课时跟踪检测（三十五） 核 裂 变一、单项选择题11938年哈恩用中子轰击铀核(92U)，发现产物中有原子核钡(56Ba)、氪(Kr)、中子和一些射线。下列关于这个实验的说法中正确的是()A这个实验的核反应方程是92Un56BaKrnB这是一个核裂变过程，反应后粒子质量之和大于反应前粒子质量之和C这个反应中释放出的能量不可以用爱因斯坦的质能方程来计算D实验中产生的射线穿透能力极强解析：选D根据质量数守恒、电荷数守恒，铀核裂变的核反应方程应为92Un56BaKr3n，选项A错误；铀核裂变过程中产生射线，放出能量，发生质量亏损，释放的能量根据爱因斯坦的质能方程计算，选项B、C错误；核反应中产生的射线，穿透能力极强，是能量极高的光子，选项D正确。2一个92U在中子的轰击下发生一种可能的裂变反应，其裂变方程为92UnXSr2n，则下列说法正确的是()AX的原子核中含有86个中子BX的原子核中含有141个核子C因为裂变释放能量，出现质量亏损，所以裂变后的总质量数减少DU是天然放射性元素，它的半衰期约为7亿年，随着地球环境的不断变化，半衰期可能变短也可能变长解析：选A根据电荷数和质量数守恒，X的原子核中有923854个质子，2351942140个核子，1405486个中子，A项正确，B项错误；裂变过程总质量数守恒，C项错误；半衰期由核本身的因素决定，与外界条件无关，D项错误。3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U的裂变，现有四种说法：U原子核中有92个质子，143个中子U的一种可能裂变是变成两个中等质量的原子核，反应方程式为UnXeSr2nU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一个U裂变能放出200 MeV的能量，合3.21011J。以上说法中完全正确的是()ABC D解析：选D由U的质量数和电荷数关系易知正确；由核反应方程中电荷数守恒和质量数守恒知正确；半衰期不受外界因素干扰，故错误；通过计算易知正确，故答案为D。4裂变反应中释放出的能量来自于()A核子消失转化为能量B原子中电子与原子核之间的电势能减小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：选D发生裂变反应过程中，核子数保持守恒，中子也不会消失，故A、C错误；能量来自于原子核内部，由于重核在分裂为中等质量的原子核时，比结合能增加而释放出能量，B错误，D正确。5一个铀235吸收一个中子后发生的核反应方程式是92Un54XeSr10n，放出的能量为E，铀235核的质量为M，中子的质量为m，氙136核的质量为m1，锶90核的质量为m2，真空中光速为c，则释放的能量E等于()A(Mm1m2)c2B(Mmm1m2)c2C(Mm1m29m)c2D(m1m29mM)c2解析：选C铀235裂变时的质量亏损mMmm1m210mMm1m29m，由质能方程可得Emc2(Mm1m29m)c2。故正确选项为C。61个铀235吸收1个中子发生核反应时，大约放出196 MeV 的能量，则1 g纯铀235完全发生核反应放出的能量为(NA为阿伏加德罗常数)()ANA196 MeV B235NA196 MeVC235196 MeV D.196 MeV解析：选D1 g纯铀235有NA个铀235的原子核，因此1 g纯铀吸收中子完全发生核反应，可以放出的能量为196 MeV，即D正确，A、B、C错误。二、多项选择题7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：选BD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，不等于俘获中子的能量，在裂变反应中，产物并不是唯一的，故C错误，D正确。8关于核反应堆，下列说法正确的是()A铀棒是核燃料，裂变时释放核能B镉棒的作用是控制反应堆的功率C石墨的作用是吸收中子D冷却剂的作用是控制反应堆的温度和输出热能解析：选ABD铀棒是核燃料，裂变时可放出能量，故A正确；镉棒吸收中子的能力很强，作用是调节中子数目以控制反应速度，即控制反应堆功率，故B正确；慢中子最容易引发核裂变，所以在快中子碰到铀棒前要进行减速，石墨的作用是使中子减速，故C错误；水或液态金属钠等流体在反应堆内外循环流动，把反应堆内的热量传输出去，用于发电，同时也使反应堆冷却，控制温度，故D正确。三、非选择题9.92U受中子轰击时会发生裂变，产生56Ba和 Kr，同时放出200 MeV的能量，现要建设发电能力是50万千瓦的核电站，用铀235作为原子锅炉的燃料，假设核裂变释放的能量全部被用来发电，那么一天需要纯铀235的质量为多少？(阿伏加德罗常数取6.021023 mol1)解析：每天发电的总量E243.61035108 J4.321013 J。要得到这么多能量需要裂变的铀原子数目n1.351024。则对应的质量m235103 kg0.527 kg。答案：0.527 kg10裂变反应是目前核能利用中常用的反应。以原子核 92U为燃料的反应堆中，俘获一个慢中子后发生的裂变反应可以有多种方式，其中一种可表示为92Un 54Xe Sr3n235043 9 1.008 7 138.917 8 93.915 4反应方程下方的数字是中子及有关原子的静止质量(以原子质量单位u为单位)。(已知1 u的质量对应的能量为931.5 MeV)求此裂变反应过程中，(1)亏损质量为原子质量单位的多少倍？(2)释放出的能量是多少？(3)铀核平均每个核子释放的能量有多大？解析：(1)92U裂变成 54Xe和 Sr，同时放出中子 n，裂变前后质量变化mm前m后(235.043 91.008 7138.917 893.915 431.008 7)u0.193 3 u即亏损质量为原子质量单位的0.193 3倍。(2)由爱因斯坦质能方程，得Emc20.193 3931.5 MeV180 MeV。(3)铀核平均每个核子释放的能量为0.766 MeV。答案：(1)0.193 3(2)180 MeV(3)0.766 MeV