高中物理教科版选修3-5作业第三章 5 核裂变 Word版含解析
文档属性
| 名称 | 高中物理教科版选修3-5作业第三章 5 核裂变 Word版含解析 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 109.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 教科版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2019-10-29 08:35:07 | ||
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文档简介
5 核裂变
/1.我国物理学家钱三强、何泽慧夫妇,1946年在法国巴黎发现了铀的三分裂和四分裂,这是我国科学家在核物理研究中做出的贡献,这是将中子打入铀核后所发生的核反应,它属于( )
A.人工核转变
B.重核的裂变
C.铀核的衰变
D.轻核的聚变
解析:铀核裂变的产物是多样的,所以我国科学家钱三强、何泽慧夫妇发现了铀核的三分裂和四分裂.
答案:B
/2.在核反应中,控制铀235核裂变反应速度的方法是 ( )
A.使用浓缩铀
B.改变铀块的临界体积
C.通过自动控制装置改变镉棒插入的深度,以改变中子数
D.利用石墨与中子的碰撞,来改变中子的速度
解析:控制核反应堆中核反应的速度是靠调节中子数来实现的.
答案:C
/3.(多选)人类通过链式反应来利用核能的方式有( )
A.利用可控制的快中子链式反应,制成原子弹
B.利用不可控制的快中子链式反应,制成原子弹
C.利用可控制的慢中子链式反应,建成核反应堆
D.利用不可控制的慢中子链式反应,建成核反应堆
答案:BC
/4.(多选)关于铀核裂变,下列说法正确的是( )
A.铀核裂变的产物是多种多样的,但只能裂变成两块
B.铀核裂变时还能同时释放2~3个中子
C.为了使裂变的链式反应容易进行,最好用浓缩铀235
D.铀块的体积对产生链式反应无影响
解析:铀核受到中子的轰击,会引起裂变,裂变的产物是各种各样的,具有极大的偶然性,但裂变成两块的情况多,也有的分裂成多块,并放出几个中子,铀235受中子的轰击时,裂变的概率大,且可以俘获各种能量的中子而引起裂变,而铀238只有俘获能量在1 MeV以上的中子才能引起裂变,且裂变的概率小,而要引起链式反应,需使铀块体积超过临界体积.故上述选项B、C正确.
答案:BC
/5.核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.核燃料、减速剂、控制棒和热交换器
B.核燃料、减速剂、发热系统和传热系统
C.核燃料、调速剂、碰撞系统和传热系统
D.核燃料、中子源、原子能聚存系统和输送系统
解析:核反应堆主要由核燃料、中子减速剂、控制棒和热交换器组成.因此A选项正确.
答案:A
/6.1938年哈恩用中子轰击铀核,发现产物中有原子核钡(Ba)、氪(Kr)、中子和一些γ射线.下列关于这个实验的说法正确的是( )
A.这个实验的核反应方程是
?
92
235
U
+
0
1
n
→
56
144
Ba
+
36
89
Kr
+
0
1
n
B.这是一个核裂变过程,反应后粒子质量之和大于反应前粒子质量之和
C.这个反应中释放出的能量不可以用爱因斯坦的质能方程来计算
D.实验中产生的γ射线穿透能力极强
解析:根据质量数守恒、电荷数守恒,铀核裂变的核反应方程应为
?
92
235
U
+
0
1
n
→
56
144
Ba
+
36
89
Kr+
3
0
1
n,选项A不正确;铀核裂变过程中产生γ射线,放出能量,发生质量亏损,释放的能量根据爱因斯坦质能方程计算,选项B、C不正确;核反应中产生的γ射线,穿透能力极强,是能量极高的光子,选项D正确.
答案:D
/7.潮汐能属于无污染能源,但能量的转化率较低,相比之下,核能是一种高效的能源.
(1)在核电站中,为了防止放射性物质泄漏,核反应堆有三道防护屏障:燃料包壳,压力壳和安全壳(如图甲所示).结合图乙可知,安全壳应当选用的材料是 .?
/ /
甲 乙
/
丙
(2)核反应堆中的核废料具有很强的放射性,目前常用的处理方法是将其装入特制的容器中,然后 . ?
A.沉入海底
B.放至沙漠
C.运到月球
D.深埋地下
(3)图丙是用来监测工作人员受到辐射情况的胸章,通过照相底片被射线感光的区域,可以判断工作人员受到何种辐射.当胸章上1 mm铝片和3 mm铝片下的照相底片被感光,而铅片下的照相底片未被感光时,结合图乙分析可知工作人员受到了 射线的辐射;当所有照相底片被感光时,工作人员受到了 射线的辐射.?
解析:现在核反应堆的外层用厚厚的水泥层,这样可保证核电的安全利用.核反应堆中的核废料应深埋于地下.
答案:(1)混凝土
(2)D
(3)β γ
/8.在所有能源中,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.
(1)核反应方程式
?
92
235
U
+
0
1
n
→
56
144
Ba
+
36
89
Kr+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 ,a= .以mU、mBa、mKr分别表示
?
92
235
U
、
89
144
Ba
、
36
89
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= .?
(2)有一座发电能力为P=1.00×106 kW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全是本题(1)中的核反应,已知每次核反应过程放出的核能ΔE=2.78×10-11 J
,
92
235
U核的质量mU=390×10-27 kg,求每年(1年=3.15×107 s)消耗的
?
92
235
U的质量.
解析:(1)略.
(2)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
?
92
235
U的质量,得M∶mU=E总∶ΔE,解得M=
??
U
????
??·Δ??
,代入数据得M=1.10×103 kg.
答案:(1
)
0
1
n 3 (mU-mBa-mKr-2mn)·c2
(2)1.10×103 kg
/1.我国物理学家钱三强、何泽慧夫妇,1946年在法国巴黎发现了铀的三分裂和四分裂,这是我国科学家在核物理研究中做出的贡献,这是将中子打入铀核后所发生的核反应,它属于( )
A.人工核转变
B.重核的裂变
C.铀核的衰变
D.轻核的聚变
解析:铀核裂变的产物是多样的,所以我国科学家钱三强、何泽慧夫妇发现了铀核的三分裂和四分裂.
答案:B
/2.在核反应中,控制铀235核裂变反应速度的方法是 ( )
A.使用浓缩铀
B.改变铀块的临界体积
C.通过自动控制装置改变镉棒插入的深度,以改变中子数
D.利用石墨与中子的碰撞,来改变中子的速度
解析:控制核反应堆中核反应的速度是靠调节中子数来实现的.
答案:C
/3.(多选)人类通过链式反应来利用核能的方式有( )
A.利用可控制的快中子链式反应,制成原子弹
B.利用不可控制的快中子链式反应,制成原子弹
C.利用可控制的慢中子链式反应,建成核反应堆
D.利用不可控制的慢中子链式反应,建成核反应堆
答案:BC
/4.(多选)关于铀核裂变,下列说法正确的是( )
A.铀核裂变的产物是多种多样的,但只能裂变成两块
B.铀核裂变时还能同时释放2~3个中子
C.为了使裂变的链式反应容易进行,最好用浓缩铀235
D.铀块的体积对产生链式反应无影响
解析:铀核受到中子的轰击,会引起裂变,裂变的产物是各种各样的,具有极大的偶然性,但裂变成两块的情况多,也有的分裂成多块,并放出几个中子,铀235受中子的轰击时,裂变的概率大,且可以俘获各种能量的中子而引起裂变,而铀238只有俘获能量在1 MeV以上的中子才能引起裂变,且裂变的概率小,而要引起链式反应,需使铀块体积超过临界体积.故上述选项B、C正确.
答案:BC
/5.核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.核燃料、减速剂、控制棒和热交换器
B.核燃料、减速剂、发热系统和传热系统
C.核燃料、调速剂、碰撞系统和传热系统
D.核燃料、中子源、原子能聚存系统和输送系统
解析:核反应堆主要由核燃料、中子减速剂、控制棒和热交换器组成.因此A选项正确.
答案:A
/6.1938年哈恩用中子轰击铀核,发现产物中有原子核钡(Ba)、氪(Kr)、中子和一些γ射线.下列关于这个实验的说法正确的是( )
A.这个实验的核反应方程是
?
92
235
U
+
0
1
n
→
56
144
Ba
+
36
89
Kr
+
0
1
n
B.这是一个核裂变过程,反应后粒子质量之和大于反应前粒子质量之和
C.这个反应中释放出的能量不可以用爱因斯坦的质能方程来计算
D.实验中产生的γ射线穿透能力极强
解析:根据质量数守恒、电荷数守恒,铀核裂变的核反应方程应为
?
92
235
U
+
0
1
n
→
56
144
Ba
+
36
89
Kr+
3
0
1
n,选项A不正确;铀核裂变过程中产生γ射线,放出能量,发生质量亏损,释放的能量根据爱因斯坦质能方程计算,选项B、C不正确;核反应中产生的γ射线,穿透能力极强,是能量极高的光子,选项D正确.
答案:D
/7.潮汐能属于无污染能源,但能量的转化率较低,相比之下,核能是一种高效的能源.
(1)在核电站中,为了防止放射性物质泄漏,核反应堆有三道防护屏障:燃料包壳,压力壳和安全壳(如图甲所示).结合图乙可知,安全壳应当选用的材料是 .?
/ /
甲 乙
/
丙
(2)核反应堆中的核废料具有很强的放射性,目前常用的处理方法是将其装入特制的容器中,然后 . ?
A.沉入海底
B.放至沙漠
C.运到月球
D.深埋地下
(3)图丙是用来监测工作人员受到辐射情况的胸章,通过照相底片被射线感光的区域,可以判断工作人员受到何种辐射.当胸章上1 mm铝片和3 mm铝片下的照相底片被感光,而铅片下的照相底片未被感光时,结合图乙分析可知工作人员受到了 射线的辐射;当所有照相底片被感光时,工作人员受到了 射线的辐射.?
解析:现在核反应堆的外层用厚厚的水泥层,这样可保证核电的安全利用.核反应堆中的核废料应深埋于地下.
答案:(1)混凝土
(2)D
(3)β γ
/8.在所有能源中,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.
(1)核反应方程式
?
92
235
U
+
0
1
n
→
56
144
Ba
+
36
89
Kr+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 ,a= .以mU、mBa、mKr分别表示
?
92
235
U
、
89
144
Ba
、
36
89
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= .?
(2)有一座发电能力为P=1.00×106 kW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全是本题(1)中的核反应,已知每次核反应过程放出的核能ΔE=2.78×10-11 J
,
92
235
U核的质量mU=390×10-27 kg,求每年(1年=3.15×107 s)消耗的
?
92
235
U的质量.
解析:(1)略.
(2)反应堆每年提供的核能E总=
??·??
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,其中T表示1年的时间,以M表示每年消耗的
?
92
235
U的质量,得M∶mU=E总∶ΔE,解得M=
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,代入数据得M=1.10×103 kg.
答案:(1
)
0
1
n 3 (mU-mBa-mKr-2mn)·c2
(2)1.10×103 kg