含有141个核子C因为裂变释放能量，出现质量亏损，所以裂变后的总质量数减少DU是天然放射性元素，它的半衰期约为7亿年，随着地球环境的不断变化，半衰期可能变短也可能变长解析：选A根据电荷数和质量数守恒，X的原子核中有923854个质子，2351942140个核子，1405486个中子，A项正确，B项错误；裂变过程总质量数守恒，C项错误；半衰期由核本身的因素决定，与外界条件无关，D项错误。3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，反应方程式为UnXeSr2nU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200 MeV的能量，合3.21011J。以上说法中完全正确的是()ABC D解析：选D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；通过计算易知正确，故答案为D。4裂变反应中释放出的能量来自于()A核子消失转化为能量B原子中电子与原子核之间的电势能减小C入射的中子消失转化为能量D原子核的比结合能变大，释放出能量解析：选D发生裂变反应过程中，核子数保持守恒，中子也不会消失，故A、C错误；能量来自于原子核内部，由于重核在分裂为中等质量的原子核时，比结合能增加而释放出能量，B错误，D正确。5一个铀235吸收一个中子后发生的核反应方程式是92Un54XeSr10n，放出的能量为E，铀235核的质量为M，中子的质量为m，氙136核的质量为m1，锶90核的质量为m2，真空中光速为c，则释放的能量E等于()A(Mm1m2)c2B(Mmm1m2)c2C(Mm1m29m)c2D(m1m29mM)c2解析：选C铀235裂变时的质量亏损mMmm1m210mMm1m29m，由质能方程可得Emc2(Mm1m29m)c2。故正确选项为C。61个铀235吸收1个中子发生核反应时，大约放出196 MeV 的能量，则1 g纯铀235完全发生核反应放出的能量为(NA为阿伏加德罗常数)()ANA196 MeV B235NA196 MeVC235196 MeV D.196 MeV解析：选D1 g纯铀235有NA个铀235的原子核，因此1 g纯铀吸收中子完全发生核反应，可以放出的能量为196 MeV，即D正确，A、B、C错误。二、多项选择题7当一个重核裂变时，它所产生的两个核()A含有的质子数比裂变前重核的质子数少B含有的中子数比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可能是多种形式的两个核的组合解析：选BD由于在裂变反应中吸收一个中子而释放出几个中子，质子数没有发生变化，而两个新核的中子数减少，A错误，B正确；反应前后质量发生了亏损而释放出能量，不等于俘获中子的能量，在裂变反应中，产物并不是唯一的，故C错误，D正确。8关于核反应堆，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解析：选ABD铀棒是核燃料，裂变时可放出能量，故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，故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，故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，故D正确。三、非选择题9.92U受中子轰击时会发生裂变，产生56Ba和 Kr，同时放出200 MeV的能量，现要建设发电能力是50万千瓦的核电站，用铀235作为原子锅炉的燃料，假设核裂变释放的能量全部被用来发电，那么一天需要纯铀235的质量为多少？(阿伏加德罗常数取6.021023 mol1)解析：每天发电的总量E243.61035108 J4.321013 J。要得到这么多能量需要裂变的铀原子数目n1.351024。则对应的质量m235103 kg0.527 kg。答案：0.527 kg10裂变反应是目前核能利用中常用的反应。以原子核 92U为燃料的反应堆中，俘获一个慢中子后发生的裂变反应可以有多种方式，其中一种可表示为92Un 54Xe Sr3n235043 9 1.008 7 138.917 8 93.915 4反应方程下方的数字是中子及有关原子的静止质量(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)求此裂变反应过程中，(1)亏损质量为原子质量单位的多少倍？(2)释放出的能量是多少？(3)铀核平均每个核子释放的能量有多大？解析：(1)92U裂变成 54Xe和 Sr，同时放出中子 n，裂变前后质量变化mm前m后(235.043 91.008 7138.917 893.915 431.008 7)u0.193 3 u即亏损质量为原子质量单位的0.193 3倍。(2)由爱因斯坦质能方程，得Emc20.193 3931.5 MeV180 MeV。(3)铀核平均每个核子释放的能量为0.766 MeV。答案：(1)0.193 3(2)180 MeV(3)0.766 MeV