山东省济南济北中学2019-2020学年高中物理鲁科版选修3-5：4.2核裂变 配套作业（含解析）

4.2核裂变
1．据伊朗新闻电视台2019年9月7日消息，伊朗原子能组织发言人卡迈勒万迪当天宣布，作为第三阶段中止履行伊核协议的措施，伊朗已启动了“先进离心机”，以增加浓缩铀储量。关于铀核的裂变，下列叙述正确的是（　　）
A．核反应堆中铀核俘获一个中子后分裂为两个或几个中等质量的原子核，并吸收大量能量
B．核反应堆中铀核自发分裂为两个或几个中等质量的原子核，同时释放大量的核能
C．要使核反应堆中铀核发生链式反应，必须要有慢中子的轰击
D．要使核反应堆中铀核发生链式反应，必须要有快中子的轰击
2．下列说法正确的是（ ）
A．中X为中子，核反应类型为衰变
B．中Y为中子，核反应类型为人工核转变
C．，其中Z为氢核，核反应类型为轻核聚变
D．，其中K为10个中子，核反应类型为重核裂变
3．吸收一个慢中子后，分裂成和，还放出（　　）
A．1个α粒子 B．3个中子 C．10个中子 D．10个质子
4．下列关于原子核的说法正确的是（ ）
A．质子由于带正电，质子间的核力表现为斥力
B．原子核衰变放出的三种射线中，α粒子的穿透能力最强
C．比结合能小的原子核结合成比结合能大的原子核时一定放出核能
D．铀核发生链式反应后能动延续去，维持该反应不需要其他条件
5．关于近代物理的知识，下列说法正确的有（ ）
A．结合能越大，原子核内核子结合得越牢固，原子核越稳定
B．铀核裂变的一种核反应方程为
C．中X为中子，核反应类型为β衰变
D．平均结合能小的原子核结合成或分解成平均结合能大的原子核时一定放出核能
6．下列关于原子核的说法正确的是（　　）
A．质子由于带正电，质子间的核力表现为斥力
B．原子核衰变放出的三种射线中，粒子的穿透能力最强
C．铀核发生链式反应后能自动延续下去，维持该反应不需要其他条件
D．比结合能小的原子核结合成比结合能大的原子核时一定放出核能
7．核反应堆是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量核能,其中是反应堆中发生的许多核反应中的一种，X是某种粒子，a是X粒子的个数，用、、分别表示、、核的质量，表示X粒子的质量，c为真空中的光速，关于上述核反应以下说法正确的是（ ）
A．X为中子，
B．X为质子，
C．对于铀核，平均每个核子放出的核能
D．对于铀核，平均每个核子放出的核能
8．核电站使用的核燃料有一种典型的核裂变方程是，假设质量为m1，质量为m2，质量为m3，质量为m4，光速为c，则（　　）
A．该核反应属于人工转变
B．方程中x=56，y=142
C．核反应中释放的能量为(m1-2m2-m3-m4)c2
D．该裂变方程可以简化为
9．下列说法正确的是
A．玻尔根据光的波粒二象性，大胆提出假设，认为实物粒子也具有波动性
B．铀核裂变的核反应是
C．原子从低能级向高能级跃迁，不吸收光子也能实现
D．根据爱因斯坦的“光子说”可知，光的波长越大，光子的能量越大
10．下列四幅图分别对应四种说法，其中正确的是（　　）
A．根据α、β、γ射线的特点可知，射线1是β射线，射线2是α射线，射线3是γ射线
B．氢原子辐射出一个光子后，电势能减小，总能量增大
C．天然放射性元素的半衰期由核内部自身的因素决定，跟所处的化学状态和外部条件无关
D．重核的裂变反应方程有：
11．能够发生链式反应的最小体积叫做它的________．如果铀235的体积超过了它的这个体积，只要有中子进入，就会立即引起铀核的________，在极短时间内释放出大量________，甚至发生猛烈的爆炸，________就是根据这个原理制成的．
12．平衡下列核裂变方程：________.
13．一个粒子轰击硼（）核变成碳14和一个未知粒子，并放出的能量，写出核反应方程并求出反应过程中的质量亏损。（）
14．已知氘核的质量，如果用入射光子照射氘核使其分为质子和中子，质子质量，中子质量。求入射光子的频率。
参考答案
1．C
【解析】
AB．核反应堆中铀核俘获一个中子后分裂为两个或几个中等质量的原子核，并释放大量能量，AB错误；
CD．链式反应的条件有三个，一是足够浓度的铀，二是铀的体积需要大于等于临界体积，三是需要慢中子轰击，C正确，D错误。
故选C。
2．D
【解析】
A．，核反应类型为衰变，选项A错误；
B．，核反应类型为轻核聚变，选项B错误；
C．，核反应类型为人工转变，选项C错误；
D．，核反应类型为重核裂变，选项D正确。
故选D。
3．C
【解析】
核反应满足质量数和质子数守恒，所以放出粒子的质量数为
质子数为
所以放出10个中子，ABD错误，C正确。
故选C。
4．C
【解析】
A.核力与电荷无关，原子核中质子间的核力都表现为引力，选项A错误；
B.原子核衰变放出的三种射线中，α粒子的速度最小，穿透能力最弱，选项B错误；
C.比结合能小的原子核结合能比结合能大的原子核是有质量亏损，一定会放出核能，选项C正确；
D.铀核发生链式反应后能自动延续下去，要维持链式反应，铀块的体积必须达到其临界体积，选项D错误。
5．D
【解析】
A. 比结合能越大，原子核内核子结合得越牢固，原子核越稳定，选项A错误；
B. 铀核裂变的核反应方程中，反应物必须有中子，选项B错误；
C. 中X质量数为4电荷数为2，为α粒子，核反应类型为α衰变，选项C错误；
D. 平均结合能是核子与核子结合成原子核时平均每个核子放出的能量，平均结合能越大的原子核越稳定，平均结合能小的原子核结合成或分解成平均结合能大的原子核时出现质量亏损，一定放出核能。故D正确。
故选D。
6．D
【解析】
A．核力与电荷无关，原子核中质子间的核力都表现为引力，故A错误；
B．原子核衰变放出的三种射线中，α粒子的速度最小，穿透能力最弱，故B错误；
C．铀核发生链式反应后能自动延续下去，要维持链式反应，铀块的体积必须达到其临界体积，故C错误；
D．比结合能小的原子核结合成比结合能大的原子核时有质量亏损，一定会放出核能，故D正确。
故选D。
7．C
【解析】
AB．由核电荷数守恒知X的电荷数为0，故X为中子；由质量数守恒知a=3，故AB错误；
CD．核反应过程中的质量亏损：
由质能方程可知，释放的核能：
平均每个核子释放的核能：
故C正确，D错误。
故选C。
8．C
【解析】
A．该核反应属于重核裂变，不属于人工转变，A错误；
B．根据质量数和电荷数守恒可知，x=56，y=144，B错误；
C．根据爱因斯坦质能方程，反应释放出的能量为：
C正确；
D．核反应方程不能进行简化，D错误。
故选C。
9．C
【解析】A项，1924年，德布罗意大胆的把光的波粒二象性推广到实物粒子，如电子、质子等，他提出实物粒子也具有波动性，故A项错误。
B项，铀核裂变有多种形式，其中一种的核反应方程是 ，故B项错误。
C项，原子从低能级向高能级跃迁时可能是吸收光子，也可能是由于碰撞，故C项正确。
D项，根据爱因斯坦的“光子说”可知，光的波长越大，光子的能量越小，故D项错误。
故选C
10．CD
【解析】
A．根据α、β、γ射线的特点可知，射线1是α射线，射线2是β射线，射线3是γ射线，选项A错误；
BCD．氢原子辐射出一个光子后，总能量减小，轨道半径减小，电势能减小，选项B错误；
CD正确。
故选CD。
11．临界体积 链式反应 能量 原子弹
【解析】
[1]．能够发生链式反应的最小体积叫做它的临界体积．
[2][3][4]．如果铀235的体积超过了它的这个体积，只要有中子进入，就会立即引起铀核的链式反应，在极短时间内释放出大量能量，甚至发生猛烈的爆炸，原子弹就是根据这个原理制成的．
12．
【解析】
[1]．根据核反应的质量数和电荷数守恒可知裂变方程：
13． 1.3×10－30kg
【解析】
根据质量数守恒和核电荷数守恒可得
由ΔE=Δmc2可知，
=1.3×10－30kg。
14．3.94×1020Hz
【解析】
氘核分为质子和中子，增加的质量为
吸收的入射光子的能量为
由公式E=hv知，入射光子的频率为
Hz
答案：3.94×1020Hz