【名師一號】2021年新課標(biāo)版物理選修3-5-雙基限時練19-原子核

雙基限時練(十九)核裂變1．(多選題)關(guān)于裂變反應(yīng)，下列說法中正確的是()A．用中子轟擊鈾核發(fā)生裂變，肯定分裂為質(zhì)量差不多的兩塊B．鈾核裂變?yōu)橹械荣|(zhì)量的原子核肯定釋放能量C．鈾核發(fā)生裂變時可能產(chǎn)生二、三或四部分D．全部重核元素用中子轟擊均能發(fā)生裂變反應(yīng)答案BC2．為使鏈式反應(yīng)平穩(wěn)進行，可接受下列的方法()A．鈾塊可分制成任何的體積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)生鏈式反應(yīng)的體積大于臨界體積，故A選項錯誤；鈾核裂變產(chǎn)生的中子為快中子，不能直接去轟擊鈾核，必需使用慢化劑減速，而鎘棒是用來把握中子數(shù)量的，故C選項正確，B、D選項錯誤．答案C3．核反應(yīng)堆是實現(xiàn)可把握的重核裂變鏈式反應(yīng)的一種裝置，它主要有哪四部分組成()A．核燃料、減速劑、冷卻系統(tǒng)、把握調(diào)整系統(tǒng)B．核燃料、減速劑、發(fā)熱系統(tǒng)和傳熱系統(tǒng)C．核燃料、減速劑、碰撞系統(tǒng)和傳熱系統(tǒng)D．核燃料、中子源、核能聚存系統(tǒng)和輸送系統(tǒng)答案A4．裂變反應(yīng)中釋放的能量來自于()A．核子消逝轉(zhuǎn)化為能量B．原子中電子與原子核的電勢能減小C．入射的中子消逝轉(zhuǎn)化為能量D．原子核的比結(jié)合能變大，釋放出能量答案D5．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D6．一個eq\o\al(235,92)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eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→X＋eq\o\al(94,38)Sr＋2eq\o\al(1,0)n，則下列敘述正確的是()A．X原子核中含有86個中子B．X原子核中含有141個核子C．由于裂變時釋放能量，依據(jù)E＝mc2，所以裂變后的總質(zhì)量數(shù)增加D．由于裂變時釋放能量，消滅質(zhì)量虧損，所以生成物的總質(zhì)量數(shù)削減解析X原子核中的核子數(shù)為(235＋1)－(94＋2)＝140個，B項錯誤．中子數(shù)為140－(92－38)＝86個，A項正確．裂變時釋放能量，消滅質(zhì)量虧損，但是其總質(zhì)量數(shù)是不變的，C、D項錯．答案A7．利用重核裂變釋放核能時選用鈾235，主要由于()A．它比較簡潔發(fā)生鏈式反應(yīng)B．能自動裂變，與體積無關(guān)C．鈾核比較簡潔分裂成為三部分或四部分，因而放出更多的核能D．鈾235價格比較廉價，而且它裂變時放出的核能比其他重核裂變時放出的核能要多解析核電站利用核能發(fā)電，它的核心設(shè)施是核反應(yīng)堆．反應(yīng)堆中的核反應(yīng)主要是鈾235吸取慢中子后發(fā)生的裂變，反應(yīng)堆利用濃縮鈾制成鈾棒，作為核燃料，選項A正確．答案A8．(多選題)當(dāng)一個重核裂變時，它所產(chǎn)生的兩個核()A．含有的質(zhì)子數(shù)較裂變前重核的質(zhì)子數(shù)削減B．含有的中子數(shù)較裂變前重核的中子數(shù)少C．裂變時釋放的能量等于俘獲中子時得到的能量D．可能是多種形式的兩個核的組合答案BD9．1個鈾235吸取1個中子發(fā)生核反應(yīng)時，大約放出196MeV的能量，則1g純鈾235完全發(fā)生反應(yīng)放出的能量為(NA為阿伏加德羅常數(shù))()A．NA×196MeV B．235NA×196MeVC．235×196MeV D.eq\f(NA,235)×196MeV解析由于1mol鈾的質(zhì)量為235g,1g鈾235的摩爾數(shù)為eq\f(1,235)，因此1g鈾235釋放的能量為eq\f(NA,235)×196MeV，故D選項正確．答案D10．關(guān)于核反應(yīng)堆中用鎘棒把握反應(yīng)速度的原理，下列說法正確的是()A．鎘棒能釋放中子，依靠釋放的多少把握反應(yīng)速度B．用鎘棒插入的多少把握快中子變?yōu)槁凶拥臄?shù)量C．利用鎘棒對中子吸取力量強的特點，依靠插入的多少把握中子數(shù)量D．鎘棒對鈾核裂變有一種阻礙作用，利用其與鈾的接觸面積的大小把握反應(yīng)速度解析鎘棒并不能釋放中子，也不能使中子減速，對鈾核裂變也沒有阻礙作用，而是利用其對中子吸取力量強的特點，把握中子數(shù)量的多少而把握核反應(yīng)速度，故C項正確．答案C11．1個鈾235吸取1個中子發(fā)生核反應(yīng)時，大約放出196MeV的能量，則1g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))()A．NA×196MeV B．235NA×196MeVC．235×196MeV D.eq\f(NA,235)×196MeV11．貧鈾炸彈是一種殺傷力很強的武器，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的穿甲力量，而且鈾238具有放射性，殘留物可長期對環(huán)境起破壞作用而造成污染．人長期生活在該環(huán)境中會受到核輻射而患上皮膚癌和白血?。铝袛⑹鲥e誤的是()A．鈾238的衰變方程式為：eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)HeB.eq\o\al(235,92)U和eq\o\al(238,92)U互為同位素C．人患皮膚癌和白血病是由于核輻射導(dǎo)致了基因突變D．貧鈾彈的穿甲力量很強，也是由于它的放射性解析鈾238具有放射性，放出一個α粒子，變成釷234，A項正確；鈾238和鈾235質(zhì)子數(shù)相同，互為同位素，B項正確；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項正確；貧鈾彈的穿甲力量很強，是由于它的彈芯是由高密度、高強度、高韌性的鈾合金組成，攻擊目標(biāo)時產(chǎn)生高溫化學(xué)反應(yīng)，所以其爆炸力、穿透力遠遠超過一般炸彈，D項錯．答案D12．(多選題)為應(yīng)對能源危機和優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，提高清潔能源的比重，我國制定了優(yōu)先選擇核能，其次加快進展風(fēng)電和再生能源的政策，在《核電中長期進展規(guī)劃》中，要求2022年核電運行裝機總?cè)萘窟_到4000萬千瓦的水平，請依據(jù)所學(xué)物理學(xué)問，推斷下列說法中正確的是()A．核能發(fā)電對環(huán)境的污染比火力發(fā)電要小B．核能發(fā)電對環(huán)境的污染比火力發(fā)電要大C．全部核電站都只利用重核裂變釋放大量的原子能D．核電站中既有重核裂變，又有輕核聚變釋放大量的原子能解析目前核電站都是用核裂變釋放能源的，它的原料是鈾，在不發(fā)生核泄漏的狀況下，核能屬于比較清潔的能源．答案AC13．曾落在日本廣島的原子彈，相當(dāng)于2萬噸TNT炸藥放出的能量．原子彈放出的能量約8.4×1013J，試問有多少個eq\o\al(235,92)U原子核進行分裂？該原子彈中含鈾eq\o\al(235,92)U的質(zhì)量最小限度為多少千克？(一個鈾eq\o\al(235,92)U原子核分裂時所產(chǎn)生的能量約為200MeV)解析一個eq\o\al(235,92)U原子核分裂時所產(chǎn)生的能量約為200MeV＝200×106eV＝2.0×108×1.6×10－19J＝3.2×10－11J.設(shè)共有n個eq\o\al(235,92)U核發(fā)生裂變：n＝eq\f(8.4×1013,3.2×10－11)個≈2.6×1024個，鈾的質(zhì)量m＝235×10－3×eq\f(2.6×1024,6.02×1023)kg≈1.015kg.答案2.6×1024個1.015kg14．原子反應(yīng)堆的功率為104kW,1h消耗的核燃料為8.75g，已知一個鈾235裂變時放出200MeV的核能，求該鈾燃料中鈾235所占的百分比．解析反應(yīng)堆每小時產(chǎn)生的能量為：E＝Pt＝107×