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，業必貴于專精課時訓練18核裂變題組一核裂變1.下列核反應中，表示核裂變的是（)AUThHeBCNeCnBaKr+nDBeHeCn解析UThHe是α衰變Ce是β衰變BeHeCn是人工轉變,只有選項C是重核裂變。答案:C2。(多選)關于裂變反應,下列說法中正確的是（)A。用中子轟擊鈾核發生裂變，其一定分裂為質量差不多的兩部分B。鈾核裂變為中等質量的原子核一定釋放能量C.鈾核發生裂變時可能分裂成二、三或四部分D。所有重核元素用中子轟擊均能發生裂變反應解析:用中子轟擊U和Pu(钚）等少數幾種重元素才能發生裂變反應，發生裂變的原子核可能分裂為兩部分、三部分或四部分，但產生兩部分的概率很大，由此可知B、C正確。答案：BC3。利用重核裂變釋放核能時選用鈾235，主要因為 （）A.它比較容易發生鏈式反應B.能自動裂變,與體積無關C.鈾核比較容易分裂成為三部分或四部分,因而放出更多的核能D.鈾235價格比較便宜，而且它裂變時放出的核能比其他重核裂變時放出的核能要多解析：鈾235俘獲任何能量的中子都會發生裂變反應,吸收低能量的中子裂變的幾率更大.答案:A4.U吸收一個慢中子后，分裂成Xe和Sr，還放出(）A.1個α粒子 B.3個中子C。10個中子 D.10個質子解析:根據所給產物寫出核反應方程XeSr+1n所以C選項正確。答案：C5.用中子轟擊鈾核U）,其中的一個可能反應是分裂成鋇Ba）和氪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:根據電荷數及質量數守恒,可知此鈾核裂變方程為BaKr+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×(3×108)2J=3.2202×10—11J.答案BaKr+n3.2202×10-11J題組二核電站6.（多選）國家重大科技專項示范項目CAP1400核電站在山東榮成石島灣建設。核電站與火電站相比較，其優勢在于()A.核燃料釋放出的能量遠大于相等質量的煤放出的能量B。就可采儲量來說，地球上核燃料資源遠多于煤炭C。核電站造成的污染遠小于相等發電能力的火電站D.核電站比火電站更容易建造解析：核電站與火電站相比，相等質量的核燃料放出的能量比煤放出的能量要大很多,地球上可開采核礦石儲量所能提供的能量約為煤、石油的15倍，只要措施得當,核電站造成的污染很小，核能屬于清潔能源,A、B、C均正確；核電站的建造難度較大,D錯誤。答案：ABC7。在核反應中，控制鈾235核裂變反應速率的方法是()A。使用濃縮鈾B。改變鈾塊的臨界體積C。通過自動控制裝置,改變使用鎘棒插入的深度,以改變反應堆中的中子數目D。利用石墨與中子的碰撞來改變中子的速度解析:核反應堆中核裂變反應速度是通過調節鎘棒的深度來改變中子數而實現的。答案：C8.在可控核反應堆中需要給快中子減速，輕水、重水和石墨等常用作慢化劑。中子在重水中可與H核碰撞減速，在石墨中與C核碰撞減速。上述碰撞可簡化為彈性碰撞模型。某反應堆中快中子與靜止的靶核發生對心正碰,通過計算說明,僅從一次碰撞考慮，用重水和石墨作減速劑，哪種材料減速效果更好?解析:設中子質量為mn,靶核質量為m，由動量守恒定律得mnv0=mnv1+mv2，由能量守恒定律得mnmn,解得v1=v0.在重水中靶核質量mH=2mn，v1H=v0=—v0。在石墨中靶核質量mC=12mn，v1C=v0=—v0。因為與重水靶核碰撞后中子速度較小，故重水減速效果更好.答案：重水(建議用時:30分鐘)1。裂變反應中釋放出的能量來自于()A。核子消失轉化為能量B。原子中電子與原子核的電勢能減小C。入射的中子消失轉化為能量D。原子核的比結合能變大,釋放出能量解析：發生核反應過程中，核子數保持守恒,中子未消失，故A錯誤;能量來自于原子核內部,因重核分裂為中等質量的核時,比結合能增加而釋放出能量，D正確。答案:D2。（多選)鈾核裂變是核電站核能的重要來源，其一種裂變反應式是BaKr+n。下列說法正確的有(）A。上述裂變反應中伴隨著中子放出B.鈾塊體積對鏈式反應的發生無影響C.鈾核的鏈式反應可人工控制D.鈾核的半衰期會受到環境溫度的影響解析：反應后的中子數多于反應前參與的中子數，所以該裂變反應中有中子放出，鈾塊的大小是鏈式反應能否發生的重要因素,裂變物質能夠發生鏈式反應的最小體積叫作它的臨界體積.且鏈式反應可人工控制,放射性元素的半衰期由核內部自身因素決定，與原子所處的化學狀態和外部條件沒有關系.選項A、C正確。答案:AC3。(多選）人類通過鏈式反應利用核能的方式有（）A。利用可控制的快中子鏈式反應，制成原子彈B.利用不可控制的快中子鏈式反應,制成原子彈C.利用可控制的慢中子鏈式反應，建成原子反應堆D。利用不可控制的慢中子鏈式反應，建成原子反應堆解析：原子彈爆炸時,鈾塊的體積大于臨界體積，快中子直接被鈾核吸收,發生裂變反應，放出核能，鏈式反應速度不可控制，極短的時間內釋放出大量的核能;原子反應堆釋放核能的速度是穩定的，鏈式反應的速度可以控制,因此選B、C.答案:BC4.一個U原子核在中子的轟擊下發生一種可能的裂變反應，其裂變方程為U+n→Sr+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項錯誤。中子數為140-（92-38）=86，A項正確。裂變時釋放能量，出現質量虧損,但是其總質量數是不變的，所以C、D項錯誤。答案:A5。鈾核裂變時，對于產生鏈式反應的重要因素，下列說法中正確的是（）A.反應堆中鈾的質量是重要因素與體積無關B.為了使裂變的鏈式反應容易發生，最好直接利用裂變時產生的中子C.若鈾235的體積超過它的臨界體積,裂變的鏈式反應就能夠發生D.能否發生鏈式反應與鈾塊的質量無關解析:使鈾核裂變產生鏈式反應，鈾塊的體積必須大于臨界體積,但鈾核的質量無論怎樣，只要組成鈾塊的體積小于臨界體積,則不會產生鏈式反應,裂變反應中產生的中子為快中子,這些快中子不能直接引發新的裂變.如果鈾塊的質量大,則其體積大，若超過臨界體積則發生鏈式反應,由此知A、B、D錯誤,C正確。答案：C6。(多選)下列關于原子結構和原子核的說法中正確的是（)A。盧瑟福在α粒子散射實驗的基礎上提出了原子的核式結構模型B。天然放射性元素在衰變過程中電荷數和質量數守恒，其放射線在磁場中不偏轉的是γ射線C。據圖可知,原子核A裂變成原子核B和C要放出核能D。據圖可知，原子核D和E聚變成原子核F要吸收能量解析:盧瑟福根據α粒子散射實驗的結果提出了原子的核式結構模型，則選項A對;放射性元素在衰變過程中電荷數和質量數守恒，而γ射線不帶電，它在電磁場中不會偏轉，則選項B對；由題圖可知，A為重核,B、C為中等質量的核,重核裂變為中等質量的核將向外釋放出能量,則選項C對；而D、E為輕核,輕核聚變成較大質量的原子核時要向外釋放巨大的能量,則選項D錯.答案：ABC7。（多選）為應對能源危機和優化能源結構,提高清潔能源的比重,我國制定了優先選擇核能,其次加快發展風電和再生能源的政策，在《核電中長期發展規劃》中要求2020年核電運行裝機總容量達到4000萬千瓦的水平，請根據所學物理知識,判斷下列說法中正確的是(）A.核能發電對環境的污染比火力發電要小B。核能發電對環境的污染比火力發電要大C。所有核電站都只利用重核裂變釋放大量的原子能D.既有重核裂變，又有輕核聚變釋放大量的原子能解析:目前核電站都用核裂變,其原料是鈾，且核裂變在核反應堆中應用的是比較清潔的能源,故A、C正確,B、D錯誤。答案：AC8.核電站的核能來源于U核的裂變，下列說法中正確的是（)A.U原子核中有92個質子、143個中子BU的一種可能的裂變是變成兩個中等質量的原子核，如Xe和Sr,反應方程式為U+Sr+nCU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.反應后的核廢料已不具有放射性，不需要進一步處理E.一個U核裂變的質量虧損為Δm=0。2155u，則釋放的核能約201MeV解析:根據核反應的質量數守恒和電荷數守恒可知A、B正確；特別要注意的是，由于重核裂變的可能性很多,只要滿足這兩個條件，即發生了分裂,都是可能反應中的一種;半衰期不會因為溫度變化而變化，C錯誤;核裂變的核廢料有強烈的放射性，必須深埋處理，D錯誤;根據愛因斯坦質量虧損方程知E正確。答案:ABE9。已知鈾核U)裂變生成鋇Ba）和氪Kr），Ba、Kr以及中子的質量分別是235。0439u、143.9139u、88.8973u和1.0087u.我國秦山核電站一期工程的功率為30×104kW，假如U能夠完全發生裂變,其中有一半核能轉化為電能。則核電站一年要消耗多少U?（已知1u=1.66×10—27kg)解析：核裂變方程為BaKr+n.則一個U裂變釋放出來的核能ΔE=（235。0439u—143.9139u—88.8973u-2×1。0087u)×c2=0.2153×1。66×10—27×(3×108）2J=3。21×10-11J每