《核裂变》核裂变 - 人教版高考物理复习物理知识点练习 - 读趣百科

《核裂变》核裂变

1单选题

铀核裂变的产物可能有多种情况,其中一种核反应方程为_92U_0n→$_5$6Ba_XKr+_0n+△E,△E表示核反应释放的能量并且△E=201MeV,则核反应方程中X、Y的值和核反应发生的质量亏损△m为(  )

A
X=33,Y=3,△m=2.23×10_Kg
B
X=33,Y=2,△m=2.23×10_Kg
C
X=36,Y=3,△m=3.57×10_Kg
D
X=36,Y=2,△m=3.57×10_Kg

题目答案

C

答案解析

分析:

核反应过程中,质量数与核电荷数守恒,由质量数和核电荷数守恒可以求出x、y;由质能方程可以求出质量亏损.

解答:

解:由核电荷数守恒可知,X=36,由质量数守恒可知,Y=3,

由质能方程得:△m=$\frac {△E}{c}$=$\frac {201×10_×1.6×10}{(3×10_)}$=3.57×10_Kg;

故选C.

点评:

写核反应方程式时要注意:核反应过程中,质量数与核电荷数守恒;应用质能方程即可求出质量亏损.

2多选题

(多选)一个_92U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_92U+_0n→X+$_3$8Sr+2_0n,则下列说法正确的是(  )

A
X是原子核中含有86个中子
B
X是原子核中含有141个核子
C
因为裂变释放能量,根据E=mc_,所以裂变后的总质量数增加
D
因为裂变释放能量,出现质量亏损,所以裂变后的总质量减少

题目答案

AD

答案解析

分析:

在核反应过程中,质量数和电荷数守恒,据此求出X的核电荷数与质量数;

在裂变过程中,质量数守恒,由于存在质量亏损,质量并不守恒.

解答:

解:A、设X的原子核中含有x个质子,质量数为y,根据电荷数和质量数守恒有:92=x+38,235+1=y+94+2,解得x=54,y=140,所以X的中子数为:y-x=86,故A正确;

B、根据A选项的论述可知X含义质量数为140,即核子数为140,故B错误;

C、裂变反应过程中质量数守恒,质量数不会增加,裂变过程存在质量有亏损,质量不守恒,故C错误;

D、因为裂变释放能量,出现质量亏损,所以裂变后的总质量减少,故D正确.

故选:AD.

点评:

裂变和聚变是在原子物理中学习的两种重要反应,要明确它们的特点以及应用,熟练应用质量数和电荷数守恒解答有关问题.要知道质量数守恒与质量守恒不是一回事.

3多选题

(多选)下列说法正确的是(  )

A
卢瑟福通过α粒子散射实验证实了在原子核内部存在质子
B
铀核(_92U)衰变为铅核($_8$2Pb)的过程中,要经过8次α衰变和6次β衰变
C
玻尔原子理论第一次将量子观念引入原子领域,成功地解释了所有原子光谱的实验规律
D
铀核(_92U)衰变成新核和α粒子,衰变产物的结合能之和一定大于铀核的结合能

题目答案

BD

答案解析

分析:

卢瑟福通过α粒子散射实验得出原子的核式结构模型;根据电荷数守恒、质量数守恒确定质量数和电荷数的变化,抓住β衰变质量数不变,得出α、β衰变的次数.波尔理论不能解释所有原子光谱的实验规律.结合爱因斯坦质能方程比较结合能的大小.

解答:

解:A、卢瑟福通过α粒子散射实验得出原子的核式结构模型,故A错误.

B、铀核(_92U)衰变为铅核($_8$2Pb)的过程中,质量数少32,可知α衰变的次数为8次,经过8次α衰变电荷数少16,但是衰变的过程中电荷数少10,可知发生了6次β衰变,故B正确.

C、玻尔原子理论第一次将量子观念引入原子领域,成功地解释了氢原子光谱的实验规律,不能解释所有原子光谱的实验规律,故C错误.

D、衰变后的产物相对于衰变前要稳定,所以铀核衰变成α粒子和另一原子核,衰变产物的结合能之和一定大于铀核的结合能,故D正确.

故选:BD.

点评:

本题考查了衰变的实质、玻尔理论、α粒子散射实验等基础知识点,关键要熟悉教材,牢记这些基础知识点.

4多选题

(多选)下列说法正确的是(  )

A
发生α衰变时,新核比原来的原子核中子数少2
B
发生β衰变时,新核比原来的原子核质量数少1
C
γ射线是能量很高的电磁波,具有很强的穿透能力
D
任何一个原子核的质量总是小于组成它的所有核子的质量之和
E
重核的平均结合能比中等质量核的大,当其裂变成中等质量的核时会放出核能

题目答案

ACD

答案解析

分析:

α衰变的实质是原来的核放出一个α粒子;β衰变的实质是一个中子转化为一个电子和一个质子;γ射线是能量很高的电磁波;核子组成原子核会放出能量,根据爱因斯坦质能方程,存在质量亏损.

解答:

解:A、发生α衰变时,原来的核放出一个α粒子,故新核比原来的原子核中子数少2,故A正确;

B、发生β衰变时,是一个中子转化为一个电子和一个质子,故新核与原来的原子核质量数相等,故B错误;

C、γ射线是能量很高的电磁波,频率高,波长短,具有很强的穿透能力,故C正确;

D、由于质量亏损,任何一个原子核的质量总是小于组成它的所有核子的质量之和,故D正确;

E、重核的平均结合能比中等质量核的小,当其裂变成中等质量的核时会放出核能,故E错误;

故选:ACD

点评:

本题考查原子物理部分的知识,知识点多,难度小,关键是记住相关知识,注意质量亏损的概念和结合能的概念.

5多选题

(多选)核电站的核能来源于_92U核的裂变,下列说法中正确的是(  )

A
反应后的核废料已不具有放射性,不需要进一步处理
B
_92U的一种可能的裂变是变成两个中等质量的原子核,如$_5$4X_e和$_3$8S_r,反应方程式为_92U+_0n→$_5$4Xe+$_3$8Sr+2_0n
C
_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
D
_92U原子核中有92个质子、143个中子
E
一个_92U核裂变的质量亏损为△m=0.2155u,则释放的核能约201MeV

题目答案

BDE

答案解析

分析:

根据爱因斯坦质能方程,发生核反应过程中发生质量亏损,放出大量的能量,但核反应方程还是会满足质量数和电荷数守恒;半衰期与环境温度无关;反应后的核废料仍然具有放射性,需要进一步处理.

解答:

解:A、反应后的核废料仍然具有放射性,需要进一步处理,故A错误;

B、发生核反应的过程满足电荷数和质量数守恒,有一种可能的裂变的反应方程式为:_92_U+_0_n→$_5$4_Xe+$_3$8_Sr+2_0_n,故B正确;

C、半衰期的大小由原子核内部因素决定,与外部环境无关,即升高温度并不能使半衰期缩短,故C错误;

D、92为U元素的序数,也是质子数;由中子与质子之和质量数可得,中子数:235-92=143.故D正确;

E、根据质能方程与质量亏损可知,_92_U核的裂变时释放出大量能量,产生明显的质量亏损,△E=△m•c_=0.2155×931.5=201MeV,故E正确.

故选:BDE.

点评:

本题综合考查了原子核的衰变,衰变过程满足爱因斯坦质能方程、质量数守恒和电荷数守恒.建造核电站时需要特别注意防止放射线和放射性物质的泄漏,以避免射线对人体的伤害和放射性物质对环境造成放射性污染.