粤教版选修35 裂变和聚变 第1课时 作业.docx

4.5裂变和聚变1.关于重核的裂变，下列说法正确的是()a核裂变释放的能量等于它俘获中子时得到的能量b中子从铀块中通过时，一定发生链式反应c重核裂变释放出大量的能量，产生明显的质量亏损，所以核子数减少d重核裂变为中等质量的核时，要发生质量亏损，放出核能答案d解析核裂变释放的能量来源于裂变过程的质量亏损，是核能转化为其他形式能的过程，其能量远大于俘获中子时吸收的能量，a错误，d正确；发生链式反应是有条件的，铀块的体积必须大于或等于临界体积，否则中子从铀块中穿过时，可能碰不到原子核，则不会发生链式反应，b错误；重核裂变时，核子数守恒，c错误2一个铀235吸收一个中子后发生的一种核反应方程是unxesr10n，放出的能量为e，铀235核的质量为m，中子的质量为m，氙136核的质量为m1，锶90核的质量为m2，真空中光速为c，则释放的能量e等于()a(mm1m2)c2 b(mmm1m2)c2c(mm1m29m)c2 d(m1m29mm)c2答案c解析铀235裂变时的质量亏损mmmm1m210mmm1m29m，由质能方程可得emc2(m9mm1m2)c2.3当一个重核裂变时，它所产生的两个核()a含有的质子数比裂变前重核的质子数少b含有的中子数比裂变前重核的中子数少c裂变时释放的能量等于俘获中子时得到的能量d可能是多种形式的两个核的组合答案bd解析一个重核裂变时，在产生两个核的同时，也放出中子，所以新产生的两个核的中子数比裂变前重核的要少，选项b正确；裂变时放出的能量主要是反应前后质量亏损而产生的能量，要远大于俘获中子时得到的能量，c项错；重核裂变的产物是多种多样的，d项正确4日本福岛第一核电站在地震后，数秒内就将控制棒插入核反应堆芯，终止了铀的裂变链式反应但海啸摧毁了机组的冷却系统，因裂变遗留的产物铯、钡等继续衰变不断释放能量，核燃料棒温度不断上升，对周边环境产生了巨大的危害则下列说法正确的是()a控制棒通过吸收中子来实现对核反应的控制b日本后来向反应堆灌注海水，可以降温，但大量的被污染的海水外泄，对周边环境产生了巨大的危害c核裂变遗留物铯、钡等原子的质量可能比铀原子质量大d核泄漏中放射性物质对人类是有害的答案abd解析控制棒通过吸收中子来实现对核反应速度的控制，选项a正确；日本后来向反应堆灌注海水，大量的被污染的海水外泄，泄漏中放射性物质对周边环境产生了巨大的危害，选项b、d正确；因为核反应有能量释放，可知铯、钡等原子的质量比铀原子质量小，故c错误5(多选)关于核反应堆，下列说法正确的是()a铀棒是核燃料，裂变时释放核能b镉棒的作用是控制反应堆的功率c铀棒的作用是控制反应堆的功率d石墨的作用是吸收中子【解析】铀棒是核燃料，裂变时可放出能量，故a正确；镉棒吸收中子的能力很强，作用是调节中子数目以控制反应速度，即控制反应堆功率，故b正确，c错误；慢中子最容易引发铀核裂变，所以在快中子碰到铀棒前要进行减速，石墨的作用是使中子减速，故d错误【答案】ab6(多选)根据宇宙大爆炸的理论，在宇宙形成之初是“粒子家族”尽显风采的时期，那么在大爆炸之后最早产生的粒子是()a夸克b质子c轻子 d中子【解析】宇宙形成之初产生了夸克、轻子和胶子等粒子，之后又经历了质子和中子等强子时代，再之后是自由光子、中微子、电子大量存在的轻子时代，再之后是中子和质子组合成氘核，并形成氦核的核合成时代，之后电子和质子复合成氢原子，最后形成恒星和星系，因此a、c正确，b、d错误【答案】ac7关于核聚变，以下说法正确的是()a与裂变相比轻核聚变辐射极少，更为安全、清洁b世界上已经有利用核聚变能来发电的核电站c要使轻核发生聚变，必须使它们的距离达到1010 m以内，核力才能起作用d核聚变比核裂变更易控制【解析】与裂变相比，核聚变有下面的几个优势：(1)安全、清洁、辐射少；(2)核燃料储量多；(3)核废料易处理但核聚变不易控制其发电还没有投入实际运行所以正确的只有选项a.【答案】a8.太阳因核聚变释放出巨大的能量,同时其质量不断减少。太阳每秒钟辐射出的能量约为41026 j,根据爱因斯坦质能方程,太阳每秒钟减少的质量最接近()a.1036 kgb.1018 kgc.1013 kgd.109 kg解析:根据爱因斯坦的质能方程,m=ec2=4102691016 kg=4.4109 kg,d正确。答案:d9.天文观测表明,几乎所有远处的恒星(或星系)都在以各自的速度背离我们而运动,离我们越远的星体,背离我们运动的速度(称为退行速度)越大;也就是说,宇宙在膨胀。星体的退行速度v和它们离我们的距离r成正比,即v=hr。式中h为一常量,称为哈勃常数,已由天文观察测定。为解释上述现象,有人提出一种理论,认为宇宙是从一个大爆炸的火球开始形成的。假设大爆炸后各星体以不同的速度向外匀速运动,并设想我们就位于其中心,则速度越大的星体现在离我们越远。这一结果与上述天文观测一致。(1)由上述理论和天文观测结果,可估算宇宙年龄t,其计算式是什么?(2)根据观测,哈勃常数h=310-2米/秒光年,其中光年是光在一年中行进的距离,由此估算宇宙的年龄约为多少年?解析:(1)由于爆炸后各星体做的是匀速运动,令宇宙年龄为t,则星球现距我们的距离为r=vt=hrt,得t=1h。(2)t=1h=1310-2米/秒光年=1365243 6003108310-23 60024365年=11010年。答案:(1)t=1h(2)11010年10已知氘核质量为2.013 6 u，中子质量为1.008 7 u，he核的质量为3.015 0 u两个速率相等的氘核对心碰撞聚变成he并放出一个中子，释放的核能全部转化为机械能(质量亏损为1 u时，释放的能量为931.5 mev.除了计算质量亏损外，he的质量可以认为是中子的3倍)(1)写出该核反应的反应方程式(2)该核反应释放的核能是多少？(3)若测得反应后生成中子的动能是3.12 mev，则反应前每个氘核的动能是多少mev?【解析】(1)核反应方程为：hhhen(2)质量亏损为：m2.013 62 u(3.015 0 u1.008 7 u)0.003 5 u，释放的核能为：emc20.003 5931.5 mev3.26 mev(3)设中子和he核的质量分别为m1、m2，速度分别为v1、v2.反应前每个氘核的动能是e0，反应后中子和he核动能分别为e1、e2，根据动量守恒定律，得m1v1m2v20，3，e21.04 mev由能量的转化和守恒定律，得e1e22e0e，e00.45 mev.【答案】(1)hhhen(2)3.26 mev(3)0.45 mev11有一种聚变反应是四个氢核聚变成一个氦核，同时放出两个正电子求：(1)该聚变反应释放多少能量？(2)若1 g氢完全聚变，能释放多少能量？(3)1 g氢完全聚变，释放的能量相当于多少煤完全燃烧放出的热能？(已知煤的热值q3.36107 j/kg，氢核质量为1.008 142 u，氦核质量为4.001 509 u，电子的质量为0.000 549 u) 【解析】(1)核反应方程为：4hhe2e，所以m4mhmhe2me41.008 142 u4.001 509 u20.000 549 u0.029 961 ue0