【文档说明】【精准解析】2020-2021学年物理教科版选修3-5：课时作业12核裂变.docx，共(6)页，23.623 KB，由小赞的店铺上传

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课时作业12核裂变时间：45分钟一、选择题(1～7为单选，8～9为多选)1．利用重核裂变释放核能时，选用铀235核的主要原因是(D)A．它裂变放出核能比其他重核裂变多B．它可能分裂成三部分或四部分C．它能自动裂变，与体积无关D．

它比较容易形成链式反应解析：链式反应是使裂变进行下去的重要特征．2．原子反应堆是实现可控制的重核裂变链式反应的一种装置，它主要由哪四部分组成(A)A．原子燃料、慢化剂、冷却系统和控制调节系统B．原子燃料、慢化剂、发热系统和传热系统C．原子燃料、调速剂、碰撞系统和传热系统D．原子燃料、中子源、原

子能聚存系统和输送系统3．下列核反应中，表示重核裂变的是(B)A.23892U→23490Th＋42HeB.23592U＋10n→14456Ba＋8936Kr＋310nC.3015P→3014Si＋0＋1eD.94Be＋42He→126C＋10n解析：重核的裂

变是指重核在中子的轰击下分裂成中等质量原子核的核反应，故B正确．4．一个23592U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23592U＋10n→X＋9438Sr＋210n，则下列叙述正确的是(A)A．X原子核中含有86个中子B．X原子核中含有1

41个核子C．因为裂变时释放能量，根据E＝mc2，所以裂变后的总质量数增加D．因为裂变时释放能量，出现质量亏损，所以生成物的总质量数减少解析：X原子核中的核子数为(235＋1)－(94＋2)＝140个，B错误；中子

数为140－(92－38)＝86个，A正确；裂变时释放能量，出现质量亏损，减少的静质量变为动质量，但是其总质量数是不变的，C、D错误．5．我国秦山核电站第三期工程中有两个60万千瓦的发电机组，发电站的核能来源于23592U的裂变，现有四种说法：①23592U原子核中有92个质子，143个

中子；②23592U的一种可能裂变是变成两个中等质量的原子核，反应方程式为23592U＋10n→13954Xe＋9538Sr＋210n；③23592U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23592U裂变能放出200MeV的能量，合3.2×1

0－11J.以上说法中完全正确的是(D)A．①②③B．②③④C．①③④D．①②④解析：由23592U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；通过计算知④正确，故答案为D.6．1

个23592U吸收1个中子发生核反应时，大约放出200MeV的能量，则1g纯23592U完全发生核反应放出的能量为(NA为阿伏加德罗常数)(D)A．NA×200MeVB．235NA×200MeVC.235NA×200MeVD.NA235×200M

eV解析：23592U的摩尔质量M＝235g/mol,1g纯23592U含有的原子个数N＝1MNA＝NA235，故放出的能量为NA235×200MeV，D正确．7．一个铀235吸收一个中子后发生的反应方程是23592U＋10n→13654Xe＋9038Sr＋1010n，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(C)A．(M－m1－m2)c2B．(M＋m－m1－m2)c2C．(M－m1－m2－9m)c2D．(m1＋m2＋9m－M)c2解析：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E＝Δmc2＝(M－m1－m2－9m)c2.8．国家重大科技专项示范项目CAP1400核电站，于2013年在山东荣成石岛湾开工建设．核电站与火电站相比较，其优势在于(

ABC)A．核燃料释放出的能量远大于相等质量的煤放出的能量B．就可采储量来说，地球上核燃料资源远多于煤炭C．核电站造成的污染远小于相等发电能力的火电站D．核电站比火电站更容易建造解析：核电站与火电站相比，相等质量的核燃料放出的能量比煤放出的能量要

大很多，地球上可开采核矿石储量所能提供的能量约为煤、石油的15倍，只要措施得当，核电站造成的污染很小，核能属于清洁能源，A、B、C均正确；核电站的建造难度较大，D错误．9．关于裂变反应，下列说法中正确的是(BC)A．用中子轰击铀核发生裂变，其一定分裂为质量差不多的两部分B．铀核裂变为中等质

量的原子核时一定释放能量C．铀核发生裂变时可能分裂成两部分、三部分或四部分D．所有重核元素用中子轰击均能发生裂变反应解析：用中子轰击23592U(或23994Pu)等少数几种重核元素时能发生裂变反应，发生裂变的原子核可能分裂为两部分、三部分或四部分，但产生两部分的

概率很大，在裂变过程中有质量亏损，释放能量，由此知B、C正确．二、非选择题10．在各种能源中，核能具有能量密度大，地区适应性强的优势．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．核反应方程式23592U＋10n→14156Ba＋9236Kr＋aX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为10n_，a＝3.以mU、mBa、mKr分别

表示错误!U、错误!Ba、错误!Kr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＝(mU－mBa－mKr－2mn)c2.解析：根据核反应前后质量数以及核电荷数守恒得出结论，应用爱因斯坦质能方程求出核反应过程放出的

能量．11．某核反应堆每小时消耗浓缩铀(铀235的含量占5%)200g，假定每个铀核裂变时释放的能量是200MeV，核反应堆的效率为90%，求该核反应堆的输出功率．答案：2.0×108W解析：200g浓缩铀中铀235的含量为m＝200g×5%＝10g

，则10g铀235中含有的原子数为n＝mMNA＝10235×6.02×1023≈2.56×1022.这些铀在1h内释放的能量为Q＝nΔE＝2.56×1022×200×106×1.6×10－19J≈8.19×1011J，则此核反应堆的输出功率为P＝Q×90%t＝8.19×1

011×0.93600W≈2.0×108W.12．094型导弹核潜艇是中国最先进的战略核潜艇，水下最大航速为45节(1节＝1.852km/h)，核反应堆最大输出功率为4.5万千瓦，最大续航里程为20万海里(1海里＝1.852km)．假设1个23592U核裂变放出

能量是200MeV，铀矿石含铀235的浓度是4%，求：(1)当核反应堆达到最大输出功率时，每秒至少有多少个铀235原子核发生裂变？(2)核潜艇一次至少要装入铀矿石多少千克？答案：(1)1.4×1018个(2)220kg解析：(1)当核反应堆达到最大输出功率时，每秒发生裂变的铀235原子核数N＝P

mtΔE＝4.5×107×1200×106×1.6×10－19个≈1.4×1018个．(2)最大续航时间tm＝sv＝2.0×10545h＝1.6×107s，铀235的摩尔质量M＝235g/mol，设需装铀矿石的质量为m，由Pmtm

＝NΔE＝m·4%MNAΔE，得需装入铀矿石的质量m＝MPmtm4%·NAΔE＝235×4.5×107×1.6×1074%×6.02×1023×200×106×1.6×10－19g≈2.2×105g＝220kg.