2020-2021高中物理3-5分層訓(xùn)練（十三）重核的裂變含解析

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精2020-2021學(xué)年高中物理人教版選修3-5分層訓(xùn)練（十三）重核的裂變含解析分層訓(xùn)練（十三）重核的裂變［基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練]1．裂變反應(yīng)中釋放出的能量來自于()A．核子消失轉(zhuǎn)化為能量B．原子中電子與原子核的電勢能減小C．入射的中子消失轉(zhuǎn)化為能量D．原子核的比結(jié)合能變大，釋放出能量2．鈾是常用的一種核燃料，若它的原子核發(fā)生了如下的裂變反應(yīng)：eq\o\al(235，92)U＋eq\o\al(1,0）n→a＋b＋2eq\o\al(1,0)n則a＋b可能是（）A.eq\o\al(140，54)Xe＋eq\o\al（93,36)KrB.eq\o\al(141，56）Ba＋eq\o\al（92，36)KrC。eq\o\al（141，56)Ba＋eq\o\al(93,38)SrD。eq\o\al（140，54)Xe＋eq\o\al(94，38)Sr3．鈾核裂變是在反應(yīng)堆中進(jìn)行的，核反應(yīng)堆主要由鈾棒、鎘棒、慢化劑、冷卻系統(tǒng)和水泥防護(hù)層組成，鎘棒在反應(yīng)堆中起的作用主要是（）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4．（多選)人類通過鏈?zhǔn)椒磻?yīng)來利用核能的方式有下列哪兩類()A．利用可控制的快中子鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，制成原子彈B．利用不可控制的快中子鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，制成原子彈C．利用可控制的慢中子鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，建成核反應(yīng)堆D．利用不可控制的慢中子鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，建成核反應(yīng)堆5．如圖是核反應(yīng)堆的示意圖，對于核反應(yīng)堆的認(rèn)識,下列說法正確的是()A．鈾棒是核燃料，核心物質(zhì)是鈾238B．石墨起到吸收中子的作用C．鎘棒起到使中子減速的作用D．水泥防護(hù)層的作用是阻隔射線，避免放射性危害6．秦山核電站第三期工程的兩個(gè)6×105kW發(fā)電機(jī)組已實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電．發(fā)電站的核能來源于eq\o\al（235,92）U的裂變，下列說法正確的是（)A．反應(yīng)堆中核反應(yīng)速度通常是采用調(diào)節(jié)eq\o\al(235,92）U的體積來控制的B。eq\o\al（235，92）U的一種可能的裂變是eq\o\al（235，92)U＋eq\o\al（1，0)n→eq\o\al（139，54)Xe＋eq\o\al（95,38)Sr＋2eq\o\al（1,0）nC.eq\o\al（235，92）U是天然放射性元素，升高溫度后它的半衰期會縮短D．雖然核電站能提供很大的能量，但它對環(huán)境的污染比火電站嚴(yán)重［能力提升練]7．（多選）核反應(yīng)堆利用中子轟擊重核發(fā)生裂變反應(yīng)，釋放出大量核能。eq\o\al（235,92)U＋eq\o\al(1,0）n→eq\o\al（141，56）Ba＋eq\o\al（92，36)Kr＋aX是反應(yīng)堆中發(fā)生的許多核反應(yīng)中的一種，X是某種粒子，a是X粒子的個(gè)數(shù)，用mU、mBa、mKr分別表示eq\o\al(235,92）U、eq\o\al(141，56)Ba、eq\o\al（92，36)Kr核的質(zhì)量，mX表示X粒子的質(zhì)量，c為真空中的光速，以下說法正確的是()A．X為中子，a＝2B．X為中子，a＝3C．上述核反應(yīng)中放出的核能ΔE＝（mU－mBa－mKr－3mX）c2D．只有鈾塊體積達(dá)到臨界體積才可能發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)8．一座發(fā)電能力為P＝1.0×106kW的核電站，核能轉(zhuǎn)化為電能的效率η＝40％。核反應(yīng)堆中發(fā)生的裂變反應(yīng)為eq\o\al（235，92)U＋eq\o\al（1，0)n→eq\o\al(141,56）Ba＋eq\o\al（92，36)Kr＋3eq\o\al（1，0）n,已知每次核反應(yīng)過程放出的核能ΔE＝2。78×10－11J,eq\o\al（235,92)U的質(zhì)量mU＝390×10－27kg.求：(1）發(fā)生一次核反應(yīng)的質(zhì)量虧損Δm.(2)每年（1年＝3。15×107s）消耗的eq\o\al（235,92)U的質(zhì)量．分層訓(xùn)練（十三）重核的裂變1．解析：核反應(yīng)過程中,核子數(shù)守恒，中子并未消失,故選項(xiàng)A、C均錯誤；能量來源于原子核內(nèi)部，因重核裂變?yōu)橹械荣|(zhì)量的核時(shí),比結(jié)合能增加而釋放出能量，故選項(xiàng)D正確．答案：D2．解析:利用質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可以判斷出可能的核反應(yīng)方程．選項(xiàng)A不滿足電荷數(shù)守恒，也不滿足質(zhì)量數(shù)守恒；選項(xiàng)B不滿足質(zhì)量數(shù)守恒；選項(xiàng)C不滿足電荷數(shù)守恒;選項(xiàng)D滿足質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒．答案：D3．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錯誤，D正確．答案：D4．解析:原子彈爆炸時(shí)，鈾塊的體積大于臨界體積，快中子直接被鈾核吸收，發(fā)生裂變反應(yīng)，放出核能，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)速度不可控制，極短的時(shí)間內(nèi)釋放出大量的核能；核反應(yīng)堆釋放核能的速度是穩(wěn)定的，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度可以控制,因此答案為B、C。答案：BC5．解析：核反應(yīng)堆采用的核燃料為鈾235，故A錯誤；石墨的作用是使中子減速，故B錯誤；鎘棒的作用是吸收中子，故C錯誤；水泥防護(hù)層的作用是阻隔射線，避免放射性危害，故D正確．答案:D6．解析:反應(yīng)堆中核反應(yīng)速度由控制棒（鎘棒）吸收中子的多少來控制，A錯誤;裂變有多種可能性，這是其中常見的一種，B正確；放射性元素的半衰期由原子核本身決定，與溫度壓強(qiáng)等外界條件無關(guān)，C錯誤;核電站的核能是清潔能源，污染小，D錯誤．答案：B7．解析：核反應(yīng)中，質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒，則知eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(141，56）Ba＋eq\o\al（92,36）Kr＋aX中X為eq\o\al(1,0)n，a＝3，A錯誤，B正確；由ΔE＝Δmc2可得ΔE＝（mU＋mX－mBa－mKr－3mX）c2＝(mU－mBa－mKr－2mX)c2，C錯誤；由鏈?zhǔn)椒磻?yīng)條件可知,鈾塊體積達(dá)到臨界體積時(shí)反應(yīng)才可發(fā)生，D正確．答案：BD8．解析：(1)由ΔE＝Δmc2，解得Δm＝3.1×10－28kg(2）反應(yīng)堆每年提供的核能：E總＝eq\f(PT,η）（其中T表示1年的時(shí)間）以M表示每年消耗的eq\o\al（235,92）U的質(zhì)量，得：MmU＝E總ΔE解得：M＝eq