（浙江专版）2019年高中物理第十九章原子核课时跟踪检测（三十五）核裂变（含解析）新人教版选修3_5.doc

1、- 1 -核裂变一、单项选择题11938 年哈恩用中子轰击铀核( 92U)，发现产物中有原子核钡( 56Ba)、氪( Kr)、235 144 8936中子和一些 射线。下列关于这个实验的说法中正确的是( )A这个实验的核反应方程是 92U n 56Ba Kr n235 10 144 8936 10B这是一个核裂变过程，反应后粒子质量之和大于反应前粒子质量之和C这个反应中释放出的能量不可以用爱因斯坦的质能方程来计算D实验中产生的 射线穿透能力极强解析：选 D 根据质量数守恒、电荷数守恒，铀核裂变的核反应方程应为 92U n235 1056Ba Kr3 n，选项 A 错误；铀核裂变过程中产生 射线

2、，放出能量，发生质量亏144 8936 10损，释放的能量根据爱因斯坦的质能方程计算，选项 B、C 错误；核反应中产生的 射线，穿透能力极强，是能量极高的光子，选项 D 正确。2一个 92U 在中子的轰击下发生一种可能的裂变反应，其裂变方程为23592U nX Sr2 n，则下列说法正确的是( )235 10 9438 10AX 的原子核中含有 86 个中子BX 的原子核中含有 141 个核子C因为裂变释放能量，出现质量亏损，所以裂变后的总质量数减少DU 是天然放射性元素，它的半衰期约为 7 亿年，随着地球环境的不断变化，半衰期可能变短也可能变长解析：选 A 根据电荷数和质量数守恒，X 的原子

3、核中有 923854 个质子，2351942140 个核子，1405486 个中子，A 项正确，B 项错误；裂变过程总质量数守恒，C 项错误；半衰期由核本身的因素决定，与外界条件无关，D 项错误。3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：23592 U 原子核中有 92 个质子，143 个中子23592 U 的一种可能裂变是变成两个中等质量的原子核，反应方程式为23592U n Xe Sr2 n23592 10 13954 9538 10 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23592一个 U

4、裂变能放出 200 MeV 的能量，合 3.21011 J。23592以上说法中完全正确的是( )A BC D解析：选 D 由 U 的质量数和电荷数关系易知正确；由核反应方程中电荷数守恒和23592- 2 -质量数守恒知正确；半衰期不受外界因素干扰，故错误；通过计算易知正确，故答案为 D。4裂变反应中释放出的能量来自于( )A核子消失转化为能量B原子中电子与原子核之间的电势能减小C入射的中子消失转化为能量D原子核的比结合能变大，释放出能量解析：选 D 发生裂变反应过程中，核子数保持守恒，中子也不会消失，故 A、C 错误；能量来自于原子核内部，由于重核在分裂为中等质量的原子核时，比结合能增加而释

5、放出能量，B 错误，D 正确。5一个铀 235 吸收一个中子后发生的核反应方程式是 92U n 54Xe Sr10235 10 136 9038n，放出的能量为 E，铀 235 核的质量为 M，中子的质量为 m，氙 136 核的质量为 m1，锶 9010核的质量为 m2，真空中光速为 c，则释放的能量 E 等于( )A( M m1 m2)c2B( M m m1 m2)c2C( M m1 m29 m)c2D( m1 m29 m M)c2解析：选 C 铀 235 裂变时的质量亏损 m M m m1 m210 m M m1 m29 m，由质能方程可得 E mc2( M m1 m29 m)c2。故正确

6、选项为 C。61 个铀 235 吸收 1 个中子发生核反应时，大约放出 196 MeV 的能量，则 1 g 纯铀 235完全发生核反应放出的能量为( NA为阿伏加德罗常数)( )A NA196 MeV B235 NA196 MeVC235196 MeV D. 196 MeVNA235解析：选 D 1 g 纯铀 235 有 NA个铀 235 的原子核，因此 1 g 纯铀吸收中子完全发1235生核反应，可以放出的能量为 196 MeV，即 D 正确，A、B、C 错误。NA235二、多项选择题7当一个重核裂变时，它所产生的两个核( )A含有的质子数比裂变前重核的质子数少B含有的中子数比裂变前重核的中

7、子数少C裂变时释放的能量等于俘获中子时得到的能量D可能是多种形式的两个核的组合解析：选 BD 由于在裂变反应中吸收一个中子而释放出几个中子，质子数没有发生变化，- 3 -而两个新核的中子数减少，A 错误，B 正确；反应前后质量发生了亏损而释放出能量，不等于俘获中子的能量，在裂变反应中，产物并不是唯一的，故 C 错误，D 正确。8关于核反应堆，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解析：选 ABD 铀棒是核燃料，裂变时可放出能量，故 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

8、制反应速度，即控制反应堆功率，故 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，故 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，故 D 正确。三、非选择题9. 92U 受中子轰击时会发生裂变，产生 56Ba 和 Kr，同时放出 200 MeV 的能量，235 139 9436现要建设发电能力是 50 万千瓦的核电站，用铀 235 作为原子锅炉的燃料，假设核裂变释放的能量全部被用来发电，那么一天需要纯铀 235 的质量为多少？(阿伏加德罗常数取6.021023 mol1 )解析

9、：每天发电的总量E243.610 35108 J4.3210 13 J。要得到这么多能量需要裂变的铀原子数目n4.32101321081.610 191.3510 24。则对应的质量m 235103 kg1.3510246.0210230.527 kg。答案：0.527 kg10裂变反应是目前核能利用中常用的反应。以原子核 92U 为燃料的反应堆中，235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23592U92U n 54Xe Sr 3 n235 10 139 9438 10235043 9 1.008 7 138.917 8 93.915 4反应方程下方的数字是中子及有

10、关原子的静止质量(以原子质量单位 u 为单位)。(已知 1 u 的质量对应的能量为 931.5 MeV)求此裂变反应过程中，(1)亏损质量为原子质量单位的多少倍？- 4 -(2)释放出的能量是多少？(3)铀核平均每个核子释放的能量有多大？解析：(1) 92U 裂变成 54Xe 和 Sr，同时放出中子 n，裂变前后质量变化235 139 9438 10 m m 前 m 后 (235.043 91.008 7138.917 893.915 431.008 7)u0.193 3 u即亏损质量为原子质量单位的 0.193 3 倍。(2)由爱因斯坦质能方程，得 E mc20.193 3931.5 MeV180 MeV。(3)铀核平均每个核子释放的能量为 0.766 MeV。 E235 180 MeV235答案：(1)0.193 3 (2)180 MeV (3)0.766 MeV