高中物理 第四章 原子核 第六节 核能利用自我小测 粤教版选修3-5

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1、核能利用1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、原子能聚存系统和输送系统2关于我国已建成的秦山和大亚湾核电站，下列说法中正确的是(　　)A．它们都是利用核聚变释放原子能的B．它们都是利用核裂变释放原子能的C．两者的核燃料都是纯铀235D．一座是利用核裂变释放原子能，一座是利用核聚变释放原子能3我国秦山核电站第三期工程中有两个

2、60万千瓦的发电机组，发电站的核能来源于U的裂变，现有4种说法：①U原子核中有92个质子，有143个中子②U的一种可能裂变是变成两个中等质量的原子核，反应方程式为：U＋n→Xe＋Sr＋2n③U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U裂变能放出200MeV的能量，合3.2×10－11J以上说法中完全正确的是(　　)A．①②③B．②③④C．①③④D．①②④4核反应堆的燃料是______，石墨、重水等作为______使裂变时产生的中子速度减小，易于被铀核吸收；用镉棒______

3、以控制核反应的______；再用水等流体在反应堆内外循环流动传输反应中产生的热量．5在所有能源中，核能具有能量密度大、地区适应性强的优势．在核电站中，核反应堆释放的核能被转化为电能．核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量核能．(1)核反应方程式U＋n→Ba＋Kr＋aX是反应堆中发生的许多核反应中的一种，n为中子，X为待求粒子，a为X的个数，则X为______，a＝______.以mU、mBa、mKr分别表示U、Ba、Kr核的质量，mn、mp分别表示中子、质子的质量，c为光在真空中传播的

4、速度，则在上述核反应过程中放出的核能ΔE＝____________.(2)有一座发电能力为P＝1.00×106kW的核电站，核能转化为电能的效率η＝40%.假定反应堆中发生的裂变反应全是本题(1)中的核反应，已知每次核反应过程放出的核能ΔE＝2.78×10－11J，铀核的质量mU＝390×10－27kg，求每年(1年＝3.15×107s)消耗的U的质量．61999年10月日本的一家核电站发生了核泄漏事件，对附近的环境造成了很大的危害．核泄漏直接导致严重的环境污染，其产生的射线具有非常大的危害性，能够使动植物

5、体内的细胞发生癌变，致使生物死亡．根据以上材料回答以下问题：核电站的发电原理是通过核裂变产生巨大的能量，完成下面铀核裂变可能的一个反应方程U＋n→Ba＋Kr＋______，并计算1kg铀核裂变放出的能量是______kJ(结果保留两位有效数字，235U、141Ba、92Kr和中子的质量分别为235.0493u、140.9139u、91.8973u、1.0087u，1u＝1.66×10－27kg)．7每一个U核裂变时平均释放200MeV的核能，发电能力为5×105kW的核能电站若以U为核燃料，一天至少需要多少

6、个U核发生裂变？8(探究)核电站的工作原理是什么？参考答案1解析：通过学习，我们知道核反应堆的构成分四部分：原子燃料、减速剂、冷却系统和控制调节系统．答案：A2解析：现在我们和平利用的核能只能通过核裂变产生，还没有实现可控热核反应，故答案为B.答案：B3解析：由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.答案：D4解析：在核反应堆中的核燃料是铀235，用石墨、重水等作减速剂，用镉棒来吸收中子，以控制反应速度．

7、答案：铀235　减速剂　吸收中子　速度5解析：(1)由反应方程可知：X为n，a为3，释放的能量为ΔE＝(mU－mBa－mKr－2mn)c2.(2)因电站发电效率为40%，故核电站消耗235U的功率为P′＝＝kW＝2.5×106kW核电站每年消耗235U的能量为W＝Pt＝2.5×109×3.15×107J＝7.875×1016J每年消耗的235U的质量为M＝mU＝kg＝1105kg.答案：(1)n　3　(mU－mBa－mKr－2mn)c2(2)1105kg6解析：3n；一个铀原子核裂变放出的核能ΔE＝Δmc2

8、＝(235.0493－140.9139－91.8973－2×1.0087)×1.66×10－27×(3.0×108)2J＝3.3×10－14kJ.答案：3n　3.3×10－147解析：由题意知一个U裂变释放的能量E1＝200MeV＝200×106×1.6×10－19J＝3.2×10－11J．电站一天产生的能量为E＝5×108×3600×24J＝4.32×1013J，所以需要裂变的铀核数为n＝个＝1.35×1024