【步步高 学案导学设计】2021-2021学年高中物理 第十九章 第6节 核裂变课时作业 新人教版选修3-5.doc

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1、第6节核裂变1重核裂变重核被_轰击后分裂成两块质量_的新原子核，释放出_的反应用_轰击铀核，铀核发生裂变，铀核裂变的产物是多样的，其中最典型的反应是生成钡和氪，同时放出3个中子核反应方程式为：_Kr3n.2链式反应：当一个_引发一个铀核裂变后，反应释放出的_又轰击其他原子核产生裂变，这样的反应一代接一代继续下去的过程，叫做核裂变的_反应临界体积和临界质量：通常把裂变物质能够发生链式反应的_叫做它的临界体积，相应的质量叫做临界质量发生链式反应的条件：裂变物质的体积必须_临界体积，或裂变物质的质量必须_临界质量3(1)核电站：是利用核能发电，它的核心设施是_，它主要由以下几部分组成：燃料：_；慢化

2、剂：铀235容易捕获慢中子发生反应，采用_、_作慢化剂；控制棒：为了控制能量释放的速度，就要想办法减少中子的数目，采用在反应堆中插入镉棒的方法，利用镉_的特性，就可以容易地控制链式反应的速度(2)工作原理：核燃料_释放能量，使反应区温度升高(3)能量输出：利用水或液态的金属钠等流体在反应堆内外_，把反应堆内的热量传输出去，用于发电(4)核污染的处理：为避免_对人体的伤害和_对水源、空气和工作场所造成的放射性污染，在反应堆的外面需要修建很厚的_，用来屏蔽裂变产物放出的各种射线，核废料具有很强的_，需要装入特制的容器，_.【概念规律练】知识点一重核的裂变1关于重核的裂变，下列说法正确的是()A核裂

3、变释放的能量等于它俘获中子时得到的能量B中子从铀块中通过时，一定发生链式反应C重核裂变释放出大量的能量，产生明显的质量亏损，所以核子数减少D由于重核的核子平均质量大于中等质量核的核子平均质量，所以重核裂变为中等质量的核时，要发生质量亏损，放出核能2.U吸收一个慢中子后，分裂成Xe和Sr，并生成下列什么粒子()A一个粒子 B3个中子C10个中子 D10个质子3下列核反应方程，属于裂变反应的有()A.HeB.nKr3nC.PSieD.BeHe6Cn知识点二裂变的应用4目前核电站利用的核反应是()A裂变，核燃料为铀 B衰变，核燃料为铀C裂变，核燃料为氘 D衰变，核燃料为氘5原子核反应有广泛的应用，如

4、用于核电站等在下列核反应中，属于核裂变反应的是()A.nLiHeB.HeC.HeHD.nKr3n【方法技巧练】裂变产生核能的计算6铀核裂变的许多可能的核反应中的一个是nKr3n(1)试计算一个铀235原子核裂变后释放的能量(、Kr、n的质量分别为235.043 9 u、140.913 9 u、91.897 3 u、1.008 7 u)；(2)1 kg铀235原子核发生上述裂变时能放出多少核能？它相当于燃烧多少煤释放的能量？(煤的热值为2.94107 J/kg)1利用重核裂变释放核能时选用铀235，主要因为()A它比较容易发生链式反应B能自动裂变，与体积无关C铀核比较容易分裂成为三部分或四部分，

5、因而放出更多的核能D铀235价格比较便宜，而且它裂变时放出的核能比其他重核裂变时放出的核能要多2重核的裂变就是()A重核分裂成核子的核反应B重核分裂成许多质量很小的轻核的核反应C重核分裂成两个或两个以上中等质量的核的核反应D中等质量的核分裂为质量很小的轻核的核反应3现已建成的核电站发电的能量主要来自于()A天然放射性元素衰变放出的能量B人工放射性同位素放出的能量C重核裂变放出的能量D化学反应放出的能量4一个铀235吸收一个中子发生核反应时大约放出196 MeV的能量，则1 g纯U完全发生核反应时放出的能量为(NA为阿伏加德罗常数)()ANA196 MeV B235NA196 MeVC23519

6、6 MeV D.196 MeV5关于铀核裂变，下列说法中正确的是()A铀核裂变的产物是多种多样的，但只能裂变成两种不同的核B铀核裂变时还能同时释放23个中子C为了使裂变的链式反应容易进行，最好用纯铀235D铀块的体积对产生链式反应无影响6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，以改变中子数目D利用石墨与中子的碰撞来改变中子的速度7下列关于铀裂变和核电站的说法中正确的是()A铀235只要俘获中子就能进行链式反应B铀235裂变后的生成物是多种多样的，但这些裂变都要发生质量亏损C核电站中镉棒是起减速剂的作用D核电站使用

7、后的核废料必须装入特制容器，深埋地下8一个U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UnXSr2n，则下列叙述正确的是()AX原子核中含有86个中子BX原子核中含有141个核子C因为裂变时释放能量，根据Emc2，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9我国物理学家钱三强、何泽慧夫妇，1947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，它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10下面是铀核裂变反应中的一个：UnSr10n已知铀235的质量为23

8、5.043 9 u，中子质量为1.008 7 u，锶90的质量为89.907 7 u，氙136的质量为135.907 2 u，则此核反应中()A质量亏损为m235.043 9 u1.008 7 u89.907 7 u135.907 2 uB质量亏损为m(235.043 91.008 789.907 7135.907 2101.008 7) uC释放的总能量为E(235.043 91.008 789.907 7135.907 2101.008 7)(3108)2 JD释放的总能量为E(235.043 91.008 789.907 7135.907 2101.008 7)931.5 MeV11如图

9、1所示是原子核的核子平均质量与原子序数Z的关系图象下列说法中正确的是()图1A若D和E能结合成F，结合过程一定要释放能量B若D和E能结合成F，结合过程一定要吸收能量C若A能分裂成B和C，分裂过程一定要释放能量D若A能分裂成B和C，分裂过程一定要吸收能量题号1234567891011答案12.核反应UnSr10n是铀核裂变核反应中的一个，已知：U的原子质量为235.043 9 u，Sr的原子质量为89.907 7 u，的原子质量135.907 2 u，中子的质量为1.000 867 u，求这个反应中释放的核能为多少MeV？(保留三位有效数字)第6节核裂变课前预习练1中子差不多核能中子n2中子中子

10、链式最小体积大于或等于大于或等于3(1)反应堆铀棒石墨重水和普通水吸收中子(2)裂变(3)循环流动(4)核射线放射性物质水泥层放射性深埋地下课堂探究练1D根据重核发生裂变的条件和裂变放能的原理分析可知，裂变时因铀核俘获中子即发生核反应，是核能转化为其他形式能的过程因而其释放的能量是远大于其俘获中子时吸收的能量的链式反应是有条件的，即铀块的体积必须大于其临界体积如果体积小，中子从铀块中穿过时，碰不到原子核，则链式反应就不会发生在裂变反应中核子数是不会减少的，如U裂变为Sr和Xe的核反应，其核反应方程为：UnSrXe10n其中各粒子质量分别为mU235.043 9 u，mn1.008 67 umS

11、r89.907 7 u，mXe135.907 2 u质量亏损为m(mUmn)(mSrmXe10mn)0.151 0 u可见铀裂变的质量亏损远小于一个核子的质量，核子数是不会减少的，因此选项A、B、C错误重核裂变为中等质量的原子核时，由于平均质量减小，还会再发生质量亏损，从而释放出核能综上所述，选项D正确2C设放出的粒子的质量数为x，电荷数为y，核反应过程满足质量数守恒和电荷数守恒由题意可得则由此判定核反应放出的一定是中子，且个数是10，C选项正确3BA选项是衰变，B选项是裂变，C选项是放射性元素的衰变，D选项是查德威克发现中子的人工转变方程，故B正确，A、C、D错4A目前核电站使用的裂变材料是

12、铀，铀在地壳中的含量较高，铀发生裂变反应产生大量的热量，驱动汽轮机发电5D裂变是重核俘获中子后变成中等质量的原子核，同时还要放出几个中子的过程，故只有选项D正确6(1)200.6 MeV(2)5.141026 MeV，相当于燃烧2 800 t煤解析(1)裂变反应的质量亏损为m(235.043 91.008 7140.913 991.897 331.008 7) u0.215 3 u一个铀235原子核裂变后释放的能量为Emc20.215 3931.5 MeV200.6 MeV(2)1 kg铀235原子核发生裂变时释放的总能量ENNE2.561024200.6 MeV5.141026 MeV设q为

13、煤的热值，M为煤的质量，有ENqM，所以M kg2 800 t方法总结因为铀235的摩尔质量为235 g/mol，1 mol铀含有6.021023个铀核，故1 kg铀中原子核的个数也可用N6.0210232.561024的方法求得课后巩固练1A铀235俘获任何能量的中子都会发生裂变反应，吸收低能量的中子裂变的几率更大2C核反应中把重核分裂成中等质量的核，并释放出核能的反应，称为裂变3C核电站发电的能量主要来自于重核的裂变放出的能量，正确选项为C.4D1 g纯铀235有NA个铀235的原子核，因此1 g铀吸收中子完全发生核反应，可以释放出NA196 MeV的能量，即D正确，A、B、C错误5BC铀

14、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，且裂变的几率小；而要引起链式反应，须使铀块体积超过临界体积故上述选项B、C正确6C控制核反应的速度是靠调节中子数目来实现，即用镉棒吸收中子改变中子数目7BD8A由质量数守恒和电荷数守恒知2351a9421,92b38解得a140，b54，其中a为X的质量数，b为X的核电荷数，X核中的中子数为ab1405486，由此可知A正确，B错误；裂变

15、释放能量，由质能关系可知，其总质量减少，但质量数守恒，故C、D均错误9B10BD计算亏损质量时要用反应前的总质量减去反应后的总质量，二者之差可用“u”或“kg”作单位，故A错，B对；质量单位为“u”时，可直接用“1 u的亏损放出能量931.5 MeV”计算总能量，故D对，当质量单位为“kg”时直接乘以(3.0108)2，总能量单位才是焦耳，故C错11AC题目图样说明了不同原子核的核子的平均质量(原子核的质量除以核子数)与原子序数的关系从图中可以看出，Fe的核子的平均质量最小，D、E的核子的平均质量比F大，故D、E结合成F时，总质量会减少，应释放核能同样的理由，A分裂成B和C时，总质量也会减少，一定会释放核能12206 MeV6