高中物理35核裂變規(guī)范訓(xùn)練教科版選修

1、知識(shí)點(diǎn)基礎(chǔ)中檔稍難核裂變和鏈?zhǔn)椒磻?yīng)1、2、3、45、6、7臨界體積8、9原子反應(yīng)堆1110綜合提升12、1314知識(shí)點(diǎn)一核裂變和鏈?zhǔn)椒磻?yīng)1U吸收一個(gè)慢中子后，分裂成Xe和Sr，同時(shí)還放出()A一個(gè)粒子 B一個(gè)氘核C三個(gè)中子 D兩個(gè)中子解析該裂變反應(yīng)的方程為UnXeSr3n，放出的粒子只能是3個(gè)中子，故C正確答案C21個(gè)鈾235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 MeV B235NA196 MeVC235196 MeV D.196 MeV解析1 g純 235U含有NA個(gè)235U.因此1 g

2、235U吸收中子完全發(fā)生核反應(yīng)可以釋放出196 MeV能量答案D3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23個(gè)中子，故中子數(shù)會(huì)減少，重核裂變的產(chǎn)物是多種多樣的，選項(xiàng)B、D正確答案BD4利用重核裂變釋放核能時(shí)選鈾235，主要原因是()A它裂變放出核能比其他重核裂變放出的核能多B它可能分裂成三部分或四部分C它能自動(dòng)裂變，與體積無(wú)關(guān)D它比較容易形成鏈?zhǔn)椒磻?yīng)解析鈾235發(fā)生裂變時(shí)會(huì)生成23個(gè)中子，中子再去轟擊鈾核發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，但發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)

3、還必須要使鈾塊體積大于臨界體積，所以選項(xiàng)A、B、C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確答案D5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 91.008 789.907 7135.907 2101.008 7)uC釋放的總能量為E(235.043 91.008 789.907 7135.907 2101.008 7)(310

4、8)2 JD釋放的總能量為E(235.043 91.008 789.907 7135.907 2101.008 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的質(zhì)量虧損放出能量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BD6下列說(shuō)法正確的是()A鈾235只要俘獲中子就能進(jìn)行鏈?zhǔn)椒磻?yīng)B所有的鈾核俘獲中子后都能裂變C太陽(yáng)不斷地向外輻射大量能量，太陽(yáng)質(zhì)量應(yīng)不斷減小，日地間距離應(yīng)不斷增大，地球公轉(zhuǎn)速度應(yīng)不斷減

5、小D粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果證明原子核是由質(zhì)子和中子組成的解析要發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)必須同時(shí)滿足三個(gè)條件：必須具有足夠純度的鈾235(濃縮鈾)；鈾塊的體積必須大于或等于臨界體積；要有足夠數(shù)量的慢中子，所以A錯(cuò)誤；并不是所有的鈾核都能發(fā)生裂變，所以B也是錯(cuò)誤的；由于太陽(yáng)在向外輻射能量的過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量虧損，由萬(wàn)有引力定律可知日地間的引力要減小，所以日地間的距離應(yīng)不斷增大，在向外運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中由于要克服引力做功，故地球的公轉(zhuǎn)速度應(yīng)不斷減??；粒子散射實(shí)驗(yàn)證明了原子是有核式結(jié)構(gòu)的，所以D錯(cuò)誤只有C正確，故正確答案為C.答案C7下列核反應(yīng)中，表示核裂變的是()A.UThHeB.CNeC.UnBaKr3nD.BeHeC

6、n解析核反應(yīng)中有四種不同類型的核反應(yīng)，它們分別是衰變、人工轉(zhuǎn)變、重核裂變、輕核聚變，其中衰變有衰變、衰變等.UThHe是衰變，CNe是衰變，BeHeCn是人工轉(zhuǎn)變，只有C選項(xiàng)是重核裂變答案C知識(shí)點(diǎn)二臨界體積8關(guān)于鈾核裂變，下述說(shuō)法中正確的是()A鈾核裂變的產(chǎn)物是多種多樣的，但只能裂變成兩種不同的核B鈾核裂變時(shí)還能同時(shí)釋放23個(gè)中子C為了使裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)容易進(jìn)行，最好用純鈾235D鈾塊的體積對(duì)產(chǎn)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)無(wú)影響解析鈾核受到中子的轟擊，會(huì)引起裂變，裂變的產(chǎn)物是各種各樣的，具有極大的偶然性，但裂變成兩塊的情況多，也有的分裂成多塊，并放出幾個(gè)中子，鈾235受中子的轟擊時(shí)，裂變的概率大，而鈾238只有俘

7、獲能量在1 MeV以上的中子才能引起裂變，且裂變的幾率小而要引起鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，需使鈾塊體積超過(guò)臨界體積故上述選項(xiàng)B、C正確答案BC9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(shuō)法中正確的是()A鈾塊的質(zhì)量是重要因素，與體積無(wú)關(guān)B為了使鈾235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)生的快中子C若鈾235的體積超過(guò)它的臨界體積，裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)就能夠發(fā)生D裂變能否發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)與鈾塊的質(zhì)量無(wú)關(guān)解析要發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)必須使鈾塊體積(或質(zhì)量)大于臨界體積(或臨界質(zhì)量)，故A、D錯(cuò)，C對(duì)，鈾235俘獲慢中子發(fā)生裂變的概率大，快中子使鈾235發(fā)生裂變的幾率小，故B錯(cuò)答案C知識(shí)點(diǎn)三原子反應(yīng)堆10我國(guó)秦山核電站第

8、三期工程中有兩個(gè)60萬(wàn)千瓦的發(fā)電機(jī)組，發(fā)電站的核能來(lái)源于U的裂變，現(xiàn)有4種說(shuō)法：U原子核中有92個(gè)質(zhì)子，有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)方程式為：UnXeSr2nU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(shuō)法中正確的是()A B C 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；通過(guò)計(jì)算知正確，故正確選項(xiàng)為D.答案D11核反應(yīng)堆的燃料是_，石墨、重水等作為_(kāi)使裂變時(shí)產(chǎn)生的中子速度減小，易于被鎘棒吸收；用鎘棒

9、_以控制核反應(yīng)堆的_，再用水等流體在反應(yīng)堆內(nèi)外循環(huán)流動(dòng)傳輸反應(yīng)中產(chǎn)生的熱量解析核反應(yīng)堆中的核燃料是鈾235，用石墨、重水等作減速劑，用鎘棒來(lái)吸收中子，以控制反應(yīng)速度答案鈾235減速劑吸收中子速度12有一座發(fā)電能力為P1.00106 kW的核電站，核能轉(zhuǎn)化為電能的效率40%.已知每次核反應(yīng)過(guò)程中放出的核能E2.781011 J，U核的質(zhì)量，mU3901027 kg.求每年(1年3.15107 s)消耗的U的質(zhì)量解析因核電站的核能轉(zhuǎn)化效率為40%故電站消耗U的功率 P為P kW2.5106 kW則電站每年消耗U所釋放的能量為EPt2.51061033.15107 J7.8751016 J故每年消耗

10、 U的質(zhì)量為mmU3901027 kg1 105 kg.答案1 105 kg13在核反應(yīng)堆中，為了使中子減速成為慢中子，必須用重水或石墨作減速劑，使快中子跟減速劑的原子核相碰(設(shè)這些碰撞是彈性正碰)，以達(dá)到減速的目的你認(rèn)為用原子量大的作減速劑效果好還是用原子量小的作減速劑效果好？試作相應(yīng)說(shuō)明和計(jì)算(設(shè)減速原子核原來(lái)是靜止的)解析因中子與減速劑原子核發(fā)生彈性碰撞，碰撞過(guò)程動(dòng)量和動(dòng)能都守恒設(shè)中子質(zhì)量為m，減速劑原子核質(zhì)量為M，中子的初速度為v0，有mv0mv1Mv2，mvmvMv，解得v1v0.可見(jiàn)，當(dāng)M越接近m時(shí)，v1越小，即原子量小的減速效果好答案見(jiàn)解析14鈾核(U)裂變成鋇(Ba)和氪(Kr)已知U、Ba、Kr以及中子的質(zhì)量分別是235.043 9 u、140.913 9 u、91.897 3 u和1.008 7 u(1)試寫(xiě)出鈾核裂變反應(yīng)方程，并計(jì)算1個(gè)235U核裂變時(shí)放出的核能；(2)我國(guó)秦山核電站的裝機(jī)容量為3.0105 kW，假如全部235U都能夠發(fā)生這樣的裂變，釋放核能的1.2%可轉(zhuǎn)化為電能，試由此估算電站1年要消耗多少U?解析(1)根據(jù)裂變的生成物及核反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)守恒，由核電荷數(shù)守恒可確定產(chǎn)生中子的數(shù)目UnBaKr3n，核反應(yīng)中的質(zhì)量虧損為m235.043 9 u140.913 9 u91.897 3 u21.008 7 u0.2153 u根據(jù)質(zhì)能方