高中物理人教版5本冊總復習總復習 學業(yè)分層測評17

學業(yè)分層測評(十七)(建議用時：45分鐘)[學業(yè)達標]1．當一個重核裂變時，它能產(chǎn)生的兩個核()A．一定是穩(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E．含有的質(zhì)子數(shù)與裂變前重核的質(zhì)子數(shù)相等【解析】重核裂變?yōu)閮蓚€中等質(zhì)量的核時平均要放出2個或3個中子，裂變釋放的能量比俘獲中子的能量大，C錯誤．質(zhì)子數(shù)不變，中子數(shù)會減少，故B、E正確．重核裂變的產(chǎn)物是多種多樣的，故A錯誤，D正確．【答案】BDE2．在下列四個方程中，X1、X2、X3、X4各代表某種粒子，判斷正確的是()①eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(95,38)Sr＋eq\o\al(138,54)Xe＋3X1②eq\o\al(2,1)H＋X2→eq\o\al(3,2)He＋eq\o\al(1,0)n③eq\o\al(238,92)U→23490Th＋X3④eq\o\al(24,12)Mg＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(27,13)Al＋X4A．X1是中子 B．X2是質(zhì)子C．X3是α粒子 D．X4是氚核E．X4是質(zhì)子【解析】根據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒可得X1的電荷數(shù)為0，質(zhì)量數(shù)為1，因此確定X1為中子，A對；根據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒可得X2的電荷數(shù)為1，質(zhì)量數(shù)為2，因此確定X2為氘核，B錯；根據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒可得X3的電荷數(shù)為2，質(zhì)量數(shù)為4，因此確定X3為α粒子，C對；根據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒可得X4的電荷數(shù)為1，質(zhì)量數(shù)為1，因此確定X4為質(zhì)子，D錯E正確．【答案】ACE3．關于鈾核裂變，下列說法正確的是()A．鈾核裂變的產(chǎn)物是多種多樣的，但只能裂變成兩種不同的核B．鈾核裂變時還能同時釋放2～3個中子C．為了使裂變的鏈式反應容易進行，最好用鈾235而不用鈾238D．鈾塊的體積對產(chǎn)生鏈式反應無影響E．要產(chǎn)生鏈式反應，應使鈾塊的體積達到或超過臨界體積【解析】鈾核受到中子的轟擊，會引起裂變，放出2～3個中子，裂變的產(chǎn)物是各種各樣的，具有極大的偶然性，只是裂變成兩塊的情況多，也有的分裂成多塊，A錯誤，B正確．鈾235受慢中子的轟擊時，裂變的概率大，而鈾238只有俘獲能量在1MeV以上的中子才能引起裂變，且裂變的幾率小，C正確．而要引起鏈式反應，需使鈾塊體積超過臨界體積，故D錯誤E正確．【答案】BCE4．一個原子核eq\o\al(235,92)U在中子的轟擊下發(fā)生一種可能的裂變反應，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140個核子B．X原子核中含有86個中子C．因為裂變時釋放能量，所以裂變后粒子的總質(zhì)量數(shù)增加D．因為裂變時釋放能量，所以裂變后粒子的總質(zhì)量數(shù)減少E．因為裂變時釋放能量，所以裂變過程一定有質(zhì)量虧損【解析】由核反應方程的質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知：X原子核中含有92－38＝54個質(zhì)子，235＋1－94－2－54＝86個中子.86＋54＝140個核子；故A正確，B正確；據(jù)愛因斯坦的質(zhì)能方程可知，質(zhì)量虧損時釋放能量不是質(zhì)量變成了能量，而是虧損的質(zhì)量以能量的形式釋放，但質(zhì)量數(shù)依然守恒，故C錯誤，D錯誤E正確．【答案】ABE5．鏈式反應中，重核裂變時放出的可使裂變不斷進行下去的粒子是________．【解析】重核的裂變需要中子的轟擊，在鏈式反應中，不斷放出高速的中子使裂變可以不斷進行下去．【答案】中子6．1個鈾235核吸收1個中子發(fā)生核反應時，大約放出196MeV的能量，則1g純鈾235完全發(fā)生核反應放出的能量為________MeV.【解析】1g純鈾235有eq\f(1,235)×NA個鈾235核．因此1g純鈾235吸收中子完全發(fā)生核反應可以釋放出eq\f(NA,235)×196MeV能量＝×1023MeV.【答案】×10237．(2023·江蘇高考)核電站利用原子核鏈式反應放出的巨大能量進行發(fā)電，eq\o\al(235,92)U是核電站常用的核燃料.eq\o\al(235,92)U受一個中子轟擊后裂變成eq\o\al(144,56)Ba和eq\o\al(89,36)Kr兩部分，并產(chǎn)生________個中子．要使鏈式反應發(fā)生，裂變物質(zhì)的體積要________(選填“大于”或“小于”)它的臨界體積．【解析】核反應方程遵守質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，且該核反應方程為：eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)n，即產(chǎn)生3個中子．臨界體積是發(fā)生鏈式反應的最小體積，要使鏈式反應發(fā)生，裂變物質(zhì)的體積要大于它的臨界體積．【答案】3大于8．在核反應中，控制鈾235核裂變反應速度的方法是什么？【解析】控制鈾235核裂變反應速度的方法是控制中子的數(shù)量，其有效方法是用吸收中子能力很強的鎘棒插入鈾燃料周圍，鎘棒插入的深度不同，就會控制中子的數(shù)目，達到控制核反應的目的．【答案】通過自動控制裝置，改變鎘棒插入的深度，以改變中子數(shù)[能力提升]9．1938年哈恩用中子轟擊鈾核，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)物中有原子核鋇(Ba)、氪(Kr)、中子和一些γ射線．下列關于這個實驗的說法中正確的是()A．這個實驗的核反應方程是eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)nB．這是一個核裂變過程，反應后粒子質(zhì)量之和大于反應前粒子質(zhì)量之和C．這個反應中釋放出的能量可以用愛因斯坦的光電效應方程來計算D．實驗中產(chǎn)生的γ射線，其穿透能力極強E．實驗中產(chǎn)生的γ射線的頻率很高【解析】根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒，鈾核裂變的核反應方程應為：eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)n，選項A正確；鈾核裂變過程中，產(chǎn)生γ射線，放出能量，發(fā)生質(zhì)量虧損，釋放的能量根據(jù)愛因斯坦的質(zhì)能方程計算，選項B、C不正確；核反應中產(chǎn)生的γ射線頻率很高，穿透能力極強，是能量極高的光子，選項D、E正確．【答案】ADE10．我國秦山核電站第三期工程中有兩組60萬千瓦的發(fā)電機組，發(fā)電站的核能來源于eq\o\al(235,92)U的裂變，下列說法正確的是()\o\al(235,92)U原子核中有92個質(zhì)子，143個中子；\o\al(235,92)U的一種可能裂變是變成兩個中等質(zhì)量的原子核，反應方程為eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(139,54)Xe＋eq\o\al(95,38)Sr＋2eq\o\al(1,0)n；\o\al(235,92)U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；D．一個eq\o\al(235,92)U裂變能放出200MeV的能量，合×10－11J.E．通過改變半衰期來控制鏈式反應的速度【解析】由eq\o\al(235,92)U的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)關系易知A正確；由核反應方程中電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒知B正確；半衰期不受外界因素干擾，故C、E錯誤；因為200MeV＝200×106××10－19J＝×10－11J，所以D正確．【答案】ABD11．已知eq\o\al(235,92)U(質(zhì)量為9u)裂變后生成eq\o\al(141,56)Ba(質(zhì)量為9u)和eq\o\al(92,36)Kr(質(zhì)量為3u)，同時放出3個中子(每個中子質(zhì)量為7u)，則1kg鈾全部裂變所放出的能量相當于多少千克優(yōu)質(zhì)煤完全燃燒時放出的能量？(1kg優(yōu)質(zhì)煤完全燃燒時產(chǎn)生×107J的熱量)【導學號：66390057】【解析】核反應方程為eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(141,56)Ba＋eq\o\al(92,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)n質(zhì)量虧損為Δm＝(mU＋mn)－(mBa＋mKr＋3mn)＝9＋7)u－9＋3＋3×7)u＝3u.釋放的核能為ΔE＝Δmc2＝3×MeV≈200MeV，已知235g鈾有×1023個鈾核，那么1kg鈾內(nèi)大約有eq\f(1,××1023＝×1024個鈾核，由此可知1kg鈾全部裂變放出的能量為ΔE＝×1024×200MeV＝×1026MeV＝×1032eV＝×1013J，則相當于優(yōu)質(zhì)煤的質(zhì)量為M＝eq\f×1013,×107)kg＝×106kg.【答案】×106kg12．裂變反應是目前核能利用中常用的反應，以原子核eq\o\al(235,92)U為燃料的反應堆中，eq\o\al(235,92)U俘獲一個慢中子后發(fā)生裂變反應可以有多種方式，其中一種方式可表示為：eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(139,54)Xe＋eq\o\al(94,38)Sr＋3eq\o\al(1,0)n235．0439784反應方程下方的數(shù)字是中子及有關原子核靜止時的質(zhì)量(以原子質(zhì)量單位u為單位)，已知1u的質(zhì)量對應的能量為MeV，求：(1)該反應中放出的能量是多少MeV?(2)1kg鈾235大約產(chǎn)生多少能量？(保留兩位有效數(shù)字)【導學號：66390058】【解析】