2016-2017学年高二物理上学期课时提升训练16.doc

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)【解析】选B、D。由于在裂变反应中吸收一个中子而释放出几个中子,质子数没有发生变化,而两个新核的中子数减少,A错误,B正确;反应前后质量发生了亏损而释放出能量,并不等于俘获中子的能量,在裂变反应中,产物并不是唯一的,故C错误,D正确。【总结提升】重核裂变的实质(1)重核裂变是中子轰击质量数较大的原子核,使之分裂成中等质量的原子核,同时释放大量的能量,放出更多的中子的过程。(2)重核的裂变是放能核反应,原因是核反应前后质量有亏损,根本原因是重核的比结合能相比中等质量的核的比结合能要小。所以在重核分解为两个中等质量核的过程中要释放能量,而且释放的能量远大于它俘获中子时得到的能量。2.(2015·汕头高二检测U吸收一个慢中子后分裂成Kr和Ba,还放出( ) 【解析】选B。根据质量数守恒、电荷数守恒可得还放出3个中子,B项正确。3.(2015·南昌高二检测)中国承诺到2020年碳排放量下降40%~45%。为了实现负责任大国的承诺,我国将新建核电站项目。目前关于核电站获取核能的基本核反应方程可能是( )AUnSrXe+1nBNaMge[来源:学。科。网]CNHeOHDUThHe【解析】选A。重核的裂变是指质量数较大的原子核分裂成两个中等质量的原子核,A是裂变反应,A正确;B为β衰变,C是发现质子的反应,D是α衰变。+n,放出的能量为E,铀235核的质量为M,中子的质量为m,氙136核的质量为m1,锶90核的质量为m2,真空中光速为c,则释放的能量E等于( )A.(M-m1-m2-10m)c2 B.(M+m-m1-m2)c2C.(M-m1-m2-9m)c2 D.(m1+m2+9m-M)c2【解析】选C。铀235裂变时的质量亏损:Δm=M+m-m1-m2-10m=M-m1-m2-9m。由质能方程可得ΔE=Δmc2=(M-m1-m2-9m)c2。【易错提醒】解答本题的两个易错点:(1)在计算质量亏损时,忘记了箭头前的中子,错选答案A。(2)在计算质量亏损时,错误地用反应后质量减去反应前的质量,错选答案D。【补偿训练】1个铀235核吸收1个中子发生核反应时,大约放出196MeV的能量,则1g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) ( )×196MeV ××196MeV D.×196MeV【解析】选D。1g纯铀235有×NA个铀235核。因此1g纯铀235吸收中子完全发生核反应可以释放出×196MeV能量。5.(2015·清远高二检测)铀核裂变是在反应堆中进行的,核反应堆主要由铀棒、镉棒、慢化剂、冷却系统和水泥防护层组成,镉棒在反应堆中起的作用主要是( )[来源:学科网ZXXK],调节反应速度的快慢[来源:Z*xx*]【解析】选D。镉棒可以吸收中子,控制镉棒插入反应堆的深度可以控制参与反应的中子数目,从而控制反应堆的反应速度,不一定是加快反应速度,也可能是减慢反应速度,A、B、C错误,D正确。【互动探究】慢化剂在反应堆中起的作用主要是( )【解析】选A。慢化剂在反应堆中与快中子碰撞,中子能量减小,变为慢中子,故正确答案为A。6.(多选)人类通过链式反应来利用核能的方式有下列哪两类( ),制成***,制成***,建成核反应堆[来源:学科网],建成核反应堆[来源:学#科#网]【解析】选B、C。***爆炸时,铀块的体积大于临界体积,快中子直接被铀核吸收,发生裂变反应,放出核能,链式反应速度不可控制,极短的时间内释放出大量的核能;核反应堆释放核能的速度是稳定的,链式反应的速度可以控制,因此答案为B、C。,发电站的核能来源于U的裂变,现有四种说法:U原子核中有92个质子,143个中子;U的一种可能裂变是变成两个中等质量的原子核,反应方程为UnXeSr+n;U是天然放射性元素,常温下它的半衰期约为45亿年,升高温度半衰期缩短;④一个U裂变能放出200MeV的能量,×10-11J。[来源:学科网]以上说法中完全正确的是( )A.①②③ B.②③④ C.①③④ D.①②④【解题指南】解答本题应明确以下四点:(1)质量数=质子数+中子数。(2)放射性元素的半衰期与温度等外界因素无关。(3)明确裂变方程的书写方法。(4)了解1个U裂变大约放出200MeV的能量,并掌握MeV与J的换算。【解析】选D。由U的质量数和电荷数关系易知①正确;由核反应方程中电荷数守恒和质量数守恒知②正确;半衰期不受外界因素干扰,故③错误;因为200MeV=200×106××10-19J=×10-11J,所以④正确,故答案为D。二、***,相当于2万吨TNT炸药放出的能量。***×1013J,试问有多少个U原子核进行分裂?该***中含U的质量最小限度为多少千克?(一个U原子核分裂时所产生的能量约为200MeV)【解析】一个U原子核分裂时所产生的能量约为200MeV=200×106eV=×108××10-19J=×10-11J。设共有n个U核发生裂变:n=个≈×1024个,铀的质量m=235×10-3×kg≈。答案:×1024个 【总结提升】裂变问题的分析方法(1)对于裂变问题,要知道是什么原子核发生了裂变,写出原子核的裂变方程,应该注意裂变方程的质量数和电荷数守恒;更应该注意的是,原子核的裂变方程必须是能够实际发生的,不能随意编造,并不是所有满足质量数和电荷数守恒的方程都能发生。(2)根据质能方程ΔE=Δmc2,由反应前后原子核的质量亏损,可以计算出一个原子核裂变时释放的能量。(3)根据1原子质量单位(u)(MeV)能量计算,,即ΔE=Δm×。(4)由每个铀核反应释放的核能乘以铀核个数求得E=ΔE每个×NA×[来源:学科网ZXXK]9.(2015·福建师大附中高二检测)受中子轰击时会发生裂变,产生和Kr,同时放出200MeV的能量,现要建设发电能力是50万千瓦的核电站,用铀235作为原子锅炉的燃料,假设核裂变释放的能量全部被用来发电,那么一天需要纯铀235的质量为多少?(×1023mol-1)【解析】每天发电的总量E=24××103×5×108J=×1013J。要得到这么多能量需要裂变的铀原子数目n==×1024(个)。则对应的质量m=·μ=×235×10-3kg=。答案:【大题提升练】1.(1)关于核反应堆中用镉棒控制反应速度的原理,下列说法正确的是( ),,,利用其与铀的接触面积的大小控制反应速度(2)现有的核电站常用的核反应之一是:UnNd+Zr+n+e+①核反应方程中的是反中微子,它不带电,质量数为零,试确定生成物锆(Zr)的电荷数与质量数。②,,钕(Nd),,1u=×10-27kg。试计算1kg铀235裂变释放的能量为多少?【解析】(1)选C。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,而是利用对中子吸收能力强的特点,控制中子数量的多少而控制核反应速度,故C正确。(2)①锆的电荷数Z=92-60+8=40,质量数A=236-146=90,核反应方程中用符号Zr表示。②1kg铀235中铀核的个数为N==×1024(个)。不考虑核反应中生成的电子质量,1个铀235核裂变产生的质量亏损为Δm=,释放的能量为ΔE=×=,则1kg铀235完全裂变释放的能量为E=nΔE=×1024×=×1013J。答案:(1)C (2)①40 90 ②×1013J2.(1)(多选)2020年以前我国将新增投产2300万千瓦的核电站,核电站与火电站相比较,其优势在于( ),地球上核燃料资源远大于煤炭[来源:],要做特殊处理(2)在各种能源中,核能具有能量密度大、地区适宜性强的优势,在核电站中,核反应堆释放的核能被转化为电能,核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应,释放出大量核能。①核反应方程是反应堆中发生的许多核反应中的一种n为中子,X为待求粒子,a为X的个数,则X= ,a= ,以mU、mBa、mKr分别表示核的质量,mn、mp分别表示中子、质子的质量,c为光在真空中的传播速度,则在上述核反应过程中放出的核能ΔE= 。②有一座发电能力为P=×106kW的核电站,核能转化为电能的效率η=40%,假定反应堆中发生的裂变反应为①中的核反应,已知每次核反应过程放出的核能ΔE=×10-11J,核的质量mU=390×10-27kg,求每年(1年=×107s)消耗的的质量。【解析】(1)选A、C、E。核燃料释放的能量远大于相等质量的煤放出的能量A项正确;就可采储量所提供的能量来说,远大于煤炭所能提供的能量,而不是采储量,B项错;在经济效益方面核电与火电不相上下,C项正确;核电站是有污染的,核反应堆用过的核废料具有很强的辐射性,要做特殊处理,D错,E正确。(2)①铀235裂变除生成外,还产生适当数目的中子,即式中的X为中子,由电荷数和质量数守恒得产生的中子的个数为a=235+1-141-92=3。反应过程中的质量亏损Δm=mU+mn-mBa-mKr-3mn=mU-mBa-mKr-2mn故核能ΔE=Δmc2=(mU-mBa-mKr-2mn)c2②反应堆每年提供的核能E总=,其中T表示1年的时间。以M表示每年消耗的的质量,得M∶mU=E总∶ΔE,解得M=,[来源:学|科|网]代入数据得M=×103kg。答案:(1)A、C、E (2)n 3 Δmc2=(mU-mBa-mKr-2mn)c2 ②×103kg【补偿训练】(2015·唐山高二检测)一个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nXSr+n,则下列说法正确的[来源:学科网]是( ),出现质量亏损,,它的半衰期约为7亿年,随着地球环境的不断变化,半衰期可能变短也可能变长【解析】选A。X原子核中的核子数为235+1-94-2=140,选项B错误;质子数为92-38=54,中子数为140-54=86,选项A正确;裂变时释放能量,出现质量亏损,但总质量数不变,选项C错误;半衰期不随外界环境变化而变化,选项D错误。沁园春·雪<***>北国风光,千里冰封,万里雪飘。望长城内外,惟余莽莽;大河上下,顿失滔滔。