高中物理第十九章原子核第六节核裂变课堂达标含解析新人教版选修3_5.doc

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第六节核裂变

1．(2020·安徽省明光中学高二下学期期中)如图是核反应堆的示意图,对于核反应堆的认识,下列说法正确的是(D)

A．铀棒是核燃料,核心物质是铀238

B．石墨起到吸收中子的作用

C．镉棒起到使中子减速的作用

D．水泥防护层的作用是为了阻隔γ射线,避免放射性危害

解析：铀棒是核燃料,核心物质是铀235,选项A错误；在核反应堆中用石墨做慢化剂使中子减速,选项BC错误；水泥防护层的作用是为了阻隔γ射线,避免放射性危害,选项D正确。

2．(2020·山东省滕州一中高二下学期检测)下列四幅图涉及不同的物理知识,其中说法正确的是(AC)

A．如图甲,一重原子核衰变成α粒子和另一原子核,衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能

B．如图乙,铀核裂变的核反应方程可能是：eq\o\al(235,92)U→eq\o\al(140,54)Xe＋eq\o\al(94,38)Sr＋eq\o\al(1,0)n

C．如图丙,一个原来静止的原子核,由于衰变放射出某种粒子,结果得到一张两个相切圆1和2的径迹照片,则此为α衰变,1和2的径迹均是顺时针方向

D．如图丁,卢瑟福通过此实验建立了原子核式结构模型,实验时,若将荧光屏和显微镜分别放在位置1、2、3。则能观察到粒子数量最多的是位置1

解析：如图甲,一重原子核衰变成α粒子和另一原子核,该过程释放核能,生成的产物更稳定,因此衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能,故A正确；如图乙,铀核裂变的核反应方程可能是：eq\o\al(1,0)n＋eq\o\al(235,92)U→eq\o\al(140,54)Xe＋eq\o\al(94,38)Sr＋2eq\o\al(1,0)n用中子轰击铀核才能发生反应,故B错误；如图丙,原子核衰变过程系统动量守恒,由动量守恒定律可知,衰变生成的两粒子动量方向相反,粒子速度方向相反,由左手定则知：若生成的两粒子电性相反则在磁场中的轨迹为内切圆,若电性相同则在磁场中的轨迹为外切圆,所以为电性相同的粒子,可能发生的是α衰变,由左手定则可知,两粒子都沿顺时针方向做圆周运动,C正确。D观察到粒子数量最多的应是3处。

3．(2020·山东寿光实验中学高二下学期检测)1945年7月,为了加速日本军国主义的灭亡,促使日本早日无条件投降,美国在日本的广岛、长崎投下了两枚原子弹。落在日本广岛的原子弹,其爆炸力相当于2×104tTNT爆炸的能量(约8.4×1013J),由此可知该原子弹中铀235的质量是多少千克？(已知裂变的核反应方程eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(141,56)Ba＋eq\o\al(92,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)n＋201MeV,阿伏伽德罗常数NA＝6.02×1023)

答案：1.02kg

解析：由核反应方程知,一个铀核裂变能放出201MeV的能量,1mol铀核裂变放出的能量为ΔE1＝6.02×1023×201MeV＝1.936×1013J,1mol铀核的质量为0.235kg,则原子弹中铀核的质量为m＝eq\f(E,ΔE1)×0.235kg＝eq\f(8.4×1013,1.936×1013)×0.235kg＝1.02kg。