2019-2020年高中物理第十九章原子核6重核的裂變檢測(cè)新人教版.doc
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2019-2020年高中物理第十九章原子核6重核的裂變檢測(cè)新人教版.doc
2019-2020年高中物理第十九章原子核6重核的裂變檢測(cè)新人教版
1.原子反應(yīng)堆是實(shí)現(xiàn)可控制的重核裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的一種裝置,它主要由哪四部分組成( )
A.原子燃料、減速劑、冷卻系統(tǒng)和控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)
B.原子燃料、減速劑、發(fā)熱系統(tǒng)和傳熱系統(tǒng)
C.原子燃料、減速劑、碰撞系統(tǒng)和傳熱系統(tǒng)
D.原子燃料、中子源、原子能存聚系統(tǒng)和輸送系統(tǒng)
解析:原子反應(yīng)堆主要由四部分組成: 原子燃料、減速劑、冷卻系統(tǒng)和控制調(diào)節(jié)系統(tǒng).故選A.
答案:A
2.鈾核裂變時(shí),對(duì)于產(chǎn)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的重要因素,下列說法中正確的是( )
A.鈾塊的質(zhì)量是重要因素,與體積無關(guān)
B.為了使裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)容易發(fā)生,最好直接利用裂變時(shí)產(chǎn)生的中子
C.若鈾235的體積超過它的臨界體積,裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)就能夠發(fā)生
D.能否發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)與鈾塊的質(zhì)量無關(guān)
解析:要使鈾核裂變產(chǎn)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng),鈾塊的體積必須大于臨界體積.但鈾核的質(zhì)量無論怎樣,只要組成鈾塊的體積小于臨界體積,則不會(huì)發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng),裂變反應(yīng)中產(chǎn)生的中子為快中子,這些快中子不能直接引發(fā)新的裂變.如果鈾塊的質(zhì)量大,則其體積大,若超過臨界體積則發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng).由此知A、B、D錯(cuò)誤,C正確.
答案:C
3.U吸收一個(gè)慢中子后,分裂成Xe和Sr,還放出( )
A.1個(gè)α粒子 B.3個(gè)中子
C.10個(gè)中子 D.10個(gè)質(zhì)子
解析:設(shè)放出的粒子的質(zhì)量數(shù)為x,電荷數(shù)為y,核反應(yīng)過程滿足質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒.由題意可得
由此判斷該核反應(yīng)放出的一定是中子,且個(gè)數(shù)是10.
答案:C
4.一個(gè)U原子核在中子的轟擊下發(fā)生一種可能的裂變反應(yīng),其裂變方程為U+n→X+Sr+2n,則下列敘述正確的是( )
A.X原子核中含有86個(gè)中子
B.X原子核中含有141個(gè)核子
C.因?yàn)榱炎儠r(shí)釋放能量,根據(jù)E=mc2,所以裂變后的總質(zhì)量數(shù)增加
D.因?yàn)榱炎儠r(shí)釋放能量,出現(xiàn)質(zhì)量虧損,所以生成物的總質(zhì)量數(shù)減少
解析:X原子核中的核子數(shù)為(235+1)-(94+2)=140(個(gè)),B錯(cuò)誤.中子數(shù)為140-(92-38)=86(個(gè)),A正確.裂變時(shí)釋放能量,出現(xiàn)質(zhì)量虧損,但是其總質(zhì)量數(shù)是不變的,C、D錯(cuò).
答案:A
A級(jí) 抓基礎(chǔ)
1.(多選)下列關(guān)于重核裂變的說法中,正確的是( )
A.核裂變反應(yīng)是一個(gè)吸能反應(yīng)
B.核裂變反應(yīng)是一個(gè)放能反應(yīng)
C.核裂變反應(yīng)的過程質(zhì)量虧損
D.核裂變反應(yīng)的過程質(zhì)量增加
解析:核裂變反應(yīng)的過程有質(zhì)量虧損,根據(jù)質(zhì)能方程可知是一個(gè)放能反應(yīng),故選BC.
答案:BC
2.為使鏈?zhǔn)椒磻?yīng)平穩(wěn)進(jìn)行,可采用下列的辦法 ( )
A.鈾塊可制成任何的體積
B.鈾核裂變釋放的中子可直接去轟擊另外的鈾核
C.通過慢化劑將產(chǎn)生的中子減速
D.用鎘棒可作為慢化劑使中子減速
解析:由于使鈾塊發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的體積應(yīng)大于臨界體積,故A錯(cuò)誤;鈾核裂變釋放出的為快中子,不能直接再去轟擊鈾核,必須用慢化劑減速,而鎘棒是用于控制中子數(shù)量的,故C正確,B、D錯(cuò)誤.
答案:C
3.(多選)山東榮成石島灣核電站總裝機(jī)規(guī)模400萬千瓦.核電站與火電站相比較,其優(yōu)勢(shì)在于( )
A.核燃料釋放出的能量遠(yuǎn)大于相等質(zhì)量的煤放出的能量
B.就可采儲(chǔ)量來說,地球上核燃料資源遠(yuǎn)多于煤炭
C.核電站造成的污染大于相等發(fā)電能力的火電站
D.核電站比火電站更容易建造
解析:核電站與火電站相比,相等質(zhì)量的核燃料放出的能量比煤放出的能量要大很多,地球上可開采核礦石儲(chǔ)量所能提供的能量約為煤、石油的15倍,只要措施得當(dāng),核電站造成的污染很小,核能屬于清潔能源,A、B均正確,C錯(cuò)誤;核電站的建造難度較大,D錯(cuò)誤.
答案:AB
4.我國(guó)秦山核電站第三期工程中有兩個(gè)60萬千瓦的發(fā)電機(jī)組,發(fā)電站的核能來源于92U的裂變,現(xiàn)有四種說法:
①92U原子核中有92個(gè)質(zhì)子,143個(gè)中子;
②92U的一種可能裂變是變成兩個(gè)中等質(zhì)量的原子核,核反應(yīng)方程為92U+n→54Xe+Sr+2n;
③92U是天然放射性元素,常溫下它的半衰期約為45億年,升高溫度半衰期縮短;
④一個(gè)92U裂變能放出200 MeV的能量,合3.210-11 J.
以上說法中完全正確的是( )
A.①②③ B.②③④
C.①③④ D.①②④
解析:92U有核子數(shù)235個(gè),質(zhì)子數(shù)92個(gè),中子數(shù)235-92=143,①正確;裂變反應(yīng)式滿足質(zhì)量數(shù)守恒,電荷數(shù)也守恒,②正確;半衰期與溫度無關(guān),③錯(cuò);根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程知④正確,所以D項(xiàng)正確.
答案:D
B級(jí) 提能力
5.一個(gè)鈾235吸收一個(gè)中子后的核反應(yīng)方程是U+n→Xe+Sr+10n,放出的能量為E,鈾235核的質(zhì)量為M,中子的質(zhì)量為m,氙136核的質(zhì)量為m1,鍶90核的質(zhì)量為m2,真空中光速為c,則釋放的能量E等于( )
A.(M-m1-m2-10m)c2
B.(M+m-m1-m2)c2
C.(M-m1-m2-9m)c2
D.(m1+m2+9m-M)c2
解析:鈾235裂變時(shí)的質(zhì)量虧損Δm=M+m-m1-m2-10m=M-m1-m2-9m.由質(zhì)能方程,可得ΔE=Δmc2=(M-m1-m2-9m)c2.
答案:C
6.一個(gè)鈾235吸收一個(gè)中子發(fā)生核反應(yīng)時(shí)大約放出196 MeV的能量,則1 g純92U完全發(fā)生核反應(yīng)時(shí)放出的能量為(NA為阿伏加德羅常數(shù))( )
A.NA196 MeV B.235NA196 MeV
C.235196 MeV D.196 MeV
解析:由于1 mol的鈾核質(zhì)量為235 g,1 g鈾235的摩爾數(shù)為,因此1 g鈾235釋放的能量E=196 MeV,故D正確.
答案:D
7.用中子轟擊鈾核(U),其中的一個(gè)可能反應(yīng)是分裂成鋇(Ba)和氪(Kr)兩部分,放出3個(gè)中子.各個(gè)核和中子的質(zhì)量如下:
mU=390.313 910-27 kg,
mn=1.674 910-27 kg,
mBa=234.001 610-27 kg,
mKr=152.604 710-27 kg.
試寫出核反應(yīng)方程,算出反應(yīng)中釋放的核能.
解析:根據(jù)反應(yīng)前后的質(zhì)量數(shù)守恒、核電荷數(shù)守恒和反應(yīng)中的能量守恒,就可以寫出核反應(yīng)方程.
根據(jù)該反應(yīng)前后的質(zhì)量虧損,用愛因斯坦的質(zhì)能方程就可算出釋放的核能.
此鈾核裂變方程為:
n+U→Ba+Kr+3n.
則核反應(yīng)前后的質(zhì)量虧損為:
Δm=mU+mn-mBa-mKr-3mn=0.357 810-27 kg.
由愛因斯坦的質(zhì)能方程可得釋放的核能為:
ΔE=Δmc2=0.357 810-27(2.997 9108)2 J≈
3.215 710-11 J.
答案:n+U→Ba+Kr+3n
3.215 710-11 J