2017粤教版高中物理选修45《裂变和聚变》规范训练

第五节裂变和聚变

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（时间：60分钟）

I I

知识点一对核裂变的理解及核能的计算

1。裂变反应中释放出的能啟来自于（）.

A。核子消失转化为能量

B.原子中电子与原子核的电势能减小

C。入射的中子消失转化为能量

D.原子核的比结合能变大，释放出能量

解析发生核反应过程中，核子数保持守恒”中子未消失，故入C错误，能量

来自于原子核内部，因重核在分裂为中等质量的原子核时，比结合能増加而释

放岀能量,C错误、D正确。

答案D

2.（双选）当一个重核裂变时，它能产生的两个核（）。

Ao 一定是稳定的

Bo所含有的中子数较裂变前重核的中子数少

Co裂变时释放的能量等于俘获中子时得到的能量

D・可以是多种形式的两个核的组合

解析重核裂变为两个中等质量的核时平均要放岀2〜3个中子，故两核中子数会比原来的重核减少,重核裂变的产物是多种多样的，选项B. D正确.

答案BD

3.（双选）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，但只能裂变成两种不同的核

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，最好用纯铀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冲击，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比较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，需使铀块体积超过临界体积，故B、C正确.

答案BC

4.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，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

解析铀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。

答案A

5.—个错误! U核在中子的轰击下发生一种可能的裂变反应，其裂变方程为错误!

U+错误!n—X+错误!Sr+2错误!n,则下列叙述正确的是（）・

A.X原子核中含有86个中子

B.X原子核中含有141个核子

Co因为裂变时释放能量，根据£=展2,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

解析X原子核中的核子数为(235 +1)-(94 + 2 ) = 140，故B错误；中子数为140・(92・38) = 86,故A正确；裂变时释放能量，岀现佞量亏损，但是其总质量数是不变的，故C、D错误.

答案A

6.现有的核电站常用的核反应之一是：

错误! U+错误! n—错误!Nd+Zr+3错误!n+8错误!e+v

(1)核反应方程中的是反中微子，它不带电，质量数为零，试确定生成物

®(Zr) 的电荷数与质量数。

(2)已知铀核的质量为235、043 9 u,中子的质量为1、008 7 u,枚(Nd)核的质

量为142、909 8 u,错核的质量为89、904 7 U,试计算1 kg铀235裂变释放的能量为多少？

解析⑴错的电荷数Z = 92 - 60 + 8 = 40,质量数4 = 236・146 = 90、核反应方程中用符号错误! Zi•表示.

(2)1 kg铀235中铀核的个数为

”=：错误！=2、56X1024 (个)

不考康核反应中生成的电子质量,1个铀235核裂变产生的质量亏损为皿=

0、212 u,释放的能量为

AE = 0% 212X931、5 MeV =197、5 MeV

则1 kg铀235完全裂变释放的能量为

E = H = 2、56X1024X197、5 MeV = 8% 1X1O13J.

答案(1) 40 90 (2)8、1X1013 J

知识点二对核聚变的理解及核能的计算

7。关于核聚变，以下说法不正确的是().

A。与裂变相比轻核聚变辐射极少，更为安全、清洁

B。世界上已经有利用核聚变能来发电的核电站

C。要使轻核发生聚变，必须使它们的距离达到KT" m以内，核力才能起作用

D.地球聚变燃料的储量十分丰富，从海水中可以提炼出大量核聚变所需的

気核

解析与裂变相比，核聚变有下面的几个优势：(1)安全、清洁、辐射少;(2)核燃料储量多;(3 )核废料易处理。但核聚变发电还没有投入实际运行。所以B 项是不正确的。

答案B

8.关于轻核聚变释放核能，下列说法正确的是()・A・一次聚变反应一定比一次裂变反应释放的能量多

B.聚变反应比裂变反应每个核子释放的平均能量一定大

C.聚变反应中粒子的比结合能变小

D.聚变反应中由于形成质量较大的核，故反应后质量增加

解析在一次聚变反应中释放的能量不_定比裂变反应多，但平均每个核子释放的能量一定大，故A错误、B正确；由于聚变反应中释放岀巨大能量，则比结合能一定増加,质量发生亏损,故C、D错误。

答案B

9.太阳不断地向外辐射能量，仍保持1千万度以上的高温,其主要原因是太阳内

部进行着剧烈地A.衰变反应

C。裂变反应

()。

B.人工核反应

D。热核反应

解析太阳的内部时刻都在进行着轻核的聚变,即热核反应。

答案D

10.4个氢核聚变成一个氮核，同时放出两个正电子，释放出2、8X106eV的能

量，写出核反应方程，并计算lg氢核完成这个反应后释放出多少焦耳的能量.

解析该反应的核反应方程为：4错误!H—错误!He + 2错误!ie,由此可知, 平均每个氢核反应释放岀的能量为

Eo=错误！eV = 7X105eV

1 g氢核（即1 mol）所包含的氢核的粒子个数为6、0X 1023个

应释放岀的总能量E为：

E = 7X105X6. OX1O23 eV = 4% 2X1029 eV = 6. 72X10】° J、

答案见解析

II综合提升II

11。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纯错误!92U完全发生核反应时放出的能量为（N A为阿伏加德罗常数）

（）。

A・N A X 196 MeV B.235 N A X 196 MeV

C.235X196MeV D、错误！X 196 MeV

解析由于1 mol的铀核质量为235 g,l g铀235的摩尔数为错误！，因此1 g 铀235释放的能量E =错误! X 196 MeV,故D正确。

答案D

12o 1945年7月，为了加速日本军国主义的灭亡,促使日本早日无条件投降，美国在日本的广岛、长崎投下了两枚原子弹.落在日本广岛的原子弹，其爆炸