高中物理 第19章 第6節(jié)核裂變檢測試題 新人教版選修3-5

"【成才之路】-學(xué)年高中物理第19章第6節(jié)核裂變檢測試題新人教版選修3-5"基礎(chǔ)夯實一、選擇題(1、2題為單選題，3題為多選題)1．鈾核裂變時，對于產(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．為了使鈾235裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)容易發(fā)生，最好直接利用裂變時產(chǎn)生的快中子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．裂變能否發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)與鈾塊的質(zhì)量無關(guān)答案：C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，C對。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。2．原子核反應(yīng)有廣泛的應(yīng)用，如用于核電站等，在下列核反應(yīng)中，屬于核裂變反應(yīng)的是()A.eq\o\al(10,5)B＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(7,3)Li＋eq\o\al(4,2)HeB.eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)HeC.eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)HD.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答案：D解析：由鏈?zhǔn)椒磻?yīng)特點知：反應(yīng)過程中由一個中子引發(fā)裂變，放出2～3個中子促成鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，故D正確。3．關(guān)于原子核反應(yīng)堆，下列說法正確的是()A．鈾棒是核燃料，裂變時釋放核能B．鎘棒的作用是控制反應(yīng)堆的功率C．石墨的作用是吸收中子D．冷卻劑的作用是控制反應(yīng)堆的溫度和輸出熱能答案：ABD解析：鈾棒是核燃料，裂變時可放出能量，A正確。鎘棒吸收中子的能力很強(qiáng)，作用是調(diào)節(jié)中子數(shù)目以控制反應(yīng)速度，即控制反應(yīng)堆功率，B正確。慢中子最容易引發(fā)核裂變，所以在快中子碰到鈾棒前要進(jìn)行減速，石墨的作用是使中子減速，C錯誤。水或液態(tài)金屬鈉等流體在反應(yīng)堆內(nèi)外循環(huán)流動，把反應(yīng)堆內(nèi)的熱量傳輸出去，用于發(fā)電，同時也使反應(yīng)堆冷卻，控制溫度，D正確。二、非選擇題4．年8月12日，俄羅斯“庫爾斯克”號多功能核動力潛艇在巴倫支海海域沉入海底，艇上118名官兵全部遇難，消息傳出，世界震驚。(1)核潛艇的動力來源是________。A．放射性元素衰變釋放的能量B．重金屬放出的化學(xué)能C．重核裂變放出的核能D．輕核聚變放出的核能(2)在巴倫支海，幾十年來，人們在那里傾瀉了不少核廢料，這些核廢料占沉沒到全球海洋全部核物質(zhì)的eq\f(2,3)。前蘇聯(lián)的一艘核潛艇“共青團(tuán)員”號在1989年沉沒此海的1600m深處，已開始釋放核物質(zhì)，在科拉半島上有100多艘已退役的核潛艇停泊在港口，部分已開始泄漏核廢料，“庫爾斯克”號的沉沒再次引起人們的恐慌。核廢料對海洋環(huán)境將長期起污染作用，其原因是________。A．鈾和钚衰變速度很快B．核廢料存在放射性C．核廢料半衰期很長D．核廢料中的重金屬有毒(3)核物質(zhì)的放射性導(dǎo)致海洋生物發(fā)生變異，放射性導(dǎo)致生物體的________。A．細(xì)胞灼傷 B．基因突變C．基因互換 D．基因重組(4)放射性對生物體造成損失，其物理機(jī)制是________。A．熱作用 B．電離作用C．穿透作用 D．物理化學(xué)作用答案：(1)C(2)BCD(3)B(4)D5．我國秦山核電站第一期工程裝機(jī)容量為30萬千瓦。如果1g鈾235完全裂變時產(chǎn)生的能量為8.2×1010J，并且假定產(chǎn)生的能量都變成了電能，那么，此核電站每年要消耗多少鈾235？(一年按365天計算)答案：1.15×10解析：核電站每天的發(fā)電量為W＝Pt＝3×108×24×3600J＝2.592×1013J每年的發(fā)電量W總＝365W＝9.46×1015J，而1g鈾完全裂變時產(chǎn)生的能量為8.2×1010J。所以，每年消耗的鈾的質(zhì)量為m＝eq\f(9.46×1015,8.2×1010)g＝1.15×102kg。能力提升一、選擇題(1、2題為單選題，3、4題為多選題)1.eq\o\al(235,92)U吸收一個慢中子后，分裂成eq\o\al(136,54)Xe和eq\o\al(90,38)Sr，還放出()A．1個α粒子 B．3個中子C．10個中子 D．10個質(zhì)子答案：C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。由題意可知eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(235＋1＝136＋90＋x,92＝54＋38＋y))則eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x＝10,y＝0))由此判定該核反應(yīng)放出的一定是中子，且個數(shù)是10，C選項正確。2．我國秦山核電站第三期工程中有兩個60萬千瓦的發(fā)電機(jī)組，發(fā)電站的核能來源于eq\o\al(235,92)U的裂變，現(xiàn)有四種說法：①eq\o\al(235,92)U原子核中有92個質(zhì)子，143個中子；②eq\o\al(235,92)U的一種可能裂變是變成兩個中等質(zhì)量的原子核，反應(yīng)方程為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)n；③eq\o\al(235,92)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；④一個eq\o\al(235,92)U裂變能放出200MeV的能量，合3.2×10－11J。以個說法中完全正確的是()A．①②③ B．②③④C．①③④ D．①②④答案：D解析：由eq\o\al(235,92)U的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)關(guān)系易知①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②正確；半衰期不受外界因素干擾，故③錯誤；通過計算知④正確，故答案為D。3．下面是鈾核裂變反應(yīng)中的一個：eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(136,54)Xe＋eq\o\al(90,38)Sr＋10eq\o\al(1,0)n已知鈾235的質(zhì)量為235.0439u，中子質(zhì)量為1.0087u，鍶90的質(zhì)量為89.9077u，氙136的質(zhì)量為135.9072u，則此核反應(yīng)中()A．質(zhì)量虧損為Δm＝235.0439u＋1.0087u－89.9077u－135.9072uB．質(zhì)量虧損為Δm＝(235.0439＋1.0087－89.9077－135.9072－10×1.0087)uC．釋放的總能量為ΔE＝(235.0439＋1.0087－89.9077－135.9072－10×1.0087)×(3×108)2JD．釋放的總能量為ΔE＝(235.0439＋1.0087－89.9077－135.9072－10×1.0087)×931.5MeV答案：BD解析：計算虧損質(zhì)量時要用反應(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，B對；質(zhì)量單位為“u”時，可直接用“1u的虧損放出能量931.5MeV”計算總能量，故D對，當(dāng)質(zhì)量單位為“kg”時直接乘以(3.0×108)2，總能量單位才是焦耳，故C錯。4．(清遠(yuǎn)市～學(xué)年高二下學(xué)期期末)年3月由9.0級地震引發(fā)的海嘯摧毀了日本福島第一核電站的冷卻系統(tǒng)，導(dǎo)致大量eq\o\al(131,53)I泄露在大氣中，eq\o\al(131,53)I是一種放射性物質(zhì)，會發(fā)生β衰變而變成Xe元素。下列說法中正確的是()A．福島第一核電站是利用原子核衰變時釋放的核能來發(fā)電B.eq\o\al(131,53)I發(fā)生β衰變的方程式為eq\o\al(131,53)I→eq\o\al(131,54)Xe＋eq\o\al(0,－1)eC.eq\o\al(131,53)I原子核內(nèi)有53個質(zhì)子，78個中子D．如果將碘131的溫度降低到0度以下，可以延緩其衰變速度答案：BC解析：核電站是利用核裂變來發(fā)電，A錯；根據(jù)原子核的結(jié)構(gòu)和方程式書寫規(guī)則可判BC正確；衰變與物質(zhì)所處的物理、化學(xué)狀態(tài)無關(guān)，D錯。二、非選擇題5．裂變反應(yīng)是目前核能利用中常用的反應(yīng)，以原子核eq\o\al(235,92)U為燃料的反應(yīng)堆中，當(dāng)eq\o\al(235,92)U俘獲一個慢中子后發(fā)生的裂變反應(yīng)可以有多種方式，其中一種可表示為：eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(139,54)Xe＋eq\o\al(94,38)Sr＋3eq\o\al(1,0)n。已知eq\o\al(235,92)U的原子質(zhì)量為235.0439u，eq\o\al(1,0)n的原子質(zhì)量為1.0087u，eq\o\al(139,54)Xe的原子質(zhì)量為138.9178u，eq\o\al(94,38)Sr的原子質(zhì)量為93.9154u，且1u的質(zhì)量對應(yīng)的能量為9.3×102MeV，此裂變反應(yīng)釋放出的能量是________MeV。答案：1.8×102解析：ΔE＝Δm·c2＝(235.0439＋1.0087－138.9178－93.9154－3×1.0087)×9.3×102MeV＝1.8×102MeV6．年，是我國紀(jì)念抗日戰(zhàn)爭和世界反法西斯戰(zhàn)爭勝利70周年。1945年7月，為了加速日本軍國主義的滅亡，促使日本早日無條件投降，美國在日本的廣島、長崎投下了兩枚原子彈。落在日本廣島的原子彈，其爆炸力相當(dāng)于2×104tTNT爆炸的能量(約8.4×1013J)，由此可知該原子彈中鈾235的質(zhì)量是多少千克？(已知裂變的核反應(yīng)方程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