學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng)(十六)(建議用時(shí)：45分鐘)[學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)]1．(多選)當(dāng)一個(gè)重核裂變時(shí)，它能產(chǎn)生的兩個(gè)核()A．一定是穩(wěn)定的B．含有的中子數(shù)較裂變前重核的中子數(shù)少C．裂變時(shí)釋放的能量等于俘獲中子時(shí)得到的能量D．可以是多種形式的兩個(gè)核的組合【解析】重核裂變?yōu)閮蓚€(gè)中等質(zhì)量的核時(shí)平均要放出2個(gè)或3個(gè)中子，裂變釋放的能量比俘獲中子的能量大，C錯(cuò)誤．質(zhì)子數(shù)不變，中子數(shù)會(huì)減少，故B正確．重核裂變的產(chǎn)物是多種多樣的，故A錯(cuò)誤，D正確．【答案】BD2．在下列四個(gè)方程中，X1、X2、X3、X4各代表某種粒子，判斷正確的是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：】①eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(95,38)Sr＋eq\o\al(138,54)Xe＋3X1②eq\o\al(2,1)H＋X2→eq\o\al(3,2)He＋eq\o\al(1,0)n③eq\o\al(238,92)U→23490Th＋X3④eq\o\al(24,12)Mg＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(27,13)Al＋X4A．X1是電子 B．X2是質(zhì)子C．X3是α粒子 D．X4是氚核【解析】根據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒可得X1的電荷數(shù)為0，質(zhì)量數(shù)為1，因此確定X1為中子，A錯(cuò)；根據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒可得X2的電荷數(shù)為1，質(zhì)量數(shù)為2，因此確定X2為氘核，B錯(cuò)；根據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒可得X3的電荷數(shù)為2，質(zhì)量數(shù)為4，因此確定X3為α粒子，C對(duì)；根據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒可得X4的電荷數(shù)為1，質(zhì)量數(shù)為1，因此確定X4為質(zhì)子，D錯(cuò)．【答案】C3．關(guān)于鈾核裂變，下列說(shuō)法正確的是()A．鈾核裂變的產(chǎn)物是多種多樣的，但只能裂變成兩種不同的核B．鈾核裂變時(shí)還能同時(shí)釋放2～3個(gè)中子C．為了使裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)容易進(jìn)行，最好用鈾238而不用鈾235D．鈾塊的體積對(duì)產(chǎn)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)無(wú)影響【解析】鈾核受到中子的轟擊，會(huì)引起裂變，放出2～3個(gè)中子，裂變的產(chǎn)物是各種各樣的，具有極大的偶然性，只是裂變成兩塊的情況多，也有的分裂成多塊，A錯(cuò)誤，B錯(cuò)誤．鈾235受慢中子的轟擊時(shí)，裂變的概率大，而鈾238只有俘獲能量在1MeV以上的中子才能引起裂變，且裂變的幾率小，C錯(cuò)誤．而要引起鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，需使鈾塊體積超過(guò)臨界體積，故D錯(cuò)誤．【答案】B4．(多選)重核裂變和輕核聚變是人們獲得核能的兩個(gè)途徑，下列說(shuō)法中正確的是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：】A．裂變過(guò)程質(zhì)量增加B．裂變過(guò)程質(zhì)量虧損C．裂變過(guò)程和聚變過(guò)程都有質(zhì)量增加D．聚變過(guò)程有質(zhì)量虧損【解析】重核裂變和輕核聚變都能釋放巨大的能量，由愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程知兩過(guò)程均會(huì)有質(zhì)量虧損．【答案】BD5．關(guān)于核聚變，以下說(shuō)法不正確的是()A．與裂變相比輕核聚變輻射極少，更為安全、清潔B．要使輕核發(fā)生聚變，必須使它們的距離達(dá)到10－15m以內(nèi)，核力才能起作用C．地球聚變?nèi)剂系膬?chǔ)量十分豐富，從海水中可以提煉出大量核聚變所需的氘核D．核聚變比核裂變更易控制【解析】與裂變相比，核聚變有下面的幾個(gè)優(yōu)勢(shì)：(1)安全、清潔、輻射少；(2)核燃料儲(chǔ)量多；(3)核廢料易處理．但核聚變不易控制其發(fā)電還沒(méi)有投入實(shí)際運(yùn)行，所以D項(xiàng)是錯(cuò)誤的．【答案】D6．(多選)一個(gè)原子核eq\o\al(235,92)U在中子的轟擊下發(fā)生一種可能的裂變反應(yīng)，其裂變方程為eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→X＋eq\o\al(94,38)Sr＋2eq\o\al(1,0)n，則下列敘述正確的是()A．X原子核中含有140個(gè)核子B．X原子核中含有86個(gè)中子C．因?yàn)榱炎儠r(shí)釋放能量，所以裂變后粒子的總質(zhì)量數(shù)增加D．因?yàn)榱炎儠r(shí)釋放能量，所以裂變后粒子的總質(zhì)量數(shù)減少【解析】由核反應(yīng)方程的質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知：X原子核中含有92－38＝54個(gè)質(zhì)子，235＋1－94－2－54＝86個(gè)中子.86＋54＝140個(gè)核子；故A正確，B正確；據(jù)愛(ài)因斯坦的質(zhì)能方程可知，質(zhì)量虧損時(shí)釋放能量不是質(zhì)量變成了能量，而是虧損的質(zhì)量以能量的形式釋放，但質(zhì)量數(shù)依然守恒，故C、D錯(cuò)誤．【答案】AB7．1個(gè)鈾235核吸收1個(gè)中子發(fā)生核反應(yīng)時(shí)，大約放出196MeV的能量，則1g純鈾235完全發(fā)生核反應(yīng)放出的能量是多少？【導(dǎo)學(xué)號(hào)：】【解析】1g純鈾235有eq\f(1,235)×NA個(gè)鈾235核．因此1g純鈾235吸收中子完全發(fā)生核反應(yīng)可以釋放出eq\f(NA,235)×196MeV能量＝5.0×1023MeV.【答案】5.0×1023MeV[能力提升]8．(多選)1938年哈恩用中子轟擊鈾核，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)物中有原子核鋇(Ba)、氪(Kr)、中子和一些γ射線．下列關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法中正確的是()A．這個(gè)實(shí)驗(yàn)的核反應(yīng)方程是eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)nB．這是一個(gè)核裂變過(guò)程，反應(yīng)后粒子質(zhì)量之和大于反應(yīng)前粒子質(zhì)量之和C．這個(gè)反應(yīng)中釋放出的能量可以用愛(ài)因斯坦的光電效應(yīng)方程來(lái)計(jì)算D．實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的γ射線，其穿透能力極強(qiáng)【解析】根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒，鈾核裂變的核反應(yīng)方程應(yīng)為eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)n，選項(xiàng)A正確；鈾核裂變過(guò)程中，產(chǎn)生γ射線，放出能量，發(fā)生質(zhì)量虧損，釋放的能量根據(jù)愛(ài)因斯坦的質(zhì)能方程計(jì)算，選項(xiàng)B、C不正確；核反應(yīng)中產(chǎn)生的γ射線頻率很高，穿透能力極強(qiáng)，是能量極高的光子，選項(xiàng)D正確．【答案】AD9．核電站利用原子核鏈?zhǔn)椒磻?yīng)放出的巨大能量進(jìn)行發(fā)電，eq\o\al(235,92)U是核電站常用的核燃料.eq\o\al(235,92)U受一個(gè)中子轟擊后裂變成eq\o\al(144,56)Ba和eq\o\al(89,36)Kr兩部分，并產(chǎn)生________個(gè)中子．要使鏈?zhǔn)椒磻?yīng)發(fā)生，裂變物質(zhì)的體積要________(選填“大于”或“小于”)它的臨界體積．【解析】核反應(yīng)方程遵守質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，且該核反應(yīng)方程為eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)n，即產(chǎn)生3個(gè)中子．臨界體積是發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的最小體積，要使鏈?zhǔn)椒磻?yīng)發(fā)生，裂變物質(zhì)的體積要大于它的臨界體積．【答案】3大于10．已知eq\o\al(235,92)U(質(zhì)量為235.0439u)裂變后生成eq\o\al(141,56)Ba(質(zhì)量為140.9139u)和eq\o\al(92,36)Kr(質(zhì)量為91.8973u)，同時(shí)放出3個(gè)中子(每個(gè)中子質(zhì)量為1.0087u)，則1kg鈾全部裂變所放出的能量相當(dāng)于多少千克優(yōu)質(zhì)煤完全燃燒時(shí)放出的能量？(1kg優(yōu)質(zhì)煤完全燃燒時(shí)產(chǎn)生3.36×107J的熱量)【導(dǎo)學(xué)號(hào)：】【解析】核反應(yīng)方程為eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(141,56)Ba＋eq\o\al(92,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)n質(zhì)量虧損為Δm＝(mU＋mn)－(mBa＋mKr＋3mn)＝(235.0439＋1.0087)u－(140.9139＋91.8973＋3×1.0087)u＝0.2153u.釋放的核能為ΔE＝Δmc2＝0.2153×931.5MeV≈200MeV，已知235g鈾有6.02×1023個(gè)鈾核，那么1kg鈾內(nèi)大約有eq\f(1,0.235)×6.02×1023＝2.56×1024個(gè)鈾核，由此可知1kg鈾全部裂變放出的能量為ΔE＝2.56×1024×200MeV＝5.12×1026MeV＝5.12×1032eV＝8.2×1013J，則相當(dāng)于優(yōu)質(zhì)煤的質(zhì)量為M＝eq\f(8.2×1013,3.36×107)kg＝2.44×106kg.【答案】2.44×106kg11．已知氘核質(zhì)量為2.0136u，中子質(zhì)量為1.0087u，eq\o\al(3,2)He核的質(zhì)量為3.0150u．兩個(gè)速率相等的氘核對(duì)心碰撞聚變成eq\o\al(3,2)He并放出一個(gè)中子，釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能．(質(zhì)量虧損為1u時(shí)，釋放的能量為931.5MeV.除了計(jì)算質(zhì)量虧損外，eq\o\al(3,2)He的質(zhì)量可以認(rèn)為是中子的3倍)(1)寫(xiě)出該核反應(yīng)的反應(yīng)方程式．(2)該核反應(yīng)釋放的核能是多少？(3)若測(cè)得反應(yīng)后生成中子的動(dòng)能是3.12MeV，則反應(yīng)前每個(gè)氘核的動(dòng)能是多少M(fèi)eV?【解析】(1)核反應(yīng)方程為eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(3,2)He＋eq\o\al(1,0)n(2)質(zhì)量虧損為Δm＝2.0136×2u－(3.0150u＋1.0087u)＝0.0035u，釋放的核能ΔE＝Δmc2＝0.0035×931.5MeV＝3.26MeV(3)設(shè)中子和eq\o\al(3,2)He核的質(zhì)量分別為m1、m2，速度分別為v1、v2.反應(yīng)前每個(gè)氘核的動(dòng)能是E0，反應(yīng)后中子和eq\o\al(3,2)He核動(dòng)能分別為E1、E2，根據(jù)動(dòng)量守恒定律，得m1v1－m2v2＝0，