20192020学年高中物理第十九章原子核6核裂变练习含解析新人教选修3520190507348

20192020学年高中物理第十九章原子核6核裂变练习含解析新人教版选修352019050734820192020学年高中物理第十九章原子核6核裂变练习含解析新人教版选修352019050734820192020学年高中物理第十九章原子核6核裂变练习含解析新人教版选修35201905073486核裂变基础坚固1.(多项选择)在以下四个方程中,x1、x2、x3和x4各代表某种粒子,判断正确的选项是()SrXe+3x1H+x2HenTh+x3MgHeAl+x4A.x1是中子B.x2是质子C.x3是α粒子D.x4是氚核解析A项,依据核电荷数和质量数守恒可得x1的电荷数为0,质量数为1,所以确立x1为中子,A正确;B项,依据核电荷数和质量数守恒可得x2的电荷数为1,质量数为2,所以确立x2为氘核,B错误;C项,依据核电荷数和质量数守恒可得x3的电荷数为2,质量数为4,所以确立x3为α粒子,C正确;D项,依据核电荷数和质量数守恒可得x4的电荷数为1,质量数为1,所以确立x4为质子,D错误。答案AC2.为使链式反响安稳进行,以下方法可行的是()A.铀块可制成任何的体积B.铀核裂变开释的中子可直接去轰击其他的铀核C.经过慢化剂将产生的中子减速D.用镉棒作为慢化剂使中子减速解析因为使铀块发生链式反响的体积应大于临界体积,故A错误;铀核裂变开释出的为快中子,不可以直接用来轰击铀核,必然用慢化剂减速,而镉棒是用于控制中子数目的,故C正确,B、D错误。答案C3.核反响堆的工作原理是利用中子轰击重核发生的裂变反响。在众多的裂变反响中,有一种反响方程为BaKr+aX,此中X为某种粒子,a为X的个数,则()A.X为中子,a=2B.X为中子,a=3C.X为质子,a=2D.X为质子,a=3解析由核反响前后的质量数守恒和电荷数守恒,可计算出a=3,且X为中子,故此题选B。答案B4.秦山核电站第三期工程中有两个6×105kW发电机组已实现并网发电。发电站的核能根源于U的裂变,以下说法正确的选项是()A.反响堆中核反响速度平常是采用调理U的体积来控制的BU的一种可能裂变为XeSr+nCU是天然放射性元素,高升温度后它的半衰期会缩短D.固然核电站能供给很大的能量,但它对环境的污染比火电站严重解析反响堆中核反响速度由控制棒(镉棒)汲取中子的多少来控制,A错U裂变有多种可能性,这是此中常有的一种,B对;放射性元素的半衰期由原子核自己决定,与温度、压强等外界条件没关,C错;核电站的核能是洁净能源,污染少,D错。答案B5.裂变反响是当前核能利用中常用的反响,以原子核U为燃料的反响堆中,当U俘获一个慢中子后发生的裂变反响可以有多种方式,此中一种可表示为:U235.0439+n1.0087→Xe138.9178+Sr93.91543n反响方程下方的数字是中子及相关原子核的静止质量(以原子质量单位u为单位)。已知1u的质量对应的能量为9.3×102MeV,此裂变反响开释出的能量是MeV。?解析ΔE=Δm·c2=(235.0439+1.0087-138.9178-93.9154-3×1.0087)×9.3×102MeV≈179.8MeV。答案179.86.现有的核电站常用的核反响之一是Nd+Zr+n+e+(1)核反响方程中的是反中微子,它不带电,质量数为零,试确立生成物锆(Zr)的电荷数与质量数;(2)已知铀核的质量为235.0439u,中子的质量为1.0087u,钕(Nd)核的质量为142.9098u,锆核的质量为89.9047u,试计算1kg铀235裂变开释的能量为多少?(已知1u质量相当于931.5MeV的能量,且1u=1.6606×10-27kg)解析(1)锆的电荷数Z=92-60+8=40,质量数A=236-146=90。(2)1kg铀235中铀核的个数为n=≈2.56×1024不考虑核反响中生成的电子质量,1个铀235核裂变产生的质量损失为Δm=0.212u,开释的能量为ΔE=0.212×931.5MeV≈197.5MeV则1kg铀235完满裂变开释的能量为E=nΔE=2.56×1024×197.5MeV≈5.1×1026MeV。答案(1)4090(2)8.1×1013J7.一静止的U核经α衰变为为Th,开释出的总动能为4.27MeV。问此衰变后Th核的动能为多少MeV(保存1位有效数字)?解析据题意知,此α衰变的方程为ThHe依据动量定理得mαvα=mThvTh①式中,mα和mTh分别为α粒子和Th核的质量,vα和vTh分别为α粒子和Th核的速度的大小,由题设条件知mαmTh=Ek②③式中Ek=4.27MeV是α粒子与Th核的总动能。由①②③式得mThEk④代入数据得,α衰变后Th核的动能mTh=0.07MeV答案0.07MeV能力提高1.铀是常用的一种核燃料,若它的原子核发生了以下的裂变反响n→a+b+n则a+b可能是()AXeKrBBaKrCBaSrDXeSr解析依据核反响中的质量数守恒可知,a+b的质量数应为235+1-2=234,质子数应为92,A项中的质量数为140+93=233,B项中质量数是141+92=233,C项中质量数为141+93=234,质子数为56+38=94,D项中质量数为140+94=234,质子数为54+38=92,综上可知,答案为D。答案D2.以下说法正确的选项是()A.12C与14C是同位素,它们的化学性质其实不同样样B.核力是原子核内质子与质子之间的力,中子和中子之间其实不存在核力C.在裂变反响BaKr+n中U的联合能比Ba和Kr都大,但比联合能没有Ba或Kr大D.α、β、γ三种射线都是带电粒子流解析同位素的核外电子数同样,所以一种元素的各样同位素都拥有同样的化学性质,A错误;原子核内相邻的质子和中子之间均存在核力,B错误;核子数越多其联合能也越大,所以U的联合能比Ba和Kr都大,但U的比联合能比Ba和Kr都小,C正确;α射线、β射线都是带电粒子流,而γ射线是电磁波,不带电,故D错误。答案C3.我国科学家为解决“玉兔号”月球车长时间处于黑夜工作的需要,研制了一种小型核能电池,将核反响开释的核能转变为电能,需要的功率其实不大,但要便于防备其产生的核辐射。请据此猜想“玉兔号”所用核能电池有可能采用的核反响方程是()AHenBBaKr+nCPuAmeDAlHen解析A是聚变反响,反响强烈,不强人工控制;B是裂变反响,固然实现了人工控制,但因反响强烈,防备要求高,还不可以小型化;C是人工放射性同位素的衰变反响,是小型核能电池主要采用的反响方式;D是人工核反响,需要高能α粒子。答案C4.(多项选择)核反响堆是利用中子轰击重核发生裂变反响,开释出大批核能BaKr+aX是反响堆中发生的很多核反响中的一种,X是某种粒子,a是X粒子的个数,用mU、mBa、mKr分别表示BaKr核的质量,mX表示X粒子的质量,c为真空中的光速,以下说法正确的选项是()A.X为中子,a=2B.X为中子,a=3C.上述核反响中放出的核能ΔE=(mU-mBa-mKr-2mX)c2D.上述核反响中放出的核能ΔE=(mU-mBa-mKr-3mX)c2解析核反响中质量数守恒、电荷数守恒,则知U+BaKr+aX中X为n,a=3,故A错误,B正确。由ΔE=Δmc2可得,ΔE=(mU+mX-mBa-mKr-3mX)c2=(mU-mBa-mKr-2mX)c2,故C正确,D错误。答案BC5.(1)核电站利用原子核链式反响放出的巨大能量进行发电U是核电站常用的核燃料U受一此中子轰击后裂变为Ba和Kr两部分,并产生此中子。要使链式反响发生,裂变物质的体积要(选填“大于”或“小于”)它的临界体积。?(2)取质子的质量mp=1.6726×10-27kg,中子的质量mn=1.6749×10-27kg,α粒子的质量mα=6.6467×10-27kg,光速c=3.0×108m/s。请计算α粒子的联合能。(计算结果保存两位有效数字)解析(1)由质量数和电荷数守恒可知n→Ba+Kr+n,可见产生了3此中子,链式反响的一个条件是铀燃料的体积必然大于或等于临界体积。(2)依据爱因斯坦质能方程ΔE=Δmc2,可求:ΔE=(2mp+2mn-mα)c2=4.3×10-12J。答案(1)3大于(2)4.3×10-12J6.静止的铀238U)经历一次α衰变为为Th原子核,同时放出一个γ光子(频次为ν),已知α粒子的质量为m。(普朗克常量为h,光速为c)(1)写出衰变方程。(2)若衰变后,α粒子的速度为v,而Th原子核的运动方向恰巧与α粒子的速度方向相反,不考虑γ光子的动量,那