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學必求其心得,業必貴于專精學必求其心得,業必貴于專精學必求其心得,業必貴于專精2020-2021學年人教版物理選修3-5課時分層作業16核裂變課時分層作業(十六)(時間:15分鐘分值:50分)一、選擇題(本題共6小題,每小題6分)1.關于重核裂變,下列說法正確的是()A.重核裂變成中等核要吸收能量B.中子進入鈾塊中時,一定能發生鏈式反應C.重核裂變過程中質量數減少D.較重的核分裂成中等大小的核,核子的平均結合能會增加,可以釋放出核能[解析]中等大小的原子核的平均結合能最大,這些核最穩定.如果使較重的核分裂成中等大小的核,核子的平均結合能會增加,可以釋放出能量.由此知A錯誤,D正確;當一個中子引起一個鈾核的裂變后,放出中子,放出的中子如果能引起其他鈾核裂變,鏈式反應才能進行,B錯誤;核反應滿足電荷數守恒和質量數守恒,C錯誤.[答案]D2.關于核反應堆中用鎘棒控制反應速度的原理,下列說法正確的是()A.鎘棒能釋放中子,依靠釋放的多少控制反應速度B.用鎘棒插入的多少控制快中子變為慢中子的數量C.利用鎘棒對中子吸收能力強的特點,依靠插入的多少控制中子數量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控制反應速度[解析]鎘棒不是離子源不會釋放中子,A錯誤;也不是減速劑,不能使快中子變為慢中子,也不阻礙鈾的裂變,B、D錯誤;鎘棒對中子有吸收作用,通過中子強度檢測器檢測,當反應太強時,控制棒能自動插入,多吸收中子,反之,自動抽出,少吸收中子,故C正確.[答案]C3.關于重核裂變的說法正確的是()A.重核裂變為兩個中等質量的核時,重核的中子數要比裂變后的兩個中等質量核的中子數少B.只要用中子轟擊鈾塊,就一定能發生鏈式反應C.為了使裂變的鏈式反應容易發生,不能利用裂變時產生的中子D.裂變過程中釋放能量,質量虧損[解析]重核裂變為兩個中等質量的核時,會產生兩到三個中子,因而分裂后的中子數減小,A錯誤;鏈式反應的發生是有條件的,鈾塊的體積必須大于其發生鏈式反應的臨界體積,鏈式反應一旦發生,中子轟擊鈾核裂變產生的中子再次引起其他鈾核的裂變,且能不斷繼續下去,B、C錯誤;重核裂變時質量發生虧損,總能量減小,減小的能量對外釋放,D對.[答案]D4.1938年哈恩用中子轟擊鈾核,發現產物中有原子核鋇(Ba)、氪(Kr)、中子和一些γ射線.下列關于這個實驗的說法中正確的是()A.這個實驗的核反應方程是eq\o\al(235,92)U+eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba+eq\o\al(89,36)Kr+2eq\o\al(1,0)nB.這是一個核裂變過程,反應后粒子質量之和大于反應前粒子質量之和C.這個反應中釋放出的能量可以用愛因斯坦的光電效應方程來計算D.實驗中產生的γ射線,其穿透能力極強[解析]根據質量數守恒、電荷數守恒,鈾核裂變的核反應方程應為:eq\o\al(235,92)U+eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba+eq\o\al(89,36)Kr+3eq\o\al(1,0)n,選項A錯誤;鈾核裂變過程中,產生γ射線,放出能量,發生質量虧損,釋放的能量根據愛因斯坦的質能方程計算,選項B、C不正確;核反應中產生的γ射線頻率很高,穿透能力極強,是能量極高的光子,選項D正確.[答案]D5.一個eq\o\al(235,92)U原子核在中子的轟擊下發生一種可能的裂變反應,其裂變方程式為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.因為裂變時釋放能量,根據E=mc2,所以裂變后的總質量數增加D.因為裂變時釋放能量,出現質量虧損,所以生成物的總質量數減少[解析]X原子核中的核子數為(235+1)-(94+2)=140,B錯誤;中子數為140-(92-38)=86,A正確;裂變時釋放能量,出現質量虧損,但是其總質量數是不變的,C、D錯誤.[答案]A6.(多選)我國秦山核電站第三期工程中有兩組60萬千瓦的發電機組,發電站的核能來源于eq\o\al(235,92)U的裂變,下列說法正確的是()A.eq\o\al(235,92)U原子核中有92個質子,143個中子B。eq\o\al(235,92)U的一種可能裂變是變成兩個中等質量的原子核,反應方程為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)nC.eq\o\al(235,92)U是天然放射性元素,常溫下它的半衰期約為45億年,升高溫度半衰期縮短D.一個eq\o\al(235,92)U裂變能放出200MeV的能量,合3。2×10-11J[解析]由eq\o\al(235,92)U的質量數和電荷數關系易知A正確;由核反應方程中電荷數守恒和質量數守恒知B正確;半衰期不受外界因素干擾,故C錯誤;因為200MeV=200×106×1.6×10-19J=3。2×10-11J,所以D正確.[答案]ABD二、非選擇題(14分)7.用中子轟擊鈾核(eq\o\al(235,92)U),其中一個可能的反應是分裂成鋇(eq\o\al(141,56)Ba)和氪(eq\o\al(92,36)Kr)兩部分,放出3個中子.各個核和中子的質量如下:mU=390。3139×10-27kg,mn=1.6749×10-27kg,mBa=234。0016×10-27kg,mKr=152.6047×10-27kg,試寫出核反應方程,算出反應中釋放的核能.[解析]此鈾核裂變方程為eq\o\al(1,0)n+eq\o\al(235,92)U→eq\o\al(141,56)Ba+eq\o\al(92,36)Kr+3eq\o\al(1,0)n,則核反應前后的質量虧損為Δm=mU+mn-mBa-mKr-3mn=0.3578×10-27kg,由愛因斯坦的質能方程可得釋放的核能為ΔE=Δmc2=0。3578×10-27×(2。9979×108)2J=3。2157×10-11J.[答案]eq\o\al(1,0)n+eq\o\al(235,92)U→eq\o\al(14
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