人教版高中物理选择性必修第三册课后习题 第5章 原子核 4 核裂变与核聚变.docVIP

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4核裂变与核聚变

课后·训练提升

基础巩固

一、选择题Ⅰ(每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的)

1.目前核电站利用的核反应是()

A.裂变,核燃料为铀

B.聚变,核燃料为铀

C.裂变,核燃料为氘

D.聚变,核燃料为氘

答案:A

解析:目前的核电站利用的核反应为铀235的核裂变反应,故选项A正确。

2.核电站利用核反应堆工作时释放出的热能使水汽化以推动汽轮发电机发电。反应堆中的核反应方程为?92235U+Sr+54AU,中子的质量mn,锶(Sr)核的质量mSr

A.Z=38,A=136

B.Z=48,A=146

C.一个?92235U裂变时的质量亏损Δm=mU-mSr-mU-mSr-mXe-10mn

答案:A

解析:由质量数与电荷数守恒得235+1=90+A+10,92=Z+54,解得Z=38,A=136,故选项A正确,B错误;一个?92235U裂变时的质量亏损Δm=mU-mSr-mXe-9mn,根据爱因斯坦质能方程可知,一个?92235U裂变时释放的能量为ΔE=(mU-mSr-mXe-9m

3.在某恒星内发生着剧烈的核反应,其中一个核反应是三个α粒子(24He)结合成一个碳核

A.该反应是原子弹爆炸的基本原理

B.按照质量守恒定律,三个氦核(24He)的质量之和等于一个碳核

C.三个氦核(24He)的结合能之和大于一个碳核

D.碳核(612C)比氦核

答案:D

解析:原子弹爆炸是裂变反应,选项A错误;结合题图可知氦核(24He)的比结合能比碳核(612C)的小,所以三个氦核(24He)的结合能之和小于一个碳核(

二、选择题Ⅱ(每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的)

4.“两弹一星”精神彰显了中华民族自强不息的伟大精神。下列核反应方程中,属于研究“两弹”的基本核反应方程的是()

A.?714N+2

B.92238UTh+

C.12H+1

D.92235U+01n

答案:CD

解析:?714N+24HeO+11H是卢瑟福利用α粒子轰击氦核打出了质子实验的核反应方程,故选项A错误;Th+24He是α衰变,故选项B错误;12H+13H24

5.黄旭华,中国核潜艇之父,开拓了中国核潜艇的研制领域,为中国核潜艇事业的发展做出了重要贡献,1月10日,获国家最高科学技术奖。核潜艇是利用重核裂变作为动力,关于核反应方程?92235U+X56144Ba+36

A.?56

B.92235U的比结合能比

C.方程中1,3,3689Kr质量为m4,光速为c,则核反应中释放的能量为(m1-2m2-m3-m4

答案:ABD

解析:?56144Ba中有144-56=88个中子,选项A正确;由于反应放出核能,生成更加稳定的原子核,而比结合能越大原子核越稳定,可知?92235U的比结合能比?3689Kr小,选项B正确;方程中1,3,3689Kr质量为m4,光速为c,则核反应中质量亏损Δm=(m1+m2)-(m3+m4+3m2)=m1-2m2-m3-m4,释放的能量为ΔE=Δmc2=(m1-2m

6.铀核在被中子轰击后分裂成两块质量差不多的碎块,这类核反应定名为核裂变。1947年中国科学家钱三强、何泽慧在实验中观察到铀核也可能分裂为三部分或四部分,其概率大约是分裂为两部分的概率的千分之三。关于铀核的裂变,下列说法正确的是()

A.裂变的产物不是唯一的

B.裂变的同时能放出2~3个或更多个中子

C.裂变能够释放巨大能量,每个核子平均释放的能量在裂变反应中比在聚变反应中的大

D.裂变物质达到一定体积(即临界体积)时,链式反应才可以持续下去

答案:ABD

解析:因铀核也可能分裂为三部分或四部分,则裂变的产物不是唯一的,选项A正确;因裂变是链式反应,则裂变的同时能放出2~3个或更多个中子,再重新轰击铀核发生裂变,选项B正确;一次聚变反应释放的能量不一定比裂变反应多,但平均每个核子在聚变中释放的能量一定大,选项C错误;裂变物质达到一定体积(即临界体积)时,链式反应才可以持续下去,选项D正确。

三、非选择题

7.用中子轰击铀核(92235U),其中的一个可能反应是分裂成钡(56141Ba)和氪(3692Kr)两部分,放出3个中子。各个核和中子的质量如下(计算结果保留2位小数):mU=390.3139×10-27kg,mn=1.6749×10-27kg,mBa=234.0016×10

(1)写出核反应方程。

(2)求出反应中释放的核能。

(3)我国第一座核电站——秦山核电站总装机容量达到650万千瓦,求秦山核电站一年需要消耗多少千克的裂变原料。

答案:(1)?92235U+01n

(2)3.22×10-11J

(3)2.48×103kg

解析:(1)核反应方程