2021年新课标版物理选修3-5-双基限时练19-原子核.docx

双基限时练(十九)　核裂变
1．(多选题)关于裂变反应，下列说法中正确的是(　　)
A．用中子轰击铀核发生裂变，肯定分裂为质量差不多的两块
B．铀核裂变为中等质量的原子核肯定释放能量
C．铀核发生裂变时可能产生二、三或四部分
D．全部重核元素用中子轰击均能发生裂变反应
答案　BC
2．为使链式反应平稳进行，可接受下列的方法(　　)
A．铀块可分制成任何的体积
B．铀核裂变释放的中子可直接去轰击另外的铀核
C．通过慢化剂将产生的中子减速
D．用镉棒可作为慢化剂使中子减速
解析　由于使铀块发生链式反应的体积大于临界体积，故A选项错误；铀核裂变产生的中子为快中子，不能直接去轰击铀核，必需使用慢化剂减速，而镉棒是用来把握中子数量的，故C选项正确，B、D选项错误．
答案　C
3．核反应堆是实现可把握的重核裂变链式反应的一种装置，它主要有哪四部分组成(　　)
A．核燃料、减速剂、冷却系统、把握调整系统
B．核燃料、减速剂、发热系统和传热系统
C．核燃料、减速剂、碰撞系统和传热系统
D．核燃料、中子源、核能聚存系统和输送系统
答案　A
4．裂变反应中释放的能量来自于(　　)
A．核子消逝转化为能量
B．原子中电子与原子核的电势能减小
C．入射的中子消逝转化为能量
D．原子核的比结合能变大，释放出能量
答案　D
5．原子核反应有广泛的应用，如用于核电站等，在下列核反应中属于裂变反应的是(　　)
A.B＋n→Li＋He
B.U→Th＋He
C.N＋He→O＋H
D.U＋n→Ba＋Kr＋3n
答案　D
6．一个U原子核在中子的轰击下发生一种可能的裂变反应，其裂变方程为U＋n→X＋Sr＋2n，则下列叙述正确的是(　　)
A．X原子核中含有86个中子
B．X原子核中含有141个核子
C．由于裂变时释放能量，依据E＝mc2，所以裂变后的总质量数增加
D．由于裂变时释放能量，消灭质量亏损，所以生成物的总质量数削减
解析　X原子核中的核子数为(235＋1)－(94＋2)＝140个，B项错误．中子数为140－(92－38)＝86个，A项正确．裂变时释放能量，消灭质量亏损，但是其总质量数是不变的，C、D项错．
答案　A
7．利用重核裂变释放核能时选用铀235，主要由于(　　)
A．它比较简洁发生链式反应
B．能自动裂变，与体积无关
C．铀核比较简洁分裂成为三部分或四部分，因而放出更多的核能
D．铀235价格比较廉价，而且它裂变时放出的核能比其他重核裂变时放出的核能要多
解析　核电站利用核能发电，它的核心设施是核反应堆．反应堆中的核反应主要是铀235吸取慢中子后发生的裂变，反应堆利用浓缩铀制成铀棒，作为核燃料，选项A正确．
答案　A
8．(多选题)当一个重核裂变时，它所产生的两个核(　　)
A．含有的质子数较裂变前重核的质子数削减
B．含有的中子数较裂变前重核的中子数少
C．裂变时释放的能量等于俘获中子时得到的能量
D．可能是多种形式的两个核的组合
答案　BD
9．1个铀235吸取1个中子发生核反应时，大约放出196 MeV的能量，则1 g纯铀235完全发生反应放出的能量为(NA为阿伏加德罗常数)(　　)
A．NA×196 MeV　　　 B．235NA×196 MeV
C．235×196 MeV D.×196 MeV
解析　由于1 mol铀的质量为235 g,1 g铀235的摩尔数为，因此1 g铀235释放的能量为×196 MeV，故D选项正确．
答案　D
10．关于核反应堆中用镉棒把握反应速度的原理，下列说法正确的是(　　)
A．镉棒能释放中子，依靠释放的多少把握反应速度
B．用镉棒插入的多少把握快中子变为慢中子的数量
C．利用镉棒对中子吸取力量强的特点，依靠插入的多少把握中子数量
D．镉棒对铀核裂变有一种阻碍作用，利用其与铀的接触面积的大小把握反应速度
解析　镉棒并不能释放中子，也不能使中子减速，对铀核裂变也没有阻碍作用，而是利用其对中子吸取力量强的特点，把握中子数量的多少而把握核反应速度，故C项正确．
答案　C
11．1个铀235吸取1个中子发生核反应时，大约放出196 MeV的能量，则1 g纯铀235完全发生核反应放出的能量为(NA为阿伏加德罗常数)(　　)
A．NA×196 MeV　　　 B．235NA×196 MeV
C．235×196 MeV D.×196 MeV
11．贫铀炸弹是一种杀伤力很强的武器，贫铀是提炼铀235以后的副产品，其主要成分为铀238，贫铀炸弹不仅有很强的穿甲力量，而且铀238具有放射性，残留物可长期对环境起破坏作用而造成污染．人长期生活在该环境中会受到核辐射而患上皮肤癌和白血病．下列叙述错误的是(　　)
A．铀238的衰变方程式为：U→Th＋He
B.U和U互为同位素
C．人患皮肤癌和白血病是由于核辐射导致了基因突变
D．贫铀弹的穿甲力量很强，也是由于它的放射性
解析　铀238具有放射性，放出一个α粒子，变成钍234，A项正确；铀238和铀235质子数相同，互为同位素，B项正确；核辐射能导致基因突变，是皮肤癌和白血病的诱因之一，C项正确；贫铀弹的穿甲力量很强，是由于它的弹芯是由高密度、高强度、高韧性的铀合金组成，攻击目标时产生高温化学反应，所以其爆炸力、穿透力远远超过一般炸弹，D项错．
答案　D
12．(多选题)为应对能源危机和优化能源结构，提高清洁能源的比重，我国制定了优先选择核能，其次加快进展风电和再生能源的政策，在《核电中长期进展规划》中，要求2022年核电运行装机总容量达到4 000万千瓦的水平，请依据所学物理学问，推断下列说法中正确的是(　　)
A．核能发电对环境的污染比火力发电要小
B．核能发电对环境的污染比火力发电要大
C．全部核电站都只利用重核裂变释放大量的原子能
D．核电站中既有重核裂变，又有轻核聚变释放大量的原子能
解析　目前核电站都是用核裂变释放能源的，它的原料是铀，在不发生核泄漏的状况下，核能属于比较清洁的能源．
答案　AC
13．曾落在日本广岛的原子弹，相当于2万吨TNT炸药放出的能量．原子弹放出的能量约8.4×1013 J，试问有多少个U原子核进行分裂？该原子弹中含铀U的质量最小限度为多少千克？(一个铀U原子核分裂时所产生的能量约为200 MeV)
解析　一个U原子核分裂时所产生的能量约为
200 MeV＝200×106 eV＝2.0×108×1.6×10－19 J
＝3.2×10－11 J.
设共有n个U核发生裂变：
n＝个≈2.6×1024个，
铀的质量m＝235×10－3× kg≈1.015 kg.
答案　2.6×1024个　1.015 kg
14．原子反应堆的功率为104 kW,1 h消耗的核燃料为8.75 g，已知一个铀235裂变时放出200 MeV的核能，求该铀燃料中铀235所占的百分比．
解析　反应堆每小时产生的能量为：
E＝Pt＝107×3600 J＝3.6×1010J
每个铀核裂变释放的能量
E1＝200×106×1.6×10－19 J
＝3.2×10－11J
每小时需要铀235的质量为
m＝
＝ g＝0.44 g
所占比例×100%＝5%.
答案　5%