2020_2021学年高中物理第十九章原子核6核裂变课时作业含解析新人教版选修3_520210224134.doc

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1、核裂变(25分钟　50分)一、选择题(本题共4小题，每题5分，共20分)1.原子反应堆是实现可控制的重核裂变的一种装置，它主要由哪四部分组成(　　)A.原子燃料、减速剂、冷却系统、控制调节系统B.原子燃料、减速剂、发热系统、传热系统C.原子燃料、减速剂、碰撞系统、传热系统D.原子燃料、中子源、原子能储存系统、输送系统【解析】选A。原子反应堆里用的核燃料是用浓缩铀(铀235的含量占2%～4%)制成的铀棒；铀235易俘获慢中子，不易俘获快中子，必须使用减速剂(如石墨、重水、普通水)，让快中子跟减速剂的原子核碰撞后能量减少，变成慢中子；控制调节系统是用于调节中子的数目以控制反应速度，它是由镉做成的

2、置放在铀棒之间的一些控制棒及计算机调节系统组成；冷却系统靠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，同时使反应堆冷却，保证安全。2.关于重核的裂变，以下说法正确的是(　　)A.核裂变释放的能量等于它俘获中子时得到的能量B.中子从铀块中通过时，一定发生链式反应C.重核裂变时释放出大量的能量，产生明显的质量亏损，所以核子数减少D.由于重核的核子平均质量大于中等质量核的核子平均质量，所以重核裂变成中等质量的核时，要产生质量亏损，放出核能-5-【解析】选D。根据重核发生裂变的条件和裂变放能的原理分析可知，裂变时因铀核俘获中子即发生核反应，是核能转化为其他形式能的过

3、程，因而其释放的能量是远大于其俘获中子时吸收的能量的。链式反应是有条件的，即铀块的体积必须大于其临界体积。如果体积小，中子从铀块中穿过时，碰不到原子核，则链式反应就不会发生。在裂变反应中核子数是不会减少的，因此A、B、C错误。重核裂变为中等质量的原子核时，由于核子平均质量减小，会发生质量亏损，从而释放出核能。综上所述，D正确。3.(多选)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U的裂变，现有四种说法正确的是(　　)A.U原子核中有92个质子，143个中子BU的一种可能裂变是变成两个中等质量的原子核，核反应方程为UnXeSr+nCU是天然放射性元素，常温下它的半

4、衰期约为45亿年，升高温度半衰期缩短。D.一个U裂变能放出200MeV的能量，合3.2×10-11J【解析】选A、B、DU有核子数235个，质子数92个，中子数为235-92=143个，A正确；裂变反应式满足质量数、电荷数守恒，B正确；半衰期与温度无关，C错误；根据爱因斯坦质能方程知D正确。4.(多选)下面是铀核裂变反应中的一个UnXeSr+1n。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

5、.质量亏损为Δm=(235.0439+1.0087-89.9077-135.9072-10×1.0087)u-5-C.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【解析】选B、D。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错误，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“

6、kg”时直接乘以(3.0×108)2，总能量单位才是焦耳，故C错误。二、非选择题(12分)5.朝鲜一共进行了六次被证实的核试验，韩美情报部门通过氙(Xe)和氪(Kr)等放射性气体，判断出朝鲜使用的核原料是铀(U)还是钚(Pu)，若该实验的核原料是U，则(1)完成核反应方程式UnSrXe+_____。 (2)本次核试验释放的能量相当于7000吨TNT当量，已知铀核的质量为m1、中子的质量为m2、锶(Sr)核的质量为m3、氙(Xe)核的质量为m4，光速为c，则一个U原子裂变释放的能量ΔE=_______。 【解题指南】(1)根据反应前后的质量数守恒、核电荷数守恒和反应中的能量守恒，就可以写出核反

7、应方程。(2)根据该反应前后的质量亏损，用爱因斯坦的质能方程就可算出释放的核能。【解析】(1)根据电荷数守恒、质量数守恒得UnSrXe+1n(2)由ΔE=Δmc2得ΔE=(m1-m3-m4-9m2)c2-5-答案：(1)1n(2)(m1-m3-m4-9m2)c2【补偿训练】一个铀235吸收一个中子发生核反应时大约放出196MeV的能量，则1g纯U完全发生核反应时放出的能量为(NA为阿伏加德罗常数)(　　)A.