2019高中物理第十九章原子核課時(shí)作業(yè)十七含解析新人教版.docx

課時(shí)作業(yè)(十七)1(多選)當(dāng)一個(gè)重核裂變時(shí)，它能產(chǎn)生的兩個(gè)核()A一定是穩(wěn)定的B含有的中子數(shù)較裂變前重核的中子數(shù)少C裂變時(shí)釋放的能量等于俘獲中子時(shí)得到的能量D可以是多種形式的兩個(gè)核的組合【解析】重核裂變?yōu)閮蓚€(gè)中等質(zhì)量的核時(shí)平均要放出2個(gè)或3個(gè)中子，裂變釋放的能量比俘獲中子的能量大，C錯(cuò)誤中子數(shù)會(huì)減少，故B正確重核裂變的產(chǎn)物是多種多樣的，故A錯(cuò)誤，D正確【答案】BD2在核反應(yīng)中，控制鈾235核裂變反應(yīng)速度的方法是()A使用濃縮鈾B改變鈾塊的臨界體積C通過自動(dòng)控制裝置，改變鎘棒插入的深度，以改變中子數(shù)D利用石墨與中子的碰撞來改變中子的速度【解析】控制鈾235核裂變反應(yīng)速度的方法是控制中子的數(shù)量，其有效方法是用吸收中子能力很強(qiáng)的鎘棒插入鈾燃料周圍，鎘棒插入的深度不同，就會(huì)控制中子的數(shù)目，達(dá)到控制核反應(yīng)的目的，C正確【答案】C3貧鈾炸彈是一種殺傷力很強(qiáng)的武器，貧鈾是提煉鈾235以后的副產(chǎn)品，其主要成分為鈾238，貧鈾炸彈不僅有很強(qiáng)的穿甲能力，而且鈾238具有放射性，殘留物可長(zhǎng)期對(duì)環(huán)境起破壞作用而造成污染人長(zhǎng)期生活在該環(huán)境中會(huì)受到核輻射而患上皮膚癌和白血病下列敘述錯(cuò)誤的是()A鈾238的衰變方程式：2U2ThHeB2U和2U互為同位素C人患皮膚癌和白血病是因?yàn)楹溯椛鋵?dǎo)致了基因突變D貧鈾彈的穿甲能力很強(qiáng)，也是因?yàn)樗姆派湫浴窘馕觥库?38具有放射性，放出一個(gè)粒子，變成釷234，A正確鈾238和鈾235質(zhì)子數(shù)相同，互為同位素，B正確核輻射能導(dǎo)致基因突變，是皮膚癌和白血病的誘因之一，C正確貧鈾彈的穿甲力很強(qiáng)，是因?yàn)樗膹椥臼怯筛呙芏取⒏邚?qiáng)度、高韌性的鈾合金組成，襲擊目標(biāo)時(shí)產(chǎn)生高溫化學(xué)反應(yīng)，所以其爆炸力、穿透力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過一般炸彈，D錯(cuò)【答案】D4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或鈾塊的質(zhì)量大于臨界質(zhì)量，只要組成鈾塊的體積小于臨界體積或質(zhì)量小于臨界質(zhì)量就不會(huì)產(chǎn)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】C5鎘棒在核反應(yīng)堆中所起的作用是()A使快中子變成慢中子B使慢中子變成快中子C使反應(yīng)速度加快D控制反應(yīng)速度，調(diào)節(jié)反應(yīng)速度的快慢【解析】鎘棒可以吸收中子，控制鎘棒插入反應(yīng)堆的深度可以控制參與反應(yīng)的中子數(shù)目，從而控制反應(yīng)堆的反應(yīng)速度，不一定是加快反應(yīng)速度，也可能是減慢反應(yīng)速度，A、B、C錯(cuò)誤，D正確【答案】D61個(gè)鈾235核吸收1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純鈾235完全發(fā)生核反應(yīng)放出的能量為(NA為阿伏加德羅常數(shù))()ANA196 MeVB235NA196 MeVC235196 MeVD.196 MeV【解析】1 g純鈾235有NA個(gè)鈾235核因此1 g純鈾235吸收中子完全發(fā)生核反應(yīng)可以釋放出196 MeV能量【答案】D7我國(guó)秦山核電站第三期工程中有兩組60萬千瓦的發(fā)電機(jī)組，發(fā)電站的核能來源于U的裂變，現(xiàn)有四種說法：U原子核中有92個(gè)質(zhì)子，143個(gè)中子；U的一種可能裂變是變成兩個(gè)中等質(zhì)量的原子核反應(yīng)方程為UnXeSr2n；U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；一個(gè)U裂變能放出200 MeV的能量，合3.21011 J.以上說法中完全正確的是()ABC D【解析】由U的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)關(guān)系易知正確；由核反應(yīng)方程中電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒知正確；半衰期不受外界因素干擾，故錯(cuò)誤；因?yàn)?00 MeV2001061.61019 J3.21011 J，所以正確，故答案為D.【答案】D8用中子轟擊鈾核(2U)，其中的一個(gè)可能反應(yīng)是分裂成鋇(1Ba)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：mU390.313 91027kg，mn1.674 91027 kg；mBa234.001 61027 kg，mKr152.604 71027 kg.試寫出核反應(yīng)方程，求出反應(yīng)中釋放的核能【解析】根據(jù)反應(yīng)前后核的質(zhì)量數(shù)守恒和核電荷數(shù)守恒，就可以寫出核反應(yīng)過程根據(jù)核反應(yīng)前后的質(zhì)量虧損，用愛因斯坦的質(zhì)能方程就可求出釋放的核能此鈾核裂變方程為n2U1BaKr3n，則核反應(yīng)前后的質(zhì)量虧損為mmUmnmBamKr3mn0.357 81027 kg.由愛因斯坦的質(zhì)能方程可得釋放的核能為Emc20.357 81027(2.9979108)2 J3.21571011 J.【答案】n2U1BaKr3n3.215 71011 J9一個(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UnXSr2n，則下列敘述正確的是()AX原子核中含有86個(gè)中子BX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)Emc2，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(2351)(942)140個(gè)，B錯(cuò)誤中子數(shù)為140(9238)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】A10(多選)(2014汕頭高二檢測(cè))下面是鈾核裂變反應(yīng)中的一個(gè)：UnXeSr10n已知鈾235的質(zhì)量為235.043 9 u，中子質(zhì)量為1.008 7 u，鍶90的質(zhì)量為89.907 7 u，氙136的質(zhì)量為135.907 2 u，則此核反應(yīng)中()A質(zhì)量虧損為m235.043 9 u1.008 7 u89.907 7 u135.907 2 uB質(zhì)量虧損為m(235.043 9 1.008 7 89.907 7135.907 2 101.008 7)uC釋放的總能量為E(235.043 9 1.008 7 89.907 7 135.907 2 101.008 7)(3108)2 JD釋放的總能量為E(235.043 9 1.008 7 89.907 7 135.907 2 101.008 7)931.5 MeV【解析】計(jì)算虧損質(zhì)量時(shí)要用反應(yīng)前的總質(zhì)量減去反應(yīng)后的總質(zhì)量，二者之差可用“u”或“kg”作單位，故A錯(cuò)，B對(duì)；質(zhì)量單位為“u”時(shí)，可直接用“1 u的虧損放出能量931.5 MeV”計(jì)算總能量，故D對(duì)；當(dāng)質(zhì)量單位為“kg”時(shí)直接乘以(3.0108)2，總能量單位才是焦耳，故C錯(cuò)【答案】BD11.U受中子轟擊時(shí)會(huì)發(fā)生裂變，產(chǎn)生Ba和Kr，同時(shí)放出200兆電子伏特的能量現(xiàn)要建設(shè)發(fā)電能力是50萬千瓦的核電站，用鈾235作為原子鍋爐的燃料假設(shè)核裂變釋放的能量全部被用來發(fā)電，那么一天需要純鈾235的質(zhì)量為多大？(阿伏加德羅常數(shù)取6.021023個(gè)/摩爾)【解析】核電站每一天的發(fā)電量為EPt50104103243600 J4.321013 J.據(jù)題意知，核電站一天的發(fā)電量就等于發(fā)電站在一天時(shí)間內(nèi)鈾235裂變所釋放的總能量，故核電站每天所消耗的鈾235核的個(gè)數(shù)為n 1.351024(個(gè))故發(fā)電站每一天需要的純鈾235的質(zhì)量為mM235103 kg0.527 kg.【答案】0.527 kg12裂變反應(yīng)是目前核能利用中常用的反應(yīng)，以原子核U為燃料的反應(yīng)堆中，U俘獲一個(gè)慢中子后發(fā)生裂變反應(yīng)可以有多種方式，其中一種方式可表示為：UnXeSr3n235043 91.008 7138.917 893.915 4反應(yīng)方程下方的數(shù)字是中子及有關(guān)原子核靜止時(shí)的質(zhì)量(以原子質(zhì)量單位u為單位)，已知1 u的質(zhì)量對(duì)應(yīng)的能量為931.5 MeV，求：(1)該反應(yīng)中放出的能量是多少M(fèi)eV?(2)1 kg鈾235大約產(chǎn)生多少能量？(保留兩位有效數(shù)字)【解析】(1)裂變前后的質(zhì)量虧損為：mmUmnmXemSr3mn.由質(zhì)能方程Em931.5 MeV，得：E(23