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2019-2020年高中物理 第19章 第6節(jié) 重核的裂變練習 新人教版選修3-5 1．裂變． 核物理學中把重核分裂成質量較小的核，放出核能的反應．用中子轟擊鈾核時，鈾核發(fā)生了裂變，裂變產物多種多樣．一種典型的裂變反應是生成鋇和氪，同時放出3個中子．核反應方程： 2．鏈式反應． 一般來說，鈾核裂變時總要釋放2～3個中子，當一個中子引起一個鈾核裂變后，裂變中放出的中子再引起其他鈾核裂變，且能不斷繼續(xù)下去，這種反應叫核裂變的鏈式反應．臨界體積：鏈式反應能否進行的一個重要因素就是鈾塊的體積．通常把裂變物質能夠發(fā)生鏈式反應的最小體積叫臨界體積． 3．核電站． 利用核能發(fā)電，其核心是核反應堆． (1)反應堆：以慢中子反應堆為例．它包括核燃料、減速劑、控制棒和水泥防護層．①核燃料(其中鈾235占2%～4%)制成的鈾棒；②減速劑：使快中子變成為慢中子，易被鈾235俘獲引起裂變，常用的減速劑有石墨、重水和普通水；③控制棒：用來吸收中子，以控制裂變的速度，通常用鎘制成；④水泥防護層：屏蔽裂變產物放出的各種射線． (2)核電站工作原理：核裂變產生的巨大能量，大部分轉化為內能，使反應區(qū)溫度升高，循環(huán)水或核反應液態(tài)金屬鈉等流體把熱量傳輸出去用于發(fā)電，同時使反應堆冷卻． 1．現(xiàn)已建成的核電站的能量來自于(C) A．天然放射性元素衰變放出的能量 B．人工放射性同位素放出的能量 C．重核裂變放出的能量 D．化學反應放出的能量 2．(多選)當一個重核裂變時，它所產生的兩個核(BD) A．是穩(wěn)定的 B．含有的中子數(shù)較裂變前重核的中子數(shù)少 C．裂變時釋放的能量等于俘獲中子時得到的能量 D．可以是多種形式的兩個核的組合 解析：重核裂變?yōu)閮蓚€中等質量的核時平均要放出2～ 3個中子，故中子數(shù)會減少，重核裂變的產物是多種多樣的，選項B、D正確． 3．我國秦山核電站第三期工程中有兩個60萬千瓦的發(fā)電機組，發(fā)電站的核能來源于的裂變，現(xiàn)有四種說法： 以上說法中完全正確的是(D) A．①②③ B．②③④ C．①③④ D．①②④ 解析：有核子數(shù)235個，質子數(shù)92個，中子數(shù)235－92＝143，①對；裂變反應式滿足質量數(shù)守恒，電荷數(shù)也守恒，②對；半衰期與溫度無關，③錯；根據(jù)愛因斯坦質能方程知④正確，所以D項正確． 　　　　　 　　　　　 　　 　　　　 4．在下列四個方程中，X1、X2、X3和X4各代表某種粒子. 　 　　. 以下判斷中錯誤的是(B) A．X1是中子 B．X2是質子 C．X3是α粒子 D．X4是電子 解析：本題較簡單，利用質量數(shù)和電荷數(shù)守恒即可判斷．由質量數(shù)和電荷數(shù)守恒知第一個式子錯誤；由30＝30＋0和15＝14＋1知X2是正電子；同理知X3是α粒子，X4是電子，故B正確． 5. 在核反應堆中，為了使快中子的速度減慢，可選用作為中子減速劑的物質是(D) A．氫 B．鎘 C．氧 D．水 解析：在可控核反應堆中需要給快中子減速，輕水、重水和石墨等常用作減速劑，D正確． 6．鎘棒在核反應堆中的作用是(D) A．使快中子變慢中子 B．使慢中子變快中子 C．使反應速度加快 D．控制反應速度，調節(jié)反應速度的快慢 解析：在核反應堆中石墨起變快中子為慢中子的作用，鎘棒起吸收中子、控制反應速度、調節(jié)功率大小的作用． 7．為使鏈式反應平穩(wěn)進行，可采用下列的辦法　(C) A．鈾塊可制成任何的體積 B．鈾核裂變釋放的中子可直接去轟擊另外的鈾核 C．通過慢化劑將產生的中子減速 D．用鎘棒可作為慢化劑使中子減速 解析：由于使鈾塊發(fā)生鏈式反應的體積應大于臨界體積，故A錯誤，鈾核裂變釋放出的為快中子，不能直接再去轟擊鈾核，必須用慢化劑減速，而鎘棒是用于控制中子數(shù)量的，故C正確，B、D錯誤． 8．(多選)山東榮成石島灣核電站總裝機規(guī)模400萬千瓦．核電站與火電站相比較，其優(yōu)勢在于(AB) A．核燃料釋放出的能量遠大于相等質量的煤放出的能量 B．就可采儲量來說，地球上核燃料資源遠多于煤炭 C．核電站造成的污染大于相等發(fā)電能力的火電站 D．核電站比火電站更容易建造 解析：核電站與火電站相比，相等質量的核燃料放出的能量比煤放出的能量要大很多，地球上可開采核礦石儲量所能提供的能量約為煤、石油的15倍，只要措施得當，核電站造成的污染很小，核能屬于清潔能源，A、B均正確，C錯誤；核電站的建造難度較大，D錯誤． 9．一個鈾235吸收一個中子發(fā)生核反應時大約放出196 MeV的能量，則1 g純完全發(fā)生核反應時放出的能量為(NA為阿伏加德羅常數(shù))(D) A．NA196 MeV B．235NA196 MeV C．235196 MeV D.196 MeV 解析：由于1 mol的鈾核質量為235 g，1 g鈾235的摩爾數(shù)為，因此1 g鈾235釋放的能量E＝196 MeV，故D正確． 10. (多選) 2011年3 月11 日，日本近海發(fā)生了9.0 級地震，引發(fā)海嘯與核泄漏危機，大量放射性物質外泄．放射性物質銫()和碘()進入大氣，該地區(qū)水源、空氣和生活環(huán)境被放射性污染．下列說法正確的是(AC) A．核反應堆中的廢料具有很強的放射性，需裝入特制的容器，深埋地下或海底 B．鈾核裂變的一種可能核反應是 C．放射性碘(131I)發(fā)生的β衰變方程為 D．裂變形式有多種，每種裂變產物不同質量虧損也不同，但釋放的能量一定相同 解析：正確解答本題需要掌握：放射性污染的防護；質量數(shù)和電荷數(shù)守恒在核反應方程中的應用；質能方程的應用．為了預防放射性污染的危害，核反應堆中的廢料具有很強的放射性，需裝入特制的容器，深埋地下或海底，故A正確；B中的核反應方程質量數(shù)不守恒，應該為3個中子，故B錯誤；根據(jù)質量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，放射性碘()發(fā)生的β衰變方程為，故C正確；根據(jù)可知質量虧損不同，釋放的能量也一定不同，故D錯誤． 11. (多選)以下說法正確的有(BC) A．盧瑟福用α粒子散射實驗證明了原子核內存在中子 B．核電站中核反應堆發(fā)生的是重核裂變反應 C．放射性同位素的半衰期長短是由核內部本身決定，與外部條件無關 D．有相同的核子數(shù) 解析：盧瑟福用α粒子散射實驗得出了原子核式結構模型；核電站中核反應堆發(fā)生的是重核裂變反應．元素的半衰期由原子核內部因素決定，與外部條件無關．核子數(shù)等于質量數(shù)．盧瑟福用α粒子散射實驗得出了原子核式結構模型，查德威克發(fā)現(xiàn)了中子．故A錯誤；核電站中核反應堆發(fā)生的是重核裂變反應．故B正確；元素的半衰期由原子核內部因素決定，與外部條件無關．故C正確；的質量數(shù)不同，而質量數(shù)等于核子數(shù)，則核子數(shù)不同．故D錯誤． 12．根據(jù)你學過的對原子微觀結構的認識，判斷下列說法中正確的是(B) A．原子間發(fā)生相互作用時所放出的能量叫核能 B．核力的作用范圍極小 C．α粒子是氦原子失去核外電子后形成的 D．γ粒子能引起其他重核的裂變而使裂變不斷進行下去 解析：原子核結構發(fā)生變化時產生的能量叫核能；核力是一種強相互作用力，作用的范圍極小；α粒子來自原子核．核能來自原子核結構發(fā)生變化時產生的，不是原子間發(fā)生相互作用產生的．故A錯誤；核力的作用范圍極?。蔅正確；α粒子是原子核中的2個質子、2個中子結合成氦核釋放出來．故C錯誤；γ粒子不能引起其他重核的裂變而使裂變不斷進行下去．故D錯誤．