1、高考资源网（） 您身边的高考专家温馨提示： 此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。课时素养评价十六核裂变(15分钟30分)一、选择题(本题共4小题,每题4分,共16分)1.关于重核裂变的说法正确的是()A.重核裂变为两个中等质量的核时,重核的中子数要比裂变后的两个中等质量核的中子数少B.只要用中子轰击铀块,就一定能发生链式反应C.为了使裂变的链式反应容易发生,不能利用裂变时产生的中子D.裂变过程中释放能量,质量亏损【解题指南】解答此题时应关注以下三点:(1)原子核裂变时核能的来源。(2)链式反应能够发生的条件。(3)裂变
2、反应遵循的规律。【解析】选D。重核裂变为两个中等质量的核时,会产生两到三个中子,因而分裂后的中子数减小,A错误;链式反应的发生是有条件的,铀块的体积必须大于其发生链式反应的临界体积,链式反应一旦发生,中子轰击铀核裂变产生的中子再次引起其他铀核的裂变,且能不断继续下去,B、C错误;重核裂变时质量发生亏损,能量减小,减小的能量对外释放,D对。2.在众多的裂变反应中,有一种反应方程为UnBa+Kr+aX,其中X为某种粒子,a为X的个数,则()A.X为中子,a=2B.X为中子,a=3C.X为质子,a=2D.X为质子,a=3【解析】选B。由质量数、核电荷数守恒得UnBa+Kr+n,所以X为中子,a=3,
3、故B正确。【加固训练】U吸收一个慢中子后分裂成Kr和Ba,还放出()A.1个粒子B.3个中子C.10个中子D.10个质子【解析】选B。根据质量数守恒、电荷数守恒可得还放出3个中子,B项正确。3.一个铀235吸收一个中子后的核反应方程是UnXeSr+n,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90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-m2-10m)c2B.(M+m-m1-m2)c2C.(M-m1-m2-9m)c2D.(m1+m2+9m-M)c2【解析】选C。铀235裂变时的质量亏损:m=M+m-m1-m2-10m=M-m1-
4、m2-9m。由质能方程可得E=mc2=(M-m1-m2-9m)c2。4.1938年哈恩用中子轰击铀核,发现产物中有原子核钡(Ba)、氪(Kr)、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UnBaKr+nB.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可以用爱因斯坦的光电效应方程来计算D.实验中产生的射线,其电离能力极强【解析】选A。根据质量数守恒、电荷数守恒,铀核裂变的核反应方程应为:UnBaKr+n,选项A正确;铀核裂变过程中,产生射线,放出能量,发生质量亏损,释放的能量根据爱因斯坦的质能方程计算,选项B、C不正确
5、;核反应中产生的射线频率很高,穿透能力极强,是能量极高的光子,电离能力很弱,选项D错误。二、计算题(14分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位)5.裂变反应是目前核能利用中常用的反应,以原子核U为燃料的反应堆中,当U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U+n Xe+Sr+n235.043 91.008 7 138.917 893.915 4反应方程下方的数字是中子及有关原子的静止质量(以原子质量单位u为单位),已知1 u的质量对应的能量为9.3102 MeV,此裂变反应释放出的能量是多少MeV?【解析】此裂变反应的质量亏损为:(235.043 9+1
6、.008 7)u-(138.917 8+93.915 4+31.008 7)u=0.193 3 u由1 u的质量对应的能量为9.3102 MeVE=9.31020.193 3 MeV=1.80102 MeV答案:1.80102 MeV【总结提升】裂变问题的分析方法(1)对于裂变问题,要知道是什么原子核发生了裂变,写出原子核的裂变方程,应该注意裂变方程的质量数和电荷数守恒;更应该注意的是,原子核的裂变方程必须是能够实际发生的,不能随意编造,并不是所有满足质量数和电荷数守恒的方程都能发生。(2)根据质能方程E=mc2,由反应前后原子核的质量亏损,可以计算出一个原子核裂变时释放的能量。(3)根据1原
7、子质量单位(u)相当于931.5兆电子伏(MeV)能量计算,用核子结合成原子核时质量亏损的原子质量单位乘以931.5 MeV,即E=m931.5 MeV。(4)由每个铀核反应释放的核能乘以铀核个数求得E=E每个NA。(10分钟20分)6.(6分)(多选)根据中国核电中长期发展规划,2020年,全国核电规划装机容量达到5 800万千瓦。关于核反应和核能下列说法正确的是()A.所有的核反应过程都会出现质量亏损,因此都会向外释放能量B.核反应UThHe属于衰变C.钚的半衰期为24 100年,8个钚原子经过24 100年后还一定剩余4个D.裂变反应堆中,镉棒的作用是吸收中子,控制反应速度【解析】选B、
8、D。不是所有的核反应都有质量亏损,例如弹性散射就没有质量亏损,而常见的核反应例如天然放射现象、核裂变、核聚变等只要存在能量的释放,那么就意味着体系发生了质量亏损,A错误;衰变是指衰变产生粒子,B正确;经过一个半衰期未发生衰变的质量为原来的一半,遵循统计规律,不是原子数目减为原来的一半,C错误;裂变反应堆中,镉棒的作用是吸收中子,控制反应速度,D正确。【加固训练】(多选)2011年3月由9.0级地震引发的海啸摧毁了日本福岛第一核电站的冷却系统,导致大量I泄漏在大气中,I是一种放射性物质,会发生衰变而变成Xe元素。下列说法中正确的是()A.福岛第一核电站是利用原子核衰变时释放的核能来发电B.I发生
9、衰变的方程式为IXe+eC.I原子核内有53个质子,78个中子D.如果将碘131的温度降低到0度以下,可以延缓其衰变速度【解析】选B、C。核电站是利用核裂变来发电,A错;根据原子核的结构和方程式书写规则可判断B、C正确;衰变与物质所处的物理、化学状态无关,D错。7.(14分)美国“里根”号核动力航空母舰的动力来自核反应堆,其中主要的核反应方程式是UnBaKr+(n(1)在括号内填出n前的系数。(2)用m1、m2、m3分别表示U、BaKr核的质量,m表示中子的质量,则上述核反应过程中一个铀235核发生裂变产生的核能E是多少?(3)假设核反应堆的功率P=6.0105 kW,若一个铀235核裂变产生
10、的能量为2.810-11 J,则该航空母舰在海上航行一个月需要消耗多少千克铀235?(铀235的摩尔质量=0.235 kg/mol,一个月约为t=2.6106 s,阿伏加德罗常数NA=6.01023 mol-1。(计算结果保留两位有效数字)【解析】(1)由质量数与核电荷数守恒可知,产生的中子数为3;(2)由题意知,质量亏损为m=m1-m2-m3-2m,由质能方程可知,释放的核能为:E=mc2=(m1-m2-m3-2m)c2;(3)一个月内核反应产生的总能量为E=Pt同时:E=NAE所以Pt=NAE可得:m= kg=22 kg答案:(1)3(2)(m1-m2-m3-2m)c2(3)22 kg关闭Word文档返回原板块- 7 - 版权所有高考资源网
