201x-201x高中物理 第十九章 原子核 19-6 核裂变习题 新人教版选修3-5

2．(多选)当一个重核裂变时，它所产生的两个核( ) A．含有的质子数比裂变前重核的质子数少 B．含有的中子数比裂变前重核的中子数少 C．裂变时释放的能量等于俘获中子时得到的能量 D．可能是多种形式的两个核的组合 解析 由于在裂变反应中吸收一个中子而释放出几个 中子，质子数没有发生变化，而两个新核的中子数减少，A 错误，B 正确；反应前后质量发生了亏损而释放出能量， 并不等于俘获中子时得到的能量，在裂变反应中，产物并 不是唯一的，故 C 错误，D 正确。
8．(多选)下列说法中正确的是( ) A．铀核裂变的核反应是29325U→15461Ba＋9326Kr＋210n B．已知质子、中子、α 粒子的质量分别为 m1、m2、 m3，那么，质子和中子结合成一个 α 粒子，释放的能量是(2m1 ＋2m2－m3)c2 C．铀(29328U)经过多次 α、β 衰变形成稳定的铅(28026Pb)的 过程中，有 6 个中子转变成质子 D．一个处于 n＝5 能级态的氢原子，自发向低能级跃 迁的过程中能够辐射 10 种不同频率的电磁波
(2)①29349Pu→42He＋29325U＋E
② α 粒子和反冲核的总动能为 Eα＋ EU＝ (M0－ m－
M)×931.5 MeV－E≈4.26 MeV，不计光子动量，根据动量
守恒，α 粒子和反冲核动量大小相等，方向相反，而动能
Ek＝
p2 ， 2m
所
以 Eα ＝ EU
M， m
则
α
粒子动能
Eα＝M＋M m·(Eα＋
①写出核衰变方程； ②α 粒子和铀核的动能各是多少 MeV。 答案 (2)①29394Pu→42He＋29352U ②4.19 MeV 0.07 MeV
解析 (1)铀 238 具有放射性，放出一个 α 粒子，变成 钍 234，A 正确。铀 238 和铀 235 质子数相同，互为同位素， B 正确。核辐射能导致基因突变，是皮肤癌和白血病的诱 因之一，C 正确。贫铀炸弹的穿甲力很强，是因为它的弹 芯是由高密度、高强度的铀合金组成，所以其穿透力远远 超过一般炸弹，D 错误。
第十九章 原子核 第6节 核裂变
ppt课件
03课后巩固训练
[基础达标练] 1．(多选)下列说法正确的是( ) A．裂变与衰变相同，也能自发进行 B．核反应堆中链式反应速度可人工控制 C．核电站用的核燃料必须是纯铀棒 D．核武器——原子弹，应用的是重核裂变
解析 裂变不能自发进行，A 错误；核电站用的核燃 料是铀棒，其成分是天然铀或浓缩铀(铀 235 的含量占 2%～ 4%)，不是纯铀棒，C 错误；镉棒控制核反应堆中链式反 应速度，B 正确；原子弹应用的是重核裂变，D 正确。
解析 裂变是重核分裂成中等质量的原子核的核反 应，选项 B 正确。选项 A 为 α 衰变，选项 C 为 β 衰变，选 项 D 为发现中子的人工核转变，A、C、D 错误。
6．(多选)人类通过链式反应来利用核能的方式有下列 哪两类( )
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
3．(多选)关于重核的裂变，以下说法中正确的是( ) A．一种重核只能存在一种裂变方式 B．一种重核可以有多种裂变方式 C．重核核子的平均质量比中等质量核的核子的平均质 量大，因而裂变时，存在质量亏损，释放大量核能 D．中等质量核的核子平均质量比重核的核子平均质量 大，因而裂变时存在质量亏损，释放大量核能
B．铀核裂变的一种可能核反应是29325U→15357Cs＋9367Rb＋ 210n
C．放射性碘15331I 发生 β 衰变的方程为15331I→15341Xe＋－01e D.29325U 裂变形式有多种，每种裂变产物不同，质量亏损 不同，但释放的核能相同
(2)处于静止状态的某原子核 X，发生 α 衰变后变成质
解析 一种重核可以有多种裂变方式，A 错误，B 正 确；重核核子的平均质量比中等质量核的核子的平均质量 大，C 正确，D 错误。
4．(多选)下列说法中正确的是( ) A．核能发电对环境的污染比火力发电要小 B．核能发电对环境的污染比火力发电要大 C．目前所有核电站都只利用重核裂变释放大量的核能 D．核能是非常清洁的能源，无任何污染
量为 M 的原子核 Y，被释放的 α 粒子垂直射入磁感应强度
为 B 的匀强磁场中，测得其圆周运动的半径为 r，设 α 粒子
质量为 m，质子的电荷量为 e，试求：
①衰变后 α 粒子的速率 vα 和动能 Ekα；
②衰变后 Y 核的速率 vY 和动能 EkY；
③衰变前 X 核的质量 MX。
答案
(2)①2Bmer
2B2e2r2 m
②2BMer
2B2er2m1 ＋M1
(2)一个钚的同位素29349Pu 静止在匀强磁场中，垂直于磁 场方向释放一个 α 粒子，变成铀的同位素，同时辐射能量 为 E＝0.09 MeV 的光子(动量不计)。钚核质量为 M0＝ 238.999655 u，α 粒子质量 m＝4.001509 u，反冲铀核质量为 M＝234.993470 u。
解析 原子弹爆炸时，铀块的体积大于临界体积，快 中子直接被铀核吸收，发生裂变反应，放出核能，链式反 应速度不可控制，极短的时间内释放出大量的核能，A 错 误，B 正确；核反应堆释放核能的速度是稳定的，利用可 控制的慢中子链式反应建成，C 正确，D 错误。因此答案 选 B、C。
7．镉棒在核反应堆中的作用是( ) A．使快中子变慢中子 B．使慢中子变快中子 C．使反应速度加快 D．控制反应速度，调节反应速度的快慢 解析 在核反应堆中石墨起变快中子为慢中子的作 用，A、B 错误；镉棒起吸收中子、控制反应速度、调节功 率大小的作用，C 错误，D 正确。
EU)≈4.19
MeV ， 铀 核 动 能
EU
＝
m M＋
m
(Eα
＋
EU)≈0.07
MeV。
10．(1)2011 年，日本发生 9 级地震，福岛第一核电站 严重受损，大量放射性铯15357Cs 和碘15331I 进入大气和海水，造 成对空气和海水的放射性污染。下列说法正确的是( )
A．核反应堆中的核废料不再具有放射性，对环境不会 造成影响
中子转变成质子。故 C 正确；一个处于 n＝5 能级态的氢原 子，自发向低能级跃迁的过程中最多能够辐射 4 种不同频 率的电磁波。故 D 错误。
[题组通关练] 9．(1)贫铀炸弹是一种杀伤力很强的武器，贫铀是提炼 铀 235 以后的副产品，其主要成分为铀 238，贫铀炸弹不仅 有很强的穿甲能力，而且铀 238 具有放射性，残留物可长期 对环境起破坏作用而造成污染。人长期生活在该环境中会受 到核辐射而患上皮肤癌和白血病。下列叙述错误的是( ) A．铀 238 的衰变方程式：29328U→29304Th＋42He B.29325U 和29328U 互为同位素 C．人患皮肤癌和白血病是因为核辐射导致了基因突变 D．贫铀炸弹的穿甲能力很强，也是因为它的放射性
解析 目前核电站都用核裂变，核能是比较清洁的能 源，但也有一定的污染，故 A、C 正确，B、D 错误。
5．下列方程中，表示核裂变的是( ) A.29328U→29304Th＋42He B.29325U＋10n→15369Ba＋9346Kr＋310n C.164C→174N＋－01e D.94Be＋42He→162 C＋10n
解析 铀核裂变有多种裂变的方式，但是每一种都要 有慢中子的参与，即反应方程的前面也要有中子。故核反 应方程：29325U＋10n→15461Ba＋9326Kr＋310n。故 A 错误；质子、 中子、α 粒子的质量分别为 m1、m2、m3，两个质子和两个 中子结合成一个 α 粒子，减小的质量是(2m1＋2m2－m3)， 根据质能方程得：释放的能量是(2m1＋2m2－m3)c2。故 B 正确；根据质量数和电荷数守恒知：238－206＝4×8，发 生 8 次 α 衰变；92＝82＋2×8－6，发生 6 次 β 衰变，β 衰 变的实质即为中子转化为质子同时释放电子，所以有 6 个