3-5第5章5.2裂变及应用练习

1、1.当一个重核裂变时，它产生的两个核()A一定是稳定的B所含有的中子数较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可以是多种形式的两个核的组合解析：选BD.重核裂变为两个中等质量的核时平均要放出23个中子，故两核中子数会比原来的重核减少，重核裂变的产物是多种多样的，选项B、D正确2.原子反应堆是实现可控制的重核裂变链式反应的一种装置，它主要由四部分组成()A原子燃料、减速剂、冷却系统和控制调节系统B原子燃料、减速剂、发热系统和传热系统C原子燃料、减速剂、碰撞系统和传热系统D原子燃料、中子源、原子能存聚系统和输送系统解析：选A.通过学习，我们知道核反应堆的构成分四部分：原子

2、燃料、减速剂、冷却系统和控制调节系统3.镉棒在核反应堆中所起的作用是()A使快中子变成慢中子B使慢中子变成快中子C使反应速度加快D控制反应速度，调节反应速度的快慢解析：选D.在核反应堆中石墨起变快中子为慢中子的作用镉棒又叫控制棒，起吸收中子、控制反应速度、调节功率大小的作用，故D正确4.(2012·成都高二检测)为应对能源危机和优化能源结构，提高清洁能源的比重，我国制定了优先选择核能，其次加快发展风能和再生能源的政策，在核电中长期发展规划中要求2020年核电运行装机总容量达到4000万千瓦的水平，请根据所学物理知识，判断下列说法中正确的是()A核能发电对环境的污染比火力发电要小B核能

3、发电对环境的污染比火力发电要大C所有核电站都只利用重核裂变释放大量的原子能D重核裂变是非常清洁的能源，无任何污染解析：选AC.目前核电站都用核裂变，其原料是铀，且核裂变在核反应堆中应用的是比较清洁的能源，但也有一定的污染，故A、C正确，B、D错误5.已知在铀235裂变成钡和氪的过程中，质量亏损m0.2153 u，则反应中平均每个核子释放的能量为多少？解析：铀核裂变为不同的产物时，每个核子释放的能量不同，一般来说平均每个核子释放的能量为1 MeV.由爱因斯坦质能方程，可求得铀核裂变时放出的能量：Emc20.2153×931.5 MeV201 MeV铀核中含有235个核子，所以平均每个核

4、子释放的能量为 MeV0.86 MeV.答案：0.86 MeV一、选择题1.利用重核裂变释放核能时选用铀235核，主要原因是()A它裂变放出核能比其他重核裂变多B它可能分裂成三部分或四部分C它能自动裂变，与体积无关D它比较容易发生链式反应解析：选D.铀235俘获任何能量的中子都会发生裂变反应，吸收低能量的中子裂变的几率更大，D项正确2.U吸收一个慢中子后，分解成Xe和Sr，并放出()A一个粒子B一个氘核C三个中子 D两个中子答案：C3.铀核裂变时，对于产生链式反应的重要因素，下列说法中正确的是()A反应堆中铀的质量是重要因素，与体积无关B为了使裂变的链式反应容易发生，最好直接利用裂变时产生的中

5、子C若铀235的体积超过它的临界体积，裂变的链式反应就能够发生D能否发生链式反应与铀块的质量无关解析：选C.使铀核裂变发生链式反应，铀块的体积必须大于临界体积，但铀核的质量无论怎样，只要组成铀块的体积小于临界体积，则不会发生链式反应，裂变反应中产生的中子为快中子，这些快中子不能直接引发新的裂变如果铀块的质量大，则其体积大，若超过临界体积则发生链式反应，由此知A、B、D错误，C正确4.在核反应中，控制铀235核裂变反应速度的方法是()A使用浓缩铀B改变铀块的临界体积C通过自动控制装置，改变镉棒插入的深度，以改变反应堆中的中子数目D利用石墨与中子的碰撞来改变中子的速度解析：选C.控制核反应堆中核反

6、应的速度是靠调节中子数来实现的，故只有C正确5.一个铀235吸收一个中子后发生的反应式是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)c2B(Mmm1m2)c2C(Mm1m29m)c2D(m1m29mM)c2解析：选C.铀235裂变时质量亏损：mMmm1m210mMm1m29m，由质能方程可得：Emc2(M9mm1m2)c2.6.(2012·烟台高二检测)一个U原子核在中子的轰击下发生一种可能的裂变反应，其裂变方程为UnXSr2n，则下列叙述正确的是()AX

7、原子核中含有86个中子BX原子核中含有141个核子C因为裂变时释放能量，根据Emc2，所以裂变后的总质量数增加D因为裂变时释放能量，出现质量亏损，所以生成物的总质量数减少解析：选A.由核裂变过程质量数、电荷数守恒，可算出X原子核质量数A140，电荷数Z54，故X原子核中有1405486个中子，140个核子，故A正确7.目前核电站利用的核反应是()A裂变、核燃料为铀 B聚变、核燃料为铀C裂变、核燃料为氘 D聚变、核燃料为氘答案：A8.下列核反应中，表示核裂变的是()A.UThHeB.UnBaKr3nC.PSieD.BeHeCn解析：选B.裂变是重核俘获中子后变成中等质量的原子核，同时还要放出几个

8、中子9.(2012·德惠高二检测)在核反应式UnSrXekX中()AX是中子，k9 BX是中子，k10CX是质子，k9 DX是质子，k10解析：选B.核反应方程应遵循电荷数守恒和质量数守恒，在题目所给核反应中，设X的质子数为x，则核反应方程的左边质子数为92092，右边质子数为3854x92，x0，X的质子数为0，所以X为中子，左边质量数为2351236，右边质量数为90136k×1236，k10，所以k的数值为10.二、非选择题10.裂变反应是目前核能利用中最常用的反应，以原子核U为燃料的反应堆中，U俘获一个慢中子后发生裂变反应可以有多种方式，其中一种方式可表示为：UnX

9、eSr3n.其中：mU235.0439 u，mn1.0087 u，mXe138.9178 u，mSr93.9154 u(以原子核质量u为单位)，已知1 u的质量对应的能量为9.3×102 MeV，求放出的能量解析：裂变前后的质量亏损是：m(235.04391.0087138.917893.91543×1.0087) u由质能方程Emc2有Emc2，即放出的能量Em×9.3×102 MeV1.8×102 MeV.答案：1.8×102 MeV11.在可控制反应堆中需要给快中子减速，轻水、重水和石墨等常用作慢化剂中子在重水中可与H核碰撞减速

10、，在石墨中与C核碰撞减速上述碰撞可简化为弹性碰撞模型其反应堆中快中子与静止的靶核发生对心正碰，通过计算说明，仅从一次碰撞考虑，用重水和石墨作慢化剂，哪种减速效果更好？解析：设中子质量为Mn，靶核质量为M，由动量守恒定律：Mnv0Mnv1Mv2由能量守恒：MnvMnvMv解得：v1v0在重水中靶核质量：MH2Mn，v1Hv0v0，在石墨中靶核质量：MC12Mn，v1Cv0v0与重水靶核碰后中子速度减小得多，故重水减速效果更好答案：见解析12.(2012·大同高三模拟)U受中子轰击时会发生裂变，产生Ba和Kr，同时放出能量已知每个铀核裂变释放的平均能量为200 MeV.(1)写出核反应方程；(2)现在要建设发电功率为5×105 kW的核电站，用U作核燃料，假设核裂变释放的能量一半转化为电能，那么该核电站一天消耗U多少千克？(阿伏伽德罗常数取6.0×1023 mol1)解析：(1)核反应方程UnBaKr3n200 MeV