核的裂變習(xí)題

19.6核裂變習(xí)題eq\x(基)eq\x(礎(chǔ))eq\x(鞏)eq\x(固)1．現(xiàn)已建成的核電站的能量來自于()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(xué)反映放出的能量答案：C2．(雙選)當(dāng)一個重核裂變時，它所產(chǎn)生的兩個核()A．是穩(wěn)固的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取得的能量D．能夠是多種形式的兩個核的組合解析：重核裂變成兩個中等質(zhì)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(chǎn)物是多種多樣的，選項B、D正確．答案：BD3．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eq\o\al(235,)92U的裂變，現(xiàn)有四種說法：①eq\o\al(235,)92U原子核中有92個質(zhì)子，143個中子；②eq\o\al(235,)92U的一種可能裂變是變成兩個中等質(zhì)量的原子核，核反映方程為eq\o\al(235,)92U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(139,)54Xe＋eq\o\al(95,38)Sr＋2eq\o\al(1,0)n；③eq\o\al(235,)92U是天然放射性元素，常溫下它的半衰期約為45億年，升高溫度半衰期縮短；④一個eq\o\al(235,)92U裂變能放出200MeV的能量，合×10－11J.以上說法中完全正確的是()A．①②③B．②③④C．①③④D．①②④解析：eq\o\al(235,)92U有核子數(shù)235個，質(zhì)子數(shù)92個，中子數(shù)235－92＝143，①對；裂變反映式知足質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)也守恒，②對；半衰期與溫度無關(guān)，③錯；依照愛因斯坦質(zhì)能方程知④正確，因此D項正確．答案：D4．在核反映方程式eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(90,38)Sr＋eq\o\al(136,54)Xe＋kX中()A．X是中子，k＝9B．X是中子，k＝10C．X是質(zhì)子，k＝9D．X是質(zhì)子，k＝10解析：核反映方程應(yīng)遵循電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒，在題目所給的核反映中，設(shè)X的質(zhì)子數(shù)x，則核反映方程的左側(cè)質(zhì)子數(shù)為92＋0＝92，右邊質(zhì)子數(shù)為38＋54＋x＝92，x＝0，X的質(zhì)子數(shù)為0，因此X為中子，左側(cè)質(zhì)量數(shù)為235＋1＝236，右邊質(zhì)量數(shù)為90＋136＋k×1＝236，k＝10，因此k的數(shù)值為10.答案：B5．一個eq\o\al(235,92)U原子核在中子的轟擊下發(fā)生一種可能的裂變反映，其裂變方程為eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→X＋eq\o\al(94,38)Sr＋2eq\o\al(1,0)n，則下列敘述正確的是()A．X原子核中含有86個中子B．X原子核中含有141個核子C．因為裂變時釋放能量，依照E＝mc2，因此裂變后的總質(zhì)量數(shù)增加D．因為裂變時釋放能量，顯現(xiàn)質(zhì)量虧損，因此生成物的總質(zhì)量數(shù)減少解析：X原子核中的核子數(shù)為(235＋1)－(94＋2)＝140個，B錯誤．中子數(shù)為140－(92－38)＝86個，A正確．裂變時釋放能量，顯現(xiàn)質(zhì)量虧損，可是其總質(zhì)量數(shù)是不變的，C、D錯．答案：A6．鎘棒在核反映堆中的作用是()A．使快中子變慢中子B．使慢中子變快中子C．使反映速度加速D．操縱反映速度，調(diào)劑反映速度的快慢解析：在核反映堆中石墨起變快中子為慢中子的作用，鎘棒起吸收中子、操縱反映速度、調(diào)劑功率大小的作用．答案：D7．為使鏈式反映平穩(wěn)進行，可采納下列的方法()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(chǎn)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(yīng)的體積應(yīng)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，必需用慢化劑減速，而鎘棒是用于操縱中子數(shù)量的，故C正確，B、D錯誤．答案：C8．(雙選)山東榮成石島灣核電站總裝機規(guī)模400萬千瓦．核電站與火電站相較較，其優(yōu)勢在于()A．核燃料釋放出的能量遠大于相等質(zhì)量的煤放出的能量B．就可采儲量來講，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．核電站比火電站更易建造解析：核電站與火電站相較，相等質(zhì)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，只要方法適當(dāng)，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．答案：ABeq\x(能)eq\x(力)eq\x(提)eq\x(升)9．一個鈾235吸收一個中子發(fā)生核反映時大約放出196MeV的能量，則1g純eq\o\al(235,)92U完全發(fā)生核反映時放出的能量為(NA為阿伏加德羅常數(shù))()A．NA×196MeVB．235NA×196MeVC．235×196MeV\f(NA,235)×196MeV解析：由于1mol的鈾核質(zhì)量為235g,1g鈾235的摩爾數(shù)為eq\f(1,235)，因此1g鈾235釋放的能量E＝eq\f(NA,235)×196MeV，故D正確．答案：D10．用中子轟擊鈾核(eq\o\al(235,92)U)，其中的一個可能反映是割裂成鋇(eq\o\al(141,56)Ba)和氪(eq\o\al(92,36)Kr)兩部份，放出3個中子．各個核和中子的質(zhì)量如下：mU＝9×10－27kg，mn＝9×10－27kg，mBa＝6×10－27kg，mKr＝7×10－27kg.試寫出核反映方程，算出反映中釋放的核能．解析：依照反映前后的質(zhì)量數(shù)守恒、核電荷數(shù)守恒和反映中的能量守恒，就能夠夠?qū)懗龊朔从撤匠蹋勒赵摲从城昂蟮馁|(zhì)量虧損，用愛因斯坦的質(zhì)能方程就可算出釋放的核能．此鈾核裂變方程為：eq\o\al(1,0)n＋eq\o\al(235,92)U→eq\o\al(141,56)Ba＋eq\o\al(92,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)n則核反映前后的質(zhì)量虧損為：Δm＝mU＋mn－mBa－mKr－3mn＝8×10－27kg由愛因斯坦的質(zhì)能方程可得釋放的核能為：ΔE＝Δmc2＝8×10－27×9×108)2≈7×10－11(J)．答案：eq\o\al(1,0)n＋eq\o\al(235,92)U→eq\o\al(141,56)Ba＋eq\o\al(92,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)n3．2157×10－11J11．每日夜消耗220g鈾235的原子能發(fā)電站，若是效率為25%，它能產(chǎn)生的電功率是多大？(每一個鈾核裂變時放出的能量為200MeV)解析：220g鈾235中含鈾核數(shù)量為：N＝eq\f(220,235)××1023≈×1023(個)．N個鈾核裂變放出的能量為：E＝×1023×200≈×1026(MeV)．轉(zhuǎn)化成的電能：E電＝E×25%＝×1025MeV＝×1025×106××10－19J≈×1012J.一日夜時刻為：t＝24×3600＝86400(s)．因此電功率：P＝eq\f(E電,t)＝eq\f×1012,86400)≈×107(W)．答案：×107W12．某一年，7顆人造衛(wèi)星同時接收到來自遠方的中子星發(fā)射的γ光子，經(jīng)分析確認，1個負電子和1個正電子湮滅時放出2個頻率相同的γ光子．已知負電子、正電子的靜止質(zhì)量m0＝×10－31kg，又已知靜止質(zhì)量為m0的粒子，其能量E和湮滅前的動量p知足關(guān)系E2＝c2p2＋meq\o\al(2,0)v4.式中c為光速，若負電子、正電子的動量為零，求：(1)寫出湮滅的核反映方程式．(2)用動量的有關(guān)知識說明上述核反映不可能只放出一個光子．(3)計算出γ光子的頻率．解析：(1)核反映方程式為：0－1e＋eq\o\al(0,1)e→2γ.(2)若只放出一個光子，說明反映后總動量不