高中物理 第19章 第6节核裂变检测试题 新人教版选修3-5VIP

"【成才之路】-学年高中物理第19章第6节核裂变检测试题新人教版选修3-5"基础夯实一、选择题(1、2题为单选题，3题为多选题)1．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．铀块的质量是重要因素，与体积无关B．为了使铀235裂变的链式反应容易发生，最好直接利用裂变时产生的快中子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．裂变能否发生链式反应与铀块的质量无关答案：C解析：要发生链式反应必须使铀块体积(或质量)大于临界体积或临界质量，故A、D错，C对。铀235俘获慢中子发生裂变的概率大，快中子使铀235发生裂变的几率小，故B错。2．原子核反应有广泛的应用，如用于核电站等，在下列核反应中，属于核裂变反应的是()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：由链式反应特点知：反应过程中由一个中子引发裂变，放出2～3个中子促成链式反应，故D正确。3．关于原子核反应堆，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．石墨的作用是吸收中子D．冷却剂的作用是控制反应堆的温度和输出热能答案：ABD解析：铀棒是核燃料，裂变时可放出能量，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，B正确。慢中子最容易引发核裂变，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，C错误。水或液态金属钠等流体在反应堆内外循环流动，把反应堆内的热量传输出去，用于发电，同时也使反应堆冷却，控制温度，D正确。二、非选择题4．年8月12日，俄罗斯“库尔斯克”号多功能核动力潜艇在巴伦支海海域沉入海底，艇上118名官兵全部遇难，消息传出，世界震惊。(1)核潜艇的动力来源是________。A．放射性元素衰变释放的能量B．重金属放出的化学能C．重核裂变放出的核能D．轻核聚变放出的核能(2)在巴伦支海，几十年来，人们在那里倾泻了不少核废料，这些核废料占沉没到全球海洋全部核物质的eq\f(2,3)。前苏联的一艘核潜艇“共青团员”号在1989年沉没此海的1600m深处，已开始释放核物质，在科拉半岛上有100多艘已退役的核潜艇停泊在港口，部分已开始泄漏核废料，“库尔斯克”号的沉没再次引起人们的恐慌。核废料对海洋环境将长期起污染作用，其原因是________。A．铀和钚衰变速度很快B．核废料存在放射性C．核废料半衰期很长D．核废料中的重金属有毒(3)核物质的放射性导致海洋生物发生变异，放射性导致生物体的________。A．细胞灼伤 B．基因突变C．基因互换 D．基因重组(4)放射性对生物体造成损失，其物理机制是________。A．热作用 B．电离作用C．穿透作用 D．物理化学作用答案：(1)C(2)BCD(3)B(4)D5．我国秦山核电站第一期工程装机容量为30万千瓦。如果1g铀235完全裂变时产生的能量为8.2×1010J，并且假定产生的能量都变成了电能，那么，此核电站每年要消耗多少铀235？(一年按365天计算)答案：1.15×10解析：核电站每天的发电量为W＝Pt＝3×108×24×3600J＝2.592×1013J每年的发电量W总＝365W＝9.46×1015J，而1g铀完全裂变时产生的能量为8.2×1010J。所以，每年消耗的铀的质量为m＝eq\f(9.46×1015,8.2×1010)g＝1.15×102kg。能力提升一、选择题(1、2题为单选题，3、4题为多选题)1.eq\o\al(235,92)U吸收一个慢中子后，分裂成eq\o\al(136,54)Xe和eq\o\al(90,38)Sr，还放出()A．1个α粒子 B．3个中子C．10个中子 D．10个质子答案：C解析：设放出的粒子的质量数为x，电荷数为y，核反应过程满足质量数守恒和电荷数守恒。由题意可知eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(235＋1＝136＋90＋x,92＝54＋38＋y))则eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x＝10,y＝0))由此判定该核反应放出的一定是中子，且个数是10，C选项正确。2．我国秦山核电站第三期工程中有两个60万千瓦的发电机组，发电站的核能来源于eq\o\al(235,92)U的裂变，现有四种说法：①eq\o\al(235,92)U原子核中有92个质子，143个中子；②eq\o\al(235,92)U的一种可能裂变是变成两个中等质量的原子核，反应方程为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，常温下它的半衰期约为45亿年，升高温度半衰期缩短；④一个eq\o\al(235,92)U裂变能放出200MeV的能量，合3.2×10－11J。以个说法中完全正确的是()A．①②③ B．②③④C．①③④ D．①②④答案：D解析：由eq\o\al(235,92)U的质量数和电荷数关系易知①正确；由核反应方程中电荷数守恒和质量数守恒知②正确；半衰期不受外界因素干扰，故③错误；通过计算知④正确，故答案为D。3．下面是铀核裂变反应中的一个：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已知铀235的质量为235.0439u，中子质量为1.0087u，锶90的质量为89.9077u，氙136的质量为135.9072u，则此核反应中()A．质量亏损为Δm＝235.0439u＋1.0087u－89.9077u－135.9072uB．质量亏损为Δm＝(235.0439＋1.0087－89.9077－135.9072－10×1.0087)uC．释放的总能量为ΔE＝(235.0439＋1.0087－89.9077－135.9072－10×1.0087)×(3×108)2JD．释放的总能量为ΔE＝(235.0439＋1.0087－89.9077－135.9072－10×1.0087)×931.5MeV答案：BD解析：计算亏损质量时要用反应前的总质量减去反应后的总质量，二者之差可用“u”或“kg”作单位，故A错，B对；质量单位为“u”时，可直接用“1u的亏损放出能量931.5MeV”计算总能量，故D对，当质量单位为“kg”时直接乘以(3.0×108)2，总能量单位才是焦耳，故C错。4．(清远市～学年高二下学期期末)年3月由9.0级地震引发的海啸摧毁了日本福岛第一核电站的冷却系统，导致大量eq\o\al(131,53)I泄露在大气中，eq\o\al(131,53)I是一种放射性物质，会发生β衰变而变成Xe元素。下列说法中正确的是()A．福岛第一核电站是利用原子核衰变时释放的核能来发电B.eq\o\al(131,53)I发生β衰变的方程式为eq\o\al(131,53)I→eq\o\al(131,54)Xe＋eq\o\al(0,－1)eC.eq\o\al(131,53)I原子核内有53个质子，78个中子D．如果将碘131的温度降低到0度以下，可以延缓其衰变速度答案：BC解析：核电站是利用核裂变来发电，A错；根据原子核的结构和方程式书写规则可判BC正确；衰变与物质所处的物理、化学状态无关，D错。二、非选择题5．裂变反应是目前核能利用中常用的反应，以原子核eq\o\al(235,92)U为燃料的反应堆中，当eq\o\al(235,92)U俘获一个慢中子后发生的裂变反应可以有多种方式，其中一种可表示为：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的原子质量为235.0439u，eq\o\al(1,0)n的原子质量为1.0087u，eq\o\al(139,54)Xe的原子质量为138.9178u，eq\o\al(94,38)Sr的原子质量为93.9154u，且1u的质量对应的能量为9.3×102MeV，此裂变反应释放出的能量是________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，是我国纪念抗日战争和世界反法西斯战争胜利70周年。1945年7月，为了加速日本军国主义的灭亡，促使日本早日无条件投降，美国在日本的广岛、长崎投下了两枚原子弹。落在日本广岛的原子弹，其爆炸力相当于2×104tTNT爆炸的能量(约8.4×1013J)，由此可知该原子弹中铀235的质量是多少千克？(已知裂变的核反应方程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