1、119. 6 核裂变 习题基 础 巩 固1现已建成的核电站的能量来自于( )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答案：C2(双选)当一个重核裂变时，它所产生的两个核( )A是稳定的B含有的中子数较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出 2 3 个中子，故中子数会减少，重核裂变的产物是多种多样的，选项 B、D 正确答案：BD3我国秦山核电站第三期工程中有两个 60 万千瓦的发电机组，发电站的核能来源于92U 的裂变，现有四种说法：235
2、92U 原子核中有 92 个质子，143 个中子；235 92U 的一种可能裂变是变成两个中等质量的原子核，核反应方程为 92U n235 235 1054Xe Sr2 n；139 9538 10 92U 是天然放射性元素，常温下它的半衰期约为 45 亿年，升高温度半衰期缩短；235一个 92U 裂变能放出 200 MeV 的能量，合 3.21011 J.235以上说法中完全正确的是( )A B2C D解析： 92U 有核 子数 235 个，质子数 92 个，中子数 23592143，对；裂变反235应式满足质量数守恒，电荷数也守恒，对；半衰期与温度无关，错；根据爱因斯坦质能方程知正确，所以
3、D项正确答案：D4在核反应方程式 U n Sr Xe kX 中( )23592 10 9038 13654AX 是中子， k9 BX 是中子， k10CX 是质子， k9 DX 是质子， k10解析：核反应方程应遵循电荷数守恒和质量数守恒，在题目所给的核反应中，设 X 的质子数 x，则核反应方程的左边质子数为 92092，右边质子数为3854 x92， x0，X 的质子数为 0，所以 X 为中子，左边质量数为 235 1236，右边质量数为 90136 k1236， k10，所以 k 的数值为 10.答案：B5一个 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 U23592 2
4、3592nX Sr2 n，则下列叙述正确的是( )10 9438 10AX 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 E mc2，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(2351)(942)140 个，B 错误中子数为140(9238)86 个，A 正确裂变时释放能量，出现质量亏损，但是其总质量数是不变的，C 、D 错答案：A6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3C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
5、子为慢中子的作用，镉棒起吸收中子、控制反应速度、调节功率大小的作用答案：D7为使链式反应平稳进行，可采用下列的办法 ( )A铀块可制成任何的体积B铀核裂变释放的中子可直接去轰击另外的铀核C通过慢化剂将产生的中子减速D用镉棒可作为慢化剂使中子减速解析：由于使铀块发生链式反 应的体积应大于临界体积，故 A 错误，铀核裂变释放出的为快中子，不能直接再去轰击铀核，必须用慢化剂减速，而镉棒是用于控制中子数量的，故 C 正确，B、D 错误答案：C8(双选)山东荣成石岛湾核电站总装机规模 400 万千瓦核电站与火电站相比较，其优势在于( )A核燃料释放出的能量远大于相等质量的煤放出的能量B就可采储量来说，地
6、球上核燃料资源远多于煤炭C核电站造成的污染大于相等发电能力的火电站D核电站比火电站更容易建造解析：核电站与火电站相比，相等质量的核燃料放出的能量比煤放出的能量要大很多，地球上可开采核矿石储量所能提供的能量约为煤、石油的 15 倍，只要措施得当，核电站造成的污染很小，核能属于清洁能源，A、B 均正确，C 错误；核电站的建造难度较大，D 错误答案：AB能 力 提 升9一个铀 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492U 完全发生核反应时放出的能量为( NA为阿伏加德罗常数)( )235A NA196 MeV B235 NA196 MeVC235196 M
7、eV D. 196 MeVNA235解析：由于 1 mol 的铀核质量为 235 g,1 g 铀 235 的摩尔数为 ，因此 1 g 铀 235 释1235放的能量 E 196 MeV，故 D 正确NA235答案：D10用中子轰击铀核( U)，其中的一个可能反应是分裂成钡( Ba)和氪( Kr)两部23592 14156 9236分，放出 3 个中子各个核和中子的质量如下：mU390.313 910 27 kg，mn1.674 910 27 kg，mBa234.001 610 27 kg，mKr152 .604 71027 kg.试写出核反应方程，算出反应中释放的核能解析：根据反应前后的质量数
8、守恒、核电荷数守恒和反应中的能量守恒，就可以写出核反应方程根据该反应 前后的质量亏损，用爱因斯坦的质能方程就可算出释放的核能此铀核裂变方程为：n U Ba Kr3 n10 23592 14156 9236 10则核反应前后的质量亏损为： m mU mn mBa mKr3 mn0.357 810 27 kg由爱因斯坦的质能方程可得释放的核能为： E mc20.357 810 27 (2.997 9108)23.215 710 11 (J)答案： n U Ba Kr3 n10 23592 14156 9236 103215 710 11 J11每昼夜消耗 220 g 铀 235 的原子能发电站，如
9、果效率为 25%，它能产生的电功率是多大？(每个铀核裂变时放出的能量为 200 MeV)5解析：2 20 g 铀 235 中含铀核数量为：N 6.0210235.6410 23(个)220235N 个铀核裂变放 出的能量为：E5.6410 232001.1310 26 (MeV)转化成的电能：E 电 E25%2.8310 25 MeV2.8310 251061.61019 J4.5310 12 J.一昼夜时间为： t243 60086 400 (s)所以电功率： P 5.2410 7 (W)E电t 4.53101286 400答案：5.2410 7 W12某一年，7 颗人造卫星同时接收到来自远
10、方的中子星发射的 光子，经分析确认，1 个负电子和 1 个正电子湮灭时放出 2 个频率相同的 光子已知负电子、正电子的静止质量 m09.110 31 kg，又已知静止质量为 m0的粒子，其能量 E 和湮灭前的动量 p 满足关系 E2 c2p2 m v4.式中 c 为光速，若负电子、正电子的动量为零，求：20(1)写出湮灭的核反应方程式(2)用动量的有关知识说明上述核反应不可能只放出一个光子(3)计算出 光子的频率解析：(1)核反应方 程式为： 01 e e2.01(2)若只放出一个光子，说明反应后总动量不为零，而反应前总动量为零，违反动量守恒定律，所以只放出一个光子是不可能的(3)正、负电子湮灭前的动量为零，即 c2p2项为零，可知其对应的能量为 E m0c2，光子的能量满足 h ，由能量守恒有： m0c2 m0c22 h ，即得频率为 Hz1.2410 20 Hz.m0c2h 9.110 31 3108 26.6310 34答案：见解析
