《人教版高中物理选修3-5第十九章6.核裂变6》由会员分享，可在线阅读，更多相关《人教版高中物理选修3-5第十九章6.核裂变6（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、名校名 推荐自主广场我夯基我达标1.原子反应堆是实现可控制的重核裂变链式反应的一种装置，它主要由四部分组成（）A. 原子燃料、减速剂、冷却系统和控制调节系统B.原子燃料、减速剂、发热系统和传热系统C.原子燃料、减速剂、碰撞系统和传热系统D.原子燃料、中子源、原子能聚存系统和输送系统思路解析： 通过学习，我们知道核反应堆的构成分四部分：原子燃料、减速剂、冷却系统和控制调节系统 .答案： A2.已知在铀235 裂变成钡和氪的过程中，质量亏损m=0.215 3 u，则反应中平均每个核子释放的能量为多少？思路解析： 铀核裂变为不同的产物时， 每个核子释放的能量不同， 一般来说平均每个核子释放的能量约为
2、 1 MeV .由爱因斯坦质能方程，可求得铀核裂变时放出的能量：2E=mc=0.215 3 931.5 MeV=201 MeV铀核中含有235 个核子，所以平均每个核子释放的能量为201MeV=0.86 MeV.235答案： 0.86 MeV3.23592U 受中子轰击时会发生裂变，产生14156 Ba 和 3692 Kr ，同时放出 200 MeV 的能量 .现要建设发电功率是5105 kW 的核电站， 由铀 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，那么一天需纯铀235 的质量为多大？（阿伏加德罗常数为6.02 1023 个 /mol ）思路解析： 铀 235释放的能
3、量等于一天发电的电能，计算出发电功率为5105 kW 的发电站一天发出的电能，也就是一天所需要的235 释放的核能，进而求得铀235 的质量 .先根据发电功率计算出每天应发电能的总量为：E=243.6 103P=4.32 1013 J,要得到这么多能量需要裂变的铀原子数目为：n=4.321013=1.35 1024个，1081.610192则对应的质量为m= nM1.351024-3N6.021023 235 10kg=0.527 kg.答案： 0.527 kg4.裂变反应是目前核能利用中常用的反应，以原子核23592U 为燃料的反应堆中，23592U 俘获一个慢中子后发生裂变反应可以有多种方
4、式，其中一种方式可表示为：92235 U10 n13954Xe3894Sr310 n235.043 91.008 7138.917 893.915 4反应方程下方的数字是中子及有关原子核静止时的质量（以原子核质量u 为单位），已知 1 u 的质量对应的能量为9.3 102 MeV ，求放出的能量 .思路解析： 裂变前后的质量亏损是：m=(235.043 9+1.008 7-138.917 8-31.008 7) u,由质量方程2有E=2E=mcmc，即放出的能量22E= m9.3 10MeV .MeV=1.8 101名校名 推荐答案： 1.8 102MeV5.在原子反应堆中抽动液态金属或在医疗
5、器械中抽动血液等导电液体时，由于不允许传动的机械部分与这些液体相接触，常使用一种电磁泵，如图19-6-5所示为这种电磁泵的结构 .导管放在磁场中，当电流通过导电液体时，这种液体即被驱动.如果导管中截面面积为 h，磁场的宽度为 L ，磁感应强度为 B ，液体穿过磁场区域的电流为I，求驱动力造成的压强差为多少？图 19-6-5思路解析： 电磁泵的原理是，当电流流过液体时，液体即成为载流导体，在磁场中受到安培力作用，力的方向由左手定则判定，所以液体将沿v 的方向流动 .液体导电后可视为导体，从电磁泵原理图中可抽象出通电导体在磁场中受力模型.以载流导体为对象，根据安培力公式，载流导体受到的安培力（即液
6、体受力）为F=BIh ，由压强公式得p= F ，由题知S=h,S由上面的几个关系得p= BI .答案： p=BI6.在所有能源中，核能具有能量密度大，地区适应性强的优势，在核电站中，核反应堆释放的核能被转化为电能 .核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量核能 .（1）核反应方程式23592U01n14156Ba9236 KraX 是反应堆中发生的许多核反应中的一种，10 n 为中子， X 为待求粒子， a 为 X 的个数，则X 为 _， a=_. 以mU、 mBa、 mKr 分别表示23592U 、 14156 Ba 、 3692 Kr 核的质量， mn、 mp 分别表示
7、中子、质子的质量， c 为光在真空中传播的速度，则在上述核反应过程中放出的核能E=_.（2）有一座发电能力为P=1.00106 kW 的核电站， 核能转化为电能的效率 =40%.假定反应堆中发生的裂变反应全是本题（1 ）中的核反应，已知每次核反应过程放出的核能-11-277235的质E=2.78 10Ukg，求每年（ 1 年 =3.1510 s）消耗的 92 UJ，核的质量 m =390 10量.思路解析：（ 1）由反应方程可知：X 为 1n ， a 为 3，释放的能量为E=(mU-mBa-mKrn2.0-2m )c（2）因电站发电效率为40%，故电站消耗 235U 的功率为 P=P106=2
8、.5 106 kW,40%40%电站每年消耗235 U 的能量为 W=Pt=2.5 1093.15 107=7.875 1016 J每年消耗的 235U 的质量为 M=WmU7.785 1016390 10 27kg=1 105 kg.E2.7810 112名校名 推荐答案：（ 1） 10 n3 (mU-mBa-mKr -2mn)c2(2)1 105 kg7.一静止的 23292U 核转变为22890Th 核时放出一个 粒子，已知 232U 、228Th 和 粒子的原子量分别为 M 0、 M 1、 M 2，求放出的 粒子的初动能 .思路解析： 首先根据质量关系，可计算出核反应过程中释放出的核能
9、，设232U 、228Th 和 He核的质量分别为m0、 m1、 m2.则核反应放出的能量为E=（ m0-m1-m 2)c2,忽略电子的质量，一个 232U 原子的质量应为M 0=m0(N 为阿伏加德罗常数） .NM1=m 1,M 2=m2,即(M 0 M 1M 2 )c2同理NE=N；因为反应前后总动量守恒，设反应后N228Th 与 He 核的动量分别为p1 、 p2,则 p1-p2=0. 设228Th 与 He核的动能为 Ek1 、 Ek2, 则p12,Ek2=p22Ek1 =,2m12m2p2mEm2故 粒子的初动能为211(M 0-M 1-M 2)c .2m2(m1m2 ) M 1 M
10、 2答案：M 1(M 0 -M 1-M 2)c2M 1 M 2我综合我发展8.某些放射性化学元素在一定条件下发生衰变，产生一个新核以及一个质量较小的粒子，同时放出能量，当一个镭（226Ra)发生衰变时，产生了一个 粒子以及一个氡（ 222 Rn)的核，过程如下： 22688 Ra 24He 22286Rn若已知衰变时释放的能量（即24 He 粒子与 22286 Rn 核的动能之和）为 4.87 MeV ，求 粒子的动能 .思路解析： 设镭衰变前是静止的，系统动量为零，由动量守恒定律得 mv=m Rn vRn（其中 v 和 vRn 是 粒子与氡核的速度） .将上式转变为(m v )2(mRn vRn ) 2即 m m v 2mRn mRnvRn2 k（其中 Ek和 E2222,也即 m E=mRn EkRnkRn
